RU2791114C1 - Adjustable wrench - Google Patents
Adjustable wrench Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791114C1 RU2791114C1 RU2022112678A RU2022112678A RU2791114C1 RU 2791114 C1 RU2791114 C1 RU 2791114C1 RU 2022112678 A RU2022112678 A RU 2022112678A RU 2022112678 A RU2022112678 A RU 2022112678A RU 2791114 C1 RU2791114 C1 RU 2791114C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- guide
- locking element
- throat
- jaw
- movable jaw
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения в части создания разводных ключей с регулируемым размером зева для завинчивания и отвинчивания болтов, гаек и вращения деталей с лысками.The invention relates to the field of mechanical engineering in terms of creating adjustable wrenches with adjustable jaw size for screwing and unscrewing bolts, nuts and rotation of parts with flats.
Известны разнообразные конструкции разводных ключей, содержащих базовую часть с неподвижной губкой, ручкой и направляющей, а также подвижную губку, имеющую возможность перемещения вдоль направляющей, в которых перемещение подвижной губки по направляющей относительно неподвижной губки и фиксация их взаимного положения в рабочем состоянии осуществляются с помощью червячной передачи (ГОСТ Р 54488-2011; Патент US 2020009708 (А1), МПК В25В 13/16, 09.01.2020; Патент RU 2089375, МПК В25В 13/16, 10.07.1992). Various designs of adjustable wrenches are known, containing a base part with a fixed jaw, a handle and a guide, as well as a movable jaw that can move along the guide, in which the movement of the movable jaw along the guide relative to the fixed jaw and fixing their relative position in working condition are carried out using a worm gear. transmission (GOST R 54488-2011; US Patent 2020009708 (A1), IPC
Общим недостатком подобных устройств является то, что для изменения размера зева ключа требуется вращать червяк, а это при работе с гайками с разными размерами под ключ требует поворота червяка на несколько оборотов при переходе с одного размера на другой. При этом вращение червяка может занимать существенное время, что снижает производительность труда и удобство пользования данным крепежным инструментом. Кроме того, наличие люфта в червячной передаче делает, в ряде случаев, неудобным и не всегда надежным обжатие гайки губками разводного ключа. При этом точное изготовление ряда деталей червячной передачи технологически достаточно сложное.A common disadvantage of such devices is that to change the size of the wrench, it is required to rotate the worm, and this, when working with nuts with different turnkey sizes, requires turning the worm a few turns when switching from one size to another. In this case, the rotation of the worm can take a significant amount of time, which reduces labor productivity and ease of use of this fastening tool. In addition, the presence of play in the worm gear makes, in some cases, inconvenient and not always reliable compression of the nut with the jaws of an adjustable wrench. At the same time, the exact manufacture of a number of worm gear parts is technologically quite complicated.
Известны также конструкции разводных ключей, в которых фиксация взаимного положения подвижной и неподвижной губок в рабочем состоянии осуществляются с использование зубчатого сочленения храпового типа (Патент FR 2244598 (А1), МПК В25В 13/10, 18.04.1975; Патент US 20190358786 (А1), МПК B25B 13/22, 28.11.2019). В данных конструкциях изменение размера зева осуществляется дискретно с шагом зубчатого сочленения, что не всегда обеспечивает надежное обжатие гайки губками разводного ключа, а также не исключается люфт в зубчатом сочленении. Указанные конструкции также недостаточно технологичны вследствие наличия элементов с зубцами.There are also designs of adjustable wrenches in which the fixation of the relative position of the movable and fixed jaws in working condition is carried out using a ratchet-type gear joint (Patent FR 2244598 (A1), IPC
Существуют конструкции разводных ключей, в которых блокирование перемещения подвижной губки вдоль направляющей в процессе работы осуществляется с помощью клиновых механизмов (Патент US4903556 (А), МПК В25В 13/12, 13/24, 27.02.1990; Патент US 5103697 (А), МПК В25В 13/18, 13/24, 14.04. 1992). Недостатком данных конструкций является необходимость операций разблокирования и последующего блокирования перемещения губки при установке размера, а также повышенная вероятность заклинивания элементов клинового механизма, в результате чего требуется приложение значительных усилий для их расклинивания.There are designs of adjustable wrenches in which blocking the movement of the movable sponge along the guide during operation is carried out using wedge mechanisms (Patent US4903556 (A), IPC
Известна конструкция разводного ключа, содержащая базовую часть, включающую неподвижную губку и направляющую, на которой установлена подвижная губка с возможностью продольного перемещения для установки размера зева и с возможностью автоматического фрикционного блокирования ее перемещения на направляющей в направлении увеличения размера зева относительного установленного путем заклинивания с использованием блокирующего устройства, а также пружинящий элемент, передающий усилие на подвижную губку для ее перемещения в направлении открытия зева (Патент US 20040177726 А1, МПК В25В 13/12, 13/24, 13,34, 16.09.2004). Блокирующее устройство, в свою очередь, включает блокирующий элемент, пружину блокирующего элемента и размыкающий штифт с зажимом. В базовой части ключа выполнена блокирующая камера, в которой размещены указанные элементы блокирующего устройства с возможностью их перемещения параллельно направляющей подвижной губки. При этом нижняя стенка блокирующей камеры выполнена наклонной для обеспечения смещения блокирующего элемента в направлении к подвижной губке под действием пружины блокирующего элемента. Выполнение блокирующего элемента в форме шара снижает вероятность его заклинивания и уменьшает усилие при разблокировании.A well-known design of an adjustable wrench, containing a base part, including a fixed jaw and a guide, on which a movable jaw is installed with the possibility of longitudinal movement to set the size of the throat and with the possibility of automatic frictional blocking of its movement on the guide in the direction of increasing the size of the throat relative to that established by wedging using a blocking devices, as well as a spring element that transmits force to the movable sponge to move it in the direction of opening the mouth (Patent US 20040177726 A1, IPC
Наличие в рассматриваемой конструкции отдельного блокирующего устройства для фиксации подвижной губки в рабочем положении является ее основным недостатком, усложняющим конструкцию ключа и снижающим технологичность его изготовления. Кроме того, остается вероятность возникновения эффекта заклинивания блокирующего элемента между подвижной губкой и нижней стенкой блокирующей камеры из-за упругих деформаций указанных элементов после приложения значительных рабочих усилий со стороны гайки. В результате для расклинивания подвижной губки с целью ее последующего перемещения вдоль направляющей может потребоваться приложение значительных усилий к размыкающему штифту. Если прилагаемого пользователем усилия окажется недостаточно, то потребуется нажимать на подвижную губку в направлении уменьшения размера зева. При этом трение скольжения блокирующего элемента о нижнюю стенку блокирующей камеры может перейти в трение качения, что облегчит расклинивание подвижной губки. В том и другом случае усложняется работа пользователя с разводным ключом.The presence in the design under consideration of a separate locking device for fixing the movable jaw in the working position is its main drawback, which complicates the design of the key and reduces the manufacturability of its manufacture. In addition, there remains the possibility of the effect of jamming of the blocking element between the movable jaw and the lower wall of the blocking chamber due to elastic deformations of these elements after the application of significant working forces from the nut. As a result, in order to wedging the movable jaw in order to subsequently move it along the guide, it may be necessary to apply significant forces to the release pin. If the effort applied by the user is not enough, then it will be necessary to press the movable sponge in the direction of decreasing the size of the pharynx. In this case, the sliding friction of the blocking element against the bottom wall of the blocking chamber can turn into rolling friction, which will facilitate the wedging of the movable jaw. In both cases, the user's work with an adjustable wrench becomes more complicated.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрана конструкция разводного ключа, защищенная патентом US 20040177726 А1, как наиболее близкая к заявленному устройству по технической сущности и достигаемому результату.As a prototype of the proposed invention, the design of an adjustable wrench, protected by US patent 20040177726 A1, was chosen as the closest to the claimed device in terms of technical essence and the achieved result.
Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления разводного ключа, улучшение удобства пользования им при одновременном сохранении положительных свойств прототипа, таких как обеспечение плавного, быстрого и удобного регулирования размера зева, а также отсутствие люфта подвижной губки относительно направляющей в рабочем состоянии.The objective of the invention is to simplify the design and improve the manufacturability of the wrench, improve ease of use while maintaining the positive properties of the prototype, such as ensuring smooth, fast and convenient adjustment of the size of the throat, as well as the absence of play of the movable jaw relative to the guide in working condition.
Поставленная задача достигается тем, что разводной ключ, также как в прототипе, содержит ручку, базовую часть, включающую неподвижную губку и по меньшей мере одну направляющую, на которой установлена подвижная губка с возможностью продольного перемещения для установки размера зева и с возможностью самоторможения при ее перемещении по направляющей в направлении увеличения размера зева при приложении усилия к подвижной губке в области зева, а также пружинящий элемент, передающий усилие на подвижную губку.This task is achieved in that the wrench, as well as in the prototype, contains a handle, a base part, including a fixed jaw and at least one guide, on which a movable jaw is installed with the possibility of longitudinal movement to set the size of the throat and with the possibility of self-braking when it is moved along the guide in the direction of increasing the size of the pharynx when applying force to the movable sponge in the area of the pharynx, as well as a spring element that transmits force to the movable sponge.
Согласно изобретению подвижная губка содержит по крайней мере один стопорный элемент, размещенный на направляющей, при этом концевая часть стопорного элемента выступает от осевой линии направляющей в сторону зева на величину S, превышающую расстояние L от осевой линии направляющей до границы зева в основании неподвижной губки, а стопорный элемент удовлетворяет условию самоторможения при приложении к нему усилия в направлении увеличения размера зева на расстоянии от L до S от осевой линии направляющей:According to the invention, the movable jaw contains at least one locking element placed on the guide, while the end part of the locking element protrudes from the axial line of the guide towards the throat by an amount S exceeding the distance L from the axial line of the guide to the border of the throat at the base of the fixed jaw, and the locking element satisfies the self-braking condition when a force is applied to it in the direction of increasing the throat size at a distance from L to S from the axial line of the guide:
b≥2⋅L⋅μ/кз, мм,b≥2⋅L⋅μ/k z , mm,
где b - расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента с направляющей в ее продольном направлении при приложении усилия к стопорному элементу в направлении увеличения размера зева, мм;where b is the distance between the extreme points of contact of the locking element with the guide in its longitudinal direction when a force is applied to the locking element in the direction of increasing the throat size, mm;
L - расстояние между осевой линией направляющей и границей зева в основании неподвижной губки, мм;L - distance between the axial line of the guide and the border of the throat at the base of the fixed jaw, mm;
μ - коэффициент сухого трения покоя стопорного элемента о направляющую;μ - coefficient of dry friction of rest of the locking element on the guide;
кз - конструктивный коэффициент запаса, значение которого больше единицы,k z - constructive safety factor, the value of which is greater than one,
причем пружинящий элемент размещен на подвижной губке, а стопорный элемент посредством пружинящего элемента повернут относительно опорной направляющей в направлении открытия зева.moreover, the spring element is placed on the movable jaw, and the locking element is turned by means of the spring element relative to the support guide in the direction of opening the throat.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в состав подвижной губки, размещенной по крайней мере на одной направляющей, вводится по меньшей мере один стопорный элемент, удовлетворяющий условию автоматического фрикционного самоблокирования его перемещения на направляющей под действием рабочего усилия, передаваемого на него со стороны гайки или болта в области зева. Данное рабочее усилие создает момент, опрокидывающий стопорный элемент на направляющей. В результате в областях контакта стопорного элемента с направляющей возникают силы реакции, величины которых определяются как самим рабочим усилием со стороны гайки, так и соотношением величины плеча ее приложения относительно направляющей и величины базы опорных областей стопорного элемента на направляющей. Наличие сил реакции в опорных областях, в свою очередь, приводит к возникновению сил трения стопорного элемента о направляющую, препятствующих его перемещению вдоль направляющей. Причем соотношение величины плеча приложения рабочего усилия к стопорному элементу и величины базы опорных областей стопорного элемента на направляющей может быть выбрано таким, что силы трения стопорного элемента о направляющую будут превышать продольную составляющую рабочего усилия. При этом смещение стопорного элемента и, соответственно, подвижной губки, в состав которой он входит, под действием рабочего усилия вдоль опорной направляющей будет исключено. Следовательно, в этом случае обеспечивается автоматическое (без специального стороннего управляющего воздействия) фрикционное самоблокирование (без использования дополнительных конструктивных элементов и устройств) подвижной губки (звена поступательной кинематической пары «ползун-направляющая», взаимодействующего с гайкой) на направляющей под действием рабочего усилия в области зева со стороны гайки или болта.The essence of the invention lies in the fact that at least one locking element is introduced into the composition of the movable sponge, located on at least one guide, satisfying the condition of automatic frictional self-blocking of its movement on the guide under the action of the working force transmitted to it from the side of the nut or bolts in the jaw area. This working force creates a moment that overturns the locking element on the guide. As a result, in the contact areas of the locking element with the guide, reaction forces arise, the values of which are determined both by the working force from the nut itself and by the ratio of the magnitude of the shoulder of its application relative to the guide and the value of the base of the support areas of the locking element on the guide. The presence of reaction forces in the support areas, in turn, leads to the emergence of friction forces of the locking element on the guide, preventing its movement along the guide. Moreover, the ratio of the value of the shoulder for applying the working force to the locking element and the size of the base of the support areas of the locking element on the guide can be chosen such that the friction forces of the locking element on the guide will exceed the longitudinal component of the working force. In this case, the displacement of the locking element and, accordingly, the movable jaw, in which it is included, under the action of the working force along the support guide will be excluded. Therefore, in this case, automatic (without special third-party control action) frictional self-locking (without the use of additional structural elements and devices) of the movable sponge (a link of the translational kinematic pair "slider-guide" interacting with the nut) on the guide under the action of a working force in the area gap on the side of the nut or bolt.
Формы и размеры стопорного элемента и направляющей могут быть самыми различными. Например, стопорный элемент 1 может иметь концевую часть в форме «ласточкина хвоста», а в базовой части 2 могут быть выполнены направляющие 3 в виде внутренних пазов, в которые помещается «ласточкин хвост» стопорного элемента 1 с возможностью перемещения вдоль направляющих 3 (фиг. 1). Стопорный элемент 1 может иметь когтеобразные выступы, обращенные друг к другу, а базовая часть 2 иметь направляющие 3 в виде внешних пазов, в которых также помещаются когтеобразные выступы стопорного элемента 1 с возможностью смещения вдоль направляющих 3 (фиг. 2). Стопорный элемент 1 может иметь перемычку, помещаемую в направляющую 3 в виде сквозного паза в базовой части 2 (фиг. 3). Стопорный элемент 1 может иметь опорное отверстие 4, в которое входит направляющая 3, например, в форме цилиндра (фиг. 4).The shapes and sizes of the locking element and the guide can be very different. For example, the
Возможны и другие варианты выполнения скользящей пары стопорный элемент 1- направляющая 3, обеспечивающие перемещение стопорного элемента 1 вдоль направляющей 3 и его самоторможение на ней при определенных условиях. Во всех случаях осуществляется механическое взаимодействие стопорного элемента 1 с направляющей 3 при приложении усилия к стопорному элементу 1, которое для случаев, изображенных на фиг. 1-3, можно проиллюстрировать типовой схемой (применительно к фиг. 1), представленной на фиг. 5. Здесь элемент «ласточкин хвост» стопорного элемента 1, размещенный в направляющей 3, взаимодействует с ее внутренней поверхностью в крайних точках контакта 5 под действием силы F, приложенной к стопорному элементу 1 на расстоянии L от осевой линии направляющей 3. При этом расстояние между крайними точками контакта 5 стопорного элемента 1 с направляющей 3 в ее продольном направлении будет равно величине b. Возникновение эффекта самоторможения стопорного элемента 1 на направляющей 3 при фиксированной величине расстояния L будет наблюдаться при выполнении неравенстваOther versions of the sliding pair locking element 1 -
где b - расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента с направляющей в ее продольном направлении, мм; L - расстояние между осевой линией направляющей и точкой приложения внешней силы F, мм; μ - коэффициент сухого трения покоя стопорного элемента о направляющую; кз - конструктивный коэффициент запаса, значение которого больше единицы.where b is the distance between the extreme points of contact of the locking element with the guide in its longitudinal direction, mm; L is the distance between the axial line of the guide and the point of application of the external force F, mm; μ - coefficient of dry friction of rest of the locking element on the guide; k z - constructive safety factor, the value of which is greater than one.
Конструктивный коэффициент запаса к3 учитывает возможное снижение коэффициента трения стопорного элемента 1 о направляющую 3, например, при попадании влаги или других смазывающих жидкостей или веществ в зону контакта, а также возможные отклонения реальных значений коэффициента трения от справочных значений (например, в результате вариаций составов материалов контактирующих элементов). Кроме того, значение конструктивного коэффициента запаса нивелирует возможные отклонения зазоров в скользящей паре, наличие микронеровностей на контактирующих поверхностях и т.п.The design safety factor to 3 takes into account the possible decrease in the coefficient of friction of the
В любом случае возникновение эффекта самоторможения стопорного элемента 1 на направляющей 3 при приложении усилия F к стопорному элементу 1 на расстояния L от осевой линии направляющей 3 будет означать выполнение неравенства (1) и свидетельствовать о правильно выбранных параметре b и конструктивном коэффициенте запаса кз. Причем самоторможение будет возникать при приложении усилия F к стопорному элементу 1 в любой точке отрезка от L до S (S- расстояние от осевой линии направляющей 3 до концевой части стопорного элемента 1). При приложении усилия F на расстоянии, меньшем величины L, эффект самоторможения не гарантируется (на расстоянии меньшем, но близком к L), а вблизи к осевой линии направляющей 3 он отсутствует и стопорный элемент 1 может перемещаться вдоль направляющей 3 под действием внешнего усилия без риска самоторможения.In any case, the occurrence of the self-braking effect of the
Крайние точки контакта стопорного элемента 1 с направляющей 3 для скользящей пары на фиг. 4 располагаются по-иному в сравнении с вариантами конструкций на фиг. 1-3 (фиг. 6). Условие возникновения эффекта самоторможения для данной скользящей пары аналогично рассмотренному выше. Основным достоинством пары с цилиндрической направляющей является сравнительная технологическая простота ее изготовления. Поэтому далее будут рассматриваться примеры с использованием указанной пары, тогда как все функции предлагаемого разводного ключа и технические результаты могут быть достигнуты при использовании поступательных пар скольжения любой другой известной конструкции. В скользящих парах с направляющей 3 в виде стержня (детали удлиненной формы) и опорным отверстием 4 (фиг. 4) направляющие 3 могут иметь поперечные сечения квадратной, прямоугольной, треугольной, шестигранной, восьмигранной, овальной и иной формы. Форма опорных отверстий 4 может повторять форму поперечных сечений направляющих 3 или отличаться от них. Например, направляющая 3 может быть квадратного сечения, а опорное отверстие 4 выполнено круглой формы. Наоборот, направляющая 3 может быть цилиндрической, а опорное отверстие 4 выполнено квадратным и т.п.The extreme points of contact of the
Следует отметить, что при малых зазорах между стопорным элементом 1 и направляющей 3 величина параметра b близка к толщине стопорного элемента 1, если он выполнен в виде пластины. При толщине стопорного элемента 1, превышающей требуемый параметр b, в стопорном элементе 1 может быть выполнено, например, дополнительное отверстие 6 большего диаметра в сравнении с опорным отверстием 4, контактирующим с направляющей 3 (фиг. 7). В данном случае опорная поверхность стопорного элемента 1 на направляющей 3 образована отверстием 4 меньшего диаметра в сравнении с отверстием 6.It should be noted that at small gaps between the
В зависимости от конструкции стопорного элемента 1 величина параметра b может различаться для разных направлений приложения внешнего усилия F. Например, параметр b2 для одного направления действия усилия F больше, чем параметр b1 для другого направления действия усилия F у одного и того же стопорного элемента на фиг. 8, 9. Соответственно, при прямом направлении действия силы F стопорный элемент 1 может самотормозиться на направляющей 3 (фиг. 8), а при обратном направлении действия силы F на том же расстоянии L от осевой линии направляющей 3 - нет (фиг. 9).Depending on the design of the
В случае необходимости увеличения силы F, прикладываемой к стопорному элементу 1 на расстоянии L от осевой линии направляющей 3, могут использоваться несколько стопорных элементов 1 (два и более), собранных в пакет, например, с использованием обоймы 7 (фиг. 10). При этом при наклоне и деформации первого стопорного элемента 1 (к которому непосредственно прикладывается усилие F) происходит передача части усилия F на концевую часть нижележащего стопорного элемента 1. В результате механические напряжения в самих стопорных элементах 1 и в зоне их контакта с направляющей 3 остаются на допустимом уровне при повышенном усилии F.If it is necessary to increase the force F applied to the
Описанные свойства стопорных элементов 1 с эффектом самоторможения на направляющей 3 позволяют использовать их в составе подвижной губки разводного ключа с тем, чтобы рабочие усилия со стороны гайки в области зева ключа (глубина приложения рабочего усилия в области зева ограничена расстоянием L от осевой линии направляющей 3) вызывали самоторможение стопорного элемента 1 и, соответственно, подвижной губки как звена поступательной кинематической пары, что автоматически сохраняет размер зева ключа заданной величины и обеспечивает передачу вращающего момента с ключа на гайку. Установка требуемого размера зева ключа в этом случае может осуществляться благодаря приложению усилия на подвижную губку и, соответственно, на входящий в ее состав стопорный элемент 1 на расстоянии, меньшем параметра L, в результате чего подвижная губка может беспрепятственно смещаться вдоль направляющей 3.The described properties of the
Причем в предлагаемом разводном ключе не возникает эффект заклинивания стопорного элемента на опорной направляющей после приложения значительных рабочих усилий со стороны гайки, поскольку в конструкции отсутствует система клинового блокирования подвижной губки и ее фрикционная фиксация на опорной направляющей здесь осуществляется по другому принципу. При снятии рабочего усилия с подвижной губки вновь возможно ее свободное перемещение пользователем описанным выше способом.Moreover, in the proposed adjustable wrench, the effect of jamming of the locking element on the support rail does not occur after the application of significant working forces from the side of the nut, since the design does not have a system of wedge blocking of the movable sponge and its frictional fixation on the support rail is carried out according to a different principle. When the working force is removed from the movable jaw, it can again be freely moved by the user in the manner described above.
Для того, чтобы минимизировать перемещение подвижной губки в процессе приложения к ней рабочего усилия в области зева со стороны гайки, которое может иметь место за счет выборки зазора между опорными областями стопорного элемента и направляющей, целесообразно заранее полностью выбрать указанные зазоры путем размещения на подвижной губке пружинящего элемента таким образом, чтобы он создавал вращающий момент относительно направляющей в направлении действия рабочего усилия со стороны гайки. При этом одновременно решается и проблема устранения люфта подвижной губки относительно направляющей в процессе эксплуатации.In order to minimize the movement of the movable jaw in the process of applying a working force to it in the throat area from the side of the nut, which can occur due to the selection of the gap between the support areas of the locking element and the guide, it is advisable to completely select these gaps in advance by placing a spring on the movable jaw. element in such a way that it creates a torque relative to the guide in the direction of the working force from the nut. At the same time, the problem of eliminating the backlash of the movable sponge relative to the guide during operation is also solved.
В случае наличия нескольких стопорных элементов в составе подвижной губки достаточно, чтобы под действием пружинящего элемента сначала были выбраны зазоры между опорными поверхностями лишь одного из стопорных элементов и направляющей. При этом рабочее усилие со стороны гайки на первом этапе будет воспринимать именно данный стопорный элемент, а по мере нарастания нагрузки и его деформации будут выбираться зазоры у других стопорных элементов и они также будут включаться в работу и удерживать соответствующую часть рабочего усилия.If there are several locking elements in the composition of the movable jaw, it is sufficient that, under the action of the spring element, the gaps between the supporting surfaces of only one of the locking elements and the guide are first selected. In this case, the working force from the side of the nut at the first stage will be taken by this particular locking element, and as the load increases and its deformation, the gaps of other locking elements will be selected and they will also be included in the work and retain the corresponding part of the working force.
Пружинящий элемент может наряду с функцией выборки зазоров между стопорными элементами и направляющей выполнять и функцию удержания нескольких стопорных элементов в пакете, обеспечивающем их кинематическое единство и распределение рабочей нагрузки между ними.The spring element can, along with the function of selecting gaps between the locking elements and the guide, also perform the function of holding several locking elements in the package, ensuring their kinematic unity and distributing the work load between them.
Таким образом, включение в состав подвижной губки по меньшей мере одного стопорного элемента, размещенного по крайней мере на одной направляющей и выполненного с возможностью автоматического фрикционного самоблокирования его перемещения на направляющей за счет вращающего момента под действием рабочего усилия в области зева в направлении увеличения размера зева относительного установленного, а также выборка зазоров между опорными поверхностями по меньшей мере одного стопорного элемента и по крайней мере одной направляющей благодаря действию пружинящего элемента, размещенного на подвижной губке, обеспечивают плавное, быстрое и удобное регулирование размера зева пользователем. При этом обеспечивается отсутствие люфта подвижной губки относительно направляющей в рабочем состоянии, а также автоматическая фрикционная самофиксация подвижной губки на направляющей в заданном пользователем положении без использования для этого каких либо дополнительных элементов и устройств, что исключает заклинивание подвижной губки на направляющей и упрощает конструкцию разводного ключа и, соответственно, повышает технологичность его изготовления.Thus, the inclusion in the composition of the movable sponge at least one locking element placed on at least one guide and made with the possibility of automatic frictional self-blocking of its movement on the guide due to the torque under the action of the working force in the throat area in the direction of increasing the relative size of the throat installed, as well as the selection of gaps between the supporting surfaces of at least one locking element and at least one guide, due to the action of the spring element placed on the movable jaw, provide smooth, quick and convenient adjustment of the throat size by the user. This ensures that there is no backlash of the movable jaw relative to the guide in working condition, as well as automatic frictional self-locking of the movable jaw on the guide in a position specified by the user without the use of any additional elements and devices for this, which eliminates jamming of the movable jaw on the guide and simplifies the design of the adjustable wrench and , respectively, increases the manufacturability of its manufacture.
На фиг. 1 показано возможное размещение стопорного элемента с концевой частью в форме «ласточкин хвост» на направляющих в виде внутренних пазов.In FIG. 1 shows a possible placement of a dovetail-shaped locking element on guides in the form of internal grooves.
На фиг. 2 изображены стопорный элемент с когтеобразными выступами, обращенными друг к другу, и направляющие в виде внешних пазов.In FIG. 2 shows a locking element with claw-like protrusions facing each other, and guides in the form of external grooves.
На фиг. 3 представлен стопорный элемент с перемычкой, помещенной в направляющей в виде сквозного паза.In FIG. 3 shows a locking element with a jumper placed in the guide in the form of a through groove.
На фиг. 4 приведен стопорный элемент с опорным отверстием, в котором размещена цилиндрическая направляющая.In FIG. 4 shows a locking element with a support hole in which a cylindrical guide is placed.
На фиг. 5 показано типовое расположение крайних точек контакта стопорного элемента с направляющей в виде паза на примере конструкции на фиг. 1.In FIG. 5 shows a typical location of the extreme points of contact of the locking element with the guide in the form of a groove on the example of the design in FIG. 1.
На фиг. 6 продемонстрировано расположение крайних точек контакта стопорного элемента с направляющей для случая со стопорным элементом с опорным отверстием и с цилиндрической направляющей на фиг. 4.In FIG. 6 shows the location of the extreme points of contact of the locking element with the guide for the case with the locking element with a support hole and with a cylindrical guide in FIG. 4.
На фиг. 7 изображено расположение крайних точек контакта в контактной паре по типу на фиг. 4 с толщиной стопорного элемента, превышающей требуемый параметр b.In FIG. 7 shows the location of the extreme points of contact in the contact pair according to the type in FIG. 4 with the thickness of the locking element exceeding the required parameter b.
На фиг. 8 представлено расположение крайних точек контакта при прямом направлении действия силы F на стопорный элемент для поступательной контактной пары с разными параметрами b для прямого и обратного направления действия силы F.In FIG. 8 shows the location of the extreme points of contact with the forward direction of the force F on the locking element for a translational contact pair with different parameters b for the forward and reverse directions of the force F.
На фиг. 9 приведено расположение крайних точек контакта при обратном направлении действия силы F на стопорный элемент для поступательной контактной пара с разными параметрами b для прямого и обратного направления действия силы F.In FIG. 9 shows the location of the extreme points of contact with the reverse direction of the force F on the locking element for a translational contact pair with different parameters b for the forward and reverse directions of the force F.
На фиг. 10 показан вариант удержания нескольких стопорных элементов в одном пакете с использованием П-образной обоймы.In FIG. 10 shows an option for holding several locking elements in one package using a U-shaped cage.
На фиг. 11 показан разводной ключ из металла нижняя подвижная губка которого в виде одного стопорного элемента установлена на раздельных направляющей и вспомогательной направляющей, скрепленных между собой соединительным элементом.In FIG. 11 shows an adjustable wrench made of metal, the lower movable jaw of which, in the form of a single locking element, is installed on a separate guide and auxiliary guide, fastened together by a connecting element.
На фиг. 12 изображено устройство подвижной губки ключа на фиг. 11 с пружинящим элементом в виде цилиндрической пружины сжатия, размещенной в канале с открытым выходом со стороны отверстия для направляющей.In FIG. 12 shows the device of the movable jaw of the key in FIG. 11 with a spring element in the form of a cylindrical compression spring placed in the channel with an open outlet on the side of the guide hole.
На фиг. 13 представлен вид подвижной губки на фиг. 12 с ее нижней стороны.In FIG. 13 is a view of the movable jaw of FIG. 12 from its underside.
На фиг. 14 приведена конструкция разводного ключа с направляющей и вспомогательной направляющей, выполненными как единое целое.In FIG. 14 shows the design of an adjustable wrench with a guide and an auxiliary guide made as a single unit.
На фиг. 15 показано устройство подвижной губки ключа на фиг. 14 в виде одного стопорного элемента с пружинящим элементом в виде цилиндрической пружины сжатия, размещенной в канале с открытым выходом в концевой части губки.In FIG. 15 shows the device of the movable jaw of the key in FIG. 14 in the form of one locking element with a spring element in the form of a cylindrical compression spring placed in a channel with an open outlet in the end part of the sponge.
На фиг. 16 продемонстрирована сборка подвижной губки разводного ключа на направляющей и вспомогательной направляющей, состоящей из трех раздельный стопорных элементов.In FIG. 16 shows the assembly of the movable jaw of an adjustable wrench on a guide and an auxiliary guide, consisting of three separate locking elements.
На фиг. 17 изображена подвижная губка из трех раздельный стопорных элементов на фиг. 16 в собранном в пакет виде с помощью пружинящего элемента, выполненного из листовой стали.In FIG. 17 shows the movable jaw of three separate locking elements in FIG. 16 assembled in a package with the help of a spring element made of sheet steel.
На фиг. 18 представлен разводной ключ из металла, нижняя подвижная губка которого в виде трех стопорных элементов, собранных пружинящим элементом из листового материала в пакет в соответствии с фиг. 17, установлена на направляющей и вспомогательной направляющей, выполненных как единое целое.In FIG. 18 shows an adjustable wrench made of metal, the lower movable jaw of which is in the form of three locking elements assembled by a spring element from sheet material in a package in accordance with FIG. 17 is mounted on a rail and a sub-rail integrally formed.
На фиг. 19 приведен вариант выполнения разводного ключа на фиг. 18 с пружинящим элементом из стальной проволоки.In FIG. 19 shows an embodiment of the wrench in FIG. 18 with steel wire spring element.
На фиг. 20 показана конструкция разводного ключа с подвижной губкой из раздельных стопорных элементов, собранных пружинящим элементом в пакет на направляющей и вспомогательной направляющей, образующих ручку ключа.In FIG. 20 shows the design of an adjustable wrench with a movable jaw from separate locking elements assembled by a spring element into a package on a guide and an auxiliary guide, forming a key handle.
На фиг. 21 продемонстрирован вариант сборки стопорных элементов подвижной губки в пакет с помощью пружинящего элемента из листового материала, у которого функции сборки стопорных элементов в пакет и выборки зазоров между опорной поверхностью стопорных элементов и опорной направляющей выполняются раздельными опорными концами.In FIG. 21 shows a variant of assembling the locking elements of the movable jaw into a package using a spring element made of sheet material, in which the functions of assembling the locking elements into a package and sampling the gaps between the supporting surface of the locking elements and the support guide are performed by separate support ends.
На фиг. 22 представлен разводной ключ из металла с нижней подвижной губкой, продемонстрированной на фиг. 21 и установленной на направляющей и вспомогательной направляющей, выполненных как единое целое.In FIG. 22 shows a metal adjustable wrench with the lower movable jaw shown in FIG. 21 and installed on the rail and sub rail, made as a single unit.
На фиг. 23 изображена подвижная губка, выполненная по конструкции на фиг. 12 из пластмассового материала с металлической вставкой в области контакта с направляющей.In FIG. 23 shows a movable jaw made according to the design of FIG. 12 made of plastic material with a metal insert in the area of contact with the guide.
На фиг. 24 приведен разводной ключ с подвижной губкой, изображенной на фиг. 23, в котором базовая часть с неподвижной губкой и ручкой выполнена из пластмассового материала.In FIG. 24 shows an adjustable wrench with a movable jaw shown in FIG. 23, in which the base part with the fixed jaw and the handle is made of a plastic material.
На фиг. 25 показана конструкция подвижной губки, аналогичная устройству на фиг. 15, выполненная из пластмассового материала с металлической вставкой в области контакта с направляющей и с выходом канала для пружинящего элемента со стороны отверстия для направляющей.In FIG. 25 shows the design of the movable jaw, similar to the device in Fig. 15, made of plastic material with a metal insert in the area of contact with the guide and with the outlet of the channel for the spring element on the side of the hole for the guide.
На фиг. 26 представлен разводной ключ из пластмассового материала с подвижной губкой по конструкции на фиг. 25, установленной на направляющей и вспомогательной направляющей, выполненными как единое целое.In FIG. 26 shows an adjustable wrench made of plastic material with a movable jaw according to the design of FIG. 25 mounted on the rail and the sub rail, made as a single unit.
На фиг. 27 изображен вариант разводного ключа, аналогичный конструкции на фиг. 26, с выполнением верхней губки подвижной по конструкции на фиг. 25.In FIG. 27 shows a variant of an adjustable wrench, similar to the design in Fig. 26, with the execution of the upper jaw movable according to the design in FIG. 25.
На фиг. 28 показано расположение сил реакции F со стороны гайки на губки ключа при его вращении в прямом направлении.In FIG. 28 shows the location of the reaction forces F from the side of the nut to the jaws of the wrench during its rotation in the forward direction.
На фиг. 29 представлено расположение сил реакции F со стороны гайки на губки ключа при его вращении в обратном направлении.In FIG. 29 shows the location of the reaction forces F from the side of the nut to the jaws of the wrench during its rotation in the opposite direction.
На фиг. 30 изображено расположение сил реакции F со стороны гайки на губки ключа при его вращении в прямом направлении и выполнении вспомогательной направляющей вогнутой формы в направлении увеличения глубины зева ключа.In FIG. 30 shows the location of the reaction forces F from the side of the nut to the jaws of the wrench when it is rotated in the forward direction and the auxiliary guide is concave in the direction of increasing the depth of the wrench.
На фиг. 31 приведен вариант сборки стопорных элементов в пакет на цилиндрической направляющей и вспомогательной направляющей вогнутой формы в направлении увеличения глубины зева ключа.In FIG. 31 shows a variant of assembling the locking elements into a package on a cylindrical guide and an auxiliary guide of a concave shape in the direction of increasing the depth of the jaw of the key.
На фиг. 32 показан вариант пружины для сжатия пакета стопорных элементов, выполненной из проволоки.In FIG. 32 shows a variant of the spring for compressing the package of locking elements, made of wire.
На фиг. 33 представлен вариант разводного ключа с поступательной скользящей парой подвижная губка-направляющая по типу на фиг. 31, с пружиной на фиг. 32, с верхним расположением подвижной губки.In FIG. 33 shows a variant of an adjustable wrench with a translational sliding pair of a movable guide sponge of the type in FIG. 31 with the spring in FIG. 32, with the upper location of the movable sponge.
Сущность предлагаемой конструкции разводного ключа и достигаемые с ее помощью результаты можно пояснить на различных примерах ее осуществления. В одном из вариантов (фиг. 11, 12, 13) разводной ключ 8 содержит базовую часть 2 с неподвижной губкой 9, ручкой 10, направляющей 3 и вспомогательной направляющей 11. Направляющая 3 и вспомогательная направляющая 11 выполнены цилиндрической формы и с одной стороны закреплены на базовой части 2, а с другой стороны соединены между собой соединительным элементом 12, который позволяет увеличить жесткость системы направляющей 3 и вспомогательной направляющей 11. Подвижная губка 13, представляющая собой единичный стопорный элемент 1, размещена на направляющей 3 и вспомогательной направляющей 11 с возможностью перемещения вдоль данных направляющих. Для этого направляющая 3 входит в цилиндрическое опорное отверстие 4 в подвижной губке 13, а вспомогательная направляющая 11 входит в продольный паз 14 подвижной губки 13. При этом между неподвижной губкой 9 и подвижной губкой 13 образован зев 15, в который может быть помещена гайка или другой элемент, требующий манипуляций по откручиванию или закручиванию. Размер зева 15 по ширине определяется расстоянием между параллельными рабочими поверхностями неподвижной губки 9 и подвижной губки 13, а глубина зева ограничена вспомогательной направляющей 11. Подвижная губка 13, как это видно на фиг. 12, 13 имеет продольный цилиндрический канал (полость) 16, открытый со стороны направляющей 3, в котором размещен пружинящий элемент 17 в виде цилиндрической пружины сжатия. Задняя часть 18 подвижной губки 13 помимо опорного отверстия 4 имеет боковые приливы 19 для удобства ее перемещения вдоль направляющих 3,11 пользователем. Причем продольный канал 16 выполнен выше задней части 18 (смещен в направлении неподвижной губки 9 вдоль направляющих 3,11 относительно опорного отверстия 4). В результате в собранном виде конец пружинящего элемента 17 упирается во вспомогательную направляющую 11 со стороны концевой части подвижной губки 13 и создает вращающий момент, поворачивающий подвижную губку 13 на направляющей 3 в направлении открытия зева 15 до стадии, когда зазоры между направляющей 3 и опорной поверхностью опорного отверстия 4 будут полностью выбраны. Вспомогательная направляющая 11 не препятствует повороту подвижной губки 13 в плоскости зева 15 благодаря наличию продольного паза 14, но ограничивает ее поворот вокруг направляющей 3. Подвижная губка 13 в данной конструкции выполняет функцию стопорного элемента 1, обладающего возможностью автоматического фрикционного самоблокирования перемещения вдоль направляющей 3 под действием рабочего усилия в области зева 15 со стороны гайки. С этой целью высота задней части 18 подвижной губки 13, определяющей величину базы сил реакции b в опорном отверстии 4 подвижной губки 13 на направляющей 3, выбрана из условия автоматического фрикционного самоблокирования перемещения подвижной губки 13 на направляющей 3 (1) за счет вращающего момента под действием рабочего усилия в области зева 15 в направлении увеличения размера зева 15 относительного установленного, который зависит от расстояния между направляющими 3,11 (определяет минимальное значение параметра L).The essence of the proposed design of the wrench and the results achieved with its help can be explained by various examples of its implementation. In one of the variants (Fig. 11, 12, 13)
Следовательно, фрикционное самоблокирование перемещения подвижной губки 13 вдоль направляющей 3 будет происходить при приложении к ней усилия в направлении открытия зева 15 в любой точке от концевой части подвижной губки 13 до места выхода вспомогательной направляющей 11 из продольного паза 14. Наоборот, при приложении усилия к подвижной губке 13 в области от места выхода вспомогательной направляющей 11 из продольного паза 14 до окончания задней части 18, где расположены приливы 19, будет происходить перемещение подвижной губки 13 вдоль направляющей 3, поскольку условие фрикционного самоблокирования в этом случае не выполняется.Consequently, frictional self-blocking of the movement of the
Конструкция разводного ключа на фиг. 11 работает следующим образом. Пользователем устанавливается требуемый размер зева 15 путем перемещения подвижной губки 13 за боковые приливы 19 вдоль направляющей 3 (как в сторону увеличения размера зева 15, так и в сторону его уменьшения), то есть со стороны пользователя не требуется каких либо дополнительных действий по разблокированию положения подвижной губки 13. После чего производятся манипуляции по размещению гайки в области зева 15, ограниченной неподвижной и подвижной губками 9,13 и вспомогательной направляющей 11, а также по уменьшению размера зева 15 до момента плотного охвата гайки неподвижной и подвижной губками 9,13. Создается вращающий момент на ручке 10 разводного ключа 8, который передается на гайку. В результате со стороны гайки действует усилие на подвижную губку 13 в направлении увеличения размера зева 15. Поскольку подвижная губка 13 предварительно повернута относительно направляющей 3 под воздействием пружинящего элемента 17 до устранения зазоров между опорной поверхностью опорного отверстия 4 и направляющей 3, а рабочее усилие со стороны гайки создает вращающий момент в том же направлении, то движение подвижной губки 13 вдоль направляющей 3 автоматически самоблокируется без какого либо начального смещения подвижной губки 13. Затем осуществляются требуемые операции по завертыванию или откручиванию гайки, после окончания которых гайка выводится из зева 15 разводного ключа (предварительно размер зева 15 может быть увеличен).The wrench design in Fig. 11 works as follows. The user sets the required size of the
Направляющая 3 и вспомогательная направляющая 11 могут быть выполнены как единое целое в виде буквы U, как это показано на фиг. 14. При этом соединительный элемент 12 не требуется.The
Подвижная губка 13 может быть выполнена с увеличенной по высоте задней частью 18 (фиг. 14, 15), что повышает ее жесткость на изгиб. В этом случае продольный цилиндрический канал 16 может быть выполнен с выходом в концевой части подвижной губки 13, опорная поверхность 20 опорного отверстия 4 расположена выше продольного канала 16, а величина ее базы сил реакции (эквивалентна параметру b) определяется глубиной опорного отверстия 4 под направляющую 3 (фиг. 15), которая зависит от глубины отверстия большего диаметра 6. В собранном виде (фиг. 14) пружинящий элемент 17 в виде цилиндрической пружины сжатия опирается на вспомогательную направляющую 11 со стороны направляющей 3, в результате чего также создается вращающий момент на подвижной губке 13 в направлении открытия зева 15 и выбираются зазоры между опорной поверхностью 20 и направляющей 3. При этом подвижная губка 13 также выполняет функцию стопорного элемента 1, обладающего свойством автоматического фрикционного самоблокирования на направляющей 3.The
В общем случае возможно такое взаимное расположение опорной поверхности 20 и пружинящего элемента 17, при котором последний упирается в направляющую 3 для создания начального опрокидывающего момента на подвижной губке 13 в направлении раскрытия зева 15.In the general case, such a mutual arrangement of the supporting
Форма и размеры поперечных сечений направляющих 3,11 в виде стержней могут быть выбраны различными, но наиболее технологичной является цилиндрическая форма. Вспомогательная направляющая 11 может отсутствовать при, например, квадратном сечении направляющей 3 и квадратном опорном отверстии 4. Направляющая 3 может быть выполнена составной, когда на несущий пруток (стержень), выполненный методом проката, посажена втулка с механически обработанной поверхностью, по которой перемещается подвижная губка 13.The shape and dimensions of the cross sections of the guides 3.11 in the form of rods can be chosen differently, but the most technologically advanced is the cylindrical shape.
В целях снижения контактных напряжений между подвижной губкой 13 и опорной направляющей 3 разводной ключ 8 может содержать несколько направляющих 3, расположенных в плоскости, нормальной плоскости зева 15, что обеспечивает их параллельную работу на рабочую нагрузку в составе разводного ключа 8. Соответственно число вспомогательных направляющих 11 также может быть различным.In order to reduce contact stresses between the
Для целей снижения указанных выше контактных напряжений в состав подвижной губки 13 может быть введено несколько стопорных элементов 1, собранных тем или иным образом в пакет на направляющей 3. Так, например, в состав подвижной губки 13 могут входить нижний 21, средний 22 и верхний 23 стопорные элементы 1, которые поочередно размещаются на U-образной системе направляющих 3,11 в виде единой детали из металлопроката круглого сечения (фиг. 16). Для соединения стопорных элементов 21, 22, 23 в единый пакет и создания на нем вращающего момента в направлении увеличения размера зева 15 здесь используется пружинящий элемент 17, выполненный из листового пружинящего материала (фиг. 17). Нижний опорный конец 24 пружинящего элемента 17 опирается на нижний стопорный элемент 21 с внешней стороны направляющей 3, а верхний опорный конец 25 пружинящего элемента 17 опирается на верхний стопорный элемент 23 с внутренней стороны направляющей 3, обращенной к вспомогательной направляющей 11. Для свободного прохода направляющей 3 через верхний опорный конец 25 пружинящего элемента 17 в последнем выполнено отверстие 26 большего диаметра, чем диаметр направляющей 3. В данной конструкции пружинящим элементом 17 создаются усилия, сдвигающие стопорные элементы 21, 22, 23 навстречу друг другу, в результате чего образована подвижная губка 13. Одновременно на пакете стопорных элементов 21, 22, 23 пружинящим элементом 17 создается вращающий момент в направлении открытия зева 15. При этом, как минимум, выбираются зазоры между одним из стопорных элементов 21, 22, 23 и опорной направляющей 3.In order to reduce the above contact stresses,
Гаечный ключ с изображенной на фиг. 17 конструкцией подвижной губки 13 представлен на фиг.18. Работа данного гаечного ключа в целом аналогична работе ключей на фиг. 11, 14. Отличие заключается в том, что здесь сначала могут быть полностью выбраны зазоры между одним из стопорных элементов 21, 22, 23 и направляющей 3, который является несущим и принимает на себя рабочее усилие со стороны гайки. Затем, по мере увеличения рабочего усилия, в результате упругих деформаций несущего стопорного элемента выбираются соответствующие зазоры у других стопорных элементов и они также включаются в активную работу. В результате рабочее усилие распределяется между стопорными элементами 21, 22, 23, а суммарная площадь контакта между ними и направляющей 3 возрастает при прочих равных условиях (величине базы сил реакции b в опорах стопорных элементов 1 и расстоянии между направляющей 3 и вспомогательной направляющей 11) в сравнении с конструкциями на фиг. 11, 14. Соответственно снижаются величины контактных напряжений в опорных поверхностях, что позволяет работать с большими рабочими усилиями при использовании одинаковых материалов в рассматриваемых конструкциях.The wrench shown in Fig. 17 the design of the
Стопорные элементы 21, 2, 23 могут быть собраны в пакет и наклонены относительно опорной направляющей 3 с помощью пружинящего элемента 17, выполненного в виде пружины из проволоки, имеющей в проекции на рабочую поверхность подвижной губки 13 П - образную форму, как это изображено на фиг. 19. При этом поперечная полка ее верхней части 27 оперта на верхний стопорный элемент 23 в области между вспомогательной направляющей 11 и направляющей 3, а ее концы 28 оперты на нижний стопорный элемент 21 в области между направляющей 3 и его торцевой поверхностью, обращенной в сторону ручки 10. Для фиксации положения пружинящего элемента 17 концы 28 пружины 17 могут размещаться в углублениях нижнего стопорного элемента 21.The locking
Направляющая 3 и вспомогательная направляющая 11, выполненные как единое целое, могут выполнять функцию ручки 10 ключа 8, как это показано на фиг. 20.The
Пружинящий элемент 17 для пакета стопорных элементов 21, 22, 23, может быть также изготовлен из листового материала и иметь, например, четыре опорных конца (фиг. 21). Верхний опорный конец 25 располагается поверх верхнего стопорного элемента 23 и опирается на него. Нижний опорный конец 24 своим упором 29 опирается на направляющую 3 со стороны ручки 10 (фиг. 22). Указанные опорные концы создают вращающий момент на пакете стопорных элементов 21, 22, 23 относительно направляющей 3. При этом третий и четвертый опорные концы 30 охватывают пакет стопорных элементов 21, 22, 23 с боковых сторон и опираются упорами 31 в нижний стопорный элемент 21 и, тем самым, формируют пакет из стопорных элементов 21, 22, 23.The
В целях применения разводного ключа 8 для работы, например, с сантехническим оборудованием, где не требуется создание больших усилий на арматуре, его основные элементы могут быть выполнены из пластмассы, что упрощает технологию изготовления ключа 8 и предотвращает повреждения декоративных покрытий данного оборудования (фиг. 23, 24). При этом подвижная губка 13 может содержать металлическую вставку 32 с отверстием 4, образующим опорную поверхность на направляющей 3 (фиг. 23). В ручке 10 ключа 8 может быть выполнено отверстие 33 для размещения ключа 8, например, на крючке при хранении (фиг. 24).In order to use an
Опорная поверхность 20 может занимать лишь часть длины металлической вставки 32, как это продемонстрировано на фиг. 25, 26.The
Подвижная губка 13 может располагаться не только внизу относительно неподвижной губки 9, но и вверху, как это проиллюстрировано на фиг. 27.The
В общем случае взаимное расположение ряда элементов ключа 8 может также варьироваться относительно представленных на рисунках, например, ручка 10 может быть выполнена под различными углами относительно зева 15.In general, the mutual arrangement of a number of
Следует отметить, что плечо приложения силы F к губкам 9,13 ключа 8 относительно осевой линии направляющей 3 зависит от направления вращения ключа 8. На примере варианта базовой части 2 ключа 8 с раздельными направляющими 3 и 11 на фиг. 28, 29 видно, что сила реакции F со стороны объекта 34 в виде шестигранной гайки прилагается к подвижной губке 13 на плече P1, меньшем плеча Р2 на неподвижной губке 9, при вращении ключа 8 в направлении от подвижной губки 13 к неподвижной губке 9 под действием момента М (фиг. 28). При вращении ключа 8 в обратном направлении наблюдается противоположная картина (фиг. 29). Соответственно, напряжения в контакте между подвижной губкой 13 и направляющей 3 в варианте на фиг. 28 меньше в сравнении с вариантом на фиг. 29. Глубина зева ключа 8 здесь также ограничивается внешней поверхностью вспомогательной направляющей 11, в которую, в предельном случае, может упираться объект 34. Граница зева в его продольном направлении отстоит от осевой линии направляющей 3 на величину параметра L. В этом случае обеспечивается эффект самоторможения подвижной губки 13 на направляющей 3 при приложении усилия F в любой точке на отрезке от L до S1 (параметр b выбран в соответствии с выражением (1) для стопорного элемента 1, входящего в состав подвижной губки 13 и детально не показанного на схеме).It should be noted that the shoulder for applying the force F to the
Таким образом, при выборе варианта размещения подвижной губки 13 относительно неподвижной губки 9 следует руководствоваться преимущественным направлением вращения ключа 8 в процессе работы с ним.Thus, when choosing the option of placing the
Кроме того, при условии, что продольное перемещение объекта 34 в глубину зева ключа 8 вдоль основания неподвижной губки 9 будет ограничиваться внешней стороной вспомогательной направляющей 11 в точке А основания неподвижной губки 9 (крайняя точка пересечения плоскости рабочей поверхности неподвижной губки 9 с внешней поверхностью вспомогательной направляющей 11 относительно осевой линии направляющей 3), можно границу зева ключа 8 по крайней мере в ряде других продольных плоскостей сдвинуть в направлении увеличения глубины зева, например, как это выполнено на фиг. 30. В этом случае шестигранные объекты 34 любого размера будут упираться во вспомогательную направляющую 11 в основании неподвижной губки 9 так, что их грани располагаются не ближе расстояния, равного параметру L, относительно осевой линии направляющей 3. Соответственно, сила реакции F будет приложена к подвижной губке 13 также не ближе расстояния L относительно осевой линии направляющей 3, что обеспечивает эффект самоторможения стопорных элементов 1, входящих в состав подвижной губки 13 (на фиг. 28-30 они не детализированы). Преимуществом выполнения вспомогательной направляющей в соответствии с фиг. 30 является уменьшение плеча действия силы реакции F на подвижную губку 13 (Р4<P1<Р2) и на неподвижную губку 15 (Р3<Р2 при одном и том же направлении вращения ключа 8), а также уменьшение длин подвижной губки 13 и неподвижной губки 9 (S2<S1).In addition, provided that the longitudinal movement of the
Форма вспомогательной направляющей 11 может быть иной, например, повторять форму боковой поверхности шестигранного объекта 34 наибольшего размера. В любом случае наличие вогнутости вспомогательной направляющей 11 в границах зева ключа 8 относительно точки А в основании неподвижной губки 9 в направлении увеличения его глубины обеспечивает возможность снижения контактных напряжений в паре стопорный элемент 1- направляющая 3. Главным требованием при этом является ограничение расстояния от осевой линии направляющей 3 до границы зева ключа в основании неподвижной губки 9 величиной параметра L, чтобы продольные грани объекта 34 не приблизились к осевой линии направляющей 3 на более близкое расстояние и обеспечивался эффект самоторможения подвижной губки 13 на направляющей 3 при работе с ключом 8. Вариант ключа 8 на фиг. 30 работоспособен и для объектов квадратной, прямоугольной или восьмигранной формы, а также для вала с лысками.The shape of the
Следовательно, вариант выполнения вспомогательной направляющей 11 по форме на фиг. 30 является предпочтительным в сравнении с вариантом на фиг. 28, 29. Возможно ограничение глубины зева по требуемой форме другими элементами, например, пластинчатыми выступами с боковых сторон неподвижной губки 9. При этом может использоваться лишь одна направляющая 3 (например, квадратного сечения) или параллельно установленные направляющие 3 круглого сечения, препятствующие вращению подвижной губки 3 вокруг осевых линий направляющих 3. Возможно ограничение указанного вращения самими пластинчатыми выступами с боковых сторон неподвижной губки 9.Therefore, the embodiment of the
Один из возможных вариантов выполнения подвижной губки 13, реализующий принцип сокращения расстояния от границы зева 15 до осевой линии направляющей 3 за пределами основания неподвижной губки 9, представлен на фиг. 31. Здесь изображены стопорные элементы 1 в процессе сборки в пакет на цилиндрической направляющей 3 и изогнутой вспомогательной направляющей 11. Продольные пазы 14 в стопорных элементах 21, 22, 23 могут быть выполнены разной продольной длины и формы, чтобы обеспечить их свободное перемещение и свободный наклон относительно вспомогательной направляющей 11 во всем интервале изменения размеров зева. При этом обеспечивается большая жесткость на изгиб нижнего стопорного элемента 21 в сравнении с вариантом выполнения продольных пазов 14 одинаковой максимальной длины у всех стопорных элементов. При этом соединение направляющих 3, 11 между собой может быть выполнено после набора пакета стопорных элементов 21, 22, 23, например сваркой.One of the possible embodiments of the
Удержание стопорных элементов 21, 22, 23 в пакете в процессе работы ключа 8 может выполняться пружиной растяжения 17, например, выполненной из пружинящей проволоки по типу, изображенному на фиг. 32. Здесь поперечная полка верхней части 27 переходит в боковые V-образные части, заканчивающиеся загнутыми нижними концевыми частями 28. При расположении пружины растяжения 17 на пакете стопорных элементов 21, 22, 23 он оказывается зажатым между поперечной полкой верхней части 27 и загнутыми нижними концевыми частями 28 (фиг. 33). Для надежной фиксации пружины 17 от перемещения в продольном направлении ключа 8 верхний стопорный элемент 23 из состава подвижной губки 13 может иметь выемки под загнутые нижние концевые части 28.The retention of the locking
Работа ключа на фиг. 33 аналогична работе рассмотренных выше конструкций ключа 8.The operation of the key in Fig. 33 is similar to the operation of the key constructions discussed above 8.
Все представленные конструкции предлагаемого разводного ключа 8 не исчерпывают всего многообразия вариантов его выполнения в рамках существа предлагаемого изобретения. Для его изготовления могут быть использованы различные материалы и технологии изготовления, применены разнообразные формы элементов, использованы различные типы пружинящих элементов и варианты их размещения на подвижной губке 13.All the presented designs of the proposed
Реализация модификаций предлагаемой конструкции разводного ключа позволяет при сохранении положительных свойств прототипа, таких как обеспечение плавного, быстрого и удобного регулирования размера зева, а также отсутствие люфта подвижной губки относительно направляющей в рабочем состоянии, дополнительно повысить удобство пользования ключом благодаря минимизации операций по изменению размера зева, упростить конструкцию и повысить технологичность изготовления разводного ключа.The implementation of modifications of the proposed design of the adjustable wrench allows, while maintaining the positive properties of the prototype, such as ensuring smooth, fast and convenient adjustment of the throat size, as well as the absence of play of the movable jaw relative to the guide in working condition, to further improve the usability of the wrench by minimizing operations to change the throat size, to simplify the design and improve the manufacturability of the wrench.
Claims (16)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2791114C1 true RU2791114C1 (en) | 2023-03-02 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR948555A (en) * | 1947-06-27 | 1949-08-04 | Double column guided nut wrench with instant tightening | |
US3026751A (en) * | 1960-08-18 | 1962-03-27 | Wayne K Bergman | Lever-cam operated, slidable jaw wrench |
US3185000A (en) * | 1963-05-14 | 1965-05-25 | Wayne K Bergman | Lever-cam operated slidable jaw wrench |
SU539752A1 (en) * | 1972-03-20 | 1976-12-25 | Предприятие П/Я Р-6476 | Wrench |
US20040177726A1 (en) * | 2003-03-14 | 2004-09-16 | Bergfeld William B. | Adjustable self-locking wrench |
RU2767950C1 (en) * | 2021-02-01 | 2022-03-22 | Сергей Ильич Качин | Pipe wrench |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR948555A (en) * | 1947-06-27 | 1949-08-04 | Double column guided nut wrench with instant tightening | |
US3026751A (en) * | 1960-08-18 | 1962-03-27 | Wayne K Bergman | Lever-cam operated, slidable jaw wrench |
US3185000A (en) * | 1963-05-14 | 1965-05-25 | Wayne K Bergman | Lever-cam operated slidable jaw wrench |
SU539752A1 (en) * | 1972-03-20 | 1976-12-25 | Предприятие П/Я Р-6476 | Wrench |
US20040177726A1 (en) * | 2003-03-14 | 2004-09-16 | Bergfeld William B. | Adjustable self-locking wrench |
RU2767950C1 (en) * | 2021-02-01 | 2022-03-22 | Сергей Ильич Качин | Pipe wrench |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6530298B1 (en) | Ratcheting open-end wrenches | |
US7478577B1 (en) | Quick adjust ratcheting wrench with cam actuated clamping | |
US20030145692A1 (en) | Self-adjusting tool utilizing a cam | |
US5911800A (en) | Quick release mechanism for tools such as socket wrenches | |
US7299724B1 (en) | Self-adjusting gripping tool | |
US3981209A (en) | Gripping pincers | |
US6694841B2 (en) | Self adjusting mechanism for locking plier, wrench, or other tool | |
EP0525183A1 (en) | Locking fastener | |
EP0534592A1 (en) | Pipe wrenches | |
US8459624B2 (en) | Clamp head | |
RU2791114C1 (en) | Adjustable wrench | |
US11219985B2 (en) | Wrench for maximizing torque | |
EP2314826A1 (en) | Gripping device and jaw assembly for gripping a wellbore tubular | |
KR20040017308A (en) | One hand pipe wrench | |
US20070222130A1 (en) | Quick release mechanism | |
US4554847A (en) | Open end ratchet wrench | |
US5669272A (en) | Open end ratchet wrench | |
TW304909B (en) | Adjustable wrench with worm locking mechanism | |
JP2007069313A (en) | Screw-type clamp | |
EP0580177A1 (en) | Speed wrench | |
US5103697A (en) | Quick adjust wrench with positive positioning | |
EP3566827B1 (en) | Gripping device with optimized double push wedge member i | |
US5231904A (en) | Two element quick adjust wrench | |
DE102006048005A1 (en) | Clamping device with Greifmechanismussperre or locking | |
US5005450A (en) | Self-locking tool |