винт со срезаемой головкой и инструмент для затягивания такого винта

Формула изобретения

1. Винт (10), последовательно включающий между своими передним (10а) и задним (10b) концами первую многогранную головку (12), ломкую шейку (14), вторую многогранную головку (16) и стержень с резьбой (18), при этом диаметр ломкой шейки (14) меньше диаметров головки (12, 16) и стержня (18), отличающийся тем, что включает также участок цилиндрической опорной поверхности (20), расположенный между ломкой шейкой (14) и второй головкой (16), диаметр которого по меньшей мере равен диаметру ломкой шейки, но меньше диаметра второй головки.

2. Винт по п.1, отличающийся тем, что диаметр участка цилиндрической опорной поверхности (20) больше диаметра ломкой шейки (14).

3. Винт по п.1, отличающийся тем, что включает буртик (16а), расположенный между участком цилиндрической опорной поверхности (20) и второй головкой (16), в то время как свободный конец первой головки (12) включает часть, имеющую, по существу, форму усеченного конуса (12а) с раструбом в направлении ломкой шейки (14).

4. Затяжной инструмент (30) для затягивания винта (10), включающий затяжную концевую часть (32) и выполненное с возможностью вращения приводное средство (33), причем концевая часть содержит трубку (34), размеры которой по диаметру позволяют вместить по меньшей мере первую головку (12) винта (10), передний конец (34а) открыт в наружном относительно концевой части (32) направлении и включает участок зацепления (36), пригодный для захвата первой головки (12) винта, отличающийся тем, что включает упругие средства (38), расположенные между передним концом (34а) и участком зацепления (36) трубки (34), причем указанные упругие средства, находясь в свободном положении, выступают в радиальном направлении в полость трубки (34) и выполнены с возможностью смещения назад, чтобы допустить ввод части первой головки винта в участок зацепления (36) трубки, и в другом положении для соприкосновения с участком цилиндрической опорной поверхности (20) винта (10), когда первая его головка (12) находится внутри участка зацепления, и тем, что он включает накопительную камеру (40) и средство (42) открывания и закрывания камеры, причем камера соединена с участком зацепления (36) и может вмещать по меньшей мере одну отделенную первую головку (12) винта.

5. Инструмент по п.4, отличающийся тем, что в дополнение к своему первому концу (34а) и упругим средствам (38) трубка (34) включает цилиндрическую направляющую часть (44) для второй головки (16) винта.

6. Инструмент по п.4 или 5, отличающийся тем, что упругие средства (38) включают по меньшей мере один шарик (46а, 46b, 46с) и упругий элемент (48) взаимодействующий с ними, а также тем, что трубка имеет по меньшей мере один радиальный канал (47а, 47b, 47с), в который помещен соответствующий шарик и который имеет внутренний конец (47¹a, 47¹b, 47¹c), выходящий на внутреннюю поверхность трубки (34), диаметр которого меньше диаметра шарика, так что упругий элемент, находясь в свободном положении, прижимает шарики к кромкам внутренних концов этих каналов.

7. Инструмент по п.6, отличающийся тем, что по наружной поверхности трубки (34) выполнен кольцевой паз, в который выходит по меньшей мере один радиальный канал (47а, 47d, 47с), и тем, что упругий элемент (48) представлен кольцом с разрезом, помещенным в кольцевой паз (50).

8. Инструмент по пп.4 - 7, отличающийся тем, что в промежуточной части (34b) трубки (34) расположена накопительная камера (40), размещенная между участком зацепления (36) и вторым концом (34с) трубки и имеющая продольное отверстие (58), а также тем, что средство открывания и закрывания камеры представлено кольцом (42), которое установлено с возможностью скольжения вдоль трубки (34) между первым положением, в котором оно закрывает продольное отверстие (58), и вторым положением, в котором оно освобождает это отверстие, причем кольцо удерживается в первом положении упругим элементом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к винту, последовательно включающему между своими передним и задним концами: первую многогранную головку, ломкую шейку, вторую многогранную головку, стержень с резьбой, диаметр ломкой шейки меньше диаметров головки и стержня.

Винт такого типа уже известен, в частности из патента GB-A-898026. Ломкая шейка срезается при затягивании, когда момент затяжки достигает заданного значения, соответствующего минимальному диаметру шейки. Вторая головка, расположенная ближе к стержню, может тем не менее продолжать использоваться для извлечения и, в случае необходимости, замены винта.

Разрушение шейки, т. е. отделение первой головки от остальной части винта, позволяет избежать слишком сильной затяжки.

После отделения первой головки, поскольку не предусматривается ее сохранение, она просто падает на землю.

Недопустимо, отчасти из-за связанной с этим опасности, чтобы головки винтов оставались лежать на полу сборочного цеха, и поэтому рабочим приходится регулярно поднимать их. Таким образом, то, что эти головки падают на пол, имеет своим последствием затруднение и замедление выполнения работ.

Цель настоящего изобретения заключается в устранении этих недостатков и предложении винта указанного выше типа, усовершенствование которого заключается в возможности утилизации первой головки после срезания шейки.

Для этого винт снабжается цилиндрическим опорным участком поверхности, расположенным между ломкой шейкой и второй головкой, диаметр которого не меньше чем у ломкой шейки, но меньше чем у второй головки.

Желательно, чтобы диаметр цилиндрической части опорной поверхности был больше диаметра ломкой шейки.

Предпочтительно винт оснастить буртиком, расположенным между цилиндрической частью опорной поверхности и второй головкой, в то время как свободный конец первой головки имеет часть в форме усеченного конуса с уширением в направлении ломкой шейки.

Изобретение включает также затяжной инструмент для затягивания такого винта, причем инструмент включает затяжную концевую часть и вращающееся приводное средство, причем концевая часть состоит из трубки, размеры которой по диаметру позволяют вместить по меньшей мере первую головку винта, передний конец ее открыт в наружном направлении и включает участок "зацепления", пригодный для захвата первой головки винта, затягивания такого винта, причем инструмент включает затяжную концевую часть и вращающееся приводное средство, причем концевая часть состоит из трубки, размеры которой по диаметру позволяют вместить по меньшей мере первую головку винта, передний конец открыт в наружном направлении относительно концевой части и включает участок "зацепления", пригодный для захвата первой головки винта.

После срезания шейки винта применяемый в настоящее время затяжной инструмент не препятствует падению отделенной головки на землю, замедляя таким образом работу.

Настоящее изобретение направлено на устранение этих недостатков.

Для этого затяжной инструмент включает упругое средство, расположенное между передним концом и участком зацепления трубки, будучи в свободном положении, выступает в радиальном направлении во внутреннюю полость трубки и может как отводиться назад, чтобы позволить ввести первую головку винта в участок зацепления трубки, так и взаимодействовать с цилиндрической опорной частью винта, когда первая его головка оказывается внутри указанного участка зацепления.

Инструмент включает также накопительную камеру и средства открывания и закрывания указанной камеры, причем камера соединена с участком зацепления и пригодна для вмещения по меньшей мере одной отделенной первой головки винта.

Благодаря такому устройству, после срезания шейки отделенная первая головка остается в зацеплении внутри инструмента и не падает на землю, поскольку упругое средство препятствует его выпаданию через передний конец трубки. В случае необходимости рабочий может открыть накопительную камеру и опорожнить ее в предназначенный для этого приемник.

Изобретение будет лучше понято, а его преимущества станут более ясны после прочтения следующего подробного описания варианта реализации, приведенного в качестве не ограничивающего рамки изобретения примера.

Описание иллюстрируется прилагаемыми чертежами, на которых:

- на фиг. 1, 3, 5 и 7 приведены частичные изображения в продольном разрезе, на которых показан передний конец концевой части затяжного инструмента, являющегося предметом настоящего изобретения и находящегося в четырех последовательных положениях;

- на фиг. 2, 4, 6 и 8 показаны изображения в поперечном разрезе соответственно по линиям II-II, IV-IV, VI-VI и VIII-VIII с фиг. 1, 3, 5 и 7;

- на фиг. 9 приведено изображение сверху затяжного инструмента, являющегося предметом настоящего изобретения при закрытой накопительной камере;

- на фиг. 10 приведено изображение сверху с частичным вырезом инструмента с фиг. 9 с открытой накопительной камерой.

На фиг. 1 показан винт 10, включающий передний конец 10a и задний конец 10b, между которыми последовательно располагаются первая многогранная головка 12, ломкая шейка 14, вторая многогранная головка 16 и стержень 18 с резьбой.

Термин "многогранная головка" используется для обозначения любой головки, радиальный контур которой представлен узкими гранями, взаимодействующими с затяжным инструментом. В приведенном примере головки винтов имеют шестигранное сечение. Они предпочтительно имеют одинаковый диаметр.

Ломкая шейка является ослабленной зоной, пригодной для разрушения при затягивании винта через посредство его первой головки 12, и ее диаметр меньше диаметров головок 12 и 16, а также стержня 18.

Между ломкой шейкой 14 и второй головкой 16 винт включает участок цилиндрической опорной поверхности 20, диаметр которой больше, чем у ломкой шейки, и меньше, чем у второй головки.

Назначение этой цилиндрической опорной поверхности разъяснено ниже при описании различных стадий затягивания винта посредством затяжного инструмента, являющегося предметом изобретения.

Винт 10 снабжен буртиком 16a, расположенным между участком цилиндрической опорной поверхности 20 и второй головкой 16. Этот буртик 16a располагается на том конце головки 16, который находится ближе к переднему концу винта 10a. В отличие от этого свободный конец первой головки 12 имеет по существу форму усеченного конуса с расширением в сторону ломкой шейки 14.

Первая головка 12 винта выполнена как обычно, т.е. ее свободный конец 12a слегка скошен.

Ниже приведено описание затяжного инструмента, пригодного для затягивания винта 10 с помощью его первой головки 12 и для отделения головки таким образом, чтобы она не падала на землю.

Как можно видеть на фиг. 9, затяжной инструмент 30 включает затяжную концевую часть 32 и вращающееся приводное средство 33. В приведенном примере вращающееся приводное средство образовано множеством узких граней, выполненных на конце 30b инструмента, удаленном от конца 30a, в который открывается концевая часть 32. Таким образом, 30b может иметь форму стержня многогранного сечения, пригодного для взаимодействия с обычным вращающимся приводным инструментом, имеющим дополняющую форму. Затяжной инструмент может быть снабжен любым известным средством для осуществления вращения.

Как показано на фиг. 1, концевая часть 32 включает трубку 34 с внутренним диаметром, позволяющим вместить по меньшей мере первую головку 12 винта. Если быть более точными, то трубка имеет передний конец 34a, открывающийся в наружном направлении от концевой части и включающий последовательно, начиная с указанного переднего конца, цилиндрическую "направляющую" часть 44; упругое средство 38 и участок зацепления 36, пригодный для зацепления первой головки 12 винта.

Цилиндрическая направляющая часть 44 имеет форму цилиндра круглого сечения, диаметр которого по существу соответствует диаметру круга, описанного вокруг второй головки 16 винта. Участок зацепления 36 имеет в общем призматическую форму, будучи дополняющим к форме первой головки винта и пригодным для взаимодействия с ним.

Упругое средство, показанное на чертежах, включает по меньшей мере один шарик и упругий элемент, взаимодействующий с ним. Трубка включает по меньшей мере один радиальный канал, в который помещен шарик.

Как можно видеть на изображениях поперечного сечения, например на фиг. 2, в трех радиальных цилиндрических каналах 47a, 47b и 47c размещены соответственно три шарика 46a, 46b и 46c. Эти радиальные каналы просверлены непосредственно сквозь трубку 34. Их внутренние концы 47"a, 47"b, 47"c, расположенные по внутренней периферии трубки 34, имеют диаметр, меньший, чем размещенные в них шарики. Когда упругие средства находятся в свободном состоянии, шарики 46a, 46b и 46c выступают в радиальном направлении во внутреннюю полость трубки 34 под давлением упругого элемента 48, который прижимает каждый шарик к кромке внутреннего конца канала, в котором он размещен.

В целом каналы имеют форму цилиндров с диаметром не меньше диаметра шариков. Только диаметр их внутренних концов меньше, чтобы не допустить выпадения шариков внутрь трубки. Диаметр конца каждой трубки лишь немногим меньше диаметра шариков, так что, когда шарики прижаты под воздействием упругого элемента к кромкам внутренних концов, они выступают во внутреннюю полость трубы.

По внешней поверхности трубки 34 выполнен кольцевой паз 50 (отчетливо видимый на фиг. 4), в который открываются радиальные каналы. Упругий элемент 48 образован кольцом с прорезью, помещенным в этом кольцевом пазу, что допускает упругое увеличение его диаметра, позволяя отводить шарики назад.

Трубка 34 помещена в гильзу 52, защищающую шарики и кольцо с прорезью. Для того чтобы допустить увеличение кольца в диаметре, на внутренней поверхности гильзы выполнен кольцевой паз 54, обращенный к пазу 50. Гильза 52 прикреплена к трубке посредством винта 56, пропущенного через пазы 54 и 50, проходящего через разъем 49 в кольце 48 с прорезью и ввинченного в трубку 34. Винт 56, таким образом, не допускает вращения кольца 48 и не допускает совмещения разъема с радиальными каналами, гарантируя, таким образом, что шарики не могут выпасть из каналов.

Затяжной инструмент включает также накопительную камеру 40 и средство 42 открывания и закрывания камеры. Накопительная камера, начало которой можно видеть на фиг. 1, связана с участком зацепления 36 и может вмещать по меньшей мере одну отделенную первую головку винта.

Трубка 34 простирается от одного конца затяжного инструмента к другому. Она включает промежуточный участок 34b, расположенный между участком зацепления 36 и его вторым концом 34c, снабженным упомянутым выше вращающимся приводным средством 33.

Накопительная камера 40 образована в промежуточной части 34b, имеющей продольный вырез 58. Только часть 59 стенки трубки 34 остается на отрезке, занятом отверстием 58. Эта часть 59 представлена стенкой накопительной камеры 40. Накопительная камера может быть открыта или закрыта посредством кольца 42, закрепленного на трубке 34 и способного перемещаться посредством скольжения между первым положением, показанным на фиг. 9, в котором оно освобождает указанное отверстие.

Кольцо 42 под воздействием упругости удерживается в своем первом положении. В этом случае отрезок трубки между накопительной камерой 40 и вторым концом 34c трубки имеет осевой канал 60, в который вставлена пружина 62. Пружина соединена со стержнем 64, пропущенным поперек кольца и скрепленным с ним, причем стержень может свободно двигаться в пазу 66 в трубке. Когда кольцо находится в первом положении, пружина разжата и прижимает кольцо к гильзе 52.

На фиг. 1-8 показаны различные стадии затягивания винта 10 посредством затяжного инструмента 30. На фиг. 1 можно также видеть, что на участке зацепления 36 трубки уже находится первая головка 12", отделенная от винта. В этом положении до того, как винт 10 будет введен в участок зацепления 36, шарики 46a, 46b и 46c занимают, естественно, положение, соответствующее свободному состоянию, при котором они выступают во внутреннюю полость трубки 34 и не позволяют головке 12" выпасть через конец 34a трубки. На фиг. 1 показан винт 10 в начале его ввода в трубку, в то время, когда он просто захвачен цилиндрической направляющей частью 44.

Далее, по мере продолжения ввода винта в трубку, его первая головка входит в соприкосновение с шариками и отжимает их в радиальном направлении, т. е. заставляет их отойти назад по мере того, как проходит мимо них, разжимая, таким образом, кольцо с разрезом 48. В этот момент имеющая по существу форму усеченного конуса часть 12a головки 12 действует как уклон, взаимодействующий с шариками.

Шарики в отжатом положении показаны на фиг. 3, а также на фиг. 4, которая представляет собой поперечный разрез по линии IV-IV на фиг. 3, проходящей через ломкую шейку 14" отделенной головки 12", с кольцом с разрезом 48, показанным в разжатом положении.

Как показано на фиг. 5, когда первая головка 12 винта проникает в участок зацепления 36 трубки 34, она проталкивает отделенную первую головку 12" в накопительную камеру 40. Осевое продвижение винта в трубку прекращается, когда в шарики упирается буртик 16a второй головки 16. В этом положении шарики входят в соприкосновение с цилиндрической частью опорной поверхности 20, после чего может быть обычным образом выполнено затягивание до момента разрушения ломкой шейки 14. Во время затягивания первая головка продвигается по участку зацепления 36, в то время как вторая головка, которая взаимодействует с направляющей частью 44, просто направляется без приложения к ней крутящего момента.

Участок цилиндрической опорной поверхности 20 имеет меньший диаметр, чем головки винта, так что шарики находятся при затягивании в свободном положении, чтобы соприкасаться с указанным участком 20, выступая во внутреннюю полость трубки, т.е. они занимают положение, сходное с их положением в свободном состоянии, при котором они не допускают выпадания головки 12.

Факт наличия цилиндрической опорной поверхности 20 с диаметром, превышающим диаметр ломкой шейки 14, служит, в частности, для того, чтобы гарантировать разрушение винта на стыке между этими двумя элементами, т.е. позади шариков в направлении к участку зацепления трубки.

На фиг. 7 и 8 показана ситуация окончания затягивания, при которой после разрушения шейки 14 винт 10 извлекается из инструмента за исключением его первой головки 12, которая остается захваченной в трубке 34, заменяя, таким образом, головку 12" (фиг. 1). Когда ощущается, что количество отделенных головок внутри накопительной камеры 40 требует опорожнения камеры, эту операцию можно выполнить путем перемещения кольца 42 во второе положение так, чтобы открыть отверстие 58. Затем пружина 62 сжимается до тех пор, пока стержень 64 упирается в кромку 66b прорези 66, расположенной рядом с задним концом трубки.