CN101090805A - 棘轮扳手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可互换套筒式棘轮扳手(1)，所述类型的棘轮扳手具有一长形的壳体(2)，该壳体由两个半壳件构成，在所述壳体中布置有：一毂体(3)，一指形件(19)在所述毂体内滑动；一棘爪(6)；和一成套的前、中、后齿轮(10a，10b，10c)及相关小齿轮(11a，11b)；以及一齿条(13)。所述棘轮扳手还包括：一滑动件(14)，其纵向布置在所述壳体(2)中，并通过所述齿条(13)啮合在所述后齿轮(10c)上以便驱动其转动；和一推动器(26)，其从所述壳体(2)凸起，并连接于所述滑动件(14)，以便驱动该滑动件平移。所述推动器(26)被促动进行转动；并且，所述滑动件(14)配设有一斜孔口(9)，所述推动器(26)的一导轮(24)接合在该斜孔口内，以将所述推动器的转动运动转换成所述滑动件的平移运动。

Description

棘轮扳手

技术领域

[01]本发明的技术领域是一般机械中使用的可互换套筒式的棘轮扳手或螺丝起子类型的手动式旋紧及旋松工具的领域。

背景技术

[02]目前，棘轮扳手可在螺钉或螺母锁紧时扳动所述螺钉或螺母。如果螺钉或螺母没有固定，这种扳手就不起作用。使用者必须用另一只手制动套筒，这意味着要用双手操作。在所有情况下，操作时间长且需要多个来回。

[03]已有人提出快速驱动套筒的棘轮扳手，但是，提出的这些棘轮扳手的结构既不紧凑，也不易于使用。扳手或者呈一体积大的夹具的形式，或者呈一使用不大方便的旋转套柄的形式。

[04]专利FR-A-03.05020试图进行改进，其提出一推动器，该推动器配设有一能作用于一齿轮上的齿条。但是，使用者必须与该专利中述及的扳手主体相垂直地驱动该推动器进行平移。此外，该推动器位于工具的中部，且传动齿条呈横向的。因此，扳手的主体非常大，且当推动器被按下时，棘轮是不可使用的。未配设任何安全系统来预防大扭矩的使用。因为螺钉转动幅度小，这种扳手使用起来因而更加不舒适。

发明内容

[05]本发明旨在提供一种易于使用且配设有一安全装置的棘轮式的扳手或螺丝起子。

[06]因此，本发明涉及可互换套筒式棘轮扳手，所述类型的棘轮扳手具有一长形的壳体，该壳体由两个半壳件构成，在所述壳体中布置有：一毂体，一指形件在所述毂体内滑动；一棘爪；和一成套的前、中、后齿轮及相关小齿轮；以及一齿条，其特征在于，所述棘轮扳手还包括：一滑动件，其纵向布置在所述壳体中，并通过所述齿条啮合在所述后齿轮上以便驱动其转动；和一推动器，其从所述壳体凸起，并连接于所述滑动件，以便驱动该滑动件平移，一些部件设置为用于确保所述齿条第一次摆转(basculement)在所述后齿轮上，且确保该齿条进行第二次摆转，以松开所述后齿轮。

[07]根据本发明的一特征，所述推动器被促动进行转动；并且，所述滑动件配设有一斜孔口，所述推动器的一导轮接合在该斜孔口内，以将所述推动器的转动运动转换成所述滑动件的平移运动。

[08]根据本发明的另一特征，所述滑动件由一第一导轮和一第二导轮保持在所述壳体中，所述滑动件配设有一第一纵向孔口和一第二孔口，所述第一导轮接合在所述第一纵向孔口中，以便仅允许所述滑动件进行平移，而所述第二导轮接合在所述第二孔口中，以允许所述滑动件进行平移和转动。

[09]根据本发明的另一特征，所述第二孔口的宽度大于所述第二导轮的直径，以便通过转动在后部位置确保所述滑动件的齿条啮合在所述后齿轮上，并在前部位置确保松开该后齿轮。

[10]根据本发明的另一特征，一弹簧布置在所述第二导轮与所述第二孔口的一边缘之间。

[11]根据本发明的另一特征，所述指形件在所述毂体中在两端位置之间活动，其中所述两端位置由一柱销限定，该柱销连接于所述毂体，且在所述指形件的一孔口中滑动。

[12]根据本发明的另一特征，扳手具有将所述指形件锁定在其两端位置中的两个锁紧部件，它们即：将所述指形件锁定在所述毂体中的一锁紧部件、和将所述指形件锁定在所述可互换套筒内的另一锁紧部件。

[13]根据本发明的另一特征，所述推动器呈一卡销的形式，所述卡销相对于所述壳体铰接在其顶部处，一内分支部与所述滑动件相配合，且另一分支部凸起在所述壳体之外，这两个分支部由一弹簧彼此连接。

[14]根据本发明的另一特征，所述毂体的棘爪啮合在其棘轮上，所述棘轮布置成支承在一转动轴上，所述转动轴与所述壳体相连接，所述棘轮由一弹簧保持在工作位置。

[15]根据本发明的另一特征，为松开所述棘轮，所述毂体的棘轮支承在一轴上，所述轴连接于一滑动构件，而所述滑动构件挂接于一弹簧。

[16]根据本发明的另一特征，所述后齿轮滑动安装在所述壳体中且承受一弹簧的作用，从而所述后齿轮脱开所述后小齿轮，同时始终驱动所述齿条。

[17]根据本发明的另一特征，推动器和滑动件由一连杆彼此连接。

[18]根据本发明的另一特征，所述毂体的棘爪和齿轮呈现为一唯一的齿形件，所述齿形件的齿是倾斜的，以便既确保由所述前齿轮驱动进行转动，又确保由所述棘轮进行锁定。

[19]根据本发明的另一特征，棘轮滑动地安装在装于主体上的一轨道上。

[20]本发明的首要优越性在于，推动钮允许利用棘轮使套筒以小扭矩快速转动且以大扭矩慢速转动。因此，借助推动钮可进行快速旋紧或松开，且借助棘轮可进行锁定和解锁。

[21]本发明的另一优越性在于，只需单手使用工具，另一只手空闲以便进行握持或支承。

[22]本发明的另一优越性还在于：节约较多时间，并降低使用者的疲劳。

[23]本发明的另一优越性还在于，可使用结构非常紧凑且薄的长形壳体，其快速驱动推动钮处于手柄端部的握持区域内。能施加夹紧力的区域位于一侧，而推动钮位于相对一侧。将推动钮按下或不按下，扳手则可用作进行夹紧或松开的标准棘轮扳手。只需用手指按压在推动钮上，且无需改变手握方式，即可进行快速驱动功能。一旦快速转动用的力量过大，使用者就自然地过渡到由棘轮予以夹紧。旋紧/夹紧或松开/旋松的整个操作时间可非常显著地减少。使用者可将螺钉或螺母置于套筒中，且仅用单手直接拧紧和夹固。

[24]施加力量的区域或者通过设置在壳体中的形状、或者通过增添一塑料或橡胶构件而布置得更为舒适。该区域布置在与推动钮相对的扳手一侧。

[25]由于扳手的不对称形状，使用者对就位、旋紧或松开的功能一目了然。

[26]在本发明的扳手中，安全系统保护扳手，通过借助于安全系统，保护扳手不受任何不适当要求的损害。

附图说明

[27]参照附图和下面作为说明给出的描述，本发明的其它特征、细节和优越性将得到更好的理解，附图如下：

[28]-图1是符合本发明的扳手的纵向剖面图；

[29]-图2是相同的剖面图，其示出推动器处于松开位置；

[30]-图3仍表示相同的剖面图，其示出滑动件的端位置；

[31]-图4是沿图1中的线AA的正视剖面图；

[32]-图5示出推动器的另一实施变型；

[33]-图6示出推动器的另一实施变型；

[34]-图7a和7b示出棘轮20的一特殊安装方式；

[35]-图8是一类似于图4的剖面图，示出一脱离啮合齿轮的特殊实施例；

[36]-图9示出一滑动棘轮的实施例；以及

[37]-图10以变型示出带一斜齿形件的棘轮的实施例。

具体实施方式

[38]如图1所示，扳手包括一壳体1，该壳体由两个后面标注为2a和2b的半壳件组成，符合本发明的成套快速传动机构安装在这两个半壳件内。通常，扳手包括一毂体3和一棘爪6，所述毂体3配设有一多角形孔4，一指形件19插在该多角形孔中，而所述棘爪6在两衬套5a和5b之间转动，如图4所示。该毂体3通过两销8连接于一齿轮7(图4)。齿轮7由一级联的齿轮10(前齿轮10a、中齿轮10b和后齿轮10c)与小齿轮11(前小齿轮11a、中小齿轮11b)驱动。成套的这些齿轮和小齿轮由连接于壳体1的轴导向。毂体3的棘爪6由一棘轮20在一转动方向上锁定，所述棘轮20支承在一轴21上，并由支承在一轴23上的一弹簧22推动，所述轴23与前一轴21隔开。最后，所述两个半壳件由沿着这些半壳件适当布置的螺钉或铆钉29固定在一起。显然可使用其它的固定方法，例如胶接或焊接。如后所述，指形件19可在孔4中滑动，以占据两个使用位置。

[39]从上面的描述中可以了解，当要松开的螺钉或螺母的阻力小时，扳手1应该用双手握持进行操作，因为当该螺钉或该螺母的紧固或松开的扭矩小时，棘爪6的转动阻力会太大。

[40]为了解决这个问题，根据本发明配设一组件，该组件包括一齿条13，所述齿条13连接于一滑动件14，且所述组件由一推动器26作动，所述推动器26的行程由一止动件12加以限制。如图所示，滑动件14为一基本上呈矩形的长而平的构件，该构件配设有一尖缘，齿条13固定在所述尖缘上。滑动件14通过一固定于两个半壳件的轴29被固定在壳体2中。该轴29进入到一孔口5中，所述孔口的长度和宽度允许滑动件平移和转动地移动，如后所述。

[41]显然，齿条和尖缘可构成一单一的整体构件。

[42]滑动件14具有其它三个线直的孔口9、18a和18b。孔口18a接纳一轴17a，所述轴17a配设有一导轮16a，该导轮的直径基本上相当于该孔口的宽度。因此使得：该导轮仅允许滑动件14进行转动和纵向平移的运动。

[43]滑动件14配设有两个相对的斜面14a和14b，以使该滑动件在壳体2内通过转动进行摆转。称为前斜面的斜面14a在尖缘处延长，且远离壳体2的壁延伸。称为后斜面的斜面14b也远离壳体2的壁地延伸，但是沿相反的方向延伸。因此，通过支承在导轮16a上，滑动件14能进行足以使齿条13脱离齿轮10c的一转动运动，这如后所述。

[44]孔口18b接纳一轴17b，所述轴17b固定于壳体且配设有一导轮16b。导轮16b的直径大于孔口18b的宽度，以允许滑动件14进行转动的运动，且进行既纵向的又径向的平移运动。

[45]一推动器26基本上布置在滑动件14的延伸段中，它通过一轴27固定于壳体2，且配设有一复位弹簧28，该复位弹簧28连接于一固定轴30。推动器26在孔口9中通过一轴25连接于滑动件14，所述轴25配设有一导轮24。孔口9倾斜地布置，以便当推动器26沿箭头F1被促动到一位置19时，能引起滑动件14移动，其中所述位置19不同于孔口9的底部9a。

[46]图2中示出推动器26处于其最终的工作位置，滑动件14在该位置进行平移，然后进行转动，齿条13不再连接于齿轮10c。推动器26的导轮24通过其在孔口9中的移动来驱动滑动件14，且该导轮处于孔口的另一端部。如该图所示，斜面14a和14b靠近壳体2的壁。滑动件的摆转使得齿条13脱离齿轮10c。滑动件14和齿条13进行一平移的且转动的运动，这使得只能沿所述机构的有效转动方向才可啮合在齿轮10c上。如果使用者通过按下的推动钮26，而借助主体1的转动作用于棘轮上，这种布置则也可使滑动件14和齿条13摆转。斜孔口9具有足够的长度，以允许沿箭头G进行这种摆转。

[47]工作情况如下。从图2所示的齿条14远离齿轮10c的初始瞬间出发，在推动器26上动作的开始会引起齿条13第一次摆转到齿轮10c上，且因而该齿条13啮合在齿轮10c上，如图1所示。该首次摆转借助于滑动件14和导轮16a之间连接的所预设刚性而实现，这将参照图4予以描述。齿条13和滑动件14在导轮24的作用下移动，所述导轮24在轴25上转动，而所述轴25与推动钮26相连接，所述推动钮(bouton poussoir)26在斜孔口9中沿图1所示的箭头F1的方向起作用，直至最终位置19。因而沿着在以下这些构件上示出的箭头方向，滑动件14驱动齿轮10c转动，所述齿轮10c本身接着再作动齿轮10a和10b，且然后作动棘爪7，以便在其低扭矩阶段紧固或松开螺钉或螺母。当紧固及松开扭矩变得较大时，扳手1正常工作。显然，齿轮10c的转动程度取决于齿条13的长度。当推动器26的导轮24在其完全转动之后到达最终位置19时，滑动件14进行第二次摆转(与第一次的方向相反)，该第二次摆转引起齿条13将齿轮10c松开。该第二次摆转由推动器26开始松开引起，这时，推动器26由弹簧28驱动，且致使滑动件14绕由轴承16a构成的固定点转动。推动器26的完全松开致使滑动件14向后返回，同时齿条13不与齿轮接触。在该阶段，滑动件14通过孔口18b的上边缘始终支承在轴17b上，同时避免齿条13啮合在齿轮10c上，如图3所示。通过完全松开推动器26，齿条占据图2所示的初始位置。按照所需的次数重复所述的循环过程，直至螺钉或螺母完全松开或紧固。

[48]总之，当螺钉或螺母是自由的时，推动钮26可通过齿轮和小齿轮使指形件19和套筒A快速转动。当螺钉或螺母与待紧固构件接触时，扳手如同一普通的棘轮扳手那样工作。因此，必须沿图7a所示的箭头F4作用在主体1上，其通过棘轮20和棘爪6紧固螺钉或螺母。

[49]图3示出使用者通过手柄36握持扳手1、而沿箭头F3保持按压推动器26的情况。由于扳手1被操纵，棘轮7转动，且齿条13必须松开齿轮10c。为此，考虑使滑动件14相对于导轮25辅助移动到最终位置19以外。正是齿条和齿轮之间的反作用力G使齿条与齿轮之间脱开。导轮25在位置19和孔口9的底部9c之间的辅助行程，可缓冲滑动件的辅助摆转，并因而松开齿轮10c。只要使用者如图所示保持完全按下推动器，就可维持这种构形。因此，棘轮7可自由转动，而不会损坏齿条13。

[50]图4上示出扳手1沿图1平面AA的一纵向剖面，其中可看到两个半壳件2a和2b、指形件19，一套筒A装在所述指形件19的自由部分上。显然，相同的标号标示相同的构件。该图尤其示出棘爪6的安装，所述棘爪6在两衬套5a和5b中转动。毂体3通过两销8连接于齿轮7。如前所述，齿轮7由级联的齿轮和小齿轮驱动转动。毂体3的棘爪6被棘轮20(该图上未示出)在一转动方向上锁定。

[51]如该图所示，由一弹簧15a推动的一大摩擦系数垫片15b围绕轴17a的导轮16a布置。该刚性产生在滑动件14上的保持，从而使得滑动件在按压于推动器26上的初始瞬间在推动钮26的作用下进行第一次摆转。

[52]指形件19在毂体3中滑动，且可在主体1的一侧或另一侧连接套筒A，这使得改变了套筒A的旋转方向。为此，指形件19具有一槽32，并且它通过接合在该槽中的一柱销31被毂体3围持。指形件19还具有两孔，由一弹簧35推动的一球珠33插在所述孔中。一球珠将指形件19锁紧在毂体3中，另一球珠将套筒A锁紧在指形件19上。调换指形件的位置，则可利用扳手从紧固螺钉或螺母转换到松开螺钉或螺母。

[53]为了从旋紧功能转换到松开功能，只需抽出套筒A，翻转扳手，将指形件19移到扳手的另一侧，并将套筒A插到超出扳手的指形件部分中。标记可添加在壳体1的两表面上，以便视觉看到扳手的旋紧功能或松开功能。

[54]图5示出一变型，其中，一连杆51间置在推动钮26和滑动件14之间。该连杆起着与斜孔口9相同的作用，并对滑动件14产生相同的效果。相同的构件保留相同的标号。连杆51的使用可消除导轮24在孔口9中滑动时所产生的摩擦力。

[55]图6示出另一实施变型，其允许设置第一安全装置，该安全装置可考虑用于保证对快速前移机构进行保护。实际上，如果使用者在推动钮26上用力太大而螺钉被锁紧时，推动钮26可以按下却对机构不起作用。为此，推动钮26呈一卡销的形式，该卡销相对于壳体2铰接在其顶部处。它具有与滑动件14相配合的一内分支部37，另一分支部38凸起在壳体2之外，这两分支部由一弹簧40彼此连接。分支部37配设有一细薄区域39，如果力量超过卡销处于恒应力下的数值，则所述细薄区域39可弯曲。一旦扭矩过大，该功能就钝化(désactivée)。因此，推动器26可按下但不会引起套筒转动。

[56]图7a和7b示出另一安全装置的另一实施变型，所述安全装置可增加用于确保对棘轮20的保护。实际上，不太细心的使用者使用扳手1时的力量可能超过极限强度。棘轮扳手常设计成局部地用于承受这样的力量，且这些棘轮扳手使用强度很大的材料，因而设计成本高。在本发明的情况下，如果棘轮20承受视为其强度极限的压力，则棘轮20后移，且扳手转动但不驱动螺钉。为此，提出将棘轮20安装在一轴43上，所述轴43连接于一相对于壳体2滑动的构件44，该构件由一弹簧45保持就位。如果力量过大，滑动构件44后移，并压缩弹簧45，如图7b所示。棘轮20自由转动，且不再锁定毂体3的棘爪6。为了恢复正常工作，因而须反向转动毂体3。应当指出，该实施例可使用成本较低的普通材料来制造所述不同的构件。该第二系统对通过棘轮进行的大扭矩旋紧进行保护。一旦扭矩超过，棘轮就缩退，且扳手空转而不驱动套筒。

[57]图8示出在扳手1使用不当时采用的另一安全系统的实施变型。为此，齿轮10c安装在一轴48上，所述轴48在两孔口49a和49b中滑动，所述孔口49a和49b位于主体1的两个半壳件中。轴48由一弹簧50保持在其驱动位置。当齿条13沿箭头F前移时进行所述驱动，且当齿条沿箭头S后移时，它驱动齿轮10c朝后且后者脱离齿轮10c。该实施例可使齿条13与齿轮10c始终保持啮合。

[58]这些安全系统确保扳手1延长使用寿命，且既不降低其性能，也不增加材料和造价。

[59]图9示出棘轮20的另一种安装方法。为此，棘轮抵抗着弹簧22的作用力而滑动安装在设于两个半壳件之间的一座腔中。图中仅示出该座腔的轨道(piste)56。当使用者对扳手1施加的作用力超过棘轮20的强度时，所述棘轮20后移，并松开棘爪6，所述棘爪6因而自由转动。

[60]图10示出一齿轮51的实施例，所述齿轮51带有一唯一的斜齿形件(denture)53，所述斜齿形件集成于毂体3。该结构一方面可通过齿轮10a快速驱动棘爪，而另一方面可支承棘轮20，以便进行大扭矩的正常旋紧。采用一斜齿形件，可允许将棘爪6和齿轮7制成一单体件，这样会简化扳手的制造。

Claims (14)

1.可互换套筒式棘轮扳手(1)，所述类型的棘轮扳手具有一长形的壳体(2)，该壳体由两个半壳件(2a，2b)构成，在所述壳体中布置有：一毂体(3)，一指形件(19)在所述毂体内滑动；一棘爪(6)；和一成套的前、中、后齿轮(10a，10b，10c)及相关小齿轮(11a，11b)；以及一齿条(13)，

其特征在于，所述棘轮扳手还包括：一滑动件(14)，其纵向布置在所述壳体(2)中，并通过所述齿条(13)啮合在所述后齿轮(10c)上以便驱动其转动；和一推动器(26)，其从所述壳体(2)凸起，并连接于所述滑动件(14)，以便驱动该滑动件平移，部件(16a，16b，18a，18b)设置用于确保所述齿条第一次摆转到所述后齿轮(10c)上，且确保该齿条进行第二次摆转，以松开所述后齿轮(10c)。

2.根据权利要求1所述的棘轮扳手，其特征在于，所述推动器(26)被促动进行转动；并且，所述滑动件(14)配设有一斜孔口(9)，所述推动器(26)的一导轮(24)接合在该斜孔口内，以将所述推动器的转动运动转换成所述滑动件的平移运动。

3.根据权利要求1或2所述的棘轮扳手，其特征在于，所述滑动件(14)由一第一导轮(16a)和一第二导轮(16b)保持在所述壳体(2)中，所述滑动件(14)配设有一第一纵向孔口(18a)和一第二孔口(18b)，所述第一导轮(16a)接合在所述第一纵向孔口(18a)中，以便仅允许所述滑动件进行平移，而所述第二导轮(16b)接合在所述第二孔口(18b)中，以允许所述滑动件(14)进行平移和转动，所述导轮和所述孔口构成所述的齿条摆转部件。

4.根据权利要求3所述的棘轮扳手，其特征在于，所述第二孔口(18b)的宽度大于所述第二导轮(16b)的直径，以便通过转动在后部位置确保所述滑动件(14)的齿条啮合在所述后齿轮(10c)上，并在前部位置确保松开该后齿轮。

5.根据权利要求4所述的棘轮扳手，其特征在于，一弹簧(15a)布置在所述第二导轮(16b)与所述第二孔口(18b)的一边缘之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的棘轮扳手，其特征在于，所述指形件(19)在所述毂体(3)中于两端位置之间活动，其中所述两端位置由一柱销(31)限定，该柱销(31)连接于所述毂体(3)，且在所述指形件(19)的一孔口(32)中滑动。

7.根据权利要求6所述的棘轮扳手，其特征在于，它具有将所述指形件(19)锁定在其两端位置中的两个锁紧部件(33，35)，它们即：将所述指形件锁定在所述毂体(3)中的一锁紧部件、和将所述指形件锁定在所述可互换套筒内的另一锁紧部件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的棘轮扳手，其特征在于，所述毂体(3)的棘爪(6)啮合在其棘轮(20)上，所述棘轮布置成支承在一转动轴(21)上，所述转动轴与所述壳体(2)相连接，所述棘轮(20)由一弹簧(22)保持在工作位置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的棘轮扳手，其特征在于，为松开所述棘轮，所述毂体(3)的棘轮(20)支承在一轴(43)上，所述轴(43)连接于一滑动构件(44)，而所述滑动构件(44)挂接于一弹簧(45)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的棘轮扳手，其特征在于，所述后齿轮(10c)滑动安装在所述壳体(2)中且承受一弹簧(50)的作用，从而所述后齿轮脱开所述后小齿轮(11b)，同时始终驱动所述齿条(13)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的棘轮扳手，其特征在于，所述推动器(26)呈一卡销的形式，所述卡销相对于所述壳体(2)铰接在其顶部处，一内分支部(37)与所述滑动件(14)相配合，且另一分支部(38)凸起在所述壳体之外，这两个分支部由一弹簧(40)彼此连接。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的棘轮扳手，其特征在于，所述推动器(26)和所述滑动件(14)由一连杆(51)彼此连接。

13.根据前述权利要求中任一项所述的棘轮扳手，其特征在于，所述毂体(3)的棘爪(6)和齿轮(7)呈现为一唯一的齿形件(53)，所述齿形件的齿是倾斜的，以便既确保由所述前齿轮(10a)驱动进行转动，又确保由所述棘轮(20)进行锁定。

14.根据前述权利要求中任一项所述的棘轮扳手，其特征在于，所述棘轮(20)滑动安装在一轨道(56)上，该轨道集成于所述主体(2)的一座腔中。

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