CN1012484B - 转矩扳手的改进 - Google Patents

Abstract

转矩扳手的双作用活塞42有一个活塞杆56。该活塞杆有一个装有销64的自由端。销64其两端部在扳手壳体10直线的或弯曲的导槽74中导向。销64可穿过被可滑动地装在驱动杠杆18上端的驱动滑块68。驱动杠杆往复运动时，它转动棘轮14。棘轮14有一方形中心孔以安装被装于壳体10上的方形传动轴。如果施加一个恒力，特别是导槽74是弯曲的以能补偿摩擦损失的情况下，该扳手提供大体不变的力矩。棘轮机构包括几个在棘轮槽和驱动杠杆支承窝间浮动的滚柱。

Description

本发明涉及一种用于转动零件的转矩扳手、如用手扭紧或松开螺母、螺栓和螺丝的转矩扳手。

这些扳手一般有一个扳手头，如一个可拆卸的标准套筒扳手，扳手头由扳手上的夹持装置-一般为一个可转动地装在壳体内的轴来夹持。另外，也可以使用专用套筒。这些套筒有一个适应于需要用扳手和装在扳手孔中的轴来转动螺母或多边形螺帽的多边形的孔。而这个孔构成套筒的夹持装置。用一个棘轮机构把至少一个自径向延伸并与上述夹持装置转动轴线同轴的驱动杠杆连接到夹持装置。在上述夹持装置径向分隔开的位置，往复运动液压活塞缸装置可转动地被连接到该驱动杠杆或几个驱动杆以便摆动该杠杆并通过棘轮机构驱动上述夹持装置转动。

因为在大多数已知装置中，驱动杠杆按相关于上述夹持装置轴线和弧线轨迹摆动，所以在全部摆动过程中，活塞杆作用线和上述轴线间的距离有变化。从理论上讲，当施加一个不变的力时，施加在上述夹持装置的力矩与这一距离成正比。

美国专利号4，027，561公开了这种转矩扳手。在这种扳手中，液压油缸在远离驱动杠杆的这端转动以适应远离油缸的活塞杆的这一端的弧线运动。如英国专利号2，028，204B的图1至图3所示，在扳手壳体内形成油缸孔以至使该油缸有一个固定的轴 线。活塞杆可旋转地装在活塞上也是为了适应活塞杆的远端按绕该轴线做弧线运动。

现代工业产生的新的科学领域在精确地预加螺栓负载方面提出了更精确的要求。能够提供这种方便的装置目前是必要的，并且通过在夹持套筒的上述装置上施加一个大体上不变的力矩，它将可以实现。具有这种设想功能的装置已在上述英国专利号2，028，204B的图4中展示。活塞杆在这里被螺纹连接在活塞中。使驱动杠杆转动的活塞杆的远端有一个在驱动杠杆槽内动作的销子。

本发明的目的是提供一种能施加大体上恒扭矩的液压转矩扳手;同时，它能保证活塞杆的端部与该驱动杠杆或几个杠杆间的连接机构摩损很小。并且它能避免活塞杆上产生不必要的弯曲应力。为了满足这一目的，我们在或接近该驱动杠杆的这端设置一个两侧面平行的槽和在该平行侧面间导向的并能在槽中往复运动的滑块。活塞杆的远端用一个销子可转动地安装到该滑块上。该销子穿过滑块并在扳手体上构成的导槽内被导向。或相反，它被固定在有关扳手壳体的位置上。当滑块在槽中运动时，不可避免地存在一些力的损失以致施加在夹持套筒的装置上的力矩不能准确地与上述夹持装置到活塞杆移动线间的距离成正比。为了产生更加恒定不变的力矩，穿过滑块的销子端部的导向槽可以是弯曲的。弯曲程度这样确定，上述距离，即，从上述夹持装置到活塞杆移动轴线间的垂直长度、在由于机构运动产生的摩擦力最小之处这一点，它最短。

下例附图显示了本发明的各个实施例。

图1是按本发明转矩扳手的一种结构的端面视图。

图2是在图1中沿Ⅱ-Ⅱ剖切线剖开的剖视图。

图3是在图2中沿Ⅲ-Ⅲ剖切线剖开的局部剖视图。

图4表示了油缸装置的一种改进。

图5在图6中沿剖切线Ⅴ-Ⅴ剖开的另一个实施例的纵向剖视图。

图6是图5中沿剖切线Ⅵ-Ⅵ剖开的剖视图。

图7是图6中箭头A方向的视图。该图中图6中的盖板被除去。

图8表示一种油缸装置的改进。

在所有实施例中，所表示的相似的零部件都有相同的标号。

首先，参考图1至图3，转矩扳手包括一个壳体10;为了转动，在其中用壳体10中的支承轴承13固定一个方形的轴12。这个轴可装上可拆卸的标准套筒扳手。该扳手适合于待用该装置转动的螺母或螺帽。在壳体10的侧面之间，轴12装有棘轮14。该棘轮用围绕棘轮14的驱动杠杆18，按反时针方向（如图2所示）传动。

如图3所示，棘轮14的两端部16具有比其中心部分较小的直径。同样，驱动杠杆18的侧端20向内伸出一个比其中心部分较大的凸出部以便安装到棘轮14的端部16上。侧端20还形成构成滚柱22的端止挡的法兰盘。滚柱构成驱动杠杆18和棘轮14间的传 动连接件以代替通常作为棘轮传动连接件的爪。如图3所示，驱动杠杆由两部分组成以使它能够套装在棘轮1-4上。驱动杠杆的两部分装配后用螺丝（未示出）牢固地连接在一起。

滚柱22在棘轮14外圆周上的槽24和驱动杠杆18中的支承窝28之间浮动。在驱动杠杆18的驱动行程上，每一个滚柱22都处于位于驱动杠杆18的台肩的支承块30和槽24的前端25之间。另一方面，当驱动杠杆18执行返回行程时，每一个滚柱22回到位于槽24的后端26并且转动到驱动杠杆18上其中之一的支承窝28中。被固定到驱动杠杆18上的弹簧32把滚柱22向棘轮14偏压以便在驱动杠杆的下一个驱动行程开始时它们滑进槽24。固定爪34在标号35处可绕壳体转动。它具有与滚柱22直径相同的呈部分圆柱形的自由端36。固定爪由簧片37偏压向棘轮14并防止棘轮的任何向后的移动。

通过液压油缸40的往复运动活塞42提供转矩扳手的动力。根据活塞42的方向，液压流体通过出入口48、50进入和排出。在活塞42的一端有头部44，它用适当的密封件如O型圈45装在油缸的孔中。它有一个拧进活塞头部44的端盖46。活塞42的圆柱体在油缸的开口端穿过密封盖52。密封盖52和活塞42间的密封件54在这一点上形成阻止液压流体的密封。

活塞42是空的以便安装活塞杆56。在活塞杆56的一端有一个位于活塞端盖46和活塞头部44的台肩60之间的端头58。端头58的端面和端盖46的相邻表面呈球形以允许活塞杆56朝各个方向转动一定的角度。图2中活塞杆的另一端被除去。但是，它与图4和图3剖视部分表示的相同。在这一端，活塞杆有一个带孔的头部 62以便使销子64能穿过球轴承66。销子64装在两个驱动滑块68和活塞杆头部62的每一侧上。通过球轴承72销子64还被装在支承块70的每一端上。支承块70能沿导向槽74移动。每个导向槽可在壳体10上形成或在被固定到该壳体的零件上构成。导向槽相对于壳体在任何情况下都是固定不变的。

在其上端（图2所示的位置），驱动杠杆被分成两分叉以保留竖直的耳状部分76、76和77、77。活塞杆56的头部62在耳状部分76之间通过。驱动杠杆18在其上端还形成有一个两侧面平行的凹槽。它通过耳状部分76在中间隔开以便在每一侧提供一个槽78。由此，形成驱动滑块68的导向槽。

在动作过程中，显然，活塞的驱动行程将迫使销64向左（如图2所示）并且通过驱动杠杆18逆时针转动棘轮14。当返回行程时，滚柱22移入到驱动杠杆18的支承窝28之中。驱动杠杆顺时针运动不会移动由固定爪34卡住的棘轮14。

当活塞42往复运动时，活塞杆的头部62由销64导向。销64的运动由导向槽74的形状进行控制。在忽略摩擦力影响的情况下，导向槽74可以是直的;这时将会得到一个恒扭矩装置。力矩的变化范围可通过活塞施加的力乘以从棘轮14中心到活塞杆直线运动的轴线之间的垂直长度进行计算。然而，应考虑当驱动杠杆18转动时，驱动滑块68沿槽78移动的情况，这时在滑块68和槽78之间，以及支承块70和导向槽74之间的摩擦力的影响将随着槽78中的滑块68的位置而变化。考虑到这一点，附图中所示的实施例的导向槽74是弯曲的，以便当滑块68沿槽78向上移动并且摩擦力变大时，使棘轮14中心到活塞杆56运动轴线的垂直距离变大。这 样，在活塞的整个行程中能获得更加近似的恒扭矩。

从上述说明中可以看出当导向槽是弯曲的时候，要求活塞杆的头部62有些上下的移动。另外，当使用转矩扳手时，壳体10总会相应地存在一些变形。引起变形的一个方面是螺母被拧紧时，该装置上的反作用力矩。它存在于图2的平面中。如果由固定到壳体的横向延伸的某一板的端部获得反作用力矩，以致使该板和相对于该板放置的固定物之间的反作用力不存在于附图的平面中，于是，存在一个能被分解成附图平面内的力矩和一个与这一平面呈直角的力矩。让活塞杆56在各个方向上能自由转动将可以适应由力矩所引起的变形。轴承66和72应是球轴承。

在图4所示的一种改进装置中，活塞42和活塞杆56两者允许一定的转动运动。对于这一端，活塞杆56可穿过相对液压流体出口处的带有标准密封件82的密封盖80。密封盖80被固定在台肩84和支承环86之间就位。支承环86被牢固地安装在油缸40的内部。支承环中心开有孔以便活塞杆56通过，并且它具有足够的间隙允许活塞杆转动。端面密封件87阻断了密封盖80和支承环86间的流体通道。密封盖80的直径小于它位于油缸该部分的直径。因此，当活塞杆56摆离油缸轴线时，它能够横向移动。

图5至图7所示的实施例的传动方式相似于图1至图3的传动方式。仅需说明设计中的不同点。在这个实施例中，油缸40的前端有一个部分球形的表面90，它相邻于呈互补形状的轴承92。并且由部分球形推力轴承96在那里固定就位。轴承96又相邻于油缸上呈互补形状的台肩94。推力轴承96由止推环98固定就位。在这个实施例中，活塞杆总是沿油缸40的轴线移动。油缸根据活塞杆的头 部62的运动作必要的转动。为此，油缸40、推力轴承96和止推环98之间留有足够的空间。在这个实施例中，仅有一个滚柱22。然而，棘轮14的传动与图1至图3的实施例相同。另外，固定爪34不对棘轮14起作用而对在棘轮14旁边的传动轴12上固定的类似形状的轮100起作用。轮100在102处装在壳体10中并且实际上还作为支承轴承13对面的轴12的支承轴承。需要时，放松杆99可允许固定爪34被松开。固定爪34和该轮的槽由盖板104保护。

图8所示的这种改进表示一种不同的油缸装置。油缸40在每侧上装有凸出物106。凸出物106装在壳体10的轴承108上以便油缸能与该图平面成直角即，图5平面内移动。在其它方面，该改进与图5至图7相同。

在各个实施例中，传动轴12能从一侧推过到另一侧以便螺母和螺栓都可以被拧紧和拧松。附图中所示的各种形式的转矩扳手中，相邻油缸40安置的壳体10的端部有一直连到下平面112的凸直110和允许辅助附件在壳体上滑动的结构。这样的辅助附件可以是一个有关上述的横向伸出的板。

Claims (11)

1、一种转矩扳手包括：一个壳体(10)，在该壳体内可转动的夹持装置，用来夹持需要由扳手转动的多边形零件的可替换的套筒，径向延伸并与上述夹持装置同轴线转动的驱动杠杆(18)，驱动杠杆和上述夹持装置间的棘轮连接机构，装有推动该驱动杠杆的活塞杆(56)的往复运动液压活塞油缸装置(42、40)，其特征在于：在或接近于远离上述夹持装置的端部，驱动杠杆内形成至少一个有平行侧面的槽(78)，在每个槽中都设置一个滑块(68)以便由相应槽的平行侧面导向，活塞杆的端部由穿过每个滑块的销子(64)可转动地安装到每个滑块上，该销子在相对于扳手壳体有固定位置的导槽(74)中被导向。

2、按权利要求1所述的转矩扳手，其特征在于有两个上述的滑块（68），在活塞杆（56）中心线的每一侧有一个滑块，驱动杠杆（18）上的槽（78）的平行侧面间各装有一个滑块。

3、按权利要求1或权利要求2所述的转矩扳手，其特征在于导槽（74）是直的。

4、按权利要求1或2所述的转矩扳手，其特征在于导槽（74）是弯曲的，以便在活塞（42）有效行程的过程中提供恒扭矩。

5、按权利要求4的转矩扳手，其特征在于：油缸（40）相对于转矩扳手壳体（10）被固定，而允许活塞杆（56）相对于油缸的轴线做小的摆动。

6、按权利要求4的转矩扳手，其特征在于：油缸（40）被可转动地安装，而让被约束的活塞杆（56）沿油缸的轴线移动。

7、按权利要求6所述的转矩板手，其特征在于：油缸（40）被安装在半球轴承（96）上，以便油缸的前端可以在各个方向上作小的转动。

8、按权利要求1的转矩扳手，其特征在于：棘轮连接机构包括至少一个在棘轮槽（24）和驱动杠杆（18）的支承窝（28）之间浮动的滚柱（22），该滚柱和支承窝被安置在最接近导槽（74）处的棘轮半圆柱表面的对面。

9、按权利要求8所述的转矩扳手，其特征在于安装一个固定爪（34）以防止棘轮（14）的反向运动，固定爪的端部呈部分圆柱形表面以便和棘轮或传动轴（12）上的分隔开槽的轮（100）上的槽相配合。

10、按权利要求8或9所述的转矩扳手，其特征在于：驱动杠杆（18）的侧端（20）延伸出来形成在棘轮槽（24）每侧上的法兰，以构成所述滚柱（22）的端止挡。

11、按权利要求10所述的转矩扳手，其特征在于：上述法兰支承在棘轮（14）上。

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