CN1014781B - 扭矩扳手 - Google Patents

Abstract

一种扭矩扳手包括一个长外套(50)，一个内部件(54)延伸于外套之内，并以枢轴连在扳手(50)第一端附近的外套上，手柄部分(52)安装在扳手第二端上，工具(58)安装在扳手第一端的外套上，一个装有弹簧的肘节杆机构(82)作用于手柄部分和携带工具的外套之间，当超过预定值的扭矩通过手柄部分、肘节杆机构和外套传送到工具时，肘节杆机构松开，从而容许外套和内部件之间产生回转运动。内部件固定地连接在手柄部分上。

Description

本发明涉及一种扭矩扳手，其组成部分包括：

（a）一个细长形的外套，

（b）一个内部件延伸于外套之内，并以枢轴连接在扭矩扳手第一端头附近的外套上。

（c）一个工具安装在第一端头上，

（d）一个手柄部分安装在扭矩扳手的第二端头上，和

（e）一个装有弹簧的肘节杆机构作用于手柄部分和携带工具的元件之间，当通过手柄部分、肘节杆机构和上述元件作用到工具上的扭矩超过一定值时，肘节杆机构松开，从而容许在外套和内部件之间产生回转运动。

这种类型的扭矩扳手是已知的，例如从美国专利第4655104号中可以查到。这种扭矩扳手的内部件是一个实体件，安装在其第一端头的外套内，在内部件伸出于外套的一端上带有一个工具。一个连杆的一端用枢轴连接在内部件靠近手柄一边的端头上，而连杆的另一端上有一个销钉，一个顺着外套的纵向作用的弹簧压在此销钉上。内部件和装有弹簧的连杆一起形成一个肘节杆机构，当所施加的扭矩超过预定的扭矩值时，肘节杆机构即松开，克服弹簧的压力，使内部件急速拍打外套而发出有声响和能感知的信号。

美国专利3202021，英国专利966947以及德国专利2553326也都示出了类似的松开式扭矩扳手。它们的肘节杆机构都包括一个装有弹簧的并用滚棒支持在外壳的内壁上的杠杆和一个将这个杠杆与内部件连接在一起的连杆。

还有另一种已知的扭矩扳手，其肘节杆机构包括一根用枢轴装在外套内的杠杆，其手柄部分与其连成一体。这根杠杆以其一端压在内部件靠近手柄的一端上，该杠杆的另一端通过一个连杆连接于一个装有弹簧的并能在外套内作纵向移动的滑块上。

在这些已知的扭矩扳手中，扭矩都是通过内部件进行传递的。因此内部件必须是非常稳固的。由于内部件是安装在外套的内部，要达到稳固性，内部件就必须有一个结实的结构，一般是以锻件制成，这样就使得扭矩扳手的重量变得非常重。

上面所述那种已知的扭矩扳手的另一个缺点在于使用者对其施加扭矩的螺纹的螺纹回转中心是与作为“功能回转中心”的内部件和外套之间的枢轴连接点全然不同的。这样就使得松开点在很大程度上决定于手柄部分的手握着力点位置。

德国专利679042号公开了一种扳手，这种扳手的力的传递很小，它包括两根沿着斜面断开的细长形外套部分，即工具一边的外套部分和手柄一边的外套部分，两个外套部分由一个枢轴相互连接在一起。一个弯曲弹簧以其一端同时支持在枢轴和配置在手柄一边的外套部分内的横轴上，而在其对面的一端以一个调节螺丝在这两个轴之间与弯曲弹簧相接触。利用此调节螺丝就能将弯曲弹簧调整到合适的偏压。一个手柄安装在从手柄一边的外套部分伸出的弯曲弹簧的一个端部。此外，弯曲弹簧上还配有一个突缘，该突缘伸出越过一个制动爪并使这个制动爪保持在其工作位置上。处于工作位置的制动爪又伸出越过一个配置在工具一边的外套部分上的挡块，并使两个外套部分保持在一个延伸的公共位置。工具一边的外套部分带有一个工具。

当作用在弯曲弹簧上的扭矩超出由调节螺丝预定的偏压时，弯曲弹簧就屈服，于是突缘松开制动爪，而制动爪随之又松开挡块，这样，两个外套部分就成为弯折形。

本发明的目的在于提供一种既简单又轻便的扭矩扳手。

本发明的另一目的是使两个外套的枢轴点尽量靠近螺丝的回转中心，从而使释放转矩与使用者接触手柄部分的位置存在较小的依赖关系。

本发明的又一目的是在上述类型的扭矩扳手中使与肘节杆机构相接合的杠杆的长度加长，以便使有效的力和弹簧的偏压力都可以减小。

根据本发明这些目的可以以下述手段达到：

（f）工具系安装在外套上，

（g）内部件刚性地连接在手柄部分上。

由于工具是支持在外套上的，而外套的尺寸当然要比内部件的尺寸大，因此外套的壁厚即使较薄一些也能达到所要求的稳固性。作用在内部件上的扭矩是比较小的，因此内部件的重量就能比前述的现有技术扭矩扳手的内部件重量大大地减轻。这样，就尺寸和扭矩同样大小的扭矩扳手，其总的重量就减轻很多。

由于工具是支持在外套上的，工具距外壳与内部件之间的枢轴连接点之间的距离可以缩短。因为肘节杆机构是与作为携带工具的元件-外套相接触，而不是与内部件相接触，因而肘节杆机构的着力点可以朝着手柄的一边移位。两种影响因素的作用都是增长“功能杠杆臂”，也就是肘节杆机构用以连接带工具的部件的杠杆臂。

内部件的枢轴点可以朝着螺丝的回转中心方向移位。

在德国专利679042号的扳手里，在手柄部分和携带工具的元件（这应是工具一边的外套部分）之间没有配置肘节杆机构。里面的套筒部分（这应是手柄一边的套筒部分）并不是刚性地连接在手柄部分上的。手柄连接在弯曲弹簧上。绕着调节螺丝施加的扭矩，通过该手柄作用到弯曲弹簧上，而这个调节螺丝与工具的回转轴线之间的距离相当远。

本发明的一些改进部分就是从属权利要求的主题内容。

下面将结合附图对本发明的一个实施例作较详细的说明。

图1显示一种现有技术的扭矩扳手，用以说明本发明在杠杆臂的长度和螺丝的回转点与内部件的枢轴点的相互位置方面所做出的改进。

图2是按照本发明装配的扭矩扳手类似图1的示意图。

图3是图2中扭矩扳手的具体结构的纵向截面图。

图1显示了一种现有技术的扭矩扳手。

这种扭矩扳手具有由矩形截面的型管制成的外套10。在图1的右端，型管10形成一个手柄部分12，以备使用者用手握住。标号14代表着手点的中间位置。

在图1的接近左端处，一个内部件16以可绕着支承销18进行回转地安装在外套10内。内部件16是由一个实心的锻件制成。内部件16向着图1所示的左面伸出外套10的外面，形成一个可以容纳可拆卸工具22的工具夹口20。可拆卸工具22绕着一个螺丝的回转点24起作用。在图1中内部件16的长柄26向右方伸出。

在外套10的中间部位有一个双臂杠杆30安装在支承销28上。双臂杠杆30有一个突出触点32。该突出触点32搭在内部件16上。杠杆30的第二个臂通过一个连杆34连接在滑块36上，该滑块可滑动套插在外套10内。滑块36受到支撑在螺母40上的弹簧38的弹簧力的作用。螺帽40在矩形截面的外套内定向移动但不能转动，并被安装在一个带螺纹的心轴42上。该螺纹心轴42安装在一个轴承部分44内，能够进行转动，但不能作轴向移动。螺纹心轴42可以通过一个旋钮46进行转动，这样螺母40就可进行轴向移位并使弹簧38的压力发生变化。

弹簧38，连杆34和杠杆30形成一个肘节杆机构48。弹簧38趋于推动连杆34使杠杆30绕着枢轴作逆时针方向转动，并与外套10的纵的方向形成一个角度，这样，杠杆30抵住内部件16如图中的位置，当一个 扭矩以顺时钟方向作用于图1所示的外套10上时，由于螺丝的反作用力矩，一个扭矩绕着支承销18作用于内部件16上并趋于将内部件16相对于外套部分10作逆时针方向回转，如图1所示。弹簧38通过带有杠杆30的肘节杆机构48所产生的扭矩正好抵消这一扭矩。当绕着螺丝的回转点作用于螺丝的某一扭矩超出一定值时（这扭矩的大小可以用旋钮46进行调节），则作用于内部件16上的反作用力矩就通过肘节杆臂48克服了弹簧38的作用力，内部件16突然地相对于外套10进行回转，杠杆30即撞击外套的内壁，这种撞击可以被使用者听到和感觉到。

可以看出，内部件16的支承销18相对于螺丝的回转中心24分开的距离相当远，而“功能杠杆”也就是支承销18与突出触点32之间的距离，却相当地短。

在图2中的扭矩扳手，标号50表示一个外套。外套50由矩形截面的型管所制成，手柄部分52也由矩形截面的型管构成，但是手柄部分是作为一个与外套分开的构件制成的。一个内部件54也是由矩形截面的型管制成。此内部件54刚性地连接在手柄部分52上。外套50通过一个支承销56可回转地装在内部件54上，一个工具58插在图2中外套50的左端。

图2中外套50的右端被截成偏斜状的，外套50的下壁相对于其上壁向外伸出。手柄部分52相应地在其左端被截成偏斜状，其上壁相对于其下壁向外伸出。这样在外套50和手柄部分52之间形成一条斜向的窄缝60，这条窄缝60可以容许两个元件进行相对运动。

在从手柄部分52的下壁斜向突出的两边侧壁上，一个双臂杠杆62安装在一个支承销64上。在图2中，杠杆62的左端，在工具那一边，与外套50右端的突出的壁66相接触，杠杆62的另一端通过一个连杆68连接在一个滑块70上，滑块70可滑动地套插在手柄部分52内。一个压缩弹簧72接触在滑块上，并支承在螺母74上。螺母74有一个矩形的截 面，它不能转动但可滑动地套插在手柄部分52内。螺母74套装在一个带螺纹的调节心轴76上。该调节心轴能转动但不能轴向移动地安装在手柄部分52的端部78内。在调节心轴的末端配有一个调节旋钮80。

杠杆62，连杆68滑块70以及弹簧72结合在一起构成一个肘节杆机构82。

图2中手柄部分52的壁朝左方伸出的上面部分84与内部件54固定地连成一体。

图2中标号86代表手握的中间位置，使用者在此处握住手柄部分52。下面是所述扭矩扳手的操作情况：

在一般的工作过程中，外套50由杠杆62抵住，对抗着由工具58施加的扭矩的作用时与内部件的相对位置如图中所示。在图2中当扭矩扳手以顺时钟方向回转时，外套上壁与内部件54的上壁相接触，当所施加的扭矩超过一个预定的扭矩值时，肘节杆机构82的杠杆62即屈服，并通过连杆68使滑块70推向图2的左方。由杠杆62和连杆68形成的“肘节”越伸开，则作用在扭矩扳手的纵向分力就越大。因此，在杠杆62屈服后，肘节杆机构的机械阻力即失去作用，手柄部分52突然以顺时钟方向进行回转碰到外壳50。这可以被使用者听到和感觉到。

把图1和图2作比较，可以从中看出，如果扭矩扳手的总长度相等，图2中的扭矩扳手的“功能杠杆”，也就是支承销56与杠杆62在外套50上的接触点之间的距离，比图1中现有技术具体实例的功能杠杆要大。因此弹簧72的压力可以比图1中弹簧38的压力小些，被传递的力也小些。还可以看到，在图2的实施例中支承销56比图1的实施例中更加靠近于螺丝的回转中心。

这是由于工具58是直接插在外套50中实现的，这样则支承销56就能安装在外套内特别靠近工具的地方;然而，支承销56离外套50末端的距离仍足够远，以保证支承销56得到稳定的支持。图2中的结构还 容许携带工具的部件（这里就指外套）与肘节杆机构的接触点能位于图2中的右方。因此，力就比较小了，肘节杆机构也能更小一些。“功能杠杆”的加长并不会导致重量的加大，因为外套50反正总是为这一使用目的而设置的。而内部件却可以用较轻的型管制成。

图3显示出扭矩扳手的一个具体结构的实例，图3中相应的元件仍以图2中相同的标号表示。

内部件54用两个螺丝88和90连结在手柄部分52上，而螺丝88和90是拧在内部件54内面的一个螺母块92上。

滑块70是一个金属板件，弯成U形，可滑动地套插在手柄部分52内。U形金属板件的两个边向后沿纵向伸展，从而形成棱边94。一个推力盘96接合在这棱边94上。弹簧72与推力盘96相接触。弹簧72受压缩并支持在螺母74上，因此推力盘96总是能与棱边94相接触。

调节心轴76有一个六角形的型面。调节心轴76可纵向移动地套插在一个横销100的孔98内。调节心轴有一条圆周槽102，该圆周槽与位于横销100内的装有弹簧的止动球相啮合。这样，调节心轴76就能快速地卡在如图中所示的轴向位置上。但是调节心轴76也能克服装有止动弹簧的止动球的作用力，而从图3的右方沿轴向拉出来。

一个带有外螺纹的轴套104装在调节心轴76上，一个配有六角形底座的端件106装在图3中螺纹轴套104的右端，端件106固定地连接在螺纹轴套104上并被套装在调节心轴76上。螺母74被套装在螺纹轴套104上，该螺母74又被不可转动地套插在手柄部分内。端件106受弹簧72的作用啮合在横销100上。这样，螺纹轴套104的轴向位置就固定了。

一个止动件108装在图3中的调节心轴的左方，该止动件108是通过该止动件108碰到螺纹轴套104的前端来限制调节心轴76继续朝着图3所示的右边方向移动的。

一个调节旋钮110装在调节心轴76的右端，突出于手柄部分52的 外面。

一个带有刻度的刻度支座112连接在螺母74上。刻度值可以从手柄部分52的孔眼114中观察。

一个手柄116装在手柄部分52上。手柄116上有专为螺丝88和90开的孔眼118，120。螺丝88，90的头部位于孔眼118，120内。这样，手柄116就沿纵向被固定住。此外，手柄还有一个孔眼122，这孔眼正好与手柄部分52上的孔眼114对齐。

Claims (16)

1、一种扭矩扳手，共组成部分包括：

(a)一个细长形的外套(50)，

(b)一个内部件(54)延伸于外套(50)之内，并以枢轴连接在扭矩扳手(50)的第一端头附近的外套上，

(c)一个工具(58)安装在第一端头上，

(d)一个手柄部分(52)安装在扭矩扳手的第二端头上，和

(e)一个装有弹簧的肘节杆机构(82)作用于手柄部分(52)和携带工具(58)的元件之间，当通过手柄部分(52)、肘节杆机构(82)和上述元件作用到工具(58)上的扭矩超过一定值时，肘节杆机构松开，从而容许在外套(50)和内部件(54)之间产生回转运动，

其特征在于：

(f)工具(58)系安装在外套(50)上，和

(g)内部件(54)刚性地连接在手柄部分(52)上。

2、根据权利要求1中的扭矩扳手，其特征在于肘节杆机构（82）包括一个杠杆（62），以枢轴连接于手柄部分（52）上，杠杆（62）的一端搭接在携带工具（58）的外套（50）上，在杠杆的另一端以枢轴连接一个连杆（68），连杆与扭矩扳手的纵方向形成一个角度，该连杆在这个纵的方向承受到一个偏压弹簧（72）的压力。

3、根据权利要求1中的扭矩扳手，其特征在于外套（50）是由矩形管制成。

4、根据权利要求1中的扭矩扳手，其特征在于工具（58）是一个可拆卸的工具，这工具以其柄部从外套（50）的第一端插入外套。

5、根据权利要求1中的扭矩扳手，其特征在于内部件（54）是由一根管制成，其第二端固定地连接于管状手柄部分（52）上。

6、根据权利要求1中的扭矩扳手，其特征在于：

（a）外套（50）在手柄的一端被偏斜地截断，

（b）肘节杆机构（82）的杠杆（62）装在手柄部分（52）内，搭接在外套（50）的伸出至手柄一边的内壁（66）上。

7、根据权利要求3中的扭矩扳手，其特征在于：

（a）一个滑块（70）可滑动地套插在外套（50）内，

（b）连杆（68）的距离杠杆（62）较远的一端，以枢轴连接在滑块（70）上，和

（c）滑块（70）受到偏压弹簧（72）的压力。

8、根据权利要求7中的扭矩扳手，其特征在于：

（a）滑块（70）是U形的金属扳件，

（b）U形金属扳件的两条边在纵向被切成两条平行的棱边（94），棱边位于垂直于扭矩扳手纵向的一个平面内，

（c）一个推力盘（96）啮合在棱边上，而偏压弹簧（72）又啮合在推力盘上。

9、根据权利要求1中的扭矩扳手，其特征在于：

（a）弹簧（72）系支持在一个螺母（74）上，

（b）螺母（74）可轴向移动但不可转动地套插在在外套（50）内，

（c）此外，螺母套装在一个带螺纹的轴套（104）上，该轴套相对于外套（50）的轴向位置是固定的，

（d）一个调节心轴（76）套插在在螺纹轴套（104）内，该螺纹轴套能轴向移动但不能自身转动，

（e）调节心轴（76）在其由手柄部分（52）的一端伸出部位配有一个调节旋钮（110）。

10、根据权利要求9的扭矩扳手，其特征在于：

（a）在手柄部分（52）内设置一个与扭矩扳手纵向横置的横向销（100）;

（b）调节心轴（76）套插在横向销（100）的孔（98）内;

（c）调节心轴（76）有一条圆周槽（102），该圆周槽与位于横向销（100）内的装有弹簧的止动球相啮合，以使该调节心轴可以快速地固定在其被推入手柄部分（52）内的一定位置上。

11、根据权利要求9的扭矩扳手，其特征在于：

（a）在手柄部分（52）内设置一个与扭矩扳手纵向横置的横向销（100）;

（b）调节心轴（76）套插在横向销（100）的孔（98）内，和

（c）螺纹轴套（104）在弹簧（72）的作用下，以它的端面与横向销相接触。

12、根据权利要求11的扭矩扳手，其特征在于：

（a）调节心轴（76）有一条圆周沟槽，和

（b）装有弹簧的止动球位于横向销内，当调节心轴（76）处于缩回的位置时，止动球与圆周槽（102）相啮合。

13、根据权利要求10或12的扭矩扳手，其特征在于一个止动件（108）装在调节心轴（76）的内端上，以碰到螺纹轴套（104）的另外一个内端面来限制调节心轴（76）的外向移动。

14、根据权利要求9至12之一的扭矩扳手，其特征在于：

（a）调节心轴（76）有一个六角形型面和

（b）螺纹轴套（104）有一个具有六角形穿孔的端件（106），该端件被套装在调节心轴（76）上。

15、根据权利要求14的扭矩扳手，其特征在于：一个刻度支座（112）连接在螺母上并带有刻度，刻度值能从手柄部分（52）的孔眼（114）中观察。

16、根据权利要求1至12之一的扭矩扳手，其特征在于：

（a）内部件（54）系用两个螺丝（88，90）连结在手柄部分（52）上，两个螺丝被拧在内部件（54）内面的一个螺母块（92）上，和

（b）一个带有孔眼（118，120）的手柄（116）装在手柄部分（52）上，螺丝的头部（88，90）伸进在孔眼（118，120）内，从而将手柄（116）在轴向固定住。