CN103687698A - 具有分离齿轮体和可互换驱动插件的套筒扳手 - Google Patents

Abstract

一种工具，所述工具包括可互换驱动插件和用于向所述驱动插件传递扭矩的分离齿轮体。所述分离齿轮体紧凑的性质提供了一种自动驱动方式，例如，电动或气动马达，经由可互换驱动插件内的分离齿轮体施加扭矩。更进一步地，可互换驱动插件包括设置在用于容纳工件头部的接收部周围的齿轮，使得可互换驱动插件自身成为齿轮组件的一部分。上述结构使得设计紧凑同时提供了向工件传递转矩的自动化方式。

Description

具有分离齿轮体和可互换驱动插件的套筒扳手

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年7月28号提交的申请序列号为13/192,607号的美国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本申请通常涉及旋转工件的动力工具。特别地，本申请涉及通过自分离齿轮体传递转矩至可更换的驱动插件的旋转工件的动力工具。

背景技术

棘轮组是用于旋转工件和将两个部件固定在一起的常用工具。例如，使用者可以通过旋转棘轮紧固工件，以及可以通过在相反的方向旋转棘轮使棘轮回到其起始位置，在这个过程中，工件不会被转动。棘轮组是典型的手动工具，并且气动棘轮组是典型的体积大而且占用空间。因此，有必要提供一种通过气动或者其他自动方式驱动的更加小型的棘轮组。

棘轮组也包括插口，所述插口是用于配合工件以将转矩施加到工件上。例如，该插口可以是六边形以框定工件的六边形头部。当使用者旋转棘轮时，插口将转矩传递至工件以紧固或松开工件。传统的插口通过包括摩擦配合、棘爪或可以使插口与棘轮的相应的配合部配合的锁扣设计与棘轮配合。然而，这种结构不通过使用者的手动驱动难以用于驱动工具的更加自动化的方式，因为插口与棘轮仅仅是机械连接而且不包括任何与棘轮的功能性连接。

发明内容

本申请涉及一种具有分离齿轮体的驱动工具，该分离齿轮体转动齿轮组件，并间接转动可拆卸驱动插件零件传递扭矩至工件。特别地，本申请公开了一种工具，该工具包括基底，与基底连接的马达，与马达功能性连接的齿轮系，以及与齿轮系啮合的可互换驱动插件，该可互换驱动插件包括接收部和多个齿轮齿，所述接收部用于配合工件以及施加转矩至工件，齿轮齿与齿轮系啮合并受齿轮系驱动。

还公开了一种工具，该工具包括马达，与马达功能性连接的驱动体，驱动体包括上齿轮和下齿轮以及位于上齿轮和下齿轮之间的第一游星齿轮，与第一游星齿轮啮合的第二游星齿轮，与第二游星齿轮啮合的换向齿轮，与换向齿轮啮合的棘轮齿轮，棘轮齿轮在换向齿轮传递转矩的基础上用于向工件提供旋转力。

更进一步地公开了一种工具，该工具包括换向齿轮，以及可互换驱动插件和插入腔，可互换驱动插件包括棘轮齿轮，该棘轮齿轮具有位于棘轮齿轮外部径向部分的齿轮轮齿，还包括在棘轮齿轮的第一和第二端点之间延伸的径向开口，所述径向开口的形状和尺寸与置于其中的工件相匹配，所述插入腔用于容纳棘轮齿轮并允许棘轮齿轮的旋转运动，插入腔包括开口，该开口与棘轮齿轮的径向开口的形状和大小匹配并允许工件进入其中，插入腔位于换向齿轮的附近，以使棘轮齿轮的至少一个点在棘轮齿轮的全径向运动中与换向齿轮啮合。

附图说明

为了更加容易地理解本发明所要求保护的内容，这里的附图从本发明装置的结构以及工作原理方面阐述本发明的技术方案，本申请的许多优越性应容易被理解和承认。

图1为本申请一实施方式工具的透视侧视图；

图2为图1工具的透视侧视，局部剖面图；

图3为图1工具的放大，透视侧视图；

图4为本申请的可移动驱动插件组件的透视侧视图；

图5A为本申请一实施方式的开口驱动的侧平面图；

图5B为开口驱动的内部放大图；

图6为具有示出驱动插件各种组件运动的箭头的可移动的驱动插件组件的侧视放大图。

具体实施方式

尽管本发明有多种不同形式的可实施的实施例，但是附图所述的以及这里详细描述的是理解本发明的优选的实施例，这里所公开的应理解为本发明构思的例证，本发明的保护范围不受下面公开的实施例的限制。

本申请公开了一种装置，方法和用于将动力传递给工件的系统。如图1所示，一种工具100，包括主体105和与主体105可互换的驱动插件110。主体105可以包括具有连接按钮115A的马达115，连接按钮115A用于开动马达115、以通过工具100传递机械能。杠杆臂120位于驱动插件110上并用于驱动插件110和主体105可拆卸地连接。驱动插件110也限定了用于匹配工件的接收部125，例如，具有六边形头部的螺栓，接收部125用于自工具100向工件传递转矩。在一实施方式中，驱动插件110为套筒扳手。

图2所示的是图1中移出外部套筒以显示一实施方式的工具100的内部组件并阐明了其结构布局。如图所示，工具100从马达115经偏心曲柄130向齿轮系135传递动力。齿轮系135从马达115经各种齿轮并向驱动插件110传递扭矩以旋转工件（图未示）。例如，马达115可以通过偏心曲柄130向驱动体140传递动力。然后驱动体140可以向游星齿轮145传递扭矩，并由此将扭矩传递给一个或多个换向齿轮150，最终传递至驱动插件110的用于直接向工件提供扭矩的棘轮齿轮155。

马达115可以是任何形式的马达，例如可以是电动的，气动的，液压的或者手动的，马达115是用于向棘轮齿轮155间接或直接地传递扭矩以转动工件。正如所讨论的，使用者可以通过按压按钮115a开动马达，以及通过再次按压按钮115a关闭马达115。在不脱离本申请的范围或构思的前提下，还可以有打开或关闭马达的替代方式。另外，马达115可以具有不同的功率输出模式（例如，低，中，和高），其中，可以通过按钮115a的连续制动使得马达115可以在不同的输出功率模式下进行转换。

驱动体140可以包括上齿轮140a，下齿轮140b，和设置在上齿轮140a和下齿轮140b之间的游星齿轮140c。棘爪齿轮160可以被驱动体140弹性压缩以便在至少一种旋转方向中限制驱动体140的旋转运动。

如图所示，棘爪齿轮160与上齿轮140a和下齿轮140b的多个轮齿啮合，但是，棘爪齿轮160不与游星齿轮140c连接。这种分离齿轮体在与上齿轮140a和下齿轮140b连接时具有更紧凑的设计和进一步保持棘爪齿轮160上的对称负载。棘爪齿轮160也可以与上齿轮140a，下齿轮140b和游星齿轮140c中都啮合以在棘轮的旋转运动中更加牢固地支撑齿轮。

在一实施方式中，上齿轮140a和下齿轮140b可以相对于游星齿轮140c变得更薄和更宽。但是，驱动体140可以构造不同。例如，游星齿轮140c可以比上齿轮140a和下齿轮140b薄，棘爪齿轮160可以分成两个部分以在驱动体140上提供对称负载。

游星齿轮145与驱动体140的游星齿轮140c啮合以自驱动体140向换向齿轮150传递扭矩。游星齿轮145可以设置在工具100的近似中间平面的位置以便在内置工具组件的情况下从工具组件的顶部和底部留有足够的间隙。如图所示，游星齿轮145包括与游星齿轮140c类似的特征。然而，游星齿轮145在不脱离本申请构思和范围的情况下，可以具有与游星齿轮140c不同的形状，尺寸，材质，结构和外观。

换向齿轮150是用于自游星齿轮145向棘轮齿轮155传递扭矩。如图所示，棘轮齿轮155的两侧设有换向齿轮150，并且在每一侧包括两个换向齿轮150：一换向齿轮150与游星齿轮145啮合，另一个与棘轮齿轮155啮合。在一实施例中，提供一个换向齿轮150，工具100仍可以按照标准运转。例如，一换向齿轮150可以设置在游星齿轮145和棘轮齿轮155之间以自驱动体140向棘轮齿轮155传递扭矩。在另一实施例中，也可以不设置换向齿轮150，游星齿轮155直接与棘轮齿轮155啮合以便向棘轮齿轮155提供扭矩。

在一实施例中，棘轮齿轮是155是位于驱动插件110上的齿轮，是用于自棘轮齿轮150向工件传递扭矩。如图所示，棘轮齿轮155具有内部开口，内部开口155限定容纳工件头部的接收部125。接收部125通过从马达115传递至棘轮齿轮155的扭矩配合并旋转工件。在一实施例中，棘轮齿轮155不是一体的结构，棘轮齿轮155可以限定接收部125，也可以从接收部125脱离。

图4所示的是依据本申请一实施例的驱动插件110。驱动插件110限定用于与工件的头部配合以旋转工件的接收部125。驱动插件110通过杠杆臂120可拆开地保持在工具100的主体105上，主体105内部通过支架170进一步支撑驱动插件。

杠杆臂120可以是任意结构，其使得驱动插件110可以可拆开地与工具100的主体105连接。例如，杠杆臂120可以通过偏置结构例如弹簧被弹性地偏压于主体105的接收部。另外，杠杆臂120可以与位于工具100的主体105上的相应的磁性结构磁性连接以便可拆卸地支撑其上方的驱动插件110。支架170可以是任意结构，其用于在工具100的主体105内支撑驱动插件110。如图所示，在一实施方式中，支架170是一个在两组换向齿轮150之间延伸的小圆柱，支架170用于在工具100的内部支撑驱动插件110。

驱动插件110提供了一种方便且可拆除的结构，使用者可以开动杠杆臂120以从工具100的主体105移走驱动插件110。更进一步地，驱动插件110可以包括设置在棘轮齿轮155上的与主体105上的换向齿轮150直接啮合的轮齿。因此，可以获得更紧凑的设计以使马达115向可拆卸驱动插件110并最终向设置在驱动插件110的接收部的125内的工件传递动力。

图5A描述的是本申请一实施例的末端开口啮合驱动500。所述末端开口啮合驱动500可以是可互换的驱动插口，类似于上述公开的驱动插件110。末端开口啮合驱动500和驱动插件110不同之处在于，末端开口啮合驱动500使得难以组合或拆开紧固件变得容易，而传统的套筒扳手结构不能接触到紧固件。

如图5A所示，末端开口啮合驱动500包括设置在插入腔510内的开口棘轮齿轮505以及限定在插入腔510内的开口515。末端开口啮合驱动500可以通过杠杆臂520与工具100可拆卸式连接，杠杆臂520类似于上述的杠杆臂120。另外，可以在插入腔510内设置从插入腔510沿着棘轮齿轮505进一步延伸的支架525。

除了末端开口棘轮齿轮505呈弧形，其他部分类似于上述的棘轮齿轮155。棘轮齿轮155的开口515使得工件可以被径向地插入棘轮齿轮505中，更进一步地，使得棘轮齿轮155在工具100与工件没有轴向配合的情况下向工件传递转矩。

插入腔510包括径向边界，该径向边界用于使末端开口棘轮齿轮505旋转并啮合一个或多个换向齿轮550。末端开口棘轮齿轮505设置在插入腔510内，以使换向齿轮150在棘轮齿轮505在全径向运动中与棘轮齿轮505的至少一个点啮合。插入腔510的几何形状使得不间断的动力传递至棘轮齿轮505。

图6所示是本申请的通过旋转箭头所示的齿轮的方向的齿轮设计。如图所示，游星齿轮140c通过啮合的游星齿轮145逆时针方向旋转，使得游星齿轮145顺时针方向旋转。游星齿轮145的顺时针转动被传递至两组换向齿轮150，换向齿轮150进而向棘轮齿轮155传递扭矩，使得棘轮齿轮155沿逆时针方向转动。因此，使用者可以通过逆时针转动棘轮齿轮155以及顺时针转动游星齿轮140c的方式开动工具100。另外，使用者可以调换开关或按钮（图未示）的旋转方向，通过顺时针转动游星齿轮140c，在顺时针方向向棘轮齿轮155传递扭矩。

以上的描述和所附的附图以及实施例仅仅是本发明的实施方式，并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员在不脱离本申请保护范围的前提下还可以做出更多的变形和改进。在基于在先技术的基础上，本发明的保护范围以所附的权利要求书为准。

Claims (20)

1.一种工具，其特征在于，包括：

基底；

马达，所述马达与所述基底连接；

齿轮系，所述齿轮系与所述马达功能性连接；以及

可互换驱动插件，该可互换驱动插件与所述齿轮系啮合，所述可互换驱动插件包括：

接收部，该接收部用于配合工件并向工件施加旋转力；和

多个齿轮齿，该多个齿轮齿与所述齿轮系啮合并由所述齿轮系驱动。

2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述可互换驱动插件还包括棘轮齿轮，所述棘轮齿轮与所述齿轮齿为一体并限定所述接收部。

3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述可互换驱动插件还包括与所述工具可拆卸地连接的保持臂。

4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述可互换驱动插件还包括棘轮齿轮，所述棘轮齿轮包括设置在所述可互换驱动插件中的径向开口，所述可互换驱动插件的结构使得所述棘轮齿轮的至少一个径向点在所述棘轮齿轮的全旋转运动中与换向齿轮啮合。

5.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括齿轮系，所述齿轮系与所述可互换驱动插件的齿轮齿啮合，所述齿轮系包括：

换向齿轮，所述换向齿轮与所述可互换驱动插件的轮齿啮合；

第一游星齿轮，所述第一游星齿轮与所述换向齿轮啮合并向所述换向齿轮施加扭矩；和

第二游星齿轮，所述第二游星齿轮与所述第一游星齿轮啮合并向所述第一游星齿轮施加扭矩。

6.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述齿轮系还包括上齿轮和下齿轮以及位于所述上齿轮和所述下齿轮之间的所述第二游星齿轮。

7.根据权利要求6所述的工具，其特征在于，所述齿轮系还包括棘爪齿轮，所述棘爪齿轮与所述上齿轮和所述下齿轮弹性偏压并在顺时针或逆时针方向限制上齿轮和下齿轮的旋转运动。

8.一种工具，其特征在于，包括：

马达；

驱动体，所述驱动体与所述马达功能性连接，所述驱动体包括上齿轮和下齿轮以及位于所述上齿轮和下齿轮之间的第一游星齿轮；

第二游星齿轮，所述第二游星齿轮与所述第一游星齿轮啮合；

换向齿轮，所述换向齿轮与所述第二游星齿轮啮合；以及

棘轮齿轮，所述棘轮齿轮与所述换向齿轮啮合，所述棘轮齿轮用于在所述换向齿轮传递扭矩的基础上向工件施加旋转力。

9.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，还包括棘爪齿轮，所述棘爪齿轮与所述上齿轮和所述下齿轮弹性偏压并在顺时针或逆时针方向限制上齿轮和下齿轮的旋转运动。

10.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，所述换向齿轮还包括多个换向齿轮，所述换向齿轮沿所述棘轮齿轮的至少两侧设置。

11.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，所述马达通过偏心曲柄向所述驱动体传递扭矩。

12.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，所述棘轮齿轮设置于所述可互换驱动插件上，所述可互换驱动插件限定用于配合工件的接收部并向所述工具施加旋转力。

13.根据权利要求12所述的工具，其特征在于，所述可互换驱动插件还包括保持臂，所述制动臂用于与工具可拆卸地配合。

14.根据权利要求12所述的工具，其特征在于，所述可互换驱动插件还包括支架，所述支架自所述可互换驱动插件向工具的内部延伸。

15.根据权利要求12所述的工具，其特征在于，所述棘轮齿轮限定位于所述棘轮齿轮中的径向开口，所述棘轮齿轮的构造使得在所述棘轮齿轮的全旋转中，所述棘轮齿轮的至少一个径向点与所述换向齿轮啮合。

16.一种工具，其特征在于，包括：

换向齿轮；和

可互换驱动插件，所述可互换驱动插件包括：

棘轮齿轮，所述棘轮齿轮在所述棘轮齿轮的外部径向部分具有轮齿，所述棘轮齿轮包括径向开口，所述径向开口在所述棘轮齿轮的第一端点和第二端点之间延伸，所述径向开口的形状和大小与位于其中的工件匹配；以及

插入腔，所述插入腔用于容纳棘轮齿轮并使驱动棘轮齿轮的旋转运动，所述插入腔包括一开口，所述开口的形状和大小与所述棘轮齿轮的径向开口匹配并使得工件进入其中。

17.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述换向齿轮包括多个换向齿轮，所述换向齿轮沿所述棘轮齿轮的至少两侧设置。

18.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述可互换驱动插件还包括制动臂，所述制动臂用于与工具可拆卸地配合。

19.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述可互换驱动插件还包括自所述插入腔延伸的支架。

20.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，还包括齿轮系，所述齿轮系与马达功能性连接并用于向所述棘轮齿轮传递扭矩。

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