CN105658378A - 偏置的棘爪棘轮扳手 - Google Patents

Abstract

棘轮扳手，包括手柄，限定了包括在其内周上的多个齿的空腔、轮、偏置弹簧环和至少一个安装在形成于所述轮的外周上的凹部中的齿爪。所述轮可旋转地安装在空腔的内侧，并且棘爪通过弹簧环偏置，以在第一方向上转动时接合在空腔内周上的多个齿，以及在与第一方向相反的方向上转动时滑过与在空腔内周上的多个齿啮合的齿。

Description

偏置的棘爪棘轮扳手

相关申请的交叉引用

本申请是要求2014年2月5日提交的美国临时申请系列号61/936134以及要求2013年10月14日提交的美国临时专利申请号61/890621、题目均为“BiasedPawlRatchetingWrench”的优先权的非临时申请，上述两个专利申请的内容均通过引用的方式全部并入本文中。

技术领域

本发明内容通常涉及棘轮扳手，更具体地，涉及偏置的棘爪棘轮扳手。

相关背景技术

棘轮扳手在本领域中是众所周知的。例如，美国专利号6530296描述了单向棘轮扳手，由扳手主体、棘轮、扩展环和多个夹紧块，即棘爪组成。该棘轮可旋转地安装在扳手主体的内侧并具有围绕棘轮的均匀分布的棘爪，以接合扳手主体的内表面。两个罩安装在扳手主体的齿形腔的相对开口上以包围棘轮。

类似地，美国专利号6615693描述了包括头部和可转动地容纳在该头部中的驱动构件的棘轮。多个齿限定在该头部的内表面上，而且多个凹口限定在该驱动构件的外周边上。每个凹口具有容纳在其中的棘爪，其啮合该头部的内表面上的所述齿。弹簧环安装到形成在每个棘爪上的突起，并朝向驱动构件向内拉动该棘爪。

更进一步，美国专利号6769330描述了棘轮扳手，包括具有内周齿轮的驱动头、可旋转地接合在该驱动头中的轮，以及具有形成在外周部中的两个开口。两个棘爪容纳在所述轮的开口中，并且每个具有多个外齿，用于啮合驱动头的内周齿轮，并且每个都具有一端，偏置为通过啮合棘爪的两个弹簧接合所述轮的开口的端部。

虽然每个上面提到的扳手通常适用于其预期目的，但每个所述扳手依靠可能难以制造的钢丝弹簧来组装，例如可能需要专业工具，和/或基于弹簧本身的尺寸和易碎性可能容易失败。

这样，在本领域中公认的需要改进的棘轮扳手组件。

附图简要说明

图1是根据发明内容的示例性棘轮扳手的分解透视图。

图2是图1的示例性棘轮的分解俯视图。

图3是图1的组装示例性棘轮扳手的透视图。

图4是沿图3的线C-C截取的组装示例性棘轮的剖面俯视图。

图5是用于在图1的示例性棘轮中的示例性弹簧环的透视图。

图6是在形成多个弹簧片之前的图5的示例性弹簧环的俯视图。

图7是用于在图1的示例性棘轮中的示例性轮的透视图。

图8是图7的示例性轮的俯视图。

图9是用于在图1的示例性棘轮中的示例性棘爪的透视图。

图10是图9的示例性棘爪的侧视图。

图11是用于图1的示例性棘轮的示例性弹簧的放大俯视图。

详细说明

以下描述的示例性方法及装置并非意在将本说明书的范围限制于本文详述的精确形式或多种形式。相反，下面的描述旨在解释说明，使得其他人可遵循其教义。

目前，参照图1和2，示出了根据本发明内容的教导形成的棘轮扳手10的例子。在这个例子中，棘轮扳手10包括手柄12、弹簧环14、轮16、多个棘爪18和盖20。

如图所示，手柄12的一端限定了空腔22，以可转动地保持弹簧环14、轮16以及多个棘爪18，如图2所示。在这个例子中，空腔22的一侧整体形成有壁或凸缘24，以至少部分地包围所述空腔22的一侧。同时，空腔22的另一侧适于可移除地容纳盖20，其配置为安装在空腔22之上并至少部分地包围所述空腔22的另一侧。在这个例子中，盖20是螺纹的以可拆卸地接合形成在空腔22的内壁上的相应螺纹。本领域的普通技术人员可以理解，凸缘24和盖20的分别可根据需要整体地或单独地形成，并且可经由任何合适的机构安装到手柄12上，例如包括紧固件、胶粘剂、焊料等。同时，凸缘24和盖20一旦安装到手柄12上，就配合以将弹簧环14、轮16和多个棘爪18保持在空腔22内。此外，凸缘24和盖20各限定了孔21，以允许可操作地接近保持在空腔22内的元件。

多个齿26纵向形成在空腔22的内周上。在这个例子中，每个齿26具有基本等边的齿形轮廓。然而，如将理解的，在一些例子中，每个齿26可包括倾斜面和基本上直立的面。

另外如图7-8示出的，在这个例子中，轮16包括限定在中心并适于接合螺栓、螺母、紧固件或其它类似的零件的插口30。在这种情况下，示例性插口30限定为正多边形，例如六边形，但是应当理解的是，插口30可以是任何合适的形状和/或设计。该示例性轮16还限定了弧形凸缘17a，17b，从所述轮16的每一侧延伸，并且在这个例子中，尺寸设置成至少部分地通过由凸缘24和盖20所限定的相应孔延伸。

围绕所述轮16的外周纵向限定了至少一个棘爪凹部32。如将理解的，在图示的例子中，轮16包括围绕外周的六个均匀分散的棘爪凹部32，但是根据需要可使用任何合适数量的棘爪凹部32。此外，该棘爪凹部的间距不需要围绕外周均匀地或对称地设置，但可作为优选分布。

每个示例性棘爪凹部32由在一侧上的倾斜面37和在另一侧上的轮16的外周向外延伸的通常直立的面39环绕。类似于齿26，在这个例子中，齿形棘爪凹部32的所有倾斜面37和直立面39设置在相同的方向上。

至少一个棘爪18安装在轮16的至少一个相应棘爪凹部32内。如图所示，在这个例子中，六个棘爪凹部32的每一个包括相应的棘爪18，因此棘轮10包括六个围绕轮16分布的棘爪18。

在本文示出的例子中，六个棘爪18被分成三组，每组两个棘爪，三组中的每组通过轮16不同地计程，使得当一组棘爪18与齿26啮合时，其它组棘爪18中的一组仅部分地啮合(例如半啮合)，并且其余组的棘爪是分离的。通过不同地给棘爪计程，可使用粗齿形，同时保持细齿形动作。应当理解，所述组的布置和数量、与棘爪相关联的各种计程模式可利用不同的设计布置进行改变。

如在图9和10中最佳示出的，每个示例性棘爪18包括朝外(例如组装时远离轮16)的齿面40以及向内(例如组装时朝向轮16)的基本上平滑面42。在这个例子中，齿面40包括至少一个齿44，例如当棘爪18和轮16在空腔22内组装时，多个齿44啮合形成在腔体22的内周上的齿26。在图示的例子中，每个棘爪包括五个形成在棘爪18上的齿44和形成在棘爪18的一端18a上的第六齿44a。本领域普通技术人员可以理解的是，齿44，44a的数量和/或形状根据需要可变化，而每个齿44可以是大致相似的，如果形状上不相同，齿44的形状和/或位置可发生变化以提供不同效果，例如，各种适当的计程方式。

在这个例子中，如图10中最佳示出的，五个齿44通常在外观上是统一的，且包括大致三角形的齿形轮廓。同时，第六齿44a包括稍微更圆的齿形轮廓，如将在本文详细描述的，当轮16在正确的方向上旋转时，其可更好地协助允许棘爪18相对于空腔22的内周移动。此外，为进一步协助棘爪18相对于空腔22的内周移动，在棘爪18的端部18a附近的平滑面42可包括凸轮表面50，用于接合棘爪凹部32的相应倾斜面37。相反端18b包括大致平直表面。然而，应当理解的是，任何齿44的数量、布置和/或形状以及棘爪18的面的整体形状可根据需要改变。

如图5中最佳示出的，示例性弹簧环14包括大致平坦的表面60，以及至少一个从平坦表面60延伸的弹性偏置叶片62。在这个例子中，弹簧环14包括六个对应于多个棘爪凹部32和棘爪18的叶片62。弹簧环14的平坦表面60的尺寸为安装在空腔22的内侧并邻接凸缘24或盖20中的一个。弹簧环14进一步限定了孔64，其基本上对应于所述孔21的大小。

当组装时，弹簧环14的叶片62沿纵向延伸到所述棘爪凹部32的直立面39与棘爪18的端部18b的平坦表面之间的相应棘爪凹部32中。以这种方式，弹簧环14偏置棘爪18远离棘爪凹部的直立面39，并沿着空腔22的内周朝向齿26，从而将棘爪18上的齿44与空腔22内的齿26啮合。

如图6所示，在一个例子中，弹簧环14由单片的弹性材料通过任何合适的制造技术制造，包括例如冲压等。如图所示，叶片62可切割和/或以其它方式与平坦表面60分离，并弹性地远离表面60弯曲，以形成弹性偏置叶片62。因此，相对容易的制造和相对容易的组装棘轮10的组件将是可以理解的。

参照图4的横截面图，在操作中，组装的棘轮扳手10，并且更具体的是插口30放置在螺母或其它合适的元件上并接合在插口30的内侧。在图4所示的取向上，手柄12在箭头B的方向(例如逆时针)上转动，以使棘爪18的齿44啮合空腔22的齿26。特别地，当手柄12在箭头B的方向上转动时，在由叶片62产生的偏置力下，棘爪18强制朝向齿26，并且随着继续旋转，因此受齿26与棘爪齿44的啮合，促使抵抗朝向轮16的直立面39的偏置。因此，轮16由手柄推动并与其转动，从而使在插口30内侧接合的螺母或其它元件转动。

仍然参照图4，当手柄在箭头B的方向(例如顺时针)上转动时，棘爪18的齿44沿着齿26移动，滑过齿26(即棘轮)。在这种情况下，轮16不与手柄12转动，并且棘轮扳手10不使插口内侧接合的螺母或其它元件转动。为反转箭头A和B的方向，只需要翻转扳手10。

如可在图4的例子中看出，六个棘爪18分成三组18a，18b和18c，每一组分别具有两个棘爪18。示例棘爪组18a，18b和18c各自通过轮16不同地计程，使得当一组棘爪18a与齿26啮合时，其它组中的一组棘爪18b仅部分地啮合(例如半啮合的)，并且其余组棘爪18c是分离的。

目前，参照图11，示出了另一示例性弹簧14'，用于示例性扳手10中。弹簧14'可用作代替弹簧环14，或可用于除弹簧环14之外根据需要的情况。在这个例子中，弹簧14'包括利用至少一个棘爪凹部定位的螺旋弹簧，并位于轮16的直立面39与相应的棘爪18的端部18b的平坦表面之间。以这种方式，弹簧14'类似地偏压棘爪18远离棘爪凹部的直立面39，并沿着空腔22的内周朝向齿26，从而将棘爪18上的齿44与空腔22内的齿26啮合。本领域普通技术人员可以理解，本文所公开的弹簧14'和/或弹簧环14可以是任何合适的弹簧，用于定位在棘爪与内轮的直立面之间，和/或用于偏置棘爪18接触空腔22的齿26。例如，代替和/或除了已公开的弹簧，可通过任何的弹性元件来提供偏置，包括弹性材料、扭转弹簧、拉簧、板簧、片弹簧、螺旋弹簧、锥形弹簧或任何其它合适的偏置构件。

虽然已经在此描述了某些示例性方法和装置，但该专利的覆盖范围并不限于此。相反，本专利覆盖了在字面上或在等同原则下落入所附权利要求书的范围内的所有方法、装置和制品。

Claims (20)

1.棘轮扳手，包括：

具有端部的手柄，所述端部限定了空腔和多个沿周向在空腔的内周上形成的齿；

可旋转地安装在手柄空腔中的轮，并包括：

适于接合螺母或其它合适元件的插口；

围绕轮的外周限定的棘爪凹部，棘爪凹部由在一侧上的倾斜面和在另一侧上的大致直立的面环绕，都从轮的外周延伸；

容纳在棘爪凹部中的棘爪，所述棘爪具有至少一个从轮的外周面向外的齿，以啮合多个形成在空腔的内周上的齿；以及

安装在手柄空腔内的偏置构件，并包括延伸到棘爪凹部的直立面和棘爪之间的棘爪凹部中的弹性偏置元件，

其中所述弹性偏置元件提供了抵抗棘爪的偏置力，以促使棘爪接触所述空腔的内周。

2.根据权利要求1所述的棘轮扳手，其中所述空腔包括整体形成的凸缘，以至少部分地包围所述空腔的一侧。

3.根据权利要求1所述的棘轮扳手，其中所述空腔配置为容纳可拆卸的盖，以至少部分地包围所述空腔的一侧。

4.根据权利要求3所述的棘轮扳手，其中所述空腔是螺纹的，以容纳形成在可拆卸盖上的对应螺纹。

5.根据权利要求1所述的棘轮扳手，其中弹性偏置元件为弹簧环。

6.根据权利要求5所述的棘轮扳手，其中所述弹簧环包括大致平坦的表面和至少一个从平坦表面延伸的弹性偏置叶片。

7.根据权利要求6所述的棘轮扳手，其中所述空腔包括整体形成的凸缘，以至少部分地包围空腔的一侧，并且弹簧环的平坦表面布置在凸缘和轮的中间。

8.根据权利要求6所述的棘轮扳手，其中所述空腔配置为容纳可拆卸的盖，以至少部分地包围空腔的一侧，并且弹簧环的平坦表面布置在凸缘和轮的中间。

9.根据权利要求1所述的棘轮扳手，其中所述偏置构件为螺旋弹簧。

10.根据权利要求1所述的棘轮扳手，其中所述棘爪包括凸轮表面，用于邻接所述棘爪凹部的倾斜面。

11.棘轮扳手，包括：

具有端部的手柄，所述端部限定了空腔和多个在空腔的内周上形成的齿；

可旋转地安装在手柄空腔中的轮，并包括：

插口；

多个围绕轮的外周限定的棘爪凹部，每个棘爪凹部由在一侧上的倾斜面和大致直立的面环绕，都从轮的外周延伸；

容纳在每个棘爪凹部中的棘爪，每个棘爪具有至少一个从轮的外周面向外的齿，以啮合多个形成在空腔的内周上的齿，其中当所述轮在相对于空腔的内周的不同角位置上转动时，多个棘爪中的至少两个接触空腔的内周上的齿；以及

安装在手柄空腔内的偏置构件，并包括延伸到棘爪凹部的直立面和棘爪之间的棘爪凹部中的弹性偏置元件，

其中所述弹性偏置元件提供了抵抗棘爪的偏置力，以促使棘爪接触所述空腔的内周。

12.根据权利要求11所述的棘轮扳手，其中所述棘爪凹部围绕轮的外周均匀地分布。

13.根据权利要求11所述的棘轮扳手，其中至少两个棘爪凹部围绕轮的外周以相对于彼此一百八十度分布。

14.根据权利要求11所述的棘轮扳手，其中在所述多个棘爪中的至少两个上的至少一个齿位于相应的棘爪的不同位置上。

15.根据权利要求11所述的棘轮扳手，其中所述弹性偏置元件为弹簧环。

16.根据权利要求15所述的棘轮扳手，其中所述弹簧环包括大致平坦的表面和至少一个从平坦表面延伸的弹性偏置叶片。

17.根据权利要求16所述的棘轮扳手，其中所述空腔包括整体形成的凸缘，以至少部分地包围空腔的一侧，并且弹簧环的平坦表面布置在凸缘和轮的中间。

18.根据权利要求16所述的棘轮扳手，其中所述空腔配置为容纳可拆卸的盖，以至少部分地包围空腔的一侧，并且弹簧环的平坦表面布置在凸缘和轮的中间。

19.根据权利要求1所述的棘轮扳手，其中所述偏置构件为螺旋弹簧。

20.根据权利要求1所述的棘轮扳手，其中所述多个棘爪各自包括凸轮表面，用于邻接所述棘爪凹部的倾斜面，并偏置棘爪朝向空腔的内周。