CN106141970B - 开口棘轮扳手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单向小摆角棘轮扳手，该扳手设计成用于扭转轴向放置在液压软管或相似管线上的六边形螺母紧固件。本发明由一对面对的匹配镜像两尖器状坚固外壳形成，外壳通过夹在手柄区段之间的坚固平坦填充物结合在一起，填充物还充当机械支架和间隔件。头部空腔在其U形椭圆形头部区段内容纳扳拧机构，该扳拧机构由具有确定尺寸的中央六边形槽的开口棘轮齿轮组成。通过部署在组装工具的颈部空腔内部的两个经弹簧偏置的棘爪对齿轮进行棘轮操作，棘爪提供持续交替的单向接合，而在头部处的坚固的外壳经适当成形以允许齿轮的齿在侧面突起用以进行轮子的简单直接旋转，从而使齿轮的和外壳的开口对准在一起以用于工具的接合和移除。

Description

开口棘轮扳手

背景技术

扳手可以划分成两个类别：闭口扳手(也被称作环型扳手)和开口扳手。闭口扳手是必须轴向地施加到螺母、螺栓头部或其它力矩接收表面的那些扳手，而开口扳手是可以轴向或者径向地施加到力矩接收表面的那些扳手。

闭口扳手通常具有四到八个接触面，且通常设计成同时接触所有力矩接收表面。此类扳手的代表为普通的箱型扳手或套筒型扳手。此类别的扳手总体上包括坚固地附连到细长臂的扭转头部。通过闭口扳手扭转螺母(尤其在有限的区域中)总体上需要将扳手头部连续放置到螺母以及从螺母连续移除扳手头部以完成扭转操作。

闭口扳手的另一型式是棘轮类型，由此头部包括螺母接合槽或具有棘轮机构的套筒式齿轮，该棘轮机构允许无限地将螺母连续扭转360°，而不需要将螺母从力矩接收表面松开。然而，鉴于扭转头部的几何形状，采用固体形式和棘轮形式的闭口扳手无法用于扭转轴向放置在液压管线或相似管线上的螺母或紧固件。

开口扳手通常接合螺母的两侧、执行与闭口扳手相同的功能，且鉴于头部的几何形状允许与轴向放置在液压管线或相似管线上的螺母或紧固件接合。然而，扭转此类螺母或紧固件(尤其在有限的环境中)需要将扳手头部连续放置到螺母以及从螺母连续移除扳手头部以完成扭转操作，这可能是费力且耗时的。将促进此类操作的理想工具将是棘轮扳手，该棘轮扳手可以牢固地接合在轴向放置的螺母或紧固件上且以与普通棘轮环扳手相同的方式在整个扭转操作中保持接合。此类扳手将必须满足各种标准，例如工具完整性、可靠性、尺寸、简单性以及经济性，以具有商业可行性。本文中所教示的设备是这样一种工具，其设计成用于通过确保在整个扳拧和棘轮操作过程中对螺母的有效牢固封装，使用易于由使用者接合、使用和移除的相对较小工具以有效且方便的方式对难以到达的螺母紧固件进行棘轮操作，该相对较小工具具有小棘轮摆角，且在有限的空间中(例如在车罩下或在浴室的卫生器具之中)易于导航。该工具已经通过具有制造和组装简单的最小移动零件而聚焦于经济性和可靠性进行设计，这使得从爱好者到DIY人员以及专业人员中的任何人都能买得起该工具。

现有技术

现有技术中的许多技术教示了设计用于扭转在液压管线或相似管线上轴向放置的螺母的棘轮扳手。然而，似乎没有棘轮扳手满足如上文所描述的此类扳手所需的所有基本品质。

第2,712,256号和第5,501,124号美国专利呈现了解决方案，由此将两对棘爪用于提供双向扭转，从而导致过大的头部尺寸和过度增加生产成本的移动零件的使用以及使工具在使用时容易出现功能障碍。此外，除必须使头部旋转90°以将齿轮和头部开口对准在一起之外，该工具不具有用于松开扳手的任何机构。

第2,851,914号美国专利具有所有上述缺点。此外，因为工具的齿轮仅接合螺母紧固件的四个面，当工具在开放构造中时，这可能导致螺母滑出位置，因此干扰扭转操作且可能损害工具和组合件。

第7,895,920号美国专利的工具扳手具有太多组件且因此可能制造成本昂贵且在使用时容易遭受过早磨损。扳手从紧固件的松开在有限的空间中可能是有问题的，因为棘轮轮子将必须转动30°以使棘轮插入物与用于打开的摆动轴环的开放位置对准。

第5,960,679号美国专利依赖于复杂的机构，该机构的制造成本昂贵且在使用时容易过早磨损。该机构还通过反复的接合和松开起作用，因此将工具和螺母暴露在可能的磨损或损害下。在棘轮操作期间，工具的60°的棘轮摆角可能使工具在有限的空间中无法使用。

发明内容

本文中所教示的发明是单向开口小摆角(该摆角是许多标准棘轮扳手的摆角的一半)棘轮扳手，其实际尺寸设计成辅助组装、移除和紧固/松开附连到液压管线或相似管线的轴向放置的紧固件或螺母。设计概念是基于具有最小移动零件的简单标准以确保可靠性、耐久性和经济性。

本发明包括具有确定面宽度的坚固材料的外周有凹口的齿轮，该齿轮具有设计成围绕单一标准尺寸螺母的同心六边形槽。该槽由形成齿轮的轴承旋转肩部的、具有确定厚度和宽度的两个整体环在外周限制在轮子的两侧上。六边形槽具有穿过其转角之一的朝向轮子的周界的轴向开口，该开口的宽度小于螺母/紧固件的“对边”宽度、但超出螺母/紧固件的孔直径或系杆(tie)直径。

齿轮部署成在外周围绕其在开口扳手组合件的头部内部的旋转肩部旋转，该组合件由具有椭圆形头部的两个坚固的平面镜像两尖器状外壳制成，椭圆形头部具有同心圆形孔口，圆形孔口具有沿着手柄面对彼此的铆接到坚固的填充物元件的轴向端开口，填充物元件的厚度最少大于齿轮的面宽度。部署在扳手组合件的颈部区段中的两个棘爪交替地接合齿轮以提供不间断的单向扭转。部署在棘爪和齿轮之间的销检查在棘爪和齿轮对准时棘爪在齿轮开口内部的陷入，因此防止齿轮旋转的阻塞。扳手的头部宽度与齿轮的齿根直径具有相同的尺寸，因此允许齿轮的齿在侧面突起以用于齿轮开口与扳手开口的直接且简单的手动对准，以用于工具的接合和移除。所述头部的轴向开口的宽度与齿轮开口的宽度相同，以允许工具与液压管线或相似管线的接合或从所述管线的移除。

为了扭转轴向放置在液压管线或相似管线上的六边形螺母紧固件，首先通过经由在侧面处的突出齿轮齿手动地旋转齿轮来使齿轮开口与扳手头部的开口对准。随后推动扳手头部使其跨越管线且随后斜向一侧以接合螺母。随后可以执行单向棘轮操作。

在完成任务之后，通过略微侧向远离螺母且沿着软管或管线移动头部来松开扳手。通过从侧面处的突出齿轮齿手动地旋转齿轮来使齿轮开口与扳手头部的开口对准，因此允许从管线移除工具。在相反方向上的扭转可以通过在将头部插入到管线上之前将扳手翻转到其相反面来简单地执行。

附图说明

通过以下附图及其描述，对本发明的更加清楚的理解将变得显而易见，其中：

图1是描绘顺时针棘轮操作的构造的本发明优选实施例的平面图。

图2是图1的实施例的等轴视图。

图3是具有拆卸形式的图1的实施例的所有组件的平面图。

图4是图1的实施例的分解视图。

图5是图1的实施例的平面图，其中顶部外壳被移除以暴露其组装的棘轮机构。

图6a到e是通过本发明的工具对轴向放置的螺母进行典型扭转操作的连续步骤的等轴呈现。

图7是具有较短头部的本发明的第二实施例的平面图。

图8是图7的实施例的等轴视图，其中顶部外壳被移除以暴露其组装的棘轮机构。

图9是第二实施例的两个镜像外壳组件之一的内部面的等轴视图。

图10是优选实施例的具有棘爪、枢轴销和外壳的棘爪组合件的截面图(图1中的截面AA)，以及本发明的第二实施例中的经修改棘爪构造的截面图(图7中的截面BB)。

图11是本发明的第三实施例的平面图，其中顶部外壳被移除以展现组装的棘轮机构。

具体实施方式

为方便和清楚起见，且除非另外规定，否则本发明在其所有构造和变型中一般都将被称作“工具”，同时在不同的附图中的相似元件或组件将具有相同的参考标号。

如图3、4和5中示出，将优选实施例的棘轮机构组装到底部外壳101上，该底部外壳含有在外壳的内部面上作为组件的槽的盲孔106、107、108和109，以及分别在手柄区段103和头部区段102中用于铆钉插入的通孔104和105。棘轮机构由齿轮110和两个棘爪115和119以及其辅助组件组成。齿轮110以与图4中所见相同的布局装配到底部外壳的头部区域102中，使得齿轮的旋转肩部114(图4)垂直地滑动到外壳的圆形孔口中。齿轮的齿112的方向性由棘爪115和119的构造匹配。两个枢轴销125竖直地滑动到盲孔106和107中，且这同样也适用于滑动到盲孔108和109中的两个棘爪固持器126。棘爪115通过使开槽枢轴销125滑动通过其枢转开口118而放置在外壳101上，其中棘爪的顶端116指向工具的顶端，且定位成使得其形状与外壳101的与枢轴销槽106相邻的弯曲拐角形成弧线。棘爪119通过使枢轴销125滑动通过棘爪的枢转开口122附连到外壳101，枢轴销插入到盲孔107中。棘爪119的方向性使得其顶端120指向齿轮110且与棘爪115对准。图5示出了所得的棘爪115和119相对于齿轮110的布局。

齿轮110含有具有确定的标准螺母尺寸的六边形槽111，该槽具有穿过一个拐角的轴向切口，该轴向切口形成宽度小于六边形槽的“对边”的宽度、但超出螺母或紧固件的孔直径或系杆(tie)直径的开口，因此将五个拐角维持到槽。轮子110的两侧都具有确定厚度和宽度的中央为其轴线的圆形肩状突起114，该肩状突起包围中央六边形槽以用于将齿轮的外周旋转约束在扳手头部区段的外壳(101和101a)中的圆形孔口内。

齿轮110的旋转肩部114的外直径最少小于外壳101和101a的圆形孔口的直径，以允许轮子在其中自由旋转，且外壳头部中的轴向开口具有与齿轮中的轴向开口相同的宽度。所述肩部114还有助于齿轮110的完整性且通过与外壳共享操作应力来补充其强度。

棘爪115和119分别通过拉伸弹簧123和压缩弹簧124朝向与齿轮110的接合偏置，拉伸弹簧和压缩弹簧分别通过锚环129和支撑结块130锚定到填充物(filler)127。填充物127放置到外壳101上，使得其三个通孔128与沿着手柄区段103的外壳101的三个孔104对准，且使得其弹簧环129与棘爪115对准且其弹簧结块130与棘爪119对准，如图5中示出。弹簧随后被附连，使得拉伸弹簧123连接棘爪115的环117与填充物127的环129，而压缩弹簧124在棘爪119的结块121与填充物127的结块130之间被压缩。所得的构造在图5中示出。替代地，可以组装图5的镜像，从而确保外壳(101和101a)、齿轮(110)、棘爪(115和119)、弹簧(123和124)以及填充物(127)的正确构造，所述填充物一旦被封闭在外壳101和101a内，就能产生相同的实施例。

棘轮机构和填充物被夹在顶部外壳101a和底部外壳101之间，其中外壳的通孔侧对准。将与填充物127相同厚度的两个加强件/间隔件131放置在外壳的端部之间，与底部外壳101的头部区域102上的通孔105以及顶部外壳101a的头部区域102a上的通孔105a对准。顶部外壳101a的面上的盲孔使相关棘爪枢轴125和从组装的棘轮机构突伸的保持器销126匹配。工具随后经由10个铆钉进行固定：六个主体铆钉137，每个外壳面上三个，其沿着手柄区段103和103a经由通孔104和104a，且全都在填充物127的通孔128内的一半处汇合；以及四个小铆钉138，其经过外壳的通孔105和105a且安置于头部区段102和102a中的加强件131内。

棘爪115和119具有与齿轮110的“面宽度”(轮厚度)相同的厚度，而填充物127和加强件131(两者具有相同的厚度)最少较大以允许在棘轮操作期间使齿轮和棘爪在外壳101和101a之间自由移动，图10(截面AA)。

工具的基本操作步骤在图6a到6e中描述。在普通的螺母紧固/松开情境中，在开放构造中的扳手头部经推动跨越管线且随后斜向一侧以接合螺母(图6a)，该开放构造通过使齿轮经由其在外周暴露的位于工具头部侧面的齿直接旋转来实现。一旦齿轮110包围螺母，单向棘轮操作就可以开始(图6b)。

在完成棘轮操作之后，通过使得工具沿着螺母的旋转轴线沿着管线侧向移动而将工具从螺母松开(图6c)。如果工具在闭合构造(图6d)中，操作人员可以通过直接操纵位于工具头部侧面的暴露的齿(图6d)来手动地将齿轮115旋转成开放构造(图6a)。随后可以远离管线移除工具(图6e)。

对于反向扭转，在接合到管线之前将工具翻转到相反面。

根据本发明的第二实施例，其设计成用于较小尺寸型式的工具且如图7、8和9中所图示：加强件/间隔件131和铆钉138，以及铆钉孔105和105a一起被省略，因此用具有较短头部的外壳201和201a替代外壳101和101a，且用与经修改棘爪的构造相容的经修改盲孔206和207替代盲孔106和107。棘爪115和119由具有较大枢转孔直径的棘爪215和219替代，且枢轴销125由充当枢轴销、间隔件以及铆钉锚定器的圆柱形套管225替代。铆钉238通过外壳201和201a驱动到锚定器225中。棘爪组合件的截面在图10(截面BB)中图示出。

根据图11中图示的本发明的第三实施例：齿轮110由具有相似尺寸但不同齿构造的另一齿轮310取代，以允许引入拉伸棘爪319来取代压缩棘爪119。这需要通过相容形状的另一压缩棘爪315来替换压缩棘爪115，且用允许用拉伸弹簧123取代压缩弹簧124的另一填充物/间隔件327来替换填充物/间隔件127。外壳101和101a由提供盲孔106、107、108和109的经修改构造的相似外壳301和301a替代。

尽管已经参考特定实施例描述了本发明，但应了解，在本发明的精神内可以进行各种适配和修改。

Claims (5)

1.一种开口单向棘轮扳手，包括：

(a)一对面对的匹配镜像两尖器状坚固外壳，所述外壳通过夹在手柄区段之间的坚固平坦填充物结合在一起，所述填充物还充当机械支架和间隔件，因此形成具有头部、颈部和手柄区段的扳手，所述头部区段是在其自由端具有开口的椭圆形形状，并且提供具有确定尺寸的较大同心圆形孔口以容纳旋转的齿轮，所述头部区段的侧面被定尺寸成允许所述齿轮的齿的突起能够在中间方向上直接手动旋转所述齿轮；

(b)具有确定厚度的坚固材料的外周有凹口的齿轮，所述齿轮在组装的扳手头部中自由外周旋转，所述齿轮具有确定标准螺母尺寸的同心六边形槽，所述六边形槽具有穿过一个转角的轴向切口，所述轴向切口形成具有小于所述六边形槽的“对边”的宽度的开口，因此将五个转角保持在所述六边形槽内，所述六边形槽由形成所述齿轮的轴承旋转肩部的、具有确定厚度和宽度的两个整体环在外周限制在所述齿轮的两侧上，以用于在所述头部区段的所述外壳中的所述圆形孔口内进行外周旋转；

(c)两个自由旋转的压缩弹簧偏置的棘爪，所述棘爪部署在所述颈部区段中且枢转地支撑在夹在两个间隔开的外壳之间且陷入到所述外壳中的销上，以便交替地或同时地固定与所述齿轮的连续单一单向接合；

(d)棘爪，所述棘爪定尺寸成围绕枢轴且在所述两个扳手外壳之间自由旋转；

(e)通过拉伸弹簧偏置的一个压缩棘爪，所述拉伸弹簧在一端处锚定到在外周附连到所述棘爪的轴的环上，且在另一端处锚定到在所述扳手的手柄区段内的所述坚固平坦填充物的顶端的一个侧面上的环上；

(f)通过压缩弹簧偏置的一个压缩棘爪，所述压缩弹簧在一端处牢固地安放在所述棘爪的背面上的结块上，且在另一端处牢固地安放在所述扳手的手柄区段内的所述坚固平坦填充物的所述顶端的另一侧上的结块上；

(g)两个销，所述销在所述扳手的颈部区段中夹在所述两个外壳之间且陷入到所述外壳中，且部署在所述棘爪与所述齿轮之间，防止在如此对准时所述棘爪摆动到所述齿轮开口中，所述销定位成在它们接合到所述齿轮时不与所述齿轮的齿和所述棘爪接触；

(h)两个圆柱形加强件/间隔件，其与所述手柄区段中的所述坚固平坦填充物的厚度相同，且在两侧上在所述扳手的头部开口的顶端处部署在所述两个外壳之间，所述两侧由通过所述外壳驱动的铆钉穿透。

2.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，在所述扳手的顶端处的所述两个加强件/间隔件被去除，且由此缩短所述扳手的头部的总长度。

3.根据权利要求2所述的扳手，其特征在于，所述棘爪为具有较大直径的轴的棘爪，所述轴在夹在所述两个外壳之间且陷入到所述外壳中的圆柱形间隔件上枢转，其上的枢轴销由通过所述外壳驱动且从两侧陷入到所述圆柱形间隔件中的铆钉替代。

4.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，通过所述压缩弹簧偏置的所述棘爪由通过拉伸弹簧偏置的具有适当尺寸的拉伸棘爪替代，所述拉伸弹簧在一端处锚定到在外周部署到所述棘爪的轴的环上，且在另一端处锚定到定位在所述扳手的手柄区段内的所述坚固平坦填充物的所述顶端的一个侧面上的环上，且所述齿轮的齿具有相容的构造。

5.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述齿轮的齿设计成提供与所述拉伸棘爪和所述压缩棘爪的固定外周接合。