CN107914234B - 转矩扳手 - Google Patents

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Abstract

转矩扳手包括头部、把手、主梁、辅助梁以及转矩调节机构。所述主梁连接所述头部和所述把手以围绕旋转轴线共同旋转，所述主梁包括邻近所述头部的第一端部和邻近所述把手的第二端部。所述辅助梁连接至所述头部以与所述头部围绕所述旋转轴线旋转，并且所述辅助梁能够相对于所述主梁和所述把手移动。所述转矩调节机构能够操作，以使所述主梁相对于所述辅助梁移动以调节设定转矩。所述转矩调节机构包括拇指调节轮，使用者驱动所述拇指调节轮围绕第一轴线旋转，以通过使所述主梁的第二端部相对于所述把手沿着从所述第一轴线偏移第二轴线移动，来调节设定所述转矩。

Description

转矩扳手
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年10月7日递交的美国临时专利申请62/405,444的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及转矩扳手。
背景技术
转矩扳手用于将紧固件或类似物紧固到预定量的转矩。转矩扳手可以包括设定转矩值的调节机构。扳手于是可以用于紧固紧固件，当达到设定的转矩值时，扳手指示使用者已经达到设定转矩，从而使用者可以停止扭转或紧固紧固件。这种指示可以是可视的或可听到的指示。在其他实施方式中，转矩扳手包括测量器(gauge)，该测量器向使用者指示由使用者实时施加的转矩量，并且当转矩量达到测量器上显示的设定期望转矩时，使用者于是停止扭转紧固件。
发明内容
在一个实施方式中，本发明提供了一种转矩扳手，该转矩扳手包括头部、把手、主梁、辅助梁(secondary beam)以及转矩调节机构。所述头部配置为使紧固件围绕旋转轴线旋转。所述把手能够操作以使所述头部围绕所述旋转轴线旋转。所述主梁连接所述头部和所述把手以围绕所述旋转轴线共同旋转，所述主梁包括邻近所述头部的第一端部和邻近所述把手的第二端部。所述辅助梁连接至所述头部以与所述头部围绕所述旋转轴线旋转，并且所述辅助梁能够相对于所述主梁和所述把手移动。所述转矩调节机构能够操作，以使所述主梁相对于所述辅助梁移动以调节设定转矩，所述转矩调节机构包括拇指调节轮，使用者驱动所述拇指调节轮围绕第一轴线旋转，以通过使所述主梁的所述第二端部相对于所述把手沿着从所述第一轴线偏移的第二轴线移动，来调节所述设定转矩。
在另一个实施方式中，本发明提供了一种转矩扳手，该转矩扳手包括头部，所述头部配置为使紧固件围绕旋转轴线旋转，所述头部包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧。把手能够操作为使所述头部围绕所述旋转轴线旋转。所述扳手还包括棘轮机构，所述棘轮机构包括通孔，所述旋转轴线穿过通孔延伸。所述扳手还包括驱动轴杆，该驱动轴杆穿过所述通孔延伸，所述驱动轴杆能够相对于所述头部在所述通孔中并且在第一位置和第二位置之间沿着所述旋转轴线移动。在所述第一位置所述驱动轴杆从所述头部的所述第一侧中延伸出来，并且所述棘轮机构连接所述驱动轴杆和所述把手，以围绕所述旋转轴线沿着第一方向旋转，并且所述把手能够相对于所述驱动轴杆围绕所述旋转轴线沿着与所述第一方向相反的第二方向旋转，在所述第二位置所述驱动轴杆从所述头部的所述第二侧延伸出来，并且所述棘轮机构连接所述驱动轴杆和所述把手，以围绕所述旋转轴线沿着所述第二方向旋转，并且所述把手能够相对于所述驱动轴杆围绕所述旋转轴线沿着所述第一方向旋转。所述扳手还包括主梁、辅助梁和转矩调节机构。所述主梁连接所述头部和所述把手以围绕所述旋转轴线旋转，所述主梁包括邻近所述头部的第一端部和邻近所述把手的第二端部。所述辅助梁连接至所述头部以与所述头部围绕所述旋转轴线旋转，并且所述辅助梁能够相对于所述主梁和所述把手移动。所述转矩调节机构能够操作，以使所述主梁相对于所述辅助梁移动以调节设定转矩。
通过考虑以下详细说明和附图本发明的其他特征和方面将变得明显。
附图说明
图1是根据一种实施方式的转矩扳手的立体图；
图2是图1的转矩扳手的移除了把手的侧视图；
图3是图1的转矩扳手的头部沿图1中3-3线剖开的剖视图；
图4是图1的转矩扳手的头部沿图1中4-4线剖开的剖视图；
图5是图1的转矩扳手的转矩调节组件的侧视图；
图6是图5的转矩调节组件的立体；
图7是图1的转矩扳手的一部分的移除了一部分把手的侧视图；
图8是图1的转矩扳手的显示出处于解锁位置的调节锁定件的侧视图；
图9是图1的转矩扳手的显示出处于锁定位置的调节锁定件的侧视图；
图10是图1的转矩扳手的一部分的显示出处于锁定位置的调节锁定件的立体图；
图11是图1的转矩扳手的转矩调节组件的立体图；
图12是图1的转矩扳手的转矩调节组件的侧视图；
图13是图1的转矩扳手的移除了一部分把手的立体图。
在详细地说明本发明的任意实施方式之前，应当理解的是本发明并不将该申请限制于以下说明中限定的或附图中显示的结构的细节和零件的设置。本发明能够是其他实施方式，并且能够以不同的方式实践或实施。
具体实施方式
图1显示了用于向紧固件或类似物施加预定量的转矩的转矩扳手10。转矩扳手10包括头部14、限定纵轴轴线A的把手18以及转矩调节组件22。参考图2，转矩扳手10还包括主梁30和辅助梁34，主梁30和辅助梁34都设置在把手18中并固定于头部14，用以与头部14一起旋转。以下将会更详细地说明的是，主梁30和辅助梁34通过触发器42可拆卸地连接，触发器42通过弹簧47偏压。触发器驱动器46连接至邻近触发器42的把手18。
参考图4，头部14支撑棘轮机构54。棘轮机构包括棘轮55和与棘轮55接合的棘爪56。棘轮55限定用于容纳驱动轴杆62的通孔58。参考图3，通孔58限定旋转轴线或驱动轴线B，该旋转轴线或驱动轴线B垂直于把手18的纵轴轴线A延伸。头部14和驱动轴杆62可以通过把手18围绕轴线B旋转，以扭转或紧固紧固件。注意，插口或类似物可以附接于所述驱动轴杆，以促进所述紧固件的旋转(例如，螺母、螺栓、螺钉等)。
驱动轴杆62具有相对的第一端部64A和第二端部64B。可以推动驱动轴杆62沿轴线B穿过通孔58，从而第一端部64A和第二端部64B可以选择性地从头部14的第一侧150或第二侧151(即，驱动轴杆62的第一位置和第二位置)的任意一者延伸。在所述第一位置，驱动轴杆62从头部14的第一侧150延伸出来，棘轮机构54连接驱动轴杆62和把手18，以围绕轴线B向第一方向旋转，把手18能够相对于驱动轴杆B围绕旋转轴线B向与所述第一方向相反的第二方向旋转。在所述第二位置，驱动轴杆62从头部14的第二侧151延伸出来，棘轮机构54连接驱动轴杆62和把手18，以围绕旋转轴线B沿所述第二方向旋转，把手18能够相对于驱动轴杆62围绕旋转轴线B沿所述第一方向旋转。这允许使用者转换施加转矩的方向。驱动轴杆62包括位于驱动轴杆62的第一端部64A和第二端部64B的两个端部止动机构70A、70B，以及位于驱动轴杆62的中部上的中部止动机构70C。每个所示的止动机构70包括通过弹簧82向外偏压的球止动部78。中部止动机构70C的球止动部78C选择性地容纳在限定在棘轮54中的两个凹陷部86A、86B的其中之一中，以固定驱动轴杆62，这取决于驱动轴杆62从头部组件14的哪一侧延伸(即，第一驱动位置和第二驱动位置)。不同的驱动插口(未显示)或其他工具连接件可以连接至驱动轴杆62的端部64A、64B，驱动轴杆62通过端部止动机构70A、70B从头部组件14延伸。
参考图5至图6，转矩调节组件22包括拇指调节轮94，可以通过限定在把手18的表面中的开口96接近拇指调节轮94(见图8)。限定开口96的表面处于正交于驱动轴线B的平面中。转矩调节组件22还包括第一齿轮98、第二齿轮102以及螺接于主梁30的端部的蜗轮106。拇指调节轮94能够围绕轴线152旋转，以驱动第一齿轮98围绕轴线153旋转，从而驱动第二齿轮102。第二齿轮102旋转，以驱动蜗轮106围绕轴线154旋转，从而沿蜗轮106的轴线154横向移动主梁30，以使主梁30更多或更少地弯曲。
转矩扳手10包括位于把手18的侧部上的显示屏155(图8和图9)，以根据蜗轮106的位置指示转矩扳手10的设定转矩。指示箭头108连接至齿轮齿条110，当拇指调节轮94旋转时，通过蜗轮106驱动，齿轮齿条110横向地且平行于所述把手的纵轴轴线A移动。在所示的实施方式中，指示箭头108指向对应于不同转矩值的标记，这些不同的转矩值处于可以通过转矩扳手10施加到所述紧固件的转矩值的范围内。在一些实施方式中，所述标记可以为一个或多个张贴物、垫印刷、激光雕刻等。
参考图6、图9-图10，转矩调节组件22还包括调节锁定机构114，调节锁定机构114包括盖部118(图1)和锁定件122。盖部118和锁定件122连接在一起，从而在锁定位置(图9)和解锁位置(图8)之间平行于轴线A移动。在所述锁定位置，锁定件122接合于拇指调节轮94以防止进一步的转矩调节，并且盖部118封盖调节轮94。在所述解锁位置，锁定件122从拇指调节轮94断开接合，并且拇指调节轮94是未封盖的和可接近的。一旦由使用者通过拇指调节轮94设定了预定转矩，使用者就可以移动所述调节锁定机构进入所述锁定位置。
在转矩扳手10的操作中，当调节锁定机构114处于所述解锁位置，使用者首先通过转矩调节组件22的调节轮94设定预定转矩。可以由使用者通过驱动调节轮94围绕轴线153旋转来调节所述预定转矩。
如图2所示，主梁30和辅助梁34在第一端部160锚定(anchored)到转矩扳手10的头部14。在主梁30的第二端部161，主梁30通过调节组件22固定到把手18。参考图7，当转矩力施加到把手18时(例如，沿图7中箭头162的方向)，主梁30移动离开辅助梁34。由于主梁30和把手18在主梁30的端部161连接/固定，因此驱动器螺钉46主要地相对于主梁30固定就位。从而，当所述转矩力沿图7中的箭头162的方向施加时，主梁30、触发器42(通过销163附接于主梁30)以及驱动器46沿箭头162的方向移动，同时辅助梁34保持固定(例如，相对于转矩扳手10的头部14固定)。重叠舌165A、165B(图7)最终接合，并且当施加设定量的转矩时，驱动器46按压触发器42上的柄脚166(tang),柄脚166使得重叠舌165A、165B断开接合，从而产生可以听到的点击声音，并指示设定的转矩已经施加到工件。
为了增加转矩设定，可以使拇指调节轮94沿第一方向旋转，从而沿第一方向D1(图5)移动主梁30和触发器42离开触发器驱动器46。通过沿与所述第一方向相反的第二方向旋转调节轮94，可以使所述预定转矩增加，从而沿第二方向(图5)朝向触发器驱动器46移动主梁30和触发器42。一旦设定了期望的预定转矩，使用者就可以向所述锁定位置移动调节锁定机构114，以防止在操作过程中意外地调节设定的预定转矩。
参考图8至图10，为了使所述锁定机构从所述解锁位置(图8)向所述锁定位置(图9和图10)移动，使用者可以相对于把手18滑动盖部118，以覆盖拇指调节轮94。同时，连接至盖部118以与盖118一起滑动的锁定件122接合于拇指调节轮94，从而抑制轮94的旋转。锁定件122包括指部176和止动部177。指部176保持锁定件122对齐并防止止动部177移动(例如，防止骑在拇指调节轮的外表面上而不是在拇指调节轮的脊上)。当锁定件122朝向拇指调节轮移动时，止动部177在拇指调节轮94的侧部的脊上移动，两个止动部177之间的压力防止拇指调节轮94旋转。
为了转变转矩扳手10的转矩方向，当驱动轴杆62处于第一驱动位置时(图4)，只要简单地沿驱动轴线B轴向地推动驱动轴杆62的暴露的第一端部64A，使得驱动轴杆62的另一个第二端部64B从头部组件14的相对侧延伸。具体地，推动驱动轴杆62的暴露的第一端部64A，使得最接近于驱动轴杆62的暴露的第一端部64A的第一凹陷部86A接收中部止动机构70C的球止动部78C，以促使球止动部78C抵抗弹簧82C的偏压力并离开第一凹陷部86A。进一步推动驱动轴杆62，使得驱动轴杆62相对的第二端部64B从通孔58延伸，并且中部止动机构70C与另一个第二凹陷部86B对齐，从而球止动部78C偏压进入第二凹陷部86B，以将驱动轴杆62固定在所述第二驱动位置。反向地重复相同的过程，可以将转矩方向转变回来。
参考图11至图13，转矩调节组件22还包括载体200。载体200促进转矩扳手10的组装和操作。载体200容纳第一齿轮98、第二齿轮102以及拇指调节轮94。第一齿轮98、第二齿轮102通过轴杆(axel)或销201连接于载体200。销或轴杆203将拇指调节轮94连接于载体200。轴杆203容纳在载体200的细长的开放式插槽202中。槽202允许拇指调节轮94相对于载体200沿箭头204的方向向上和向下移动。因此，拇指调节轮94可以推动到槽202下部，从而拇指调节轮94的顶部与载体20的顶面206平齐或位于载体200的顶面206之下。这允许拇指调节轮94和第一齿轮98、第二齿轮102装配到载体200上，并且组件可以滑动到把手18的开放端208(图13)。
为了组装转矩扳手10，一旦第一齿轮98、第二齿轮102装载到载体200中，并且蜗轮106安装到主梁30中，拇指调节轮94就可以插入载体200的槽202中。槽202足够深从而拇指轮的顶部低于或平齐于载体200的顶面206。调节机构22随后与主梁30、辅助梁34一起滑动进入把手18。一旦位于把手中，由于槽202为细长结构，因此拇指调节轮94可以相对于载体200升起。拇指调节轮94的顶部穿过把手18中的开口96。可以通过颠倒地轻击所述机构，使得拇指调节轮94移动而穿过开口96。一旦拇指调节轮94处于穿过开口96延伸的位置，销203就可以穿过把手18的侧部中对应的孔并且穿过拇指调节轮94的中心。销203将拇指调节轮94保持在合适位置。E形夹子(E clips)210于是围绕销203滑动，以将销203保持在合适位置。载体200将蜗轮106定位为与把手中对应的孔对齐，以允许将安装帽(caps)212安装成使得蜗轮106可以相对于把手18保持在合适位置(虽然蜗轮106可以旋转)。安装帽212螺接至把手18中对应的孔中。
虽然已经参考某些优选的实施方式详细地说明了本发明，但是在已经说明的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神中，仍然存在变形和修改。

Claims (7)

1.一种转矩扳手，该转矩扳手包括：
头部，该头部配置为使紧固件围绕旋转轴线旋转，所述头部包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；
把手，该把手能够操作以使所述头部围绕所述旋转轴线旋转；
棘轮机构，该棘轮机构包括通孔和穿过所述通孔延伸的旋转轴线；
驱动轴杆，该驱动轴杆穿过所述通孔延伸，所述驱动轴杆能够相对于所述头部在所述通孔中并且在第一位置和第二位置之间沿着所述旋转轴线移动，在所述第一位置所述驱动轴杆从所述头部的所述第一侧中延伸出来，并且所述棘轮机构连接所述驱动轴杆和所述把手，以围绕所述旋转轴线沿着第一方向旋转，并且所述把手能够相对于所述驱动轴杆围绕所述旋转轴线沿着与所述第一方向相反的第二方向旋转，在所述第二位置所述驱动轴杆从所述头部的所述第二侧延伸出来，并且所述棘轮机构连接所述驱动轴杆和所述把手，以围绕所述旋转轴线沿着所述第二方向旋转，并且所述把手能够相对于所述驱动轴杆围绕所述旋转轴线沿着所述第一方向旋转；
主梁，该主梁连接所述头部和所述把手以围绕所述旋转轴线旋转，所述主梁包括邻近所述头部的第一端部和邻近所述把手的第二端部；
辅助梁，该辅助梁连接至所述头部以与所述头部围绕所述旋转轴线旋转，并且所述辅助梁能够相对于所述主梁和所述把手移动；
转矩调节机构，该转矩调节机构包括齿轮并且能够操作，以使所述主梁相对于所述辅助梁移动以调节设定转矩，所述转矩调节机构还包括拇指调节轮，使用者驱动所述拇指调节轮围绕第一轴线旋转，以通过使所述主梁的第二端部相对于所述把手沿着从所述第一轴线偏移的第二轴线移动，来调节所述设定转矩；以及
设定转矩指示器，该设定转矩指示器向使用者显示设定转矩，其中，所述设定转矩指示器响应于所述拇指调节轮围绕所述第一轴线的旋转而直线地移动，其中，围绕所述第一轴线的所述拇指调节轮的旋转能够驱动所述齿轮旋转以使所述主梁沿着所述第二轴线移动，并且其中，所述设定转矩指示器包括齿条，其中，所述齿轮接合至所述齿条以使所述设定转矩指示器直线地移动。
2.根据权利要求1所述的转矩扳手，其中，所述驱动轴杆包括止动部，该止动部将所述驱动轴杆可释放地保持在所述第一位置。
3.根据权利要求2所述的转矩扳手，其中，所述止动部将所述驱动轴杆可释放地保持在所述第二位置。
4.根据权利要求2所述的转矩扳手，其中，所述止动部包括球止动部和弹簧止动组件。
5.根据权利要求2所述的转矩扳手，其中，所述棘轮机构包括棘轮和与所述棘轮接合的棘爪。
6.根据权利要求5所述的转矩扳手，该转矩扳手还包括转矩调节锁定机构，该转矩调节锁定机构能够在锁定位置和解锁位置之间移动，其中，所述转矩调节锁定机构包括盖部，该盖部能够在向使用者暴露所述拇指调节轮的第一位置和通过该盖部覆盖所述拇指调节轮的第二位置之间移动。
7.根据权利要求6所述的转矩扳手，其中，所述盖部在所述第一位置和所述第二位置之间滑动。
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