CN108789243A - 轴向盘式棘轮打滑扳手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴向盘式棘轮打滑扳手，属改进的打滑扭力扳手，包括扳头和手柄，所述的扳头包括扳头外壳和设在扳头外壳内的轴向棘轮机构，所述的轴向棘轮机构由包括定位在扳头外壳上的方榫轴，依序轴向套固在方榫轴上的端面棘轮、与方榫轴滑动配合的端面带轴向盘式棘齿的凸轮构成，所述凸轮的轴孔套在方榫轴上绕方榫轴转动，在扳头外壳内部顶面与端面棘轮之间设有复位弹簧，保持端面棘轮与所述凸轮的轴向盘式棘齿啮合；所述的凸轮外缘带有二个以上的R槽，并所述的圆柱的柱面沿径向被手柄内主弹簧压紧在凸轮的R槽上，方榫轴的下端为扭力输出端，套接用于紧固螺栓的套筒。本发明的优越性在于：由于扳头采用轴向棘轮机构与方榫轴配合，外径可小于15mm，可以在许多空间窄小的场合使用。

Description

轴向盘式棘轮打滑扳手

技术领域

本发明涉及一种轴向盘式棘轮打滑扳手，属改进的打滑扭力扳手。

背景技术

扭力扳手包括扳头和握持用手柄，在扭矩工具中“打滑扳手”有其突出的优点：即在人工操作时达到设定的扭矩值会自动打滑，从而避免了过载的情况发生。

申请号201711212374.X提供了一种扳手，属于操作工具技术领域，包括扳手头和扳手柄，扳手头设有多个朝向不同的扳手口，扳手柄的一端与扳手头转动连接，扳手柄可绕扳手柄与扳手头的转动连接点在第一平面上360度旋转，扳手柄上还设有转动限位机构，以解决现有技术中存在的操作复杂不方便、安全性低、工作效率低的技术问题。

现有扳手一般是在小扭矩的场合使用，市场上现有的“打滑扳手”扳头的头部直径均较大，一般不小于20mm，致使在许多空间窄小的场合不能使用。因为传统的“打滑扳手”的棘轮布置在径向，属径向撑牙棘轮机构，增大了扳头头部直径的尺寸。

发明内容

基于上述缺陷，本发明目的在于：提供一种轴向盘式棘轮打滑扳手，采用轴向棘轮机构，即保留了原来的防过载功能，未达扭矩时能自由摆动扳手手柄复位，重复对螺栓的扳紧。又减小扳手的头部直径，以适应更窄小的工作场合。

本发明目的通过下述技术方案实现：一种轴向盘式棘轮打滑扳手，包括扳头和手柄，其中：

所述的扳头包括扳头外壳和设在扳头外壳内的轴向棘轮机构，所述的轴向棘轮机构由包括定位在扳头外壳上的方榫轴、依序轴向套固在方榫轴上的端面棘轮、与方榫轴滑动配合的端面带轴向盘式棘齿的凸轮构成，所述凸轮的轴孔套在方榫轴上绕方榫轴转动，在扳头外壳内部顶面与端面棘轮之间设有复位弹簧，保持端面棘轮与所述凸轮的轴向盘式棘齿啮合；所述的凸轮外缘带有二个以上的R槽，并所述的圆柱的柱面沿径向被手柄的主弹簧压紧在凸轮的R槽上，方榫轴的下端为扭力输出端，套接用于紧固螺栓的套筒。

在上述方案基础上，所述的方榫轴至少有一段为圆轴段，所述的凸轮轴套接在该圆轴段，并保持其端面的轴向盘式棘齿与所述的端面棘轮啮合。

在上述方案基础上，所述的端面棘轮一面有盘式棘齿，另一面有台阶，所述的盘式棘齿为单向棘齿，朝向方榫轴的扭力输出端布置，与凸轮的轴向盘式棘齿啮合，主动逆时针施力时，带动凸轮转动；被动逆时针受力时，受单向棘齿斜面的作用沿方榫轴作轴向移动；所述的台阶作为复位弹簧的定位座，使复位弹簧很好定位。

在上述方案基础上，进一步的，所述的方榫轴有至少为方榫的多边棱柱段，端面棘轮的中心孔有与该段棱柱截面形状配合的方形孔或多边孔，端面棘轮通过该中心孔套固在该棱柱上，通过方榫轴的棱柱段由端面棘轮传递扭矩给凸轮。

进一步的，所述的方榫轴扭力输出端为方榫，套筒有方形内孔，与该输出端方榫配合。

所述的方榫轴扭力输出端为大外径方榫，其外径大于与端面棘轮配合的多棱柱的外径，与扳头外壳配合端为小外径圆柱，其以扳头外壳的中心线为定位基准固定。

所述的扳头外壳内部顶面有凹槽，与方榫轴顶部的小外径圆柱配合，小外径圆柱嵌在该凹槽内定位。

为防止润滑油外泄，所述方榫轴扭力输出端的方榫上方有一可防润滑油外泄的O型圈槽。

在上述方案基础上，所述的手柄由外管、套在外管内的衬管、及套在外管尾部的可调式把手构成，一主弹簧在外管内由所述的衬管的前端抵顶，主弹簧前端抵顶在滑芯后端面上，该滑芯的前端抵顶一圆柱，该圆柱抵顶设扳头内的轴向棘轮机构，与之相嵌。

由调节螺钉调节衬管对主弹簧的预紧力，并由把手后端的后盖压紧调节螺钉。

本发明工作原理是：衡定扭矩是由复位弹簧的预压力来平衡，当我们在方榫轴扭力输出端装上套筒，在扳手的手把上施力（顺时针），套筒内的螺栓会随着拧动。

这时方榫轴同时受到螺栓逆向扭矩的反作用，此反向扭矩通过套固在方榫轴上的端面棘轮传递给与之相啮合的带轴向盘式棘齿端面的凸轮；

该凸轮的外径上有若干R槽，圆柱与R槽相配，当R槽外缘顶尖处有反向扭矩产生的合力F时，可以分解成切向力F1和法向力F2，当法向力F2小于主弹簧预紧力时，方榫轴会继续输出顺时针扭矩；当法向力F2等于或略大于主弹簧预紧力时，圆柱会爬出R槽，到达凸轮的顶端，并顺势落入下一个R槽内，完成打滑防过载功能；

当没有达到设定的扭矩时，手把需要重新回到原来的位置再施力，带轴向盘式棘齿端面的凸轮是套在方榫轴的圆轴段上，凸轮逆时针转动，此时在盘式棘齿的斜面上会产生f，并可以分解成轴向力f2和切向力f1，如图5；

在轴向力f2大于等于复位弹簧的预压力时，手柄会随着盘式棘齿的换齿而转动角度，继续方便地对扳手施力，直到达到设定的扭矩值，即扳手打滑。

本发明的优越性在于：由于扳头采用轴向棘轮机构与方榫轴配合，外径可小于15mm，可以在许多空间窄小的场合使用。

附图说明

图1，本发明剖面示意图；

图2，本发明俯视剖面示意图；

图3，扳头部的分解示意图；

图4，端面棘轮4逆时针转时的受力示意图；

图5，端面带轴向盘式棘齿的凸轮5逆时针转时的受力示意图；

图6，由主弹簧8的弹簧力作用，使圆柱6紧靠凸轮的R槽51；

图7，手柄扳动方向圆柱从R槽51爬出示意图；

图8，手柄扳动方向圆柱进入另一R槽51’进入示意图；

图中标号说明

1——扳头外壳；11——凹槽；

2——复位弹簧；

3——方榫轴；

3a——输出端方榫；3b——圆轴段；3c——棱柱；3d——小外径圆柱；

4——端面棘轮；

41——盘式单向棘齿；42——台阶；

5——凸轮；

51——R槽；52——轴向盘式棘齿；

6——圆柱；

7——滑芯；

8——主弹簧；

9——手柄；

91——外管；92——衬管；93——把手；94——后盖；95——调节螺钉；

10——套筒。

具体实施方式

如图1至5所示，一种轴向盘式棘轮打滑扳手，包括扳头和手柄，其中，

如图1和2所示，所述的手柄9由外管91、套在外管91内的衬管92、及套在外管尾部的可调式把手93构成，一主弹簧8在外管91内由所述的衬管92的前端抵顶，主弹簧8前端抵顶在滑芯7后端面上，该滑芯7的前端抵顶一圆柱6，该圆柱6与设在扳头内的轴向棘轮机构啮合；

图3，扳头部的分解示意图；

扳头包括扳头外壳1和设在扳头外壳1内的轴向棘轮机构，如图3所示，所述的轴向棘轮机构由包括定位在扳头外壳1上的方榫轴3，依序轴向套固在方榫轴3上的端面棘轮4、与方榫轴3滑动配合的端面带轴向盘式棘齿52的凸轮5和套筒10，所述凸轮5的轴孔套在方榫轴3上绕方榫轴3转动和滑动；在扳头外壳1内部顶面与端面棘轮4之间设有复位弹簧2，其弹性力可保持端面棘轮4与所述凸轮5的轴向盘式棘齿52啮合；所述的凸轮5外缘带有多个以上的R槽51，并所述的圆柱6的柱面沿水平方向紧靠在凸轮5的R槽51上，方榫轴3的下端为扭力输出端，套接用于紧固螺栓的套筒10。

如图3所示，本实施例所述的方榫轴3有截面形状或外径不同的轴段，本实施例自下而上有输出端方榫3a、圆轴段3b、固定端面棘轮4的为小方榫的棱柱3c和与扳头外壳1定位的小外径圆柱3d，凸轮5套接在该圆轴段3b上，并保持其端面的轴向盘式棘齿52与所述的端面棘轮4啮合。

所述的端面棘轮4有盘式棘齿41，该盘式棘齿41为单向棘齿，朝向方榫轴3的扭力输出端布置，与凸轮5的轴向盘式棘齿51啮合，主动逆时针施力时，带动凸轮5转动；被动逆时针受力时，受单向棘齿斜面的作用沿方榫轴3作轴向移动，如图4所示。

所述的方榫轴3的小方榫3c与截面形状匹配的端面棘轮4的中心孔配合，端面棘轮4套固在该棱柱3c上，通过方榫轴3的棱柱3c段由端面棘轮4传递扭矩给凸轮5。

所述的方榫轴3扭力输出端为方榫3a，套筒10有方形内孔，与该方榫轴3的输出端方榫3a配合。

所述的方榫轴扭力输出端方榫3a为大外径方榫，其外径大于与端面棘轮4配合的棱柱3c的外径，与扳头外壳1配合端为小外径圆柱3d，方榫轴3以扳头外壳1的中心线为定位基准固定。

所述的扳头外壳1内部顶面有凹槽11，与方榫轴3顶部的小外径圆柱3d配合，小外径圆柱3d嵌在该凹槽11内定位。

所述方榫轴扭力输出端方榫3a上方有一可防润滑油外泄的O型圈槽31，如图3所示。

本发明手柄9装配时，由调节螺钉95调节衬管92对主弹簧8的预紧力，并由把手93后端的后盖94压紧调节螺钉。

为了固定复位弹簧2，所述的端面棘轮4的上端有台阶42，该台阶42作为复位弹簧2的定位座。

本发明主要部件及功能如下：

扳头外壳1对驱动方榫轴和套接在方榫轴上的轴向棘轮机构以及圆柱的相对位置起固定作用。

复位弹簧2；当扳手手柄9逆时针转动时，由于端面棘轮4上的棘齿两斜面的轴向分力f2的作用，压缩了复位弹簧2，使棘齿成功能换齿（也即方榫轴3和手柄转了一个相应的角度）斜面受力，图5所示，同时在复位弹簧2的作用下，使端面棘轮4重新在轴向复位，见图1，保持与凸轮5的轴向盘式棘齿52啮合。

方榫轴3下端的输出端方榫3a通过套筒10直接与螺栓或螺钉连接，转动手柄9时，驱动输出端方榫3a的扭矩通过小方榫3c截面使与之相配的端面棘轮4内孔和盘式单向棘齿41传递给带轴向盘式棘齿52的凸轮5，再由凸轮5经R槽51将力传递给圆柱6（见图5），圆柱6在工作时受径向力爬出R槽51，并在主弹簧8的作用下迅速进入下一个R槽；

端面棘轮4，当驱动方榫轴3上部小方椎3c处有扭力时，会通过其内孔带动盘式单向棘齿41，使与之啮合的轴向盘式棘齿52受力，带动凸轮5转动；

凸轮5，端面带轴向盘式棘齿52，外缘轴向有多个R槽，驱动方榫轴3受扭矩时，手柄9顺时针方向转动，会带动套在方榫轴3圆轴段3b的凸轮一起转动，当手柄9往复时，凸轮5的轴向盘式棘齿52向上推动盘式单向棘齿41的棘轮斜面，使其向上轴向移动，达到端面棘轮4换齿的目的和作用；

圆柱6，如图6至8所示，由主弹簧8的弹簧力作用，使其紧靠凸轮R槽51，在外界扭矩传递到凸轮5外缘时，将扭矩转换成主弹簧施加的径向压缩力，并与端面带轴向盘式棘齿52的凸轮5的凸轮最高点所产生的力相平衡，从而使得通过调节主弹簧8预置压力，就可以得到相应的方榫轴3工作扭力；

滑芯7，将圆柱6受主弹簧8径向力传递到凸轮5，使圆柱6紧贴R槽51，同时在凸轮5爬到最高点时，将圆柱6的移动对主弹簧8进行压缩；

主弹簧8，将其弹簧压缩力通过滑芯7、圆柱6、凸轮5、端面棘轮4传递给方榫轴3，使扳手的输出端方榫3a产生相应的扭矩。

本实施例扳头尺寸为14.8mm，远小于现有径向撑牙棘轮机构的打滑扳手的扳头外径，可用于更窄下的空间。

Claims (10)

1.一种轴向盘式棘轮打滑扳手，包括扳头和手柄，其特征在于：

所述的扳头包括扳头外壳（1）和设在扳头外壳内的轴向棘轮机构，所述的轴向棘轮机构由包括定位在扳头外壳（1）上的方榫轴（3），依序轴向套固在方榫轴（3）上的端面棘轮（4）、与方榫轴（3）滑动配合的端面带轴向盘式棘齿（52）的凸轮（5）构成，所述凸轮（5）的轴孔套在方榫轴（3）上绕方榫轴（3）转动，在扳头外壳（1）内部顶面与端面棘轮（4）之间设有复位弹簧（2），保持端面棘轮（4）与所述凸轮（5）的轴向盘式棘齿（52）啮合；所述的凸轮（5）外缘带有二个以上的R槽（51），并所述的圆柱（6）的柱面沿径向被手柄（9）的主弹簧（9）压紧在凸轮（5）的R槽（51）上，方榫轴（3）的下端为扭力输出端，套接用于紧固螺栓的套筒（10）。

2.根据权利要求1所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，所述的方榫轴（3）至少有一段为圆轴段（3b），所述的凸轮（5）套接在该圆轴段（3b）上，并保持其端面的轴向盘式棘齿（52）与所述的端面棘轮（4）啮合。

3.根据权利要求1或2所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，所述的端面棘轮（4）一面有盘式棘齿（41）另一面为台阶（42），所述的盘式棘齿（41）为单向棘齿，朝向方榫轴（3）的扭力输出端布置，与凸轮（5）的轴向盘式棘齿（51）啮合，主动逆时针施力时，带动凸轮（5）转动；被动逆时针受力时，受单向棘齿斜面的作用沿方榫轴（3）作轴向移动；所述的台阶（42）作为复位弹簧（2）的定位座。

4.根据权利要求3所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，所述的方榫轴（3）有至少为方榫的棱柱（3c），端面棘轮（4）的中心孔有与该段棱柱（3c）截面形状配合的孔，端面棘轮（4）通过该中心孔套固在该棱柱3c上，通过方榫轴（3）的棱柱（3c）段由端面棘轮（4）传递扭矩给凸轮（5）。

5.根据权利要求4所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，所述的方榫轴（3）扭力输出端为方榫（3a），套筒（10）有方形内孔，与该方榫轴（3）的输出端方榫（3a）配合。

6.根据权利要求5所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，所述的方榫轴扭力输出端方榫（3a）为大外径方榫，其外径大于与端面棘轮（4）配合的小方榫或棱柱（3c）的外径，与扳头外壳（1）配合端为小外径圆柱（3d），其以扳头外壳（1）的中心线为定位基准固定。

7.根据权利要求6所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，所述的扳头外壳（1）内部顶面有凹槽（11），与方榫轴顶部的小外径圆柱（3d）配合，小外径圆柱（3d）嵌在该凹槽（11）内定位。

8.根据权利要求6所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，所述方榫轴扭力输出端方榫（3a）上方有一可防润滑油外泄的O型圈槽（31）。

9.根据权利要求1所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，所述的手柄（9）由外管（91）、套在外管（91）内的衬管（92）、及套在外管（91）尾部的可调式把手（93）构成，一主弹簧（8）在外管（91）内由所述的衬管（92）的前端抵顶，主弹簧（8）前端抵顶在滑芯（7）后端面上，所述的滑芯（7）的前端抵顶一圆柱（6），该圆柱（6）与设在扳头内的轴向棘轮机构相嵌。

10.根据权利要求1或9所述的轴向盘式棘轮打滑扳手，其特征在于，由调节螺钉（95）调节衬管（92）对主弹簧（8）的预紧力，并由把手（93）后端的后盖（94）压紧调节螺钉。