CN108858021A - 扭矩施加工具的惯性套筒接合器 - Google Patents

Abstract

一种套筒接合器，其提高了从扭矩施加工具到由套筒接合的常规紧固件的冲击扭力的传递。套筒接合器包括主体，该主体具有适于可拆卸地联接到工具的阴端，和适于可拆卸地联接到常规套筒的阳端。肋条在阳端和阴端之间从主体向外地伸展。肋条将质量环联接到主体，从而为套筒接合器提供增加的转动惯量。

Description

扭矩施加工具的惯性套筒接合器

技术领域

一种套筒接合器，其与扭矩施加工具一起使用，该套筒接合器增加了由工具传递到紧固件的头部的扭矩。

背景技术

扭矩是旋转力，表示物体的角动量的变化率。在国际单位制(SI)中，扭矩以牛顿-米(N·m)为单位测量，角动量以牛顿-米-秒(N·m·s)为单位测量。角动量与物体的转动惯量和物体的角速度的乘积成正比。除非受到外部扭矩的作用，否则系统的角动量保持恒定。由于扭矩的施加而引起的角动量的变化称为角冲量(也是以N·m·s为单位)。例如，通过施加“x”N·m的扭矩一秒钟，相当于施加“x”N·m·s的角冲量，可以将没有在旋转的物体加速到具有“x”N·m·s角动量的旋转。

“高扭矩”施加工具突然将大的峰值扭矩施加到输出轴上，导致旋转力近乎瞬间从零跳跃到大的值。随着时间的推移，每次扭矩的施加都会在图形上显示为“尖峰”，从无扭矩跳跃到大的峰值，然后返回到无扭矩。由于该工具具有转动惯量，因此相对于在力被长时间连续地维持的情况下用户需要提供的阻力，这种力的快速尖峰降低了用户握持该工具所需的努力。

两种常见类型的高扭矩施加工具是冲击式驱动器和脉冲扭矩工具。冲击式驱动器(通常称为冲击枪)被设计为通过将能量储存在旋转质量体(例如锤)中来传递高扭矩输出，该旋转质量体被冲击，以将旋转质量体快速地连接到输出轴(例如砧座)。在传递冲击力后，锤再次从砧座上自由旋转。脉冲扭矩工具使用油或其他液压流体，通过离合器将动能从锤传递到砧座，以产生扭矩。通过对锤重复施加冲击扭矩，冲击式驱动器和脉冲扭矩工产生随着时间的一系列冲击力-脉冲，在每次力的尖峰之间扭矩回落到零。

发明内容

本发明广泛地包括一种套筒接合器，该套筒接合器包括：圆柱形主体；阳传动凸起部，其适于联接到普通扭矩施加延伸部(例如，套筒)，该阳传动凸起部从圆柱形主体的第一端延伸；和阴插孔连接器，其位于与第一端相对的圆柱形主体的第二端，该阴插孔连接器适于联接到普通扭矩施加凸起部(例如，冲击枪凸起部)。肋条从圆柱形主体向外伸展。实心环通过肋条固定地联接到圆柱形主体，该实心环具有大于圆柱形主体外径的内径。围绕圆柱形主体的周向有多个开口，在每对相邻的肋条之间有一个开口。

套筒接合器也可以布置在套件中，该套件包括不同尺寸的传统套筒，以接合具有不同头部尺寸的紧固件。套筒接合器也可以布置在系统中。作为系统，扭矩工具的驱动轴可拆卸地联接到套筒接合器的阴插孔。扭矩工具将旋转力施加到驱动轴以产生扭矩。套筒(例如，传统六角形套筒)可拆卸地联接到套筒接合器的阳传动凸起部。套筒接合紧固件，以将扭矩从扭矩工具传递到紧固件。

附图说明

为了便于理解寻求保护的主题，在附图中示出了其实施例，通过审阅在附图中示出的实施例，并结合以下描述考虑寻求保护的主题，其构造和操作以及许多优点应该很容易被理解和领会。

图1是套筒接合器的实施例的阳端的透视图；

图2是套筒接合器的实施例的阴端的透视图；

图3是套筒接合器的实施例的第一侧视图；

图4是套筒接合器的实施例的第二侧视图；

图5是套筒接合器的实施例的第三侧视图；

图6是套筒接合器的实施例的第四侧视图；

图7是面向阳端的套筒接合器的实施例的俯视平面图；

图8是面向阴端的套筒接合器的实施例的仰视平面图；

图9示出了配置在典型冲击枪和典型套筒之间的套筒接合器的实施例。

具体实施方式

虽然本发明容许多种不同形式的实施例，但是在附图中示出并且将在本文中详细描述的包括优选实施例的本发明的实施例应作如下理解，本说明书公开的内容被认为是本发明的原理性的示例，并且不旨在将本发明的广泛方面限制于一个或者多个所示或所公开的实施例。如本文所使用的，术语“本发明”不旨在限制本发明的权利要求范围，而是仅为了解释的目的而用于讨论本发明的示例性实施。

当使用高扭矩工具移除紧固件(例如，曲柄螺栓、凸缘螺母或者其他紧固件)时，通过施加和增大从锤到紧固件的冲击方式中的移除扭矩可能是有利的。这可以通过增加工具的输出轴(例如砧座)上的转动惯量来完成。系统的转动惯量是一种附加属性，该附加属性基于围绕同一轴线旋转的所有物体的转动惯量之和。

在实施例中，本发明广泛地包括套筒接合器，该套筒接合器包括：圆柱形主体；阳传动凸起部，其从该圆柱形主体的第一端向外地延伸；和阴插孔连接器，其位于与第一端相对的该圆柱形主体的第二端。根据待移除的紧固件的头部的尺寸和/或形状，阳传动凸起部的尺寸和形状通常被设定为允许不同尺寸的常规套筒能够选择性地联接到套筒接合器。因此，可联接到不同尺寸和/或形状的套筒的适应性使得套筒接合器能够用于移除各种尺寸和形状的紧固件。

套筒接合器还包括肋条，该肋条从圆柱形主体向外伸展。实心环质量体通过肋条与圆柱形主体固定地连接，该实心环质量体具有大于圆柱形主体外径的内径。该实心环提供了额外的质量，并增加了通过工具施加的转动惯量和冲击力，以帮助移除紧固件。

参考图1至图8，接合器100联接到常规扭矩施加工具(例如冲击枪)的驱动端和常规连接器(例如，套筒)，该常规连接器用于接合紧固件的头部。接合器100具有：阳凸起部106，其从以公知的方式从联接到连接器的一端延伸；和阴连接器(插孔110)，其位于以公知的方式容纳扭矩工具的阳-传动输出轴的另一端。凸起部106和插孔110均围绕中心轴线120轴对称。当联接到扭矩施加工具的驱动轴和套筒上时，接合器100、凸起部106和连接器围绕共有的中心轴线120旋转，由此由于增加的质量使得接合器100的转动惯量和凸起部106以及连接器的转动惯量结合。结果，接合器100增加了传递到由连接器接合的紧固件的头部的冲击扭力，因此便于插入和/或移除紧固件。

接合器包括主体102，该主体102围绕中心轴线120大致上轴对称，并且连接到环104。如图所示，主体102大致上为圆柱形；然而，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，主体可具有其他的几何形状。相对于中心轴线120，环104的内径和外径都大于圆柱形主体102的外径。较大直径的环104大致上是实心质量体，并且通过肋条112刚性地连接到圆柱形主体102。相对于中心轴线120，肋条112从主体102向外伸展，并且围绕主体102对称地布置。在穿越驱动器106和插孔110之间的主体102的平面中，环104和肋条112由大致正交于中心轴线120的平面横切。

在一个实施例中，在围绕主体102的周向上，在每对相邻肋条112之间，布置有穿过形成环104的板/盘的开口(即，孔洞)114。每个开口114的内边缘是圆柱形主体102，每个开口114的外边缘是环104，并且每个开口114的侧边缘是相应的肋条112。通过将环104的质量远离中心轴线120向外地布置，产生了离心力，利用由于该离心力而增加的惯性冲击力，相对于在旋转盘为实心时达到相同的转动惯量的冲击力所需的质量，开口114减小了接合器100的总质量。

接合器100的凸起部106可以包括套筒保持锁定球108，该套筒保持锁定球108以公知的方式接合套筒中的锁定装置，以将套筒可拆卸地联接到接合器100。插孔110的一个或多个侧壁可以包括锁定装置，该锁定装置以公知的方式将接合器100可拆卸地固定到包括在扭矩工具的驱动轴中的保持锁定球。

参考图9，接合器100的一个实施例可以被可拆卸地联接在冲击枪994和套筒992之间。接合器100的插孔110容纳冲击枪994的轴996的阳驱动器。接合器100的凸起部106以公知的方式插入套筒992的插孔中。随着驱动轴996、接合器100和套筒992围绕中心轴线120旋转，环104增加了传递到联接到套筒992的紧固件的头部(未图示)的扭矩。

接合器100可以被可拆卸地联接到各种不同的传统套筒，这些传统套筒包括设计成接合具有不同头部尺寸的紧固件的不同套筒。例如，套筒可以是SAE或公制内六角套筒，每个套筒具有不同的六边形横截面尺寸，适于接合紧固件的不同尺寸的头部。

应该理解，尽管为了说明的目的在图9中示出了冲击枪994，但是接合器100可以安装在任何类型的扭矩施加工具上。在一个实施例中，为了进一步增加转动惯量，第一接合器100可以被可拆卸地联接到第二接合器100(例如，第一接合器的凸起部与第二接合器的连接器接合)，组合的第一接合器和第二接合器结合在一起产生了增加的质量以增加冲击惯性力，并且可拆卸地联接在扭矩工具和套筒之间。

在一个实施例中，圆柱形主体102、肋条112和环104可以是由金属(例如，钢或合金钢)构成的整体式结构。在另一个实施例中，为了进一步增加相对于接合器100的整体质量的转动惯量，环104的一部分或者全部可以包括比主体102的密度更高的材料。例如，至少环104的外周可以包括钨合金，而主体102和肋条112可以包括铬-钒钢。环104可以是更高密度结构和更低密度结构的复合结构。例如，环104的较大直径、较高密度的部分可以结合至或者联接至环104的较小直径、较低密度的部分的外周，而肋条112固定地联接到较低密度的部分，

正如通常用于联接至常规套筒(例如，SAE和公制内六角套筒)的凸起部那样，凸起部106可以具有常规的正方形横截面，每个侧表面为二分之一英寸、八分之三英寸或四分之一英寸。插孔110的侧壁具相当的尺寸，以容纳常规的高扭矩工具的阳轴(通常为二分之一英寸或八分之三英寸)。凸起部106和插孔106的横截面侧尺寸可以是相当的/大致相同的(例如，二分之一英寸阳驱动器和二分之一英寸阴插孔，其中阴插孔稍大一些，以容纳插入的相同尺寸的阳驱动器)，或者可以是不同的(例如，八分之三英寸的阳驱动器和二分之一英寸的阴性套筒)。由于扭矩通过接合器100的插孔侧施加，所以优选地，插孔110具有与凸起部106的尺寸相当的或比凸起部106的尺寸更大的尺寸。

如所描述的，凸起部106和插孔110各自具有正方形横截面的配置。然而，可以使用任何凸起部/插孔横截面形状，例如用于凸起部106和阴插孔110中的一者或两者的多边形(例如，六边形)或星形(例如，)配置。类似地，凸起部/插孔可以具有适于接合扭矩工具的套筒/驱动轴的任何尺寸。

上面讨论的具体实例是说明性的。它们被选择用来解释本发明的原理和应用，并不旨在穷举本发明。在动力扭矩工具领域中的普通技术人员应该认识到，例如，本文所述的部件可以与其他部件互换，例如在接合器100和套筒992之间可拆卸地联接的万向接头，或者在套筒992和紧固件之间的可拆卸地联接的六角-螺丝刀刀头。

除非另有特别说明，如在本发明中所使用的，术语“一个”可以包括一个或多个项。此外，除非另有特别说明，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”。

如本文所使用的，术语“联接”及其功能等同物不是要必须限于两个或更多部件的直接机械连接。相反，术语“联接”及其功能等同物意在表示两个或更多物体、特征、工件和/或环境元素之间的任何直接或间接的机械、电气或化学的连接。在一些实例中，“联接”也意为一个物体与另一物体集成。

上述描述和附图中阐述的事项仅作为说明而不是限制。虽然已经示出和描述了特定的实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可以在不脱离发明人的贡献的更广泛的方面的情况下进行改变和修改。当以基于现有技术以适当视角来看待时，所寻求的保护的实际范围力争在后面的权利要求书中定义。

Claims (21)

1.一种套筒接合器，其包括

主体，其具有相对的第一端和第二端；

凸起部，其从所述第一端向外延伸；

阴插孔连接器，其设置在所述第二端；以及

环质量体，其联接到所述主体并且具有大于所述主体的外径的内径。

2.根据权利要求1所述的套筒接合器，其特征在于，还包括肋条，所述肋条在所述第一端和所述第二端之间从所述主体向外地伸展，并且将所述环质量体联接到所述主体。

3.根据权利要求2所述的套筒接合器，其特征在于，还包括设置在每对相邻肋条之间的对应开口。

4.根据权利要求1所述的套筒接合器，其特征在于，所述凸起部和所述阴插孔连接器均具有大致正方形的横截面。

5.根据权利要求1所述的套筒接合器，其特征在于，所述凸起部和所述阴插孔连接器分别具有不同的横截面尺寸。

6.根据权利要求2所述的套筒接合器，其特征在于，所述主体、所述肋条和所述环是整体式结构。

7.根据权利要求1所述的套筒接合器，其特征在于，所述环包括比所述主体密度更高的材料。

8.一种套件，其包括：

套筒接合器，其包括：

主体，其具有相对的第一端和第二端；

凸起部，其从所述第一端延伸；

阴插孔连接器，其设置在所述第二端，其中所述阴插孔连接器适于联接到扭矩施加工具的驱动轴；

和

环，其联接到所述主体，并且具有大于所述主体的外径的内径；以及

第一套筒，其具有第一套筒端和第二套筒端，所述第一套筒端适于可拆卸地联接到所述凸起部，所述第二套筒端适于接合具有第一头部尺寸的第一紧固件的头部。

9.根据权利要求8所述的套件，其特征在于，所述套筒接合器还包括肋条，所述肋条在所述第一端和所述第二端之间从所述主体向外地伸展，并且将所述环质量体联接到所述主体。

10.根据权利要求9所述的套件，其特征在于，所述套筒接合器还包括设置在每对相邻肋条之间的对应开口。

11.根据权利要求8所述的套件，其特征在于，还包括第二套筒，所述第二套筒适于可拆卸地联接到所述凸起部，并且适于接合第二紧固件，所述第二紧固件具有不同于所述第一头部尺寸的第二头部尺寸。

12.根据权利要求8所述的套件，其特征在于，所述凸起部和所述阴插孔连接器均具有大致正方形的横截面。

13.根据权利要求8所述的套件，其特征在于，所述凸起部和所述阴插孔连接器具有不同的横截面尺寸。

14.根据权利要求9所述的套件，其特征在于，所述主体、所述肋条和所述环是整体式结构。

15.根据权利要求8所述的套件，其特征在于，所述环包括比所述主体密度更高的材料。

16.一种系统，其包括：

扭矩工具，其具有驱动轴，并且适于将旋转力施加到所述驱动轴，以产生扭矩；

套筒接合器，其具有：

主体，其具有相对的第一端和第二端；

凸起部，其从所述第一端延伸；

阴插孔连接器，其设置在所述第二端，其中所述阴插孔连接器适于可拆卸地联接到所述扭矩工具的所述驱动轴；和

环，其联接到所述主体，并且具有大于所述主体的外径的内径；以及

第一套筒，其具有第一套筒端和第二套筒端，所述第一套筒端适于可拆卸地联接到所述凸起部，所述第二套筒端适于接合具有第一头部尺寸的第一紧固件的头部。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述套筒接合器还包括肋条，所述肋条在所述第一端和所述第二端之间从所述主体向外地伸展，并且将所述环质量体联接到所述主体。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述套筒接合器还包括设置在每对相邻肋条之间的对应开口。

19.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述扭矩动力工具是冲击式驱动器或脉冲工具，并且包括锤和砧座，其中所述驱动轴包括所述砧座并且接收来自所述锤的扭矩。

20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述主体、所述肋条和所述环是整体式结构。

21.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述环包括比所述主体密度更高的材料。