CN110605680A - 自紧旋柄式多功能活动扳手 - Google Patents

Abstract

自紧旋柄式多功能活动扳手，属于机械领域。基本结构包括：活动颚、固定颚、手柄、蜗杆；基本装配关系为：活动颚依托固定颚的滑槽或孔洞滑动，蜗杆齿合活动颚来改变颚口之间的距离；手柄与固定颚是被分为2体构造，且绕着(17)约束回转轴心相互转动，绕着固定于固定颚上的回转中心转动；固定颚通过滑道孔或滑槽约束活动颚的柱状部位自由滑动，复位弹簧是一个可选部件：将手柄与固定颚之间进行弹性连接，将的两端分别紧固在手柄与固定颚上，无外力矩扳动扳手时，复位弹簧的预紧力方向保持齿块或鼓状蜗杆将活动颚推向颚口最宽的趋势；自紧工作时，齿条触点的力是与被扳动物件的反作用力保持平衡关系的，大大的改进了性能。

Description

自紧旋柄式多功能活动扳手

[技术领域]

本发明属于机械技术领域，确切的讲是利用杠杆自紧力原理，以旋动蜗杆或齿块部件获取夹紧附加推力的一种多功能扳手。

[背景技术]

扳手是一种常用的安装与拆卸工具。利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的开口或套孔固件的手工工具。扳手通常在柄部的一端或两端制有夹柄部施加外力柄部施加外力，就能拧转螺栓或螺母持螺栓或螺母的开口或套孔。使用时沿螺纹旋转方向在柄部施加外力，就能拧转螺栓或螺母，通常用碳素结构钢或合金结构钢制造。

利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧固件的手工工具。扳手通常在柄部的一端或两端制有夹持螺栓或螺母的开口或套孔。使用时沿螺纹旋转方向在柄部施加外力，就能拧转螺栓或螺母。扳手扳手，是一种常用的安装与拆卸工具。利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的开口或套孔固件的手工工具。

扳手基本分为两种，死扳手和活扳手；板手开口之间构件被称之为两颚，前者指的是已经有固定的数字写上的扳手，后者就是活动扳手了。种类：呆扳手：一端或两端制有固定尺寸的开口，用以拧转一定尺寸的螺母或螺栓。梅花扳手：两端具有带六角孔或十二角孔的工作端，适用于工作空间狭小，不能使用普通扳手的场合。两用扳手：一端与单头呆扳手相同，另一端与梅花扳手相同，两端拧转相同规格的螺栓或螺母。活扳手：开口宽度可在一定尺寸范围内进行调节，能拧转不同规格的螺栓或螺母。该扳手的结构特点是固定钳口制成带有细齿的平钳凹；活动钳口一端制成平钳口；另一端制成带有细齿的凹钳口；向下按动蜗杆，活动钳口可迅速取下，调换钳口位置。钩形扳手：又称月牙形扳手，用于拧转厚度受限制的扁螺母等。套筒扳手：一般称为套筒:它是由多个带六角孔或十二角孔的套筒并配有手柄、接杆等多种附件组成，特别适用于拧转地位十分狭小或凹陷很深处的螺栓或螺母。套筒有公制和英制之分，套筒虽然内凹形状一样，但外径、长短等是针对对应设备的形状和尺寸设计的，国家没有统一规定，所以套筒的设计相对来说比较灵活，符合大众的需要。套筒扳手一般都附有一套各种规格的套筒头以及摆手柄、接杆、万向接头、旋具接头、弯头手柄等用来套入六角螺帽。套筒扳手的套筒头是一个凹六角形的圆筒；扳手通常由碳素结构钢或合金结构钢制成，扳手头部具有规定的硬度，中间及手柄部分则具有弹性。内六角扳手：成L形的六角棒状扳手，专用于拧转内六角螺钉。内六角扳手的型号是按照六方的对边尺寸来说的，螺栓的尺寸有国家标准。用途：专供紧固或拆卸机床、车辆、机械设备上的圆螺母用。扭力扳手：它在拧转螺栓或螺母时，能显示出所施加的扭矩；或者当施加的扭矩到达规定值后，会发出光或声响信号。扭力扳手适用于对扭矩大小有明确地规定的装配。

手动扳手又叫普通扳手，主要应用于普通生活工作中，它的使用比较简单，主要分为单头呆扳手、双头呆扳手、活扳手、梅花扳手、多用扳手、敲击扳手、套筒扳手、套筒起子、扭力扳手、扭矩扳手、十字扳手、棘轮扳手、钩形扳手、内六角扳手、内四方扳手、手动离合式扭矩扳手、管子扳手、T型扳手、L型扳手、三叉扳手、月牙扳手、油桶扳手、轮胎扳手、火花塞扳手、滤清器扳手、组合扳手、其他扳手等。扭矩扳手分为讯响扳手、指针扳手、数显扳手。手动扳手的使用：根据被紧固的紧固件的特点选用相应的扳手。旋紧，用手握扳手柄末端，顺时针方向用力旋紧；旋松，逆时针方向旋。手动扳手特点：操作简单、价格低、劳动强度大。

开口扳手的用途及技术特点：螺丝是机械设备中主要的紧固件，开口板手是机械行业加工，生产，维修的重要工具，该项目是传统板手工具的一次革命，它有以下几项优点。可快速工作，工作速度比传统板手快三至四倍，比快速板手的工作速度还要快。一个开口板手可适用于2—6种规格的螺丝，而一个双头呆板手只适用2种螺丝。一个开口板手相当于2-3个呆板[2]手，相当于一个活动板手但不需调节开口就可快速工作。

使用寿命长，坏不了，而且前快速板手易坏。制造工艺简单，其成本比呆板手还要低。重量轻，便于携带，工作省力。淬火是使钢强化的基本手段之一，将钢淬火成马氏体，随后回火以提高韧性，是使钢获得高综合机械性能的传统方法。扳手经过淬火之后使扳手的刚度、强度都提高了，从而更加耐用，质量更高。

目前扳手的缺陷：活动扳手不容易锁紧，使用时容易松动，因而容易对所安装的螺丝、螺母产生破坏作用而滑脱，已经有的松动不会恢复，也是造成容易滑脱的另一原因。

对于带有一定开口角度的管状物扳手来说，仅仅依靠力度及劈尖角度的力度及技巧来卡紧物体，需要操作的熟练程度。

[发明内容]

本发明的目的：巧妙的利用已有活动扳手的固定颚作为支点，利用杠杆原理来调整活动颚的夹紧状态，方便使用。

本发明的特点：因势利导、借力打力；利用扳动扳手时施加给手柄的力，通过杠杆机构传输给扳手的颚口，而且用力越大夹得越紧；利用自夹紧力可以开展另外2项功能：管状物扳动功能及剪丝功能！

本发明是通过以下技术方案来实现上述目的:

本发明扳手的结构包括：活动颚、固定颚、手柄、复位弹簧、蜗杆或齿块及圆周状的回转约束等。

基本装配关系：齿块或鼓状蜗杆被直接安装在手柄上，对于齿块来说是刚性安装，对于蜗杆来说是约束其作定轴转动；将手柄与齿块或鼓状蜗杆作为一个整体现对于固定颚作定轴转动，该转动是由圆弧状的约束滑道或转轴来完成的，绕着固定于固定颚上的回转中心转动；固定颚通过滑道孔或滑槽约束活动颚的柱状部位自由滑动，滑动位置的控制又是依靠调整齿块或鼓状蜗杆的齿与活动颚的齿条部位齿合位置，而调整齿合位置是通过转动鼓状蜗杆或推离齿块的非齿合下，手动移动活动颚来齿合新的位置；复位弹簧是一个可选部件：将手柄与固定颚之间进行弹性连接，将的两端分别紧固在手柄与固定颚上，无外力矩扳动扳手时，复位弹簧的预紧力方向保持齿块或鼓状蜗杆将活动颚推向颚口最宽的趋势。

需要强调的是：自紧工作时(克服弹簧的弹力，扳动手柄使得活动颚推向颚口最窄的趋势)齿条触点(齿合点)的力是与被扳动物件的反作用力保持平衡关系的；给被扳动物件施加的力矩接是近力偶状态，当齿条齿合点相对于手柄回转中心的力臂长度小于被扳动物件尺度时，被扳动物件的反作用力是无法抗衡齿块或鼓状蜗杆的齿合力使得开口张开，这是静力学的力矩原理决定的。

齿块或鼓状蜗杆的最为理想的外形是：齿块齿的中心部位最为突出，鼓状蜗杆的中见部位的鼓状蜗杆的最大，越接近两端直径越小。

活动颚与固定颚之间的约束滑动，可以通过柱体与孔洞的约束配合关系、滑槽约束关系。

活动颚、固定颚的颚口是平滑表面或斜纹，使得其表面即能夹紧平整的表面(如6角螺栓)，又能夹紧曲面表面(如管状物)。当在活动颚(1)与固定颚的颚口上加工上颚口摩擦斜纹(22)后，斜纹的倾斜角度(与约束回转轴心(17)的轴线所夹的角度Φ)的正弦函数的数值大于斜纹间距与宽度的比值；即：SINΦ大于该比值。这样当一条与约束回转轴心(17)的轴线平行的直线与摩擦斜纹族相交时，才能获得2个以上的交点，保持对所扳动物件的平衡；当夹紧圆形等物件时，摩擦斜纹会嵌入物件的表面内部，克服滑动。

手柄与固定颚之间的定轴转动的约束关系，可以是被一个完整的转动轴约束，也可以是被一个圆形轨道约束，该圆形轨道甚至可以是局部的圆弧轨道(滑道)；手柄与固定颚之间的转动角度限位是选择性构造，可以被加工在固定颚上的阻挡凸起来完成；可以利用手柄与固定颚之间的剪切运动关系进行剪丝，在手柄与固定颚之间的回转重叠角度区域，增设公共开口，将使得该开口在手柄与固定颚之间的回转过程中，从重合转为互相遮盖，插入该开口中的金属丝将被剪断；在剪丝前将本扳手的颚口插入一个牢固的立板上，这样才有旋动手柄的着力点。

本发明的有益效果在于:在同样的使用力矩的情况下，对被扳动物件施加了更大的工作力矩，工作效果更佳及多种功能；除了作为普通扳手之外，还具有管状物及不规则物件的扳动功能，同时也具有剪丝功能。

[附图说明]

以下结合附图就较佳实施例对本发明作进一步说明：

图1自紧旋柄式多功能活动扳手构造示意图。

图2扳手拆解示意图。

图3颚口纹示意图。

标号说明：

(1)活动颚

(2)固定颚

(3)手柄

(4)复位弹簧

(5)约束圆弧孔

(6)鼓状蜗杆

(7)蜗杆轴

(8)力臂

(9)弹簧紧固端1

(10)弹簧紧固端2

(11)被扳动物件

(12)限位凸1

(13)限位凸2

(14)颚口

(15)约束销钉

(16)活动颚斜齿部

(17)约束回转轴心

(18)剪丝孔

(19)约束(圆弧)滑道

(20)位移

(21)手柄旋转方向

(22)颚口摩擦斜纹

(23)销钉紧配孔

[实施例证]

如图1、图2所示：

鼓状蜗杆(6)被直接安装在手柄(3)上，在蜗杆轴(7)的约束下作定轴转动(蜗杆轴(7)可以是一根穿过蜗杆中心孔的滑动轴，也可以是鼓状蜗杆(6)的延伸部分，在手柄端部的轴孔内自由转动)；这样，手柄(3)与鼓状蜗杆(6)有条件作为一个整体现对于固定颚(2)作定轴转动，该转动是由圆弧状的约束滑道(19)或转轴来完成，绕着相对于手柄空间位置不变的约束回转轴心(17)转动；再加上固定颚(2)与手柄(3)通过约束滑道(19)的约束，对于固定颚(2)：该滑道体现的是圆柱的内壁，对于手柄(3)：该滑道体现的是所凸出部位的圆柱的外壁(详见图2虚线的透视部分)；滑道孔或滑槽约束活动颚(1)的柱状部位自由滑动(相当于将图中的固定颚可视部分再生长出覆盖活动颚(1)的构造，以约束活动颚(1)不掉落出来，属于公知的简单常识，因而图中未详细画出)，滑动位置的控制又是依靠手动绕着蜗杆轴(7)旋转鼓状蜗杆(6)，通过与活动颚(1)的活动颚斜齿部(16)齿条部位的齿合位置来位移活动颚，其拨动齿合部位的转动力臂为：力臂(8)；复位弹簧(4)是一个可选部件：将手柄与固定颚(2)之间进行弹性连接，将的两端分别紧固在手柄与固定颚(2)上，紧固点分别为弹簧紧固端1(9)及弹簧紧固端2(10)，无外力矩扳动扳手时，复位弹簧(4)的预紧力直接推动固定颚(2)靠紧，限位凸1(12)，这样逆时针扳动手柄时与普通扳手手感一致。

图2中，当手柄的转动方向为手柄旋转方向(21)时，自紧工作功能是指手柄沿着顺时针转动情况，需要克服复位弹簧的弹力，才能转动手柄，这样手柄(3)才能带动鼓状蜗杆(6)在圆形约束滑道(19)的约束下，在约束销钉(15)受到约束圆弧孔(5)(圆弧的圆心在约束回转轴心(17))及销钉紧配孔(23)紧配销钉的共同约束下，才能不与固定颚(2)分离，一起绕着约束回转轴心(17)转动，限位凸1(12)及限位凸2(13)限制着手柄(3)的相对转动总体角度，手柄带动鼓状蜗杆(6)一起转动，从而拨动活动颚(1)的斜齿部(16)齿条部位，而使得颚口(14)向缩紧颚口更窄的方向移动，而对所被扳动物件(11)夹得更紧；在静力学原理角度上，齿条触点(齿合点)的力是与被扳动物件的反作用力保持平衡关系的；而给被扳动物件施加的力矩接是近力偶状态，当齿条齿合点相对于手柄回转中心的力臂长度小于被扳动物件尺度时，被扳动物件的反作用力是无法抗衡鼓状蜗杆的拨动而力使得颚口张开更宽，使得活动颚推向颚口最窄的趋势，如位移(20)所示：正是在这一变窄的趋势产生巨大的夹紧力，甚至夹紧圆形物件。

在剪丝前将本扳手的颚口插入一个牢固的立板上，这样才有旋动手柄的着力点，铁丝插入剪丝孔(18)，旋动手柄后将被手柄(3)与固定颚(2)的错动部位剪断。

鼓状蜗杆(6)的最为理想的外形是：齿块齿的中心部位最为突出，鼓状蜗杆(6)的中见部位的鼓状蜗杆的最大，越接近两端直径越小，这样在手柄带动其绕着约束回转轴心(17)转动时，一侧转出的齿会被另一侧转进的齿补充，保持的受力齿的数量不变，承载力均衡。

如图3所示：

当在活动颚(1)与固定颚的颚口上加工上颚口摩擦斜纹(22)后，斜纹的倾斜角度(与约束回转轴心(17)的轴线所夹的角度Φ)的正弦函数的数值大于斜纹间距与宽度的比值；即：SINΦ大于该比值。

这样当一条与约束回转轴心(17)的轴线平行的直线与摩擦斜纹族相交时，才能获得2个以上的交点，保持对所扳动物件的平衡；当夹紧圆形等物件时，摩擦斜纹会嵌入物件的表面内部，克服滑动。

本发明不局限于上述最佳实施方式：

任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.自紧旋柄式多功能活动扳手；结构包括：活动颚、固定颚、手柄、蜗杆；基本装配关系为：活动颚依托固定颚的滑槽或孔洞滑动，蜗杆齿合活动颚来改变颚口之间的距离；其特征就在于:手柄与固定颚是被分为2体构造，且绕着(17)约束回转轴心相互转动，手柄与固定颚之间是定轴转动的约束关系，该约束是转动轴或是一个圆形轨道或是是局部的圆弧轨道，即：滑道；齿块或鼓状蜗杆被直接安装在手柄上，对于齿块来说是刚性安装，对于蜗杆来说是约束其作定轴转动；将手柄与齿块或鼓状蜗杆作为一个整体现对于固定颚作定轴转动，该转动是由圆弧状的约束滑道或转轴来完成的，绕着固定于固定颚上的回转中心转动；固定颚通过滑道孔或滑槽约束活动颚的柱状部位自由滑动，滑动位置的控制又是依靠调整齿块或鼓状蜗杆的齿与活动颚的齿条部位齿合位置，而调整齿合位置是通过转动鼓状蜗杆或推离齿块的非齿合下，手动移动活动颚来齿合新的位置；复位弹簧是一个可选部件：将手柄与固定颚之间进行弹性连接，将的两端分别紧固在手柄与固定颚上，无外力矩扳动扳手时，复位弹簧的预紧力方向保持齿块或鼓状蜗杆将活动颚推向颚口最宽的趋势；手柄与固定颚之间的转动角度限位，是被加工在固定颚上的阻挡凸起来完成；自紧工作时，齿条触点的力是与被扳动物件的反作用力保持平衡关系的。

2.根据权利要求1自紧旋柄式多功能活动扳手带有自紧功能的活动扳手中所述的蜗杆，其特征就在于:蜗杆的是圆柱外形或是鼓状蜗杆形状，蜗杆的最大直径在中心，越接近两端直径越小。

3.根据权利要求1自紧旋柄式多功能活动扳手带有自紧功能的活动扳手中所述的颚口，其特征就在于:活动颚、固定颚的颚口是平滑表面或斜纹，斜纹的倾斜角度的正弦函数的数值大于斜纹间距与宽度的比值。

4.根据权利要求1自紧旋柄式多功能活动扳手带有自紧功能的活动扳手中所述的手柄与固定颚，其特征就在于:在手柄与固定颚之间的回转重叠角度区域，增设公共开口，将使得该开口在手柄与固定颚之间的回转过程中，从重合转为互相遮盖。