CN111417492A - 具有自调节适配器的扭矩扳手 - Google Patents

Abstract

公开了用于旋转一系列不同尺寸的紧固件的扭矩扳手。扭矩扳手可包括：输入端，被配置为接收扭转输入；齿轮系，其被扭矩输入可操作地驱动而旋转；驱动器，其连接至齿轮系；以及多个夹具，其至少部分地布置在驱动器内部。通过驱动器沿顺时针方向或逆时针方向旋转，夹具可移动以径向接合一系列不同尺寸的紧固件。扭矩扳手还可以包括壳体，该壳体构造成封闭齿轮系、驱动器和夹具。

Description

具有自调节适配器的扭矩扳手

相关应用

本申请要求于2017年8月2日提交的美国申请第15/666,810号的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。美国申请第15/666,810号也是2017年4月14日提交的美国申请第15/488,097号的部分继续申请，其也通过引用整体并入。

技术领域

本公开涉及扭矩扳手，并且更具体地涉及具有自调节适配器的扭矩扳手。

背景技术

扭矩扳手是一种被设计成在紧固件上(例如，在具有专门设计的内表面和/或外表面的螺栓头或螺母上)施加扭矩以松开或拧紧紧固件的工具。在一些实施方案中，扭矩扳手是电动的。例如，扭矩扳手可以是液压、气动或电动的。在其他实施方案中，扭矩扳手是手动操纵的。

传统的扭矩扳手通过适配器连接到紧固件。例如，具有与紧固件的外径相对应的内径的六角形承窝被临时连接到扭矩扳手，然后被放置在紧固件上。六角形承窝构造成在内部接受紧固件的头部并且在通过扳手施加扭矩的过程中抑制紧固件的相对运动。承窝有许多不同的尺寸，可容纳不同尺寸的紧固件。

尽管常规的扭矩扳手和承窝型适配器对于某些应用是可以接受的，但是它们也可能是有问题的。例如，为了能够完成在现场提出的任何任务，可能需要技术人员随身携带各种各样的不同尺寸的承窝。这对于技术人员可能是繁重的，并且库存和维护成本很高。另外，可能难以立即将正确的承窝与给定的紧固件匹配，从而导致在移除或安装紧固件方面的延迟。并且，每次遇到新的紧固件时，可能都需要一个新的承窝来定位新的紧固件。

本公开的扭矩扳手和适配器解决了上面提出的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。

发明概述

本公开的一个方面针对扭矩扳手。扭矩扳手可以包括：构造成接受扭转输入的输入端；以及齿轮系，该齿轮系通过扭转输入被可操作地驱动而旋转。扭矩扳手还可包括连接至齿轮系的驱动器和至少部分地布置在驱动器内部的多个夹具。通过驱动器沿顺时针方向或逆时针方向中的任一方向旋转，夹具可移动以径向接合一系列不同尺寸的紧固件。扭矩扳手还可以包括壳体，该壳体构造成封闭齿轮系、驱动器和夹具。

本公开的另一方面涉及与扭矩扳手一起使用的可调节适配器模块。可调节适配器模块可以包括驱动器，该驱动器被配置为接受来自扭矩扳手的旋转输入。可调节的适配器模块还可以包括多个夹具，这些夹具至少部分地布置在驱动器内部，并且可通过驱动器沿顺时针方向或逆时针方向中的任一方向旋转而移动以径向地接合并锁定在一系列不同尺寸的紧固件上。

本公开的另一方面涉及扭矩组件。扭矩组件可包括扳手、可调节的适配器模块和构造成保持与扳手连接的可调节适配器模块的保持组件。可调节适配器模块可以包括驱动器，该驱动器被配置为将从扳手接受的旋转输入传递到多个整体凸角。多个整体凸角中的每一个可具有夹具接合端，该夹具接合端构造成与其中一个夹具的径向最外端接合。每个凸角还可以具有一对尾端。夹具接合端可以比尾端在径向上离旋转轴线更远。此外，每个凸角可具有连接夹具接合端和尾端的弯曲表面。可调节适配器模块可以进一步包括多个夹具，所述多个夹具至少部分地布置在驱动器内部并且与多个整体凸角的弯曲表面接合。多个夹具能够通过驱动器的旋转而移动，以径向接合并锁定在一系列不同尺寸的紧固件上。可调节适配器模块可以另外包括：多个弹簧，其构造成使多个夹具偏置远离不同尺寸的紧固件；以及引导件，其具有多个径向取向的通道，该通道构造成引导多个夹具与不同尺寸的紧固件接合。

附图说明

图1是示例性公开的扭矩扳手的剖视图；

图2是图1的扭矩扳手的分解图；

图3是示例性可调节适配器的分解图，该可调节适配器可以形成图1和图2的扭矩扳手的一部分；

图4是图3的可调节适配器的剖视图；

图5是具有可调节适配器模块和扭矩扳手的示例性扭矩组件的分解图；并且

图6-9是可调适配器的其他示例性实施方案的剖视图。

发明详述

图1示出了示例性扭矩扳手(“扳手”)10，其可用于松开或拧紧紧固件(例如，具有头部的螺栓，该头部具有内部和/或外部接合特征-仅在图4中示出)。扳手10通常可分为输入端12和输出端14。输入端12可构造成接受扭转输入(例如，来自手动操作杆或来自电动、液压或气动电动机)，然后将扭转输入转换成在输出端14处的扭转输出。扭转输入通常可以与扳手10的第一轴线16对齐，而扭转输出通常可以与第二轴线18基本上对齐(例如，在0-10°范围内)，第二轴线18正交于第一轴线18。输入端12可包括接合接口(例如，承窝；花键、梅花或方根轴等)20，其构造成与杠杆或电动机的对应接合接口配合，并且接受扭转输入。

在一个实施方案中，扳手10的输入端12可能不直接与上述杠杆或电动机配合。替代地，可以在扳手10与杠杆或电动机之间布置任选的接合单元(未示出)。接合单元可以被配置为例如基于与扳手10和/或杠杆或电动机相关联的速度、压力、流速、功率和/或其他参数来选择性地在输入端12与杠杆或电动机之间建立机械联接。在一个实施方案中，可以选择性地中断接合单元的机械联接，从而在扳手10内产生锤击作用，这有助于松开和/或拧紧相应的紧固件。

如图1和图2所示，扳手10可以是多个不同部件的组件，这些部件协作以将在输入端12处接受的扭矩传递到输出端14。这些部件尤其可以包括齿轮系22、可调节适配器24、被构造为支撑并封闭齿轮系22和可调节适配器24的壳体26，以及将齿轮系22和可调节适配器24保持并密封在壳体26内的各种硬件。

齿轮系22可包括小齿轮28和冠齿轮30。小齿轮28可形成在延伸到接合接口20的轴32的端部，并且可包括接合并驱动冠30的相应齿的多个齿。在公开的实施方案中，小齿轮28和冠齿轮30的齿是斜角的，使得小齿轮28可以绕轴线16旋转，而冠齿轮30可以绕轴线18旋转。可以想到的是，根据需要，这些齿轮的齿可以可以是直的并且具有锥形的螺距(例如，小齿轮28可以是直的锥齿轮)，可以弯曲并且可以具有锥形的螺距(例如，小齿轮28可以是螺旋锥齿轮)，或者可以弯曲并且可以具有准双曲面的螺距(例如，小齿轮28可以是准双曲面锥齿轮)。

小齿轮28可以通过轴承座38支撑在壳体26内。例如，轴承(例如，衬套、滚针轴承、滚子轴承等)39可以设置在轴承座38内并配置为沿轴向方向滑动地容纳轴32并支撑轴32的旋转。可以使用一个或多个密封件(例如O形圈或垫圈)40和/或保持器(例如卡簧、卡环等)42将轴承39和/或轴32密封和/或固定在壳体26中的适当位置。

冠齿轮30可以具有朝着外部环形外围延伸的齿，并且包括中央开口46，该中央开口中形成有接合特征(例如，内部花键、嵌齿、齿轮齿等)48。特征48可以被配置为接合可调节适配器24的相应特征50。肩部52可以在冠齿轮30的后(即，无齿的)侧围绕开口46，并且起到在壳体26内定位和支撑冠齿轮30的旋转的作用。衬套54可以抵靠冠齿轮30的后侧并围绕肩部52放置，并且包括穿过壳体26内相应开口的台阶。密封件(例如，O形圈或垫圈)56可以是环形地夹在衬套54和肩部52之间，保持器(例如，卡簧、卡环等)58可以与肩部52中的相应凹槽接合以将冠齿轮30保持在适当位置。

衬套60可以在扳手10的相对侧放置在可调节适配器24周围，并且密封件(例如，O形圈或垫圈)62可以环形地夹在壳体26和可调节适配器24之间。在图1的实施方案中，可调节适配器24可具有轴向长度L，该轴向长度L足以为衬套60提供围绕壳体26内部的小齿轮28的内部间隙。特别地，在该实施方案中，可调节适配器24可至少部分地用作间隔件，以保持衬套60和小齿轮28之间的期望距离。

在一些实施方案中，可以在扳手10的闭合或不可接近的一侧使用保持子组件(“子组件”)64，以保持可调节适配器24和冠齿轮30之间的连接。如图2所示，除其他外，子组件64可包括锁定壳体(“壳体”)65、销66、弹簧67、夹子68和一个或多个球69。壳体65可为大体圆柱形的空心的并且具有容纳在可调节适配器24中的轴，以及位于暴露端的环形凸缘，该环形凸缘抵靠冠齿轮30的肩部52。销66可以穿过壳体65的轴一段距离，并且夹子68可以与突出端接合，以抑制销66与壳体65分离。弹簧67可能会卡在壳体65的轴内部，位于壳体65的轴的内部唇缘和销66的外部肩部之间。在该构造中，销66可以克服弹簧67的偏压向下推，该偏压可能将销66推出壳体65。但是，由于与夹子68的连接，销66可能不会离开壳体65。球体69可能会停留在由销66的外部凹部和壳体65的内部凹部共同形成的凹穴中。当将子组件64放入时在可调节适配器24的暴露端部上，可将球体69向外推并与可调节适配器24内的相应凹部接合，从而在球体69、可调节适配器24的内壁和壳体65的壁之间产生机械干扰。

扳手10的壳体26也可以是多个部件的组件。除了其它部件之外，壳体26的部件可包括：第一和第二板70、72，其彼此相对地定向；以及护罩74，其围绕板70、72的边缘缠绕，以围绕并封闭可调节适配器24和齿轮系22。板70、72中的每一个在输入端12处可以是大体矩形以匹配轴承座38的尺寸和形状，并且在输出端14处可以与冠齿轮30大体成圆形并同心。衬套52和可调节适配器24穿过的开口可以位于板70、72的圆形部分的大体中心。可以使用任何数量的紧固件76将护罩74连接到板70、72的边缘和/或将板70、72连接到轴承座38。

在一个实施方案中，扳手10可以在升高的压力或正压力下密封而与环境隔离。例如，一个或多个配件(例如，单向阀)78可以连接到壳体26(例如，连接到板70、72中的一个或多个)并且被构造成允许润滑剂(例如，油脂)进入壳体26中而不允许润滑剂逸出。润滑剂可以被加压，使得外部污染物(例如水、空气、碎屑等)不进入壳体26。这可以允许扳手10在恶劣的条件下(例如在水或受污染的环境中)操作而不会有不适当的影响。扳手10的密封性质，与固有的低转速和低温度相结合，也可以减少维护需求。特别地，油脂可以在扳手10的使用寿命内保留在扳手10内，而不会显着降解(例如，由于密封壳体26内部的清洁环境)。

图3和图4示出了可调节适配器24的示例性实施方案。如这些图所示，可调节适配器24可以是用于在冠齿轮30(参考图1和2)在扳手10的内部旋转时接合和旋转相关联的紧固件的部件的组件。这些部件除其他外可包括驱动器80、引导件82和多个夹具84，驱动器80将多个夹具84移动成与紧固件的头部导引接触。

驱动器80可以是大体上圆柱形且空心的，具有开口端86和相对的封闭端88。驱动器80的特征50，在上文中被描述为冠齿轮30的接合特征48(参考图1和2)，可从封闭端88处的外轴向表面沿法线方向突出。多个(例如六个)弧形凸角或相对的倾斜楔形件90可从驱动器80的内轴向表面朝向开口端86延伸。如图4中所示，凸角90可以围绕驱动器80的内周均匀分布，并且每个凸角可以包括径向上更远离轴线18定位的前端92和径向更靠近轴线18定位的尾端94。光滑的内环形表面可以将前端92连接到尾端94。采用这种构造，冠齿轮30(参考图1和图2)的旋转可能导致驱动器80和凸角90的相应旋转。应该注意，前端和尾端92、94之间的径向偏移，以及连接这些特征的表面的弧长可以被调节和调整以适应可调节适配器24所接受的紧固件的特定尺寸范围和/或特定应用可能需要的紧固件接合速度。

在一些实施方案中，凸角90可以与驱动器80整体地由相同的材料形成(例如，铸造，锻造和/或加工成整体结构)。这可以是制造驱动器80和凸角90的低成本方式。然而，在其他实施方案中，凸角90可以由相同或不同的材料分开制造。分开制造可允许简单地更换磨损的凸角90，凸角90的重新定向，和/或由特殊材料(例如，由较硬和/或低摩擦的材料制成)的凸角。

引导件82也可以是大体上圆柱形且中空的，具有第一开口端96和相对的第二开口端98。在第一端96处的开口可以大于在第二端98处的开口。第一端96可以容纳在驱动器80内(例如，在凸角90的径向外侧的环形空间内)。第二端98可以被构造成接受要被松开或拧紧的相关联的紧固件。多个径向取向的通道100可以围绕引导件82的内轴向表面分布，并且从引导件82的内周沿径向延伸至第二端98处的开口。每个通道100可以具有足以滑动地容纳相应的夹具84的宽度。

柱102可以在每个通道100的外端安装到引导件82，并且偏置元件(例如，弹簧)104可以接合柱102。如将在下面更详细地描述的，弹簧104可以径向向外偏置相应的夹具84并远离紧固件的头部。

夹具84可以是大致细长的长方体，其构造成当由驱动器80的凸角90移动时与引导件82的通道100一起滑动。每个夹具84可包括在最外端的大致圆形表面106和在其最内端的大致平坦表面108。表面106可以骑在凸角90的弧形内环形表面上，而表面108可以接合螺栓头的相应平坦区域。通过这种构造，当驱动器80通过冠齿轮30(参考图1和图2)旋转时，凸角90可从与前端92处的圆形表面106的接合移动至与尾端94处的圆形表面106接合。由于前端和尾端92、94之间的径向偏移，该操作可迫使夹具84在导向件82的通道100内径向向内滑动，直到表面108接合螺栓头的平坦区域。柱110可以被安装到邻近表面106的每个夹具84上，并且弹簧104可以与柱110接合，使得当凸角90旋转离开夹具84(即，从尾端94向后至前端92)时，弹簧104将夹具84径向向外拉回)。在一些实施方案中，夹具84可以在柱110处凹进(例如，在夹具84的与引导件82的内轴向表面相邻的表面处)，以为柱110和/或弹簧104提供间隙。可以想到，在示例性实施方案中，凸角90可以间接地与夹具84的圆形表面106接合。例如，可在支柱110周围设置衬套(未示出)或轴承(未示出)。凸角90可与衬套或轴承的外表面接合，该外表面又可与夹具84的圆形表面106接合。

在一些实施方案中，可调节适配器24本身可以以与上述关于扳手10相同的方式相对于其环境和/或与扳手10的其余部分密封。例如，可以在驱动器80与引导件82之间设置密封件116。润滑剂可在可调节适配器内部加压，以使外部污染物(例如水、空气、碎屑等)不会进入可调节适配器24。这可将可调节适配器24从扳手10上移开，并重新取向，和/或与其他扳手10一起使用时，不会受到外部污染的过度影响。

图5图示了扳手10和可调节适配器24的替代实施方案。在该实施方案中，可调节适配器24可以是单独的独立模块，可以选择性地与扳手10或其他工具(例如手动扳手或杠杆-未显示)一起使用。像先前描述的实施方案一样，图5的可调节适配器24可以包括驱动器80、引导件82、夹具84、柱102、弹簧104和柱110。但是，在图5的实施方案中，可能不需要衬套60；引导件82可以不安装在扳手壳体26的板70内；冠齿轮30的特征48可以是凸形的，并且伸入驱动器80的封闭端88中以接合相应的凹形特征(未示出)。另外，任选的保持组件112(例如，与上述保持组件64基本相同的组件)可用于保持扳手10和可调节适配器24之间的连接。

在一些实施方案中，如果需要，扳手10和可调节适配器24可以与另一个模块一起使用。例如，一个或多个扭矩倍增器模块114可以设置在扳手10和可调节适配器24之间。扭矩倍增器模块1 14可以配置成接受来自扳手10的扭矩输入，增加扭矩，并将增加的扭矩提供给可调节适配器24。在该实施方案中，各个模块可以彼此堆叠在一起，并且一个或多个保持组件112可以用于将堆叠保持在一起。

图6示出了可调适配器24的另一示例性实施方案的剖视图。如图6所示，多个(例如六个)弓形凸角或相对的倾斜楔形件120可以从驱动器80的内轴向表面朝向开口端86延伸(见图3)。凸角120可以围绕驱动器80的内周均匀分布。每个凸角120可以包括夹具接合端122和一对尾端94。夹具接合端122可以相对于径向上更靠近轴线18定位的尾端94径向上更高远离轴线18定位。光滑的内环形表面124可以连接夹具接合端122和尾端94。环形表面124可以配置为与夹具84的径向最外端126接合。通过这种配置，冠齿轮30的旋转(参考图1和图2)可导致驱动器80和凸角120的相应旋转，这可导致凸角120径向向内驱动夹具84以与紧固件接合。夹具接合端122可以是环形表面124的径向最外部分，当驱动器80和凸角120开始沿顺时针方向或逆时针方向旋转时，该环形表面可以最初与夹具84的圆形表面106接合。随着驱动器80和凸角120继续旋转，环形表面124的附加部分可接合圆形表面106以径向向内驱动夹具84。应当注意，尾端94和夹具接合端122之间的径向偏移以及连接这些特征的环形表面124的弧长可以是可调节的，并且可以经调整以适应可调节适配器24可接受的紧固件的特定尺寸范围和/或特定应用可能需要的紧固件接合速度。如以上关于图4所示的实施方案所讨论的，可以预期，在一些示例性实施方案中，凸角120可以间接地与夹具84的圆形表面106接合。例如，衬套(未示出)或轴承(未示出)可围绕支柱110设置。凸角120的环形表面124可与衬套或轴承的外表面接合，该外表面又可与夹具84的圆形表面106接合。

在一个示例性实施方案中，凸角120可以与驱动器80整体地由相同的材料形成(例如，铸造，锻造和/或加工成整体结构)。这是制造驱动器80和凸角120的低成本方式。然而，在其他示例性实施方案中，凸角120可以由相同或不同的材料分开制造，并且可以经由一个或多个紧固件(未示出)附接到驱动器80。

图7示出了可调节适配器24的另一示例性实施方案的剖视图。图7所示的适配器24的实施方案包括与上文已经针对图6的适配器24所述的那些特征相似的若干特征。因此，在下面的描述中突出显示了图6和图7的实施方案之间的差异是，并且省略了类似特征的描述。如图7所示，多个(例如六个)左侧凸角132和右侧凸角134可以从驱动器80的内轴向表面朝向开口端86延伸(见图3)。左侧凸角132和右侧凸角134可沿周向布置，使得每个左侧凸角132可设置在一对右侧凸角134之间，反之亦然。

每个左侧凸角132可从第一尾端136延伸到第一夹具接合端138。每个右侧凸角134可类似地从第二尾端140延伸到第二夹具接合端142。第一和第二夹具接合端138、142可以相对于第一尾端136和第二尾端140径向更远离轴线18定位。如图7所示，第一和第二夹具接合端138、142可邻近每个夹具84的径向最外端126设置。左侧凸角132的第一夹具接合端138可以与右侧凸角134的第二夹具接合端142在周向上间隔开。此外，右侧凸角134的第二尾端140可以与相邻布置的左侧凸角132的第一尾端136在周向上间隔开。

每个左侧凸角132可以包括内环形表面144，其可以连接第一尾端136和第一夹具接合端140。类似地，每个右侧凸角134可以包括内环形表面146，其可以连接第二尾端140和第二夹具接合端142。第一和第二夹具接合端138、142可以分别是环形表面144、146的径向最外部分，当驱动器80和左右侧凸角132、134开始沿顺时针或逆时针方向旋转时，它们最初可以与夹具84的圆形表面106接合。如以上关于图4所示的实施方案所讨论的，可以预期，在一些示例性实施方案中，左侧凸角132和右侧凸角134可以间接地与夹具84的圆形表面106接合。例如，衬套(未示出)或轴承(未示出)可以围绕支柱110设置。左侧凸角132和右侧凸角134的环形表面144、146可以分别与衬套或轴承的外表面接合，衬套或轴承的外表面又可以与夹具84的圆形表面106接合。

利用这种配置，冠齿轮30(参见图1和2)的旋转可导致驱动器80以及左侧凸角132和右侧凸角134的相应旋转，这可能导致左侧凸角或右侧凸角132、134径向向内驱动夹具84以与紧固件接合。例如，当驱动器80以及左侧凸角132和右侧凸角134沿顺时针方向旋转时，左侧凸角132的环形表面144可以与夹具84的圆形表面106接合以径向向内驱动夹具84。同样，当驱动器80和凸角132、134沿逆时针方向旋转时，右侧凸角134的环形表面146可与夹具84的圆形表面106接合，以径向向内驱动夹具84。因此，不管驱动器80和凸角132、134的旋转方向如何，左侧和右侧凸角132、134均可允许夹具84与紧固件接合。

在一个示例性实施方案中，左侧凸角132和右侧凸角134可以与驱动器80一体地由同一材料形成为整体结构。这可以是制造驱动器80和凸角132、134的低成本方式。但是，在其他实施方案中，左侧凸角132和右侧凸角134可以由相同或不同材料分开制造，并且可以通过一个或多个紧固件(未示出)附接到驱动器80。分开的制造可允许简单地更换磨损的左侧凸角132和右侧凸角134，和/或可允许使用由特殊材料(例如，由较硬和/或低摩擦的材料)制成的凸角132、134。

图8示出了可调节适配器24的另一示例性实施方案的剖视图。图8所示的适配器24的实施方案包括与上文已经针对图6和图7的适配器24所述的那些特征相似的若干特征。因此，在以下描述中突出显示了图8的实施方案相对于图6和图7的实施方案之间的区别，并且省略了类似特征的描述。如图8所示，多个(例如六个)弓形凸角或相对的倾斜楔形件150可从驱动器80的内轴向表面朝向开口端86延伸(见图3)。凸角150可以围绕驱动器80的内周均匀分布。

每个凸角150可从第一尾端136延伸至第二尾端140，并且夹具接合端122设置在第一尾端136和第二尾端140之间。与夹具接合端122相比，第一尾端136和第二尾端140可位于径向上更靠近轴线18的位置。光滑的内环形表面124可以连接第一尾端136、夹具接合端122和第二尾端140。环形表面124可以构造成与夹具84的径向最外端126接合。夹具接合端122可以是环形表面124的径向最外部分，当驱动器80和凸角150开始沿顺时针或逆时针方向旋转时，该环形表面124的径向最外部分可以最初与夹具84的圆形表面106接合。随着驱动器80和凸角150继续旋转，环形表面124的其他部分可以接合圆形表面106以径向向内驱动夹具84。如以上关于图4所示的实施方案所讨论的，可以预期，在一些示例性实施方案中，凸角150可以间接地与夹具84的圆形表面106接合。例如，衬套(未示出)或轴承(未示出)可围绕支柱110设置。凸角150的环形表面124可与衬套或轴承的外表面接合，该衬套或轴承的外表面又可与夹具84的圆形表面106接合。

图7和图8的比较表明，可通过连接左侧凸角132和右侧凸角134以形成整体凸角150而形成凸角150。因此，例如，凸角150可通过分别连接左侧凸角132和右侧凸角134的相邻定位的第一和第二夹具接合端138、142而获得(见图7)。同样如图8所示，相邻凸角150可以在相邻定位的尾端136、140(图7所示)附近彼此沿周向间隔开。通过这种构造，冠齿轮30(参考图1和2)的旋转可以导致驱动器80和凸角150的相应旋转，这可以导致凸角150径向向内驱动夹具84以与紧固件接合。

在如图8所示的一个示例性实施方案中，凸角150可以与驱动器80由相同材料一体地形成为整体结构。这可能是制造驱动器80和凸角150的一种低成本方法。但是，在其他实施方案中，凸角150可以由相同或不同的材料分开制造，并且可以通过一个或多个紧固件(未显示)附接到驱动器80。分开制造可允许简单地更换磨损的凸角150和/或可允许使用由特殊材料(例如，由较硬和/或低摩擦的材料)制成的凸角150。

图9示出了可调节适配器24的另一示例性实施方案的剖视图。图9所示的适配器24的实施方案包括与上文已经相对于图6-8的适配器24描述的那些特征相似的若干特征。因此，在以下描述中突出显示了图9的实施方案与图6-8的实施方案之间的区别，并且省略了类似特征的描述。如图9所示，多个(例如六个)弓形凸角或相对的倾斜楔形件160可以从驱动器80的内轴向表面朝开口端86延伸(见图3)。凸角160可以围绕驱动器80的内周均匀分布。

每个凸角160可从第一夹具接合端138延伸到第二夹具接合端142，尾端94设置在第一和第二夹具接合端138、140之间。与尾端94相比，第一和第二夹具接合端138和142可位于径向上更远离轴线18的位置。光滑的内环形表面162可以连接第一夹具接合端138和尾端94。同样，光滑的内环形表面164可以连接第二夹具接合端142和尾端94。环形表面162可以构造成当驱动器80和凸角160开始沿顺时针方向旋转时，其与夹具84的径向最外端126接合。同样地，当驱动器80和凸角160开始沿逆时针方向旋转时，环形表面164可构造成与夹具84的径向最外端126接合。第一和第二夹具接合端138、142可以分别是环形表面162、164的径向最外部分。当驱动器80和凸角160分别开始分别沿顺时针或逆时针方向旋转时，第一和第二夹具接合端可以最初与夹具84的圆形表面106接合。随着驱动器80和凸角160继续旋转，环形表面162或164的其他部分可接合圆形表面106以径向向内驱动夹具84。如以上关于图4所示的实施方案所讨论的，可以预期，在一些示例性实施方案中，凸角160可以间接地与夹具84的圆形表面106接合。例如，衬套(未示出)或轴承(未示出)可围绕支柱110设置。凸角160的环形表面162、164可与衬套或轴承的外表面接合，该衬套或轴承的外表面又可与夹具84的圆形表面106接合。

图7和图9的比较表明，可以通过连接左侧凸角132和右侧凸角134以形成整体凸角160而形成凸角160。因此，例如，凸角160可以通过分别连接相邻定位的左侧凸角132和右侧凸角134的相邻定位的第一和第二尾端136、140而获得(见图7)。同样如图9所示，相邻的凸角160可以在相邻定位的第一和第二夹具接合端138、142附近沿周向彼此间隔开(如图7所示)。

在如图9所示的一个示例性实施方案中，凸角160可以与驱动器80由相同材料一体地形成为整体结构。这可能是制造驱动器80和凸角160的低成本方式。但是，在其他实施方案中，凸角160可以由相同或不同的材料分开制造，并且可以通过一个或多个紧固件(未显示)附接到驱动器80。分开制造可允许简单地更换磨损的凸角160和/或可允许使用由特殊材料(例如，由较硬和/或低摩擦的材料)制成的凸角160。

工业适用性

本公开的扭矩扳手和可调节适配器在许多不同的行业中具有广泛的应用。所公开的扭矩扳手和可调节适配器可以用在要用高水平的扭矩和/以或高速松开或拧紧一系列不同尺寸的紧固件的地方，而不必使用多个不同的适配器。例如，所公开的扭矩扳手和可调节适配器可以在石油和天然气工业中使用以将管道的各段接合在一起。现在将参照图1和图4描述扳手10和可调节适配器24的操作。

为了松开和/或拧紧紧固件，可以将端部98处的引导件82的开口放置在紧固件的头部上。在将驱动器80放置在紧固件上之前，驱动器80应该已经旋转至其起始位置，使得凸角90的弓形的内环形表面在前端92处与夹具84接合(如图4所示)。这可以帮助确保夹具84被通道100内的弹簧104拉至其最远的分开位置。可调节适配器24此时应能够在其工作范围内容纳最大的紧固件。

如果可调节适配器24位于扳手10的内部，则现在可以将扭矩施加到扳手10的输入端12上。如果可调节适配器24是单独的独立模块，则可调节适配器24可经由保持组件112连接至扳手10，之后可将扭矩施加至扳手10的输入端12。如果需要的话，也可以考虑先将可调节适配器24其连接到扳手10，然后将其放置在紧固件头部上。施加的扭矩可导致小齿轮28绕轴线16旋转并产生冠齿轮30绕轴线18的相应旋转(请参见图1)。冠齿轮30的旋转可以通过特征48和50传递到驱动器80。随着驱动器80旋转，也可以引起凸角90、120、132和134、150或160旋转，使得相应的弓形的内环形表面沿着夹具84的相应弯曲表面106朝着后端94滑动。由于前端92和后端94之间的径向偏移，可以使夹具84在通道100内径向向内滑动，直到端面108接合螺栓头部的相应平坦区域。此时，在此位置，螺栓头部可能会锁定在可调节适配器24内。

在螺栓头部被锁定在可调节适配器24中之后，施加到扳手10的附加扭矩可通过驱动器80、凸角90、120、132、134、150或160和夹具84传递到紧固件。根据驱动器80内的凸角90的取向和扭矩的方向，扭矩可能导致紧固件的相应的松动或拧紧。为了获得相反的效果，可能需要具有凸角90的相反取向的可调节适配器24。可以想到的是，可调节适配器24可以仅用于松开或仅用于拧紧。还可以预期的是，凸角90可以从可调节的适配器24上移除，使得它们可以以期望的方式被重新定向以实现期望的松开或拧紧。可替代地，具有凸角120、132和134、150或160的可调节适配器24可以用于使紧固件沿顺时针方向或逆时针方向旋转。使用具有凸角120、132和134、150或160的可调节适配器24可以允许使用单个适配器配置来拧紧和松开紧固件，而不必更改适配器，这反过来又可以减少转动紧固件所需的时间和精力。此外，使用具有凸角120、132和134、150或160的可调节适配器24的技术人员在转动紧固件之前可能不需要携带其他部件(例如，可定向/可逆凸角)和/或工具来重新配置适配器。

在紧固件已经松动或拧紧之后，施加到扳手10的扭矩可以反向。这种反向可使小齿轮28绕着轴线16沿相反方向旋转，并产生冠齿轮30绕着轴线18(参见图1)的相应的相反旋转。冠齿轮30的相反旋转可通过特征48和50传递至驱动器80。当驱动器80沿相反方向旋转时，也可引起凸角90沿相反方向旋转，从而弓形的内环形表面沿着夹具84的相应弯曲表面106朝向前端92滑动。由于前端92与尾端94之间的径向偏移，夹具84可被允许在弹簧104的偏压下在通道100内沿径向向外滑动，从而允许表面108从螺栓头部的相应平坦区域移开。此时，螺栓头部可能会在可调节适配器24内解锁，并且可以从紧固件上卸下可调节适配器24和扳手10。

当使用包括凸角120、132和134、150或160的适配器24时，冠齿轮30的相反旋转可能首先导致夹具84在弹簧104的偏压下在通道100内径向向外滑动，从而使表面108从螺栓头的相应平坦的区段移开。然而，冠齿轮30的持续的相反旋转可能导致夹具84再次在通道100内径向向内滑动并与紧固件的平面部接合。因此，为了从紧固件上取下扳手10，确保将凸角120和150的夹具接合端122，或凸角132和134或160的第一和第二夹具接合端138、142设置成邻近夹具84的径向最外端126是有帮助的。在这种构造中，螺栓头可以在可调节适配器24内解锁，从而允许将可调节适配器24和扳手10从紧固件上拆下。

所公开的扭矩扳手和可调节适配器可以是通用的。具体地，所公开的扭矩扳手，通过可调节适配器，可以用于在其给定的尺寸范围内松开和/或拧紧任何紧固件。这可以允许技术人员以减少的设备数量来应对更多种情况。增加的容量可以提高利润和效率，而减少的设备数量可以减少拥有成本和运营成本。

所公开的扭矩扳手和可调节适配器可能能够可靠地产生高水平的扭矩。特别地，所公开的扳手内部的齿轮系可允许有效的扭矩传递而没有或很少有反冲。

最后，公开的扭矩扳手和可调节适配器可以是简单且维护成本低的。特别地，由于所公开的扭矩扳手和可调节适配器可以被密封和加压，因此这些工具可能不需要频繁地打开，清洁和/或润滑。另外，所公开的扭矩扳手和可调节适配器的密封和加压性质可允许用于迄今为止不可能的位置和/或条件(例如，水下和/或受污染的环境)中。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本公开的扭矩扳手和可调节适配器进行各种修改和变化。考虑到本文公开的扭矩扳手和可调节适配器的规格和实践，其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和实施方案旨在仅被认为是示例性的，本公开的真实范围由所附权利要求及其等同物指示。

Claims (20)

1.扭矩扳手，包括：

输入端，被配置为接受扭转输入；

齿轮系，通过扭转输入而被可操作地驱动旋转；

连接到齿轮系的驱动器；

至少部分地设置在所述驱动器内部的多个夹具，通过所述驱动器沿顺时针方向或逆时针方向旋转，所述夹具能移动以径向接合一系列不同尺寸的紧固件；以及

壳体，其被构造成封闭所述齿轮系、所述驱动器和所述夹具。

2.根据权利要求1所述的扭矩扳手，其中，所述驱动器包括构造成直接或间接地与所述多个夹具接合的多个凸角。

3.根据权利要求2所述的扭矩扳手，其中，所述多个凸角中的每个凸角包括：

夹具接合端，其构造成与其中一个所述夹具的径向最外端接合；以及

一对尾端，所述夹具接合端比定位成所述尾端在径向上距旋转轴线更远。

4.根据权利要求3所述的扭矩扳手，其中，所述多个凸角中的每个凸角还包括连接所述夹具接合端和所述尾端的弯曲表面。

5.根据权利要求4所述的扭矩扳手，其中，所述弯曲表面被构造成在所述径向最外端处接合所述多个夹具中的相关联的一个夹具的对应圆形表面。

6.根据权利要求5所述的扭矩扳手，其中，相邻凸角的相邻布置的尾端在周向上彼此间隔开。

7.根据权利要求5所述的扭矩扳手，其中，相邻凸角的相邻布置的夹具接合端在周向上彼此间隔开。

8.根据权利要求2所述的扭矩扳手，其中，所述多个凸角包括：

从第一尾端延伸到第一夹具接合端的左侧凸角；以及

从第二尾端延伸到第二夹具接合端的右侧凸角，所述左侧凸角和右侧凸角构造成与所述多个夹具中的相关联的一个夹具接合。

9.根据权利要求8所述的扭矩扳手，其中，所述第一夹具接合端和所述第二夹具接合端彼此相邻并且与所述多个夹具中的相关联的一个夹具的圆形表面相邻地布置。

10.根据权利要求8所述的扭矩扳手，其中，

左侧凸角包括第一弯曲表面，该第一弯曲表面构造成当驱动器沿顺时针方向旋转时在径向最外端与多个夹具中的相关联的一个夹具的圆形表面接合；并且

右侧凸角包括第二弯曲表面，该第二弯曲表面构造成当驱动器沿逆时针方向旋转时在径向最外端与多个夹具中的相关联的一个夹具的圆形表面接合。

11.根据权利要求10所述的扭矩扳手，其中，所述第一和第二夹具接合端彼此连接。

12.用于扭矩扳手的可调适配器模块，包括：

驱动器，被配置为接收来自扭矩扳手的旋转输入；以及

多个夹具，至少部分地布置在驱动器内部，并且能够通过驱动器沿顺时针方向或逆时针方向旋转而径向地接合并锁定到一系列不同尺寸的紧固件上。

13.根据权利要求12所述的可调适配器模块，其中，所述驱动器包括多个凸角，所述凸角构造成与多个夹具接合，多个凸角中的每个凸角包括：

夹具接合端，其构造成与其中一个夹具的径向最外端接合；以及

一对尾端，所述夹具接合端定位成比所述尾端在径向上距旋转轴线更远。

14.根据权利要求13所述的可调适配器模块，其中

所述多个凸角中的每个凸角还包括连接夹具接合端和尾端的弯曲表面，并且

所述弯曲表面被构造成在径向最外端接合多个夹具中的相关联的一个夹具的相应的圆形表面。

15.根据权利要求13所述的可调节适配器模块，其中：

多个夹具中的每一个都是长方体的，并且在与不同尺寸的紧固件相对的一端包括凹部；并且

所述可调节适配器模块还包括多个弹簧，每个弹簧设置在多个夹具中的相应一个的凹部内，以使多个夹具中的相应的一个偏置远离不同尺寸的紧固件。

16.根据权利要求15所述的可调节适配器模块，还包括具有多个径向取向的通道的引导件，所述多个径向取向的通道中的每一个构造成引导所述多个夹具中的相应一个与不同尺寸的紧固件接合。

17.根据权利要求13所述的可调适配器模块，其中，相邻凸角的尾端在周向上彼此间隔开。

18.根据权利要求11所述的可调适配器模块，还包括多个凸角，其中

左侧凸角从第一尾端延伸到第一夹具接合端；并且

右侧凸角从第二尾端延伸至第二夹具接合端，所述左侧凸角和右侧凸角构造成与多个夹具中的相关联的一个夹具接合。

19.扭矩组件，包括：

扳手；

可调适配器模块，包括：

驱动器，其构造成将从扳手接收的旋转输入传递到多个整体凸角，每个凸角具有：

夹具接合端，其构造成与所述夹具之一的径向最外端接合；以及

一对尾端，所述夹具接合端定位成比所述尾端距旋转轴线更远；以及

连接夹具接合端和尾端的弯曲表面；

多个夹具，至少部分地设置在驱动器内部并与多个整体凸角的弯曲表面接合，所述多个夹具能移动以通过驱动器在顺时针方向或逆时针方向中的任一方向上旋转而径向地接合并锁定在一系列不同尺寸的紧固件上；

多个弹簧，其构造成使多个夹具偏置远离不同尺寸的紧固件；以及

引导件，其具有多个径向取向的通道，所述通道构造成引导多个夹具与不同尺寸的紧固件接合；以及

保持组件，该保持组件构造成保持连接到扳手的可调节适配器模块。

20.根据权利要求19所述的扭矩组件，其中，所述多个凸角包括：

左侧凸角，从第一尾端延伸到第一夹具接合端；以及

右侧凸角，从第二尾端延伸至第二夹具接合端，所述左侧凸角和右侧凸角构造成与多个夹具中的相关联的一个夹具接合。

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