CN1286619C - 汽车扳手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车扳手，用于汽车轮胎装拆等领域。它包括控制电路、驱动装置和离心装置，所述驱动装置包括电机和减速箱，所述的离心装置包括：离心支架、拨轴、输出轴、加重块和拨轴压板。它通过加重块的偏心运动带动拨轴弹出，从而拨动输出轴一起转动，形成对螺栓的冲击。本发明的汽车扳手，在拨轴伸出离心支架时，按同一方向拨动输出轴，不会产生不转或反转现象，因而传动精确，运行可靠。同时，拨轴与输出轴的凸轮的传动为面接触，啮合面积要比现有技术中棘轮与刺爪之间的线接触要大得多，不易产生机械疲劳，能延长产品的使用寿命。

Description

汽车扳手

技术领域

本发明涉及一种汽车扳手，尤其适用于汽车轮胎装拆等领域，用来旋紧和打开其上的固定螺栓。

背景技术

现有的汽车扳手包括控制电路、驱动装置和离心装置，所述驱动装置包括电机和减速箱，所述离心装置包括棘轮、棘爪、设置在所述棘轮上的离心块和输出轴，其基本动作过程是：当电机通电后高速旋转，经减速箱减速后由传动轴带动棘轮旋转，当转速达到一定值时，离心块动作，放松棘爪，使棘爪产生一定的偏摆，带动棘轮及输出轴转动。上述结构的不足在于：

1、在偏摆时，旋转方向有很大的随机性，偶尔会出现输出轴不转或反向转动的情况；

2、棘爪与棘轮的啮合面积小，棘爪等零件受冲击很大，容易产生机械疲劳，使用寿命短；

3、控制电路的过载保护元件，基本以熔断丝为主，缺少过流保护与抗电磁干扰。

4、制造成本高，制造工艺较复杂。

发明内容

本发明要克服的是现有的汽车扳手存在的上述缺陷，提供一种性能可靠、精确传动的汽车扳手。

本发明还要提供一种结构相对简单且使用寿命长的汽车扳手。

本发明还要提供一种具有多重保护功能的汽车扳手。解决上述问题采用的技术方案是：汽车扳手，包括控制电路、驱动装置和离心装置，所述驱动装置包括电机11和减速箱13，其特征在于所述的离心装置包括：

——离心支架25，一端与减速箱的传动轴15连动；

——拨轴212，套装弹簧29后通过压板215设置在所述支架的轴向通孔221内；

——输出轴28，套装在所述离心支架25的另一端，其上设有一个与所述拨轴212配合的凸轮223；

——加重块24，设置在离心滑板23的内腔内，所述的离心滑板23通过大压板22固定在所述的离心支架25上；

——拨轴压板215，可转动地设置在所述的离心支架25上，一端压住所述的拨轴212，另一端置于所述离心滑板23的凹槽231内。

本发明的汽车扳手，当电机11通电后转动，经减速箱减速后从传动轴输出转矩，带动离心支架转动。当转速达到预定速度后，加重块带动离心滑板沿离心支架作径向移动，离心滑板端部带动拨轴压板一端，使拨轴压板产生转动，其另一端随之作轴向移动，并克服拨轴弹簧的张力将拨轴压出离心支架，拨动输出轴上的凸轮使输出轴跟随支架一起转动，从而带动螺栓转动。当螺栓转动后，输出轴与离心支架因螺栓阻力停止转动，加重块离心力减小，拨轴因拨轴弹簧弹力复位，拨轴压板、离心滑板与加重块都相应复位，开始下一个动作周期。重复上述过程，直至将螺栓旋紧或卸下。由此可见，本发明的汽车扳手，在拨轴伸出离心支架时，按同一方向拨动输出轴，不会产生不转或反转现象，因而传动精确，运行可靠。同时，拨轴与输出轴的凸轮的传动为面接触，啮合面积要比现有技术中棘轮与刺爪之间的线接触要大得多，不易产生机械疲劳，能延长产品的使用寿命。

作为本发明的进一步改进，所述的拨轴通过定位弹簧210与钢球211定位。这样，由于定位弹簧210的作用，拨轴上会产生一个预应力，只有当转速达到预定速度后，加重块24的离心力足以克服定位弹簧210的预应力时，拨轴被瞬间弹出，输出轴转动并对螺栓形成一个冲击力。

作为本发明的再进一步的改进，所述的减速机构采用一级减速结构，即电机11轴压上小齿轮19，另一端在减速箱盖17上定位；与所述小齿轮19相啮合的大齿轮14装在传动轴15上，传动轴15设置在所述减速箱13的滑动轴承12与减速箱盖17的滑动轴承16上。这种结构，整机机械零件少，结构简单，而且内部零件尺寸较小，所以总成本要比现有技术低很多。所述的传动轴15采用齿形花键与离心支架配合，大大增加了两者的接触面，可减缓使用时所受的冲击力，提高产品的使用寿命。所述的拨轴压板215两侧端套上定位套213，通过小压板214固定在离心支架25所设的一对凸柱225上，这样，拨轴就可绕所述的定位套213自由转动。

作为本发明的更进一步的改进，所述的离心支架采用锌合金；所述减速箱的减速齿轮采用铁基粉末冶金；所述减速箱中、离心支架中的轴承采用铜基粉末冶金滑动轴承，这些材质都能很好的吸收冲击螺栓时所产生的反作用力。所述的电机可以是直流电机或者交流电机，优选永磁直流电机，由于冲击力是由离心支架的惯性矩产生，所以对电机的冲击很小，可进一步延长电机的使用时间。

所述的控制电路中设有电感与抑制电容，可提高抗电磁干扰性能。所述的控制电路中设有过流保护器，加入后，将最大电流控制在一定范围内，避免由于电机频繁启动而产生的瞬间大电流破坏产品及汽车电源内的电器件。所述的控制电路中还设有热保护器。由于电机频繁启动，会产生很大的热量，严重时可能会使电机烧坏。加入热保护器后，使电机温度控制在一定范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明驱动装置的爆炸图。

图3是本发明离心装置的爆炸图。

图4是本发明驱动装置的剖视图。

图5是图4的左视图。

图6本发明离心装置的剖视图。

图7是图6的左视图。

图8是本发明离心装置的工作原理图，此时拨轴尚未弹出。

图9是本发明离心装置的工作原理图，此时拨轴已弹出。

图10是本发明控制电路的电路图。

图11是本发明控制电路的结构示意图。

具体实施方式

参照图1、2、4，本发明的汽车扳手，包括控制电路、驱动装置和离心装置，所述驱动装置包括电机11和减速箱13和一对减速齿轮，所述电机11采用永磁直流电机，输入功率为40W，并通过螺钉111与减速箱13固定，电机11轴压上小齿轮19，另一端在减速箱盖17上定位；大齿轮14装在传动轴15上，传动轴15定位在减速箱13的滑动轴承12与减速箱盖17的滑动轴承16上定位；减速箱13与减速箱盖17用螺钉18固定。

参照图2、6、7，所述的离心装置包括离心支架25、拨轴212、输出轴28、加重块24、拨轴压板215和拨轴压板215。所述的传动轴15通过齿形花键与离心支架25的一端相啮合。所述的拨轴212，套装弹簧29后通过压板215设置在所述支架的轴向通孔221内；同时拨轴212上还设有一环形凹槽227，该环形凹槽227与设置在支架上的径向盲孔226内的定位弹簧210和钢球211相配合，使拨轴212定位在该处，并给拨轴212设置一个预应力。

所述的输出轴28装入所述离心支架25的滑动轴承26与定位套27内，可在所述定位套27内自由转动，在靠近离心支架25的一端设有一个与所述拨轴212配合的凸轮223。

所述加重块24，设置在离心滑板23的内腔内，所述的离心滑板23通过大压板22和螺钉21固定在所述的离心支架25上。

所述的拨轴压板215两侧端套上定位套213，通过小压板214和螺钉21固定在离心支架25所设的一对凸柱225上，这样，拨轴就可绕所述的定位套213自由转动。它的一端压住所述的拨轴212，另一端置于所述离心滑板23的凹槽231内。

所述的离心支架25采用锌合金；所述减速齿轮19、14采用铁基粉末冶金；所述减速箱中、离心支架中的轴承采用铜基粉末冶金滑动轴承，这些材质都能很好的吸收冲击螺栓时所产生的反作用力。

本发明离心装置的工作原理是这样的：电机11通电后输出转矩，经齿轮14、19变速后，用传动轴15上的齿形花键带动离心支架25转动，此时拨轴212被定位在离心支架25的轴向通孔221内，与输出轴28上的凸轮223脱开，输出轴静止，如图8所示。当转速达到预定速度后，加重块24的离心力克服定位弹簧210的预应力，带动离心滑板23沿离心支架25径向移动，离心滑板23端部带动拨轴压板215一端，使拨轴压板215另一端轴向移动，使拨轴212克服拨轴弹簧29弹出离心支架25，拨动输出轴凸轮223上的凸块222，使输出轴28连动，冲击螺栓，如图9所示。冲击后，输出轴28与离心支架25因螺栓阻力停止转动，加重块24离心力减小，拨轴212因拨轴弹簧29弹力复位，拨轴压板215、离心滑板23与加重块24都相应复位，开始下一个动作周期。

参照图10、11，本发明的控制电路包括指示灯支路、正反转转换开关K和抗电磁干扰电路。所述的指示灯支路由分压电阻R与指示灯EL串联构成，直接连接到电源两端。所述的正反转转换开关K采用双刀双掷开关，在电源的正极与开关一极之间设有过流保护器FA。所述的抗电磁干扰电路包括抑制电容C和一对电感L1、L2，所述的抑制电容C跨接在正反转转换开关K输出端的两极，所述的电感L1一端与电机接线端子的正极相连，另一端串联一热保护器RB后与电容的正极相连；所述的另一电感L2跨接在电机接线端子的负极与电容的接地端之间。图11中所示，Ka、Kb分别表示开关的底部和顶部，标记227表示接线端子。该控制电路通过电源线插头226可与汽车电源连接。

上述汽车扳手做了如下测试：

1、耐久试验：不带负载10秒开、5秒停为一个周期，连续工作15小时(8小时正转，7小时反转)。整机试验后，未见任何异常，冲击正常。空载电流不大于2A。

2、操作试验：用整机拧M12螺栓，拧紧后再冲击5次，再反转拧松，连续打8次螺母为一个周期，休息5分钟后，进入下一周期。整机工作60个周期后，仍能正常工作。

3、EMC试验：通过E/ECE/324 Add.9/Rev.2中要求的所有电磁干扰测试。

4、实际操作试验：在实际汽车轮胎装拆中，具体参数见表1。拆下前用人工手动拧紧，拧紧后，人工拆下比较困难。

                                                 表1

桑塔纳2000				长安汽车
								前轮	拆下	拧紧	力矩	后轮	拆下	拧紧	力矩
M12×1.5	3次	5次	250N.m	M12×1.5	3次	5次	190N.m

5、力矩测试：

试验室用六角头螺栓-C级(GB5780)和六角螺母-C级(GB41)平垫圈(GB95)距离圈组合试验(见表2)

                                       表2

规格	拧紧		拆下
					冲击次数(次)	力矩范围(N.m)	冲击次数(次)	力矩范围(N.m)
	M8	1～2	20～25	1					20
M10					3	35～40	1～2	30
	M12	4～5	60～70	2					50
M14					5	70～75	2	65

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、汽车扳手，包括控制电路、驱动装置和离心装置，所述驱动装置包括电机(11)和减速箱(13)，其特征在于所述的离心装置包括：

——离心支架(25)，一端与减速箱的传动轴(15)连动；

——拨轴(212)，套装弹簧(29)后通过压板(215)设置在所述支架的轴向通孔(221)内；

——输出轴(28)，套装在所述离心支架(25)的另一端，其上设有一个与所述拨轴(212)配合的凸轮(223)；

——加重块(24)，设置在离心滑板(23)的内腔内，所述的离心滑板(23)通过大压板(22)固定在所述的离心支架(25)上；

——拨轴压板(215)，可转动地设置在所述的离心支架(25)上，一端压住所述的拨轴(212)，另一端置于所述离心滑板(23)的凹槽(231)内。

2、如权利要求1所述的汽车扳手，其特征在于所述的拨轴通过定位弹簧(210)与钢球(211)定位，所述的拨轴上设有环形凹槽(227)。

3、如权利要求2所述的汽车扳手，其特征在于所述的减速箱采用一级减速结构。

4、如权利要求3所述的汽车扳手，其特征在于所述的传动轴(15)采用齿形花键与离心支架配合。

5、如权利要求4所述的汽车扳手，其特征在于所述的拨轴压板(215)两侧端套上定位套(213)，通过小压板(214)固定在离心支架(25)所设的一对凸柱(225)上。

6、如权利要求1～5任何一项所述的汽车扳手，其特征在于所述的离心支架(25)采用锌合金；所述减速箱的减速齿轮采用铁基粉末冶金；所述减速箱中、离心支架中的轴承采用铜基粉末冶金滑动轴承。

7、如权利要求6所述的汽车扳手，其特征在于所述的电机是永磁直流电机。

8、如权利要求6所述的汽车扳手，其特征在于所述的控制电路中设有电感(L1、L2)与抑制电容(C)。

9、如权利要求6所述的汽车扳手，其特征在于所述的控制电路中设有过流保护器(FA)。

10、如权利要求6所述的汽车扳手，其特征在于所述的控制电路中还设有热保护器(RB)。

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