CN1672879B - 具有对方形驱动器过渡区改进的砧座的冲击套筒扳手 - Google Patents

Abstract

一种适于接收在一冲击套筒扳手中的砧座，该砧座包括一圆形主体和一方形头部。在圆形主体的一端处形成方形头部。一锥形斜坡从圆形主体延伸至方形头部。在锥形斜坡中形成一半径。该半径通过锥形斜坡中的材料的切除限定。

Description

具有对方形驱动器过渡区改进的砧座的冲击套筒扳手

技术领域

本发明涉及一种冲击套筒扳手，尤其是涉及一种在冲击套筒扳手中改进的砧座。

背景技术

本申请是于2003年7月30日提交的美国专利申请No.10/630263的部分继续申请。在此引用上述申请的公开内容作为参考。

冲击套筒扳手中所使用的砧座的传统设计包括一过渡到一方形部分的圆形部分。该圆形部分被接收在冲击套筒扳手内并且作为一轴承轴颈。方形部分被接收在冲击套筒内。从圆形横切面到方形横切面的过渡在过渡范围内固有地形成了一些小半径(sharp radii)。

这些小半径可能会造成设计方面的低效率。起初当这些零件是新的时，砧座的方形部分与冲击套筒之间有着极微小的间隙。然而，在使用了很长一段时间之后，冲击套筒就会被“损坏”，从而导致与砧座的方形部分的松配合。方形部分界面与冲击套筒之间的这种增加了的间隙使得砧座的方形部分的中心线和冲击套筒的中心线变得不平行。当这种情况发生时，沿着方形部分和冲击套筒的界面轴向存在的这两者之间的理论上的线接触变成为接触点。这些接触点形成在圆形主体与方形驱动器之间过渡区中的小半径处，并且这些接触点导致了增加的应力点。

此外，当冲击套筒“损坏”时，冲击套筒的角部倾向于“挖入”到过渡区中的小半径中。冲击套筒与方形部分之间的这种挖入就可能损坏砧座。

小半径还作为砧座内的应力集中区。当应力聚集在这些点时，砧座就可能在小半径处破坏。这样便会促使砧座过早失效。

关于砧座中小半径问题的一个解决方案是增加砧座的总体强度。例如，在制造期间对砧座施行热低温处理。然而，这种增添的步骤增加了制造砧座的总成本，而且并不能直接解决有关小半径的问题。

因此，技术上仍需要提供一种改进的砧座设计，这种设计在减少其与制造有关的成本的同时，消除了应力集中区且延长了砧座的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种用于冲击套筒扳手的砧座。该砧座包括：一圆形主体；一形成在圆形主体的一端的方形头部，所述方形头部确定出四个平的侧表面和一前表面，一定位销孔从其中一个侧表面延伸穿过该方形头部并适于接收定位销，一滚针孔从所述前表面延伸到方形头部中并适于接收滚针，并且围绕着该滚针孔形成切口；围绕圆形主体的圆周延伸的锥形斜坡，所述锥形斜坡从圆形主体朝方形头部的方向逐渐变细；和具有一半径的凹入弯曲部，围绕锥形斜坡的周边通过在锥形斜坡处进行材料切除而形成，使得砧座在凹入弯曲部处的横截面面积小于砧座在方形头部处的横截面面积，其中，所述方形头部和圆形主体限定一纵轴，滚针孔平行于圆形主体的纵轴且与该纵轴偏置。

本发明还提供一种冲击套筒扳手，该冲击套筒扳手包括：一外壳；一安装在外壳内的电机；以及一由电机驱动的砧座。该砧座包括：圆形主体；形成在圆形主体的一端的方形头部，所述方形头部确定出四个平的侧表面和一前表面，一定位销孔从其中一个侧表面延伸穿过该方形头部并适于接收定位销，一滚针孔从所述前表面延伸到方形头部中并适于接收滚针，并且围绕着该滚针孔形成切口；围绕圆形主体的圆周延伸的锥形斜坡，所述锥形斜坡从圆形主体朝方形头部的方向逐渐变细；和具有一半径的凹入弯曲部，围绕锥形斜坡的周边通过在锥形斜坡处进行材料切除而形成，使得砧座在凹入弯曲部处的横截面面积小于砧座在方形头部处的横截面面积，其中，所述方形头部和圆形主体限定一纵轴，滚针孔平行于圆形主体的纵轴且与该纵轴偏置。

此外，通过下文中所作的详细描述，本发明的应用范围将变得明显。应当理解，尽管指示出了本发明的优选实施例，但是，这些详细的描述和特定的例子仅仅是为了示例的目的，而不是限制本发明的范围。

附图说明

通过下面的详细描述以及附图，将更好地理解本发明，其中：

图1示例性地表示冲击套筒扳手的一侧视图，该冲击套筒扳手具有一根据本发明原理构造的砧座；

图2是现有技术的砧座的一立体图；

图3是根据本发明原理的砧座的一透视图；

图4是图3中的砧座的一剖面图；

图5是根据本发明原理构造的砧座的第二优选实施例的一透视图。

具体实施方式

下面对优选实施例所作的描述本质上仅仅是示例性的，而不是限制本发明的申请或使用范围。

参照图1，示例性地表示一冲击套筒扳手8，该冲击套筒扳手8包括根据本发明的原理构成的一改进的砧座100。冲击套筒扳手8还包括容纳有一电机14的一外壳12，电机14的输出端连接到一齿轮组件16上。齿轮组件16将输出传送到一凸轮和输送器18上，该凸轮和输送器18依次驱动一冲击器20。在冲击器20里安装有改进的砧座100。安装在外壳12上的一扳机和手柄组件22用于启动电机14。

现在参照图2，以附图标记10来表示一现有技术的砧座。现有技术的砧座10包括一圆形主体30和一方形驱动头32。一过渡区34把圆形主体30连接到方形驱动头32，这将在下面作更详细的描述。

圆形主体30大体上呈圆柱形，并且在其一端包括一增大的基部36。增大的基部36包括两个从那儿延伸的锁定翼38并适于被接收在冲击器20里。一基部半径40围绕着增大的基部36的周边延伸，且延伸至圆形主体30，从而连接这两部分。

方形驱动头32包括侧面42和一前面44。一定位销孔46从侧面42中的一侧面延伸穿过驱动头32。定位销孔46的尺寸制作得可接收定位销，图中未示。一滚针孔48从另一侧面42延伸入方形驱动头32中。方形驱动头32适合于被插入到一工件中，图中未示。

过渡区34包括一从圆形主体30延伸至方形驱动头32的锥形斜坡52。在方形驱动头32的边角处形成一些小半径54，边角处为侧面42与锥形斜坡52相会合处。这些小半径54形成应力集中区，并且是砧座10潜在的材料失效的根源。

现在参照图3和图4来详细地描述改进的砧座100。改进的砧座100包括现有技术设计中的圆形主体30。但是，改进的砧座100包括一改进的方形驱动头132和一改进的过渡区134。

改进的方形驱动头132包括侧面142和一前面144。一定位销孔146从侧面142中的一侧面延伸穿过改进的方形驱动头132。定位销孔146的尺寸制作得可接收定位销，图中未示。一滚针孔148从前面144延伸入改进的方形驱动头132中。滚针孔148与砧座100的纵轴偏置。一切口149围绕着滚针孔148，并且有助于为维护目的而拆除滚针(图中未示)。将滚针孔148重新定位到砧座100的前面144上而不是穿过侧面42(如图2所示)，这样就减小了施加到改进的方形驱动头132上的应力总量，从而增加了它的使用寿命。改进的方形驱动头132适于接收一工具，图中未示。

现在参照图4，并且继续参照图3，过渡区134包括一从圆形主体30延伸至改进的方形驱动头132的锥形斜坡152。应当理解，可以通过使方形头部的直径与圆形主体的直径大致相同来消除锥形斜坡。改进的砧座100的设计采用在砧座100的圆形主体30与改进的方形驱动头132之间的过渡区134中，具体地说是在锥形斜坡152处切除材料。这种材料的切除在锥形斜坡152处围绕着周边形成一半径154。如图4所示，砧座100在半径154处的剖面面积小于方形驱动头132的剖面面积。

半径154消除了现有技术设计中所看到的小半径54(图2)，并且消除了这些应力集中区以及砧座100中的潜在的失效根源。具体地说，当现有技术中的砧座10(图2)在工作负载下被测试时，该砧座10经受通过半径区54在方形驱动头32上负载的975Mpa应力。当改进的砧座100在相同工作负载下被测试时，该砧座100经受通过过渡区134到圆形主体30中在方形驱动头132上负载的414Mpa应力。因此，砧座100有着比现有技术设计(图2)更长的改善的使用寿命。

现在参照图5，总体上由附图标记200表示一砧座的第二优选实施例。该砧座根据本发明的原理构成。砧座200包括现有技术设计中的圆形主体30。然而，砧座200还包括一改进的方形驱动头232和一改进的过渡区234。

改进的方形驱动头232包括侧面242和一前面244。一定位销孔246从侧面242中的一侧面延伸穿过改进的方形驱动头232。定位销孔246的尺寸制作得可接收定位销247。一滚针孔248从侧面242中的一侧面延伸到改进的方形驱动头232中。改进的方形驱动头232适于接收一套筒式附件。图5中图式地表示出一示例的附件，该附件由附图标记251表示。

改进的方形驱动头还包括形成在侧面242的每个侧面上的套筒止动件250。套筒止动件250从侧面242延伸出来并且大体上呈斜坡形。套筒止动件250适于与附件251相接合。当附件251被插入到方形驱动头232上时，附件251的一边缘253与套筒止动件250相接合。

过渡区234大体上从圆形主体30延伸至方形驱动头232的套筒止动件250.过渡区234包括在圆形主体30与套筒止动件250之间的材料的切除，从而形成一些切口252.这些切口252从圆形主体30延伸至改进的方形驱动头232上的侧面242的每个侧面.切口252使得改进的方形驱动头232的方形过渡到圆形主体30的圆形.

在侧面242的每个侧面之间的界面处采用另一种材料的切除，从而在其间形成倾斜的面254，并且在侧面242的每个侧面与前面244之间的界面处也采用另一种材料的切除，从而在其之间形成一前斜面256。这些倾斜的面254和前斜面256在方形驱动头232的范围内消除了锐边。

在这些倾斜的面254的每个面处采用最后的材料的切除，从而形成突陷(reliefs)258。这些突陷258中的每个突陷的形状接近于半球形。每个突陷258的中心部分与套筒止动件250成一直线，这样当附件251被插入到方形驱动头232上时，附件251上的任一角255位于这些突陷258内。因此就消除了附件251的角255与方形驱动头232之间的点接触和应力上升。

突陷258消除了砧座200中的应力集中区和潜在的失效根源。因此，砧座200有比现有技术设计(图2)更长的改善的使用寿命。

本发明的描述本质上仅仅是示例性的，因此，在不背离本发明的要旨的变化都在本发明的范围之内。这些变化不认为是背离本发明的构思和范围。

Claims (2)

1.一种用于冲击套筒扳手的砧座，该砧座包括：

一圆形主体；

一形成在圆形主体的一端的方形头部，所述方形头部确定出四个平的侧表面和一前表面，一定位销孔从其中一个侧表面延伸穿过该方形头部并适于接收定位销，一滚针孔从所述前表面延伸到方形头部中并适于接收滚针，并且围绕着该滚针孔形成切口；

围绕圆形主体的圆周延伸的锥形斜坡，所述锥形斜坡从圆形主体朝方形头部的方向逐渐变细；和

具有一半径的凹入弯曲部，围绕锥形斜坡的周边通过在锥形斜坡处进行材料切除而形成，使得砧座在凹入弯曲部处的横截面面积小于砧座在方形头部处的横截面面积，

其中，所述方形头部和圆形主体限定一纵轴，滚针孔平行于圆形主体的纵轴且与该纵轴偏置。

2.一种冲击套筒扳手，包括：

一外壳；

一安装在外壳内的电机；以及

一由电机驱动的砧座，该砧座包括：

圆形主体；

形成在圆形主体的一端的方形头部，所述方形头部确定出四个平的侧表面和一前表面，一定位销孔从其中一个侧表面延伸穿过该方形头部并适于接收定位销，一滚针孔从所述前表面延伸到方形头部中并适于接收滚针，并且围绕着该滚针孔形成切口；

围绕圆形主体的圆周延伸的锥形斜坡，所述锥形斜坡从圆形主体朝方形头部的方向逐渐变细；和

具有一半径的凹入弯曲部，围绕锥形斜坡的周边通过在锥形斜坡处进行材料切除而形成，使得砧座在凹入弯曲部处的横截面面积小于砧座在方形头部处的横截面面积，

其中，所述方形头部和圆形主体限定一纵轴，滚针孔平行于圆形主体的纵轴且与该纵轴偏置。

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