CN2130653Y - 高效组合扳手 - Google Patents

Abstract

一种手工具，特别是一种套入螺钉(母)后即可作 连续反复旋动的高效组合扳手。正旋时利用扳手头 的牙爪推动螺钉旋动，反旋时利用镶嵌在扳手孔内的 弹簧片使扳手上移并自动换位，达到快速反复旋动的 目的。本扳手可从任何方位套入螺钉，在旋动中自动 进入啮合位置，易套入、脱出，操作轻便、省力、重量 轻、尺寸小，特别适合于水下、高空及盲人操作。本扳 手分梅花型和套筒型，均可按传统规格系列制成成套 工具，能明显提高生产效率、减轻劳动强度和扩大盲 人就业范围。

Description

一种手工具，特别是一种利用组合件来实现啮合位置自动变换的扳手。

目前，常用于机械装配及修理作业中折装螺钉或螺母（以后只称螺母）的手工具有开口扳手、梅花扳手及套筒扳手三种。其中梅花扳手及套筒扳手适合于施加大的紧固力矩，使连接件获得足够大的夹紧力，是不能为开口扳手所替代的两类常用手工具。

传统梅花扳手的缺点是，在其套入螺母后，只能作一次旋动操作。只有在脱出螺母、转动手柄并重新套入螺母后，才能作下一次操作。其间存在三项与旋动螺母无关的辅助操作，故旋进（退）不连续，费力、费事、效率低。此外，在使用传统扳手时，只有当扳手孔内的六边与螺母的六个侧面对正以后才能套入，故既难对准套入又难脱出，并常有与螺母卡住和咬死现象，操作不便，尤其不便于水下、高空作业，更不适合于盲人使用。

棘轮扳手虽可免除上述第一项缺点，但其结构复杂、成本高，且因其头部尺寸大无法满足扳手空间标准要求而不能制成适用于各种规格螺栓的成套工具，故迄今为止，可作连续操作的成套手工具尚属空缺。此外，棘轮扳手使用时也存在难于套入和脱出问题，且因其质量大、零件易锈蚀，也不便于水下、高空作业，不适合于盲人操作。

本实用新型是针对上述两项缺点而设计的一种新型扳手（以后简称本扳手）。在作正向旋动时，扳手孔内的6平面与螺母6侧面接触，为啮合（工作）位置，螺母被旋进。在作反向旋动时，利用压入扳手头的弹簧片斜面使扳手沿螺母的轴线向上移动，当反向旋动到接近60°时，扳手孔内的6平面与螺母的6侧面正好平行，这时在扳手的重力作用（或手的轻微推动）下，扳手沿螺母轴线向下堕落，进入下一次啮合（工作）位置，并可作下一次旋动操作，余此类推，重复上述过程。故本扳手可以在套入螺母后，作连续反复操作，直至螺母完全紧固（或松脱）为止。其另一特点是容易套入和脱出螺母，本扳手孔内侧为斜面，斜面延伸至扳手头裙部为齿尖，其四周具有较大的圆弧形空间，故螺母的六角可从圆周任何方位进入扳手头孔内（无须与扳手头的6边对正）。旋动后，当扳手的6平面与螺母的6侧面对正的瞬间，在重力作用下，扳手头与螺母自动进入啮合位置，继续旋动扳手则将螺母旋进。在停止旋动的任何时刻，扳手头与螺母间均存在间隙，可轻易拔出扳手。上述特点使得操作特别轻便、省力并无需目测对正，故特别适合于水下、高空作业及盲人使用。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。

图1表示本扳手作右旋操作（指右旋螺纹旋紧或左旋螺纹旋松的操作）的扳手头（称右旋扳手头）的主视图（略去扳手柄部分），图2为图1的A－A剖视图。图3为具有3个三角形齿的弹簧片的正视图，图3为具有3个三角形齿的弹簧片的正视图，图4为图3的B向视图，该弹簧片适用于右旋操作，称右旋弹簧片（左旋弹簧片形状与其对称，图略）。图5为具有6个牙爪的单头扳手体的正视图，图6为图5的B－B剖视图。图7为将弹簧片压入扳手体后所构成的本扳手整体结构图（C－C剖面），从上端压入右旋弹簧片，从下端压入左旋弹簧片，图8为图7的正视图。图9表示弹簧片三角形齿的一个斜边P（见图4）与被旋动螺母顶部接触时的受力情况。图10为将右旋和左旋弹簧片分别压入扳手体左端和右端后所构成的梅花型扳手的正视图，图11为图10的侧视图。图12为将右旋和左旋弹簧片分别压入套筒座的上端和下端所构成的套筒扳手的剖面图。弹簧片压入扳手体以后，可用冷挤压法使其在扳手体中定位。

从上述结构可以看出，本发明的目的在于将正旋加力和反旋换位两项功能分别由两种零件来完成，即正旋时施加于螺钉的紧固力矩由扳手体来承受（弹簧片不受力），而反旋时由弹簧片的斜边使扳手自动变换与螺钉头的相对位置，使之进入下一次正旋的位置，从而达到操作连续的目的。将上述两种零件组合成一整体而构成本扳手，故定名为高效组合扳手。下面按照图例说明本实用新型的具体实施方案。

从图1和图2可以看出，其中弹簧片（2）镶嵌（弹性压配）在扳手头本体（1）的6个牙爪（3）的侧面和正面上，6个牙爪成60°均匀分布，弹簧片的3个三角形齿呈120°均匀分布（图3），三角形齿也可以是6个，呈60°均匀分布。6个牙爪（3）的正面（其对边距离标为S）与螺母6个侧面相配合、接触。当本扳手正旋时，扭矩经接触面传递，使螺母旋动。

当本扳手反旋时，弹簧片的三角形齿的斜边P（图4）与螺母顶部接触，其受力情况如图9所示，其中（2）为扳手的弹簧片斜边，（4）为被旋的螺母。从图9可看出，反旋时同时产生使扳手作轴向上移的分力Q及阻止扳手向上移动的摩擦阻力R，可分别表示为：

Q＝NSinδ

R＝μNCosδ＝0.3NCosδ

式中，δ为接触角度；N为接触正压力；μ为滑动摩擦系数，对于钢表面接触取μ＝0.3。

在取N＝1时，对应各δ角的Q和R值如下表：

从表中数据可以看出，当δ≥16.7°时，满足Q≥R。即扳手上升的力Q大于摩擦阻力R，扳手在反旋的同时沿螺母轴线向上滑动。只要保证在反旋的全过程中，满足其接触角δ≥17°，则扳手就一直向上移动，直至接触点移到弹簧片的三角形齿斜边P的最下端时为止，这时本扳手头本体的6个牙爪的正面与螺母6侧面平行，因其间有一定间隙，在重力作用下，扳手下落到啮合位置，即完成一次反旋换位，可作下次旋动操作。余此类推，旋进、反旋换位、再旋进、再反旋换位，反复循环，从而实现连续操作。

如前所述，由于牙爪正面与螺母侧面之间存在间隙，因此当扳手由正旋改变为反旋的初始时刻，要旋动一定空行程角度（无接触过程）后，才使弹簧片三角形齿的斜边与螺母顶部接触，此时的初始接触角度定为δo，当其间间隙选取为0.15～0.5mm时，就可以保证初始接触角度δo≥17°，满足扳手初次上升的必要条件。

当弹簧片压入扳手孔本体后的内缘直径D（图1）满足D＝（1.02～1.05）S及三角形齿的高度h（图4）满足h＝（0.4～0.45）S（S值示于图1）时，能保证扳手在继续反旋的全过程中与螺母顶部接触角度为δ≥17°，即满足扳手继续沿螺母轴线向上移动的必要条件。

上述实施方案说明本扳手作正旋紧固螺母及反旋换位的原理，本实施方案针对图1至图4所示的作右旋操作的扳手头结构（右旋扳手头）。对于左旋螺纹的紧固（或右旋螺纹的松开）则需采用作左旋操作的扳手头结构（左旋扳手头）。左旋操作的实施方案与上述原理相同，只是左旋扳手头本体的6牙爪的爪尖指向与图1所示方向相反，即取顺时针方向，弹簧片三角形齿斜边的方向也与图4所示方向相反。为使本扳手同时适用于左、右旋螺纹的紧固和松开操作，右旋扳手头及左旋扳手头分别装在扳手柄的左、右端，分别用箭头标明其右、左旋向，如图10和11的梅花扳手所示。右旋扳手头及左旋扳手头也可以分别装在扳手的上端和下端，连接成一整体，如图12所示的套筒扳手。故图10和图12所示的两种扳手均适用于右旋和左旋螺纹的紧固和松开操作。

本实用新型集传统扳手与棘轮扳手的功能于一体，具有构思新颖、结构简单、效率高、操作轻便、省力、容易制造及生产成本低等特点，它的实施和应用，能明显提高劳动生产率、减轻工人劳动强度和扩大盲人的就业范围，具有明显的经济和社会效益。

Claims (3)

1、一种手工具，特别是一种可以作连续反复旋动的高效组合扳手，该扳手的扳手头由具有6个牙爪(3)的扳手头本体(1)及具有三角形齿的弹簧片(2)所组成，弹簧片(2)镶嵌(弹性压配)在扳手头本体(1)的牙爪(3)的侧面和正面上，本实用新型的特征是：

a、在弹簧片(2)压入扳手头本体(1)以后，弹簧片的内直径D满足D=(1.02～1.05)S，其中S为扳手头本体两个相对牙爪正面的垂直距离，

b、弹簧片(2)的三角形齿高度h满足h=(0.4～0.45)S，

c、弹簧片(2)的三角形齿数为3时，其3齿沿圆周方向成120°均匀分布，

d、弹簧片(2)的三角形齿数为6时，其6齿沿圆周方向成60°均匀分布。

2、根据权利要求1所述的高效组合扳手，其特征是：一端扳手头本体的6个牙爪的爪尖指向呈顺时针方向，其另一端6个牙爪尖指向呈逆时针方向。

3、根据权利要求1所述的高效组合扳手，其特征是：右旋扳手头及左旋扳手头分别装在扳手柄的左端和右端，也可分别位于上端和下端而连成一整体。

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