CN213765617U - 一种使用便捷的预置式扭矩扳手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及手动工具技术领域，具体涉及一种使用便捷的预置式扭矩扳手，包括手柄、主头、连接头、定扭矩头和弹簧，手柄与主头固定连接，手柄具有内孔，手柄的内孔安装有施力机构，连接头包括圆柱部、销柱和接口部，圆柱部与主头的通孔配合形成转动副，主头两侧加工有用于容纳销柱的槽，槽的底部加工有圆弧形缺口，圆弧形缺口的圆心角小于180度，定扭矩头前端穿过贯通孔，定扭矩头头部具有斜度，连接头的圆柱部加工与定扭矩头头部匹配的缺口。本实用新型的实质性效果是：同等扭矩下，降低了弹簧所需要提高的力，降低了弹簧的弹力系数，使得扭矩的设定能够更轻松更快速的完成，能够起到棘轮扳手的效果，可以往复扳动，使用方便快捷。

Description

一种使用便捷的预置式扭矩扳手

技术领域

本实用新型涉及手动工具技术领域，具体涉及一种使用便捷的预置式扭矩扳手。

背景技术

力矩就是力和距离的乘积，在紧固螺丝螺栓螺母等螺纹紧固件时需要控制施加的力矩大小，以保证螺纹紧固且不至于因力矩过大破坏螺纹，并保证螺纹已经足够紧固，所以用扭力扳手来操作。预置式扭力扳手具有预设扭矩数值和声响装置。使用时，首先设定好一个需要的扭矩值上限，当施加的扭矩达到设定值时，扳手会发出“卡塔”声响或者扳手连接处折弯一点角度，同时伴有明显的手感振动，这就代表已经紧固不要再加力了，提示完成工作。解除作用力后，扳手各相关零件能自动复位。

现有技术中最为典型的预置式扭矩扳手的结构如附图9所示，包括加力套杆19、手柄、弹簧、滑舌20、拨杆21和棘轮头22，手柄中空，棘轮头22具有方形接口1603，棘轮头22与拨杆21成为一体，拨杆21中部与手柄转动连接，滑舌20放置在手柄内，滑舌20和拨杆21抵接，滑舌20具有斜度，加力套杆19与手柄螺纹连接，加力套杆19同时作为把手，因而设定完扭矩后，加力套杆19需要被可靠固定才能开始拧螺母，加力套杆19和滑舌20之间安装有弹簧，加力套杆19转动时推动弹簧压紧滑舌20，使滑舌20具有预压力作用在拨杆21上。使用扳手拧紧螺母时，施加的力超过一定值时，拨杆21克服滑舌20的预压力，使滑舌20后退一定距离，拨杆21敲击手柄内壁发出响声，从而提示力矩已达设定阈值，停止施力。

如中国专利CN109866154A记载了一种扭矩扳手，包括扳手头、扳手杆和加力套杆，所述加力套杆为中空壳体，上端设有连接凹槽，扳手头和扳手杆为整体结构，扳手头的下端缩颈处设有凸台，扳手杆的连接凹槽与扳手头的凸台面相抵靠，扳手杆和加力套杆通过旋转轴活动连接在一起，加力套杆内还设有钢珠和弹簧，扳手杆的下端设有斜切面，所述斜切面与钢珠外表面相抵接，钢珠的下端连接有弹簧，弹簧的下端连接调节顶丝，调节顶丝与加力套杆的下端内壁螺纹连接。其在使用时将螺帽伸入扳手头中的卡口处，扭转加力套杆，达到设定扭矩值时，钢珠触碰加力套杆内壁并发出清晰的报讯声，在加力套杆上可感觉到震动，这时即可停止锁紧。

上述技术方案存在如下问题：（1）由于滑舌要对拨杆施加足够的预压力，导致弹簧的弹力系数较大，即弹簧较硬，虽然通过加力套杆与手柄之间的螺纹副减小后，在实际使用过程中，预设扭矩仍然比较费力；（2）且出于保护弹簧的目的，每次使用完后，都需要将加力套杆恢复到初始状态，即未施加力，导致每次使用几乎都要设定一次扭矩，对工作效率存在影响；（3）精度较高的大弹力系数弹簧的加工成本较高，推高了扭矩扳手的成本，限制了扭矩扳手的普及使用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：目前预置式扭矩扳手在设定扭矩时费力、使用不便的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种使用便捷的预置式扭矩扳手，包括手柄、主头、连接头、定扭矩头和弹簧，所述手柄的前端与主头固定连接，所述手柄具有内孔，所述弹簧以及定扭矩头均置于所述内孔中，所述手柄的内孔安装有用于对弹簧施加力的施力机构，所述弹簧与定扭矩头尾部抵接，所述主头加工有用于转动安装连接头的通孔，所述连接头包括圆柱部、销柱和接口部，所述接口部位于圆柱部一端，所述销柱沿圆柱部径向贯穿圆柱部，所述接口部和销柱均与圆柱部固定连接，所述圆柱部与所述主头的通孔配合形成转动副，所述主头两侧加工有用于容纳销柱的槽，所述槽的宽度大于销柱直径，所述槽的底部加工有圆弧形缺口，所述圆弧形缺口的半径和销柱半径相当，所述圆弧形缺口的圆心角小于180度，所述连接头的圆柱部放入主头的通孔内时，所述销柱与圆弧形缺口抵接，所述主头内加工有与内孔同心的贯通孔，所述贯通孔使手柄的内孔和主头通孔的侧面贯通，所述定扭矩头前端穿过所述贯通孔，所述定扭矩头头部具有斜度，所述连接头的圆柱部加工与所述定扭矩头头部匹配的缺口，所述定扭矩头的前端与连接头的圆柱部的缺口抵接。

手柄的施力机构采用现有技术中的方案即可。本方案在使用时，连接头受到转动力的作用，连接头的销柱与圆弧形缺口构成的连接副，使得该转动力分解为两部分，占据大部分的力作用在主头上，经过手柄最终作用在人手上，另一部分则分解为沿连接头轴向的轴向力，该部分力使连接头有沿其轴向运动的趋势，而后该力又被定扭矩头头部与连接头的接触部分再次分解，其中使得定扭矩头后移的力也占小部分。两次分解，使得弹簧需要施加到定扭矩头的力较小，即使得弹簧的弹力系数较小，从而能够轻松并快速的设定所需要的扭矩，加快工作效率，使用方便快捷，同时也降低了弹簧的生产成本。

作为优选，所述施力机构包括螺杆、指针套筒和指针，所述螺杆置入所述内孔且与手柄转动连接，所述螺杆沿手柄轴线方向与手柄相对固定，所述指针套筒一端加工有与所述螺杆配合的螺纹，所述指针套筒另一端与弹簧抵接，所述指针沿指针套筒的径向安装在指针套筒上，所述手柄对应指针的行程加工有指示槽，所述指示槽两侧加工刻度线。指针套筒被指针限制而不能转动，当螺杆转动时，指针套筒和螺杆发生相对转动，由于螺杆在轴线方向与手柄位置固定，因而指针套筒将被推动向前运动，螺杆反转时，指针套筒被拉回，通过指针和指示槽两侧的刻度线能够看到当前设定的扭矩大小。

作为优选，所述施力机构包括加力杆，所述加力杆中部具有外螺纹部，所述手柄的内孔加工有内螺纹部，所述外螺纹部与内螺纹部螺纹连接，所述加力杆前端与弹簧抵接，所述加力杆尾部加工有滚花，所述加力杆靠近尾部的部分加工有刻度线。指示槽会减弱手柄的强度，本优选方案取消了指示槽，有助于提高手柄的强度。

作为优选，所述定扭矩头头部呈半球形，所述连接头加工有与所述定扭矩头头部匹配的弧形缺口，所述定扭矩头头部的球心位于所述弧形缺口之外。半球形的形状容易保证加工精度。

作为优选，还包括外连接头，所述主头与槽相对的端面加工有沉台，所述沉台与主头的通孔同心，所述外连接头中部具有形状与沉台匹配的翻边，所述外连接头的翻边与所述沉台转动连接，所述主头的沉台处安装有挡圈，所述外连接头与所述连接头卡接。当使用者将连接头向螺母上压时，会使连接头收到额外的轴向作用力，降低扭矩的准确度，使用外连接头能够消除该影响。

即使不采用外连接头，连接头的自重在沿连接头轴向的轴向力中不足1%，在一定精度下可以忽略不计。如需要消除该影响，在螺杆设定扭矩时，根据使用时连接头轴向的倾斜度，预设修正量即可，使螺杆施加在连接头的上的预压紧力变化量正好抵消连接头自重的影响。

作为优选，所述沉台的深度大于翻边的厚度，使得外连接头在沉台和挡圈之间能够沿通孔轴向活动，所述外连接头在其活动行程中具有与连接头脱离卡接的位置。当使用时，向外稍台手柄，使主头与被拧紧的螺母稍远离，外连接头与连接头脱离接触，此时转动手柄将不会受到阻力。反向转动手柄一定角度，而后再次压紧手柄并同时微调角度，使外连接头与连接头再次卡接，即可再次拧动螺母，实际上起到了棘轮扳手的效果，加快拧紧螺母的效率，方便使用。

作为优选，所述连接头加工有多边形凸起，所述外连接头加工有多边形凹槽，所述多边形凸起和多边形凹槽形状匹配。作为优选，所述多边形凸起为十二边形凸起。

作为优选，所述连接头的圆柱部为圆环，销柱固定安装在连接头上部，所述连接头下部加工有多边形凹槽，所述外连接头上部加工有多边形凸起，所述多边形凸起和多边形凹槽形状匹配。环状的连接头能够降低连接头的自动，降低连接头自重对扭矩精度的影响，提高扭矩扳手的精度。

本实用新型的实质性效果是：同等扭矩下，降低了弹簧所需要提高的力，降低了弹簧的弹力系数，使得扭矩的设定能够更轻松更快速的完成，能够起到棘轮扳手的效果，可以往复扳动，使用方便快捷；取消了把手同时作为加力套杆的设定，设定好扭矩后，不需要再锁死加力套杆，减少了一个操作步骤，提高了工作效率。

附图说明

图1为实施例一剖面结构示意图。

图2为实施例一部分零件爆炸示意图。

图3为实施例一主头剖面结构示意图。

图4为实施例一外连接头和连接头脱离卡接示意图。

图5为实施例一销柱受力示意图。

图6为实施例一定扭矩头受力示意图。

图7为实施例二剖面结构示意图。

图8为实施例二部分零件爆炸示意图。

图9为实施例二外连接头和连接头脱离卡接示意图。

图10为实施例二外连接头和连接头卡接示意图。

图11为现有技术中典型的扭矩扳手简化结构示意图。

其中：1、手柄，2、握把，3、刻度线，4、指示槽，5、主头，6、盖板，7、连接头，8、手轮，9、堵头，10、限位环，11、螺杆，12、指针套筒，13、指针，14、弹簧，15、定扭矩头，16、外连接头，17、挡圈，18、加力杆，19、加力套杆，20、滑舌，21、拨杆，22、棘轮头，101、内螺纹部，501、槽，502、圆弧形缺口，701、销柱，702、弧形缺口，703、多边形凸起，1601、翻边，1602、多边形凹槽，1603、方形接口，1801、外螺纹部。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种使用便捷的预置式扭矩扳手，如图1所示，本实施例包括手柄1、主头5、连接头7、定扭矩头15和弹簧14，手柄1的前端与主头5固定连接，手柄1具有内孔，握把2安装在手柄1末端，并与手柄1紧配合，手柄1的内孔在靠近使用者的一端固定安装有堵头9，限位环10通过销钉与螺杆11固定连接，手轮8与螺杆11固定连接，堵头9位于手轮8和限位环10之间。弹簧14以及定扭矩头15均置于内孔中，手柄1的内孔安装有用于对弹簧14施加力的施力机构，弹簧14与定扭矩头15尾部抵接，主头5加工有用于转动安装连接头7的通孔，如图2所示，连接头7包括圆柱部、销柱701和接口部，连接头7的圆柱部为圆环，销柱701固定安装在连接头7上部，连接头7下部加工有多边形凹槽1602，外连接头16上部加工有多边形凸起703，多边形凸起703和多边形凹槽1602形状匹配，多边形凸起703为十二边形凸起。接口部位于圆柱部一端，销柱701沿圆柱部径向贯穿圆柱部，接口部和销柱701均与圆柱部固定连接，圆柱部与主头5的通孔配合形成转动副，主头5两侧加工有用于容纳销柱701的槽501，槽501的宽度大于销柱701直径，槽501的底部加工有圆弧形缺口502，圆弧形缺口502的半径和销柱701半径相当，圆弧形缺口502的圆心角小于180度，连接头7的圆柱部放入主头5的通孔内时，销柱701与圆弧形缺口502抵接，盖板6覆盖槽501并与主头5固定连接。主头5内加工有与内孔同心的贯通孔，贯通孔使手柄1的内孔和主头5通孔的侧面贯通，定扭矩头15前端穿过贯通孔，定扭矩头15头部具有斜度，连接头7的圆柱部加工与定扭矩头15头部匹配的缺口，定扭矩头15的前端与连接头7的圆柱部的缺口抵接。施力机构包括螺杆11、指针套筒12和指针13，螺杆11置入内孔且与手柄1转动连接，螺杆11沿手柄1轴线方向与手柄1相对固定，指针套筒12一端加工有与螺杆11配合的螺纹，指针套筒12另一端与弹簧14抵接，指针13沿指针套筒12的径向安装在指针套筒12上，手柄1对应指针13的行程加工有指示槽4，指示槽4两侧加工刻度线3。指针套筒12被指针13限制而不能转动，当螺杆11转动时，指针套筒12和螺杆11发生相对转动，由于螺杆11在轴线方向与手柄1位置固定，因而指针套筒12将被推动向前运动，螺杆11反转时，指针套筒12被拉回，通过指针13和指示槽4两侧的刻度线3能够看到当前设定的扭矩大小。定扭矩头15头部呈半球形，连接头7加工有与定扭矩头15头部匹配的弧形缺口702，定扭矩头15头部的球心位于弧形缺口702之外。

主头5与槽501相对的端面加工有沉台，沉台与主头5的通孔同心，外连接头16中部具有形状与沉台匹配的翻边1601，外连接头16的翻边1601与沉台转动连接，主头5的沉台处安装有挡圈17，外连接头16与连接头7卡接。当使用者将连接头7向螺母上压时，会使连接头7收到额外的轴向作用力，降低扭矩的准确度，使用外连接头16能够消除该影响。即使不采用外连接头16，连接头7的自重在沿连接头7轴向的轴向力中不足1%，在一定精度下可以忽略不计。如需要消除该影响，在螺杆11设定扭矩时，根据使用时连接头7轴向的倾斜度，预设修正量即可，使螺杆11施加在连接头7的上的预压紧力变化量正好抵消连接头7自重的影响。

沉台的深度大于翻边1601的厚度，使得外连接头16在沉台和挡圈17之间能够沿通孔轴向活动，外连接头16在其活动行程中具有与连接头7脱离卡接的位置。当使用时，向外稍台手柄1，使主头5与被拧紧的螺母稍远离，外连接头16与连接头7脱离接触，如图4所示，此时转动手柄1将不会受到阻力。反向转动手柄1一定角度，而后再次压紧手柄1并同时微调角度，使外连接头16与连接头7再次卡接，如图3所示，即可再次拧动螺母，实际上起到了棘轮扳手的效果，加快拧紧螺母的效率，方便使用。

本实施例在使用时，连接头7受到扭矩T导致的转动力F1和F2的作用，连接头7的销柱701与圆弧形缺口502构成的连接副，使得该转动力分解为两部分。占据大部分的力作用在主头5上，经过手柄1最终作用在人手上，另一部分则分解为沿连接头7轴向的轴向力，即Fup，Fup=(F1+F2)/tanθ，θ为销柱701与主头5的圆弧形接触部分的圆心角的一半，如图5所示。当施加的扭矩克服预设的扭矩值时，销柱701发生偏转转动，θ将变小，此时F1和F2会将更多的力分解到Fup的方向，Fup将会变大，在不增加施力的情况下，销柱701进一步发生转动，直到撞击到槽501的内壁，此时使用者将感受到震动，从而知晓施加的扭矩已达到预设扭矩。

定扭矩头15头部呈半球形，连接头7加工有与定扭矩头15头部匹配的弧形缺口702，定扭矩头15头部的球心位于弧形缺口702之外。如图6所示，力Fup分解为沿手柄轴线方向的力Fs，Fs= Fup*tanα，α为定扭矩头15与连接头7接触部分最外沿与定扭矩头15的头部半球形球心连线与铅垂线的夹角。当销柱701发生偏转转动时，连接头7的弧形缺口702侧方将直接推动定扭矩头15后退，此时Fs不再由Fup分解得来，而是直接由连接头7的转动推动，即一旦销柱701由静态位置发生偏转时，使用者施加的力不再增加，销柱701以及连接头7都会不可逆的迅速发生转动，销柱701会撞击主头上开的槽501的内壁，发出声响并造成震动。两次分解，使得弹簧14需要施加到定扭矩头15的力较小，即使得弹簧14的弹力系数较小。

本实施例的有益技术效果是：在使用时，连接头7受到转动力的作用，连接头7的销柱701与圆弧形缺口502构成的连接副，使得该转动力分解为两部分，占据大部分的力作用在主头5上，经过手柄1最终作用在人手上，另一部分则分解为沿连接头7轴向的轴向力，该部分力使连接头7有沿其轴向运动的趋势，而后该力又被定扭矩头15头部与连接头7的接触部分再次分解，其中使得定扭矩头15后移的力也占小部分。两次分解，使得弹簧14需要施加到定扭矩头15的力较小，即使得弹簧14的弹力系数较小，从而能够轻松并快速的设定所需要的扭矩，加快工作效率，使用方便快捷，同时也降低了弹簧14的生产成本。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，为施力机构和连接头7提供了新的实施方案。如图7所示，施力机构包括加力杆18，加力杆18中部具有外螺纹部1801，手柄1的内孔加工有内螺纹部101，外螺纹部1801与内螺纹部101螺纹连接，加力杆18前端与弹簧14抵接，加力杆18尾部加工有滚花，加力杆18靠近尾部的部分加工有刻度线3。

如图8所示，连接头7的销柱701与圆柱部上部固定连接，圆柱部的底端加工有十二边形凸起，外连接头16的顶端加工有十二边形凹槽501，外连接头16的顶端向外翻边1601，外连接头16的底部加工有方形接口1603。

沉台的深度大于翻边1601的厚度，外连接头16在沉台和挡圈17之间能够沿通孔轴向活动，外连接头16在其活动行程中具有与连接头7脱离卡接的位置。当使用时，向外稍台手柄1，使主头5与被拧紧的螺母稍远离，外连接头16与连接头7脱离接触，如图9所示，此时转动手柄1将不会受到阻力。反向转动手柄1一定角度，而后再次压紧手柄1并同时微调角度，使外连接头16与连接头7再次卡接，如图10所示，即可再次拧动螺母，实际上起到了棘轮扳手的效果，加快拧紧螺母的效率，方便使用。

实施例一中指示槽4会减弱手柄1的强度，本实施例取消了指示槽4，提高手柄1的强度。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种使用便捷的预置式扭矩扳手，其特征在于，

包括手柄、主头、连接头、定扭矩头和弹簧，

所述手柄的前端与主头固定连接，所述手柄具有内孔，所述弹簧以及定扭矩头均置于所述内孔中，所述手柄的内孔安装有用于对弹簧施加力的施力机构，所述弹簧与定扭矩头尾部抵接，

所述主头加工有用于转动安装连接头的通孔，所述连接头包括圆柱部、销柱和接口部，所述接口部位于圆柱部一端，所述销柱沿圆柱部径向贯穿圆柱部，所述接口部和销柱均与圆柱部固定连接，所述圆柱部与所述主头的通孔配合形成转动副，

所述主头两侧加工有用于容纳销柱的槽，所述槽的宽度大于销柱直径，所述槽的底部加工有圆弧形缺口，所述圆弧形缺口的半径和销柱半径相当，所述圆弧形缺口的圆心角小于180度，所述连接头的圆柱部放入主头的通孔内时，所述销柱与圆弧形缺口抵接，

所述主头内加工有与内孔同心的贯通孔，所述贯通孔使手柄的内孔和主头通孔的侧面贯通，所述定扭矩头前端穿过所述贯通孔，所述定扭矩头头部具有斜度，所述连接头的圆柱部加工与所述定扭矩头头部匹配的缺口，所述定扭矩头的前端与连接头的圆柱部的缺口抵接。

2.根据权利要求1所述的一种使用便捷的预置式扭矩扳手，其特征在于，

所述施力机构包括螺杆、指针套筒和指针，

所述螺杆置入所述内孔且与手柄转动连接，所述螺杆沿手柄轴线方向与手柄相对固定，所述指针套筒一端加工有与所述螺杆配合的螺纹，所述指针套筒另一端与弹簧抵接，所述指针沿指针套筒的径向安装在指针套筒上，所述手柄对应指针的行程加工有指示槽，所述指示槽两侧加工刻度线。

3.根据权利要求1所述的一种使用便捷的预置式扭矩扳手，其特征在于，

所述施力机构包括加力杆，

所述加力杆中部具有外螺纹部，所述手柄的内孔加工有内螺纹部，所述外螺纹部与内螺纹部螺纹连接，所述加力杆前端与弹簧抵接，所述加力杆尾部加工有滚花，所述加力杆靠近尾部的部分加工有刻度线。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种使用便捷的预置式扭矩扳手，其特征在于，

所述定扭矩头头部呈半球形，所述连接头加工有与所述定扭矩头头部匹配的弧形缺口，所述定扭矩头头部的球心位于所述弧形缺口之外。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种使用便捷的预置式扭矩扳手，其特征在于，

还包括外连接头，所述主头与槽相对的端面加工有沉台，所述沉台与主头的通孔同心，所述外连接头中部具有形状与沉台匹配的翻边，所述外连接头的翻边与所述沉台转动连接，所述主头的沉台处安装有挡圈，所述外连接头与所述连接头卡接。

6.根据权利要求5所述的一种使用便捷的预置式扭矩扳手，其特征在于，

所述沉台的深度大于翻边的厚度，使得外连接头在沉台和挡圈之间能够沿通孔轴向活动，所述外连接头在其活动行程中具有与连接头脱离卡接的位置。

7.根据权利要求5所述的一种使用便捷的预置式扭矩扳手，其特征在于，

所述连接头加工有多边形凸起，所述外连接头加工有多边形凹槽，所述多边形凸起和多边形凹槽形状匹配。

8.根据权利要求5所述的一种使用便捷的预置式扭矩扳手，其特征在于，

所述连接头的圆柱部为圆环，销柱固定安装在连接头上部，所述连接头下部加工有多边形凹槽，所述外连接头上部加工有多边形凸起，所述多边形凸起和多边形凹槽形状匹配。

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