专利名称：棘轮传力的可调延长杆扳手的制作方法
技术领域：
本发明与延长杆扳手有关，具体包括一种新颖的改进的与棘轮传动装置共用的可调延长杆扳手。
目前使用的多数延长杆扳手，或者有一个单一的与一种尺寸的螺母或螺栓相配合的固定工作头，或者有覆盖一个尺寸范围的，尺寸不同的多个可更换工作头。延长杆扳手的一般可供应的工作头，英制的约有23种，公制的约有18种，直径范围在5/16英寸至1英寸之间，共达41件。
本发明的主要目的是提出一种可调的单一延长杆扳手，它可以适合5/16英寸至1英寸范围内的全部英制或公制尺寸的螺母和螺栓。
本发明的另一重要目的是提出一种可调延长杆扳手，它可适合一个很大范围的螺母及螺栓尺寸，但它仅略大于所要适合的螺母及螺栓的最大头部。
本发明的又一重要目的是提出一种可调延长杆扳手，它结构简单而且操作方便。
此外，本发明另一重要目的是提出一种可调延长杆扳手，它有活动爪，当夹紧工件时可自动锁定位置，从而不会在工件表面上滑动或摩损其表面。
本发明还有一重要目的，就是提出一种可调延长杆扳手，它有可自行调节的夹紧表面，从而和被夹持工件的表面保持平行关系。
为达到上述和其他目的，本发明的可调延长杆扳手有一根具有输入端及输出端的中心杆。一个套管形式的壳体可旋转地安装在杆的输出端上，有三个等间距的爪夹在轴和壳体之间，由弹簧偏压使之互相分开。爪和壳体上的凸轮面配合，当将壳体向一个方向旋转时，使爪互相靠近，将壳体反向旋转时，使爪在弹簧偏压下互相远离。各夹爪上分别安装有夹紧垫，各自在爪上可独立活动。夹紧垫可自动调节，从而无论工件的尺寸如何，都可使其夹持表面与被夹持的工件的表面对准。
在杆上的壳体的上方有一个棘轮机构，有一个位置方便的控制杆，控制杆将壳体相对于杆锁紧或松开，使之可相对于轴在任一方向旋转，以便将爪闭合或张开。
根据本发明的一个较为广泛的方面，可调扳手装在有输入及输出端的杆上。一个棘轮壳和爪组件壳安装在杆上，棘轮壳较近输入端。棘轮壳固定在杆上，随杆旋转。若干个爪铰接地安装在爪组合件壳中，该壳中的凸轮件使爪转动，互相靠近，以夹紧工件。一个棘轮机构安装在棘轮壳内，将爪组件壳锁紧或松开，以及与爪壳接合。当将棘轮调在一个位置时，爪壳向一个方向相对于杆旋转，使各爪闭合。将棘轮调在另一位置时，爪壳相对于杆向相反的方向旋转，从而张开各爪。
本发明的上述的及其他的目的和特点，参照附图阅读以下的详细叙述，便可更加了解和理解。
图1为按本发明建造的可调延长杆扳手侧视图;
图2为图1所示扳手输出端的放大局部剖视图;
图3为形成扳手输出端一部分的棘轮组件的局部剖视图;
图4为组成图2中组件一部分的爪和杆的放大详图;
图5为图4零件的侧视图;
图6为图1扳手输出端沿剖视线6-6的剖视图;
图7为扳手输出端上部表示出棘轮机构的局部剖视图;
图8及9分别为图7沿剖视线8-8和9-9的剖视图;
图10及11分别为图2沿剖视线10-10和11-11的剖视图;
图12-15为表示尺寸逐个扩大的扳手接合螺母的一个爪组件各个位置的简图;
图16为爪的工作端内表面的放大详图;
图17为图16所示的爪的工作端细节的侧视图;
图17A为图6所示的爪沿剖视线17A-17A的剖面图;
图18表示安装在爪上组成爪组件的夹紧垫的类似图17的详图;
图18a表示夹紧垫在爪上的另一位置的与图18类似的视图;
图19为夹紧垫的后视图;
图20为图19所示夹紧垫的前视图;
图21和22分别为沿图20中剖视线21-22和22-22的夹紧垫的剖视图;
图23为爪组件的与图18A相似的剖视图，但沿组件剖开;
图24为专用于标准组件系统的本发明第二实施例的输出端侧视图;
图25和26为可用于图24实施例的两个不同的延长杆的前视图;
图27为用于图24实施例的接头的前视图;
图28为可用来与图26中延长杆或图27中接头一起向图24实施例传力的标准方头棘轮扳手的侧视图;
图29为可通过图25中延长杆向图24实施例传力的另一种棘轮扳手的侧视图。
本发明的可调延长杆扳手组装在有输入端和输出端32和34的杆30上。杆的输入端32上有标准方形传力头36，用于连接一个传力工具，诸如棘轮，套筒扳手或开口扳手等，以便使杆旋转。杆30的输出端34上有一个工作头38，它有多个可调爪40，在围绕杆的轴线的圆周上间隔地布置，它们可以相对于轴线向里向外运动，将很多种尺寸的待旋转的螺母或螺栓拧紧或松开。在图示的实施例中，设有三个爪40，互相隔开120°，用于接合六角螺母或螺栓头。
工具的工作头38包括有一个棘轮壳42，和一个爪组件壳体44，它们在杆30的输出端上沿其轴线对正。棘轮壳42具有一个与杆30的外表面48有间距的圆柱形裙部46，和一个用键销在杆上从而随之旋转的项圈50。杆和棘轮壳由杆上的棱脊52销在一起，棱脊52与项圈50上的凹槽54对齐(见图6)。一个安装在杆30上紧靠项圈上方的浅槽中的保持环56将壳42定位。
杆30的输出端34沿轴向穿过并伸出棘轮壳42的下端，如图2所清晰示出。伸出裙部46下端的杆的下端在图2，4，5，10及11中详细示出。轴30在裙部46下端60下方的部分有一个支持爪组合件壳44的内缘64的肩台62。在肩台62以下，杆段66直径一致，而杆30在杆段68则直径增大。杆30的下端70有外伸的突缘72，将爪组件壳44的下端封闭。
杆30在杆段66及68的表面上设有三条轴向伸展的槽74。每一槽中容纳一个可调爪40。槽74与爪壳体44内表面的特殊形状配合将可调爪定位。槽74还用于防止各爪在拧松或拧紧螺母或螺栓动作的应力作用下，发生倾斜或扭曲。在杆30的杆段66上的每条槽74的上端有一个半圆柱形的腔80，容纳爪40的柱形头82。在爪壳44内部有一个拱形表面84，它与半圆柱形腔80有相同的半径，作为腔80的延续在圆柱形头82上伸展约110°，这两个弧形表面一起将头部82定位。圆柱形头支持住爪40，在图2实线所示最外部位置与虚线表示的最内位置之间转动。下文将更详细解说，位置与杆30的杆段68相对的爪40的外弧形表面88与爪壳44内的凸轮面90配合，控制每一个爪的位置，这种关系在图11清晰地示出。
一个具有臂96及98和一个盘卷头99的扣杆弹簧94安装在槽74内壁97形成的槽95中。弹簧臂96的下端98′和槽底上形成的槽孔100对正，将弹簧定位。如图2及5所示，弹簧在槽95中夹在爪的内表面102与槽底之间。弹簧94将爪推到图2实线所示的位置上，与爪壳44的凸轮面90接触。可在爪40的内表面102上做出浅槽106(见图11)，以容纳弹簧的臂98。
图2清晰可见，爪壳44的上表面110上设有一个圆齿条112，它形成棘轮壳42内棘轮组件的一部分。棘轮组件还包括有一个棘爪114，它用枢轴支持在轴116上，而轴116用棘轮控制杆118支持(见图3及7)。扳动控制杆118，使其在图6标志的“关”和“开”位置之间移动，就可使棘爪114在其两极限位置之间移动。棘爪114有弧形下表面120，其两端有齿122及124，可根据棘轮控制杆118的位置，选择性地与爪壳上的齿条112啮合。如图3，7及8所示，一个用弹簧132偏压的球形齿动件130，安装在棘轮组件的导环136上的一个槽孔134中，并与棘爪114上表面上的齿138啮合，将棘爪推到控制杆118选定的位置上。使用工具时棘轮的工作方式，下文将结合工具的操作详细解说。
由于爪40在其上端靠圆柱形头82和容纳头部的腔将其作枢轴式安装，爪下端的内表面并不是在所有的位置上都与杆30的轴线平行。例如，爪40在图2实线所示的最外的位置上时，表面150并不与杆的轴线平行，因此表面不与爪夹持的螺母或螺栓头的表面平贴，因而工具不能有效地将螺母或螺栓拧转。为了补偿每一个爪改变角位置时表面150的平面移动，在每一爪上安装有夹紧垫26，夹紧垫可自由在爪中旋转，以形成与杆的轴线平行的平面，将工件夹持。爪的下端与夹紧垫26的细节如图12-23所示。
在图16，17及17A中，表示出每一爪下端的内表面150上，做出有恒定的曲率半径的弧形表面200，有一对平行轨202及204，基本上垂直地从表面200上伸出。每条轨道202及204有外伸突缘206，轨道和图19-22详示的夹紧垫216外弧形表面214上的相应槽210及212嵌接。槽210及212直伸到垫的底部，沿外侧有空刀213，容纳轨道的突缘206。但是，如图19及21所示，槽202及206在垫上缘220上的终点，不达到上缘220，从而在其上端形成挡块222。
为了在爪表面200上安装垫216以形成爪组件，将槽孔210及212的下端和轨202有204的上端对正，然后将夹紧垫的表面200上旋转，将轨道引入槽孔，直至挡块222接触轨道的上端。于是挡块限制夹紧垫在爪表面200上的沿顺时针方向的行程，如图18所示。
从图19，22及23可见，在夹紧垫后表面214的中心线上做有一条短的沿垂直方向的槽230。在爪上安装有一个销232，它伸入到槽230，以限制垫216的反时针旋转，如图23所示。当然，是在将夹紧垫安装在轨道上以后，才将销装入爪内，销232将垫保持在爪上而不论工具方向的变化。
图12-15简略表示爪组件。图中表示了四个不同尺寸的螺母N，以及夹紧垫夹持各不同尺寸螺母时达到的特定位置。图12及15表示爪夹持最小及最大螺母时垫216的极端位置。在每个图中，夹紧垫夹持面234都平行于螺母的轴线，该轴线与杆的轴线重叠，垫处于与螺母平面完全接触的状态。
本发明的可调扳手的操作情况如下图1所示可调延长杆扳手，一般可通过加在杆30输入端32上的棘轮传力工具来操作。为此，图1示有方形的传力头36。假如用延长杆扳手将螺母拧在一个螺纹件上，便应使工具的工作头38的爪40面对螺母的三个平坦面。将控制杆118放在图1及6的“闭合”位置上，使棘爪114处于图2所示的工作状态。在这状态下可将爪壳44如图6及11所示所顺时针方向旋转，使抵靠爪外表面88的爪壳44内表面上的凸轮面90将爪移向螺母。夹紧垫216的表面234最后与螺母的平面接合，如图12-15所示。夹紧垫补偿了爪40的角度偏移，保证了螺母平面完全接触。当夹紧垫216与螺母平面紧密接触时，爪壳44不继续按顺时针方向旋转，而自动地在螺母上锁紧。将工件夹紧后，操作者可用加在杆30输入端32上的棘轮扳手将杆旋转，使工具的整个工作头38带动螺母旋转。当然，用于将杆30旋转的棘轮手柄，操作者也可将其倒退，从而，可能不用一转就可将螺母拧螺纹件上。
将螺母在螺纹件上拧紧后，操作者可将控制杆118扳到“开”的位置上，使棘爪114相对于爪壳44上表面上的齿条112的位置颠倒，便可将工具从螺母上取下。在这个位置，爪壳44可自由作逆时针旋转，从而解除凸轮面90施加于爪的外表面上的压力，抵靠在爪上的扣杆弹簧94便将各爪分开，从而工具就可与螺母分离。
假如将工具用于将螺母从螺纹工件上拧松，仍旧要用上述的步骤将爪紧压螺母的平面上，此时将控制杆118拨在“关闭”位置上。当爪上的夹紧垫216夹紧螺母时，用来转动杆30的棘轮手柄可作逆时针旋转。很明显，必须对棘轮柄作适当调节，使作逆时针旋转的棘轮柄转动杆30。
虽然上文通过延长杆扳手对本发明进行叙述，但应理解工具的工作头38可以作为标准组件系统如可调棘轮扳手一部分使用。这表示于图24-29中，图示工作头38′的第二实施例以及若干延长杆，一个接头和两个棘轮传力装置。在图24的实施例中，杆30用图示的较短的杆300取代。工作头38′的其他方面都与第一实施例相同。稍微伸出保持环56的杆300可直接与图29所示的棘轮柄R连接。或者，可将图25所示的延长杆安装在杆300上，杆300连接棘轮柄R旋转工作头。作为另一替代形式，可用图28中的标准方形传力棘轮扳手R′通过图27中的接头或图26中的延长杆转动工作头38′。可以看出，图29中的扳手R有一个插座306容纳工作头38′的杆300，图25和26中的延长杆以及图27中的接头都有相似的插座308，310和312容纳杆300。图25的延长杆的上端有一个与杆300完全相同的输入杆头314同插座306配合，而图26延长杆上端和图27的接头分别有对接件316和318容纳标准扳手R′的方形传力部320。因此，工具的工作头38′可用作带延长杆或不带延长杆的可调标准组件棘轮扳手。
对本发明已作详细叙述如上，熟悉本领域者可理解对本发明可作无数不脱离发明的精神的改变。因此，本发明人无意将发明的范围限制于图示及描述的实施例。相反，本发明的范围应取决于文后的权利要求书及其等同文字。
权利要求
1.一种可调扳手，它包括一根有纵向轴线和一个输入端和一个输出端的传动杆，一种用键销定在传动杆上随杆转动的棘轮壳，它在朝向杆的输出端的一端有开口，一个第二壳体围绕地安装在杆上，伸出棘轮壳的开口端，该第二壳体可在杆上相对于杆转动，多个爪铰接地安装在杆与第二壳体之间，它们有夹持工件的夹紧垫，这些爪可靠近或远离杆的轴线，它们伸到杆的输出端以外并从第二壳体中伸出，有弹簧与每一爪接触，偏压各爪使之互相分离，多个凸轮面做在第二壳体上，并与爪接触，以便当将第二壳体在杆上向一个方向旋转时，将各爪向内朝向杆的轴线转动，夹紧工件，在棘轮壳中还有一个棘轮机构，它有一个手动控制杆，用于将第二壳体在杆上锁紧或松开。
2.如权利要求1所述的可调扳手，其特征在于，每一个爪上安装有一个夹紧垫，垫上有一个夹持面用来夹紧用扳手旋转的工件，还有将垫支持在爪上，使垫可在爪上转动，使其夹持面在爪的各不同角度位置上都与杆的轴线平行的装置。
3.如权利要求1所述的可调棘轮扳手，其特征在于，棘轮机构包括有一个棘爪安装在棘轮壳中，一个齿条安装在第二壳上，还有一个控制装置与棘爪连接，当控制杆在一个位置上时，可使第二壳向一个方向旋转，将各爪围绕工件互相合拢，而当控制杆在另一个位置时，可将第二壳向另一方向旋转，使各爪互相分离，释放工件。
4.如权利要求3所述的可调棘轮扳手，其特征在于，在每一爪上安装有一个夹紧垫，它有夹持表面，用于夹紧用扳手转动的工件，还有将夹紧垫支持在爪上，使垫可在爪上转动，使其夹持表面在爪的各不同角度位置上，都与杆的轴线平行的装置。
5.一种可调扳手，它包括一个有输入端及输出端的杆，一个壳体可转动地围绕地安装在杆上，与杆形成一个环形腔，多个爪每个铰接地安装在腔中的一端上，等距离围绕着杆，每一爪的另一端上安装有夹持装置，该装置在轴向上伸出杆的输出端以外，在爪与壳体之间接合的凸轮装置，用于随壳体在一个方向上相对于杆的旋转时将爪张开，而当壳体在杆上向另一方向旋转时将爪合拢。一个棘轮机构连接在杆和壳之间，可旋转地将壳相对于杆作正反向旋转。
6.如权利要求5所述的可调棘轮扳手，其特征在于，各爪相对于杆的轴线铰接地安装。
7.如权利要求6所述的可调棘轮扳手，其特征在于，上述夹持装置有一个夹紧面，用于和要用扳手转动的工件接合。还有将每一夹持装置连接于爪，使夹持装置可在爪上转动，从而改变夹持表面相对于爪的角度位置的装置。
8.如权利要求7所述的可调棘轮扳手，其特征在于，爪上有轨和槽，它们和夹持装置一起使夹持装置可在爪上转动。
9.如权利要求2所述的可调棘轮扳手，其特征在于，支持爪上的夹紧垫的装置包括在爪和夹紧垫上的互相嵌接的槽和轨。
10.如权利要求9所述的可调棘轮扳手，其特征在于，轨做在爪上，槽做在夹紧垫上。
11.一种可调扳手，它包括一个具有纵轴线和一个输入端和一个输出端的传动杆，一个壳体围绕地安装在杆上，该壳体在杆上可相对于杆旋转，多个爪铰接地安装在杆和壳体之间，它们有夹持工件的夹紧垫，并可靠近或远离，其位置伸到杆的输出端以外，与各爪接触，并将各爪互相推离的装置，多个凸轮面做在壳上并与爪接触，以便当壳在杆上向一个方向旋转时，将各爪向内朝向杆的轴线转动，夹紧工件，以及一个连接于杆和壳体，将壳在杆上锁紧或松开的装置。
12.如权利要求5所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆的输入端适于容纳棘轮手柄。
13.如权利要求5所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆的输入端适于容纳延长杆。
14.如权利要求5所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆与延长杆做成一体。
15.如权利要求1所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆的输入端适于容纳棘轮手柄。
16.如权利要求1所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆的输入端适于容纳延长杆。
17.如权利要求1所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆与延长杆做成一体。
18.如权利要求11所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆的输入端适于容纳棘轮手柄。
19.如权利要求11所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆的输入端适于容纳延长杆。
20.如权利要求11所述的可调棘轮扳手，其特征在于，杆与延长杆做成一体。
21.一种可调扳手，它包括一根有纵向轴线和输入端及输出端的传动杆，一个用键销定在传动杆上随杆转动的棘轮壳，它在朝向杆的输出端的一端有开口，一个第二壳体围绕地安装在杆上，伸出棘轮壳的开口端，该第二壳体可在杆上相对于杆转动，并在杆的输出端方向上有开口，多个爪大致平行于杆的轴线伸展，这些爪在第二壳体内杆和第二壳体之间铰接地安装在杆的靠近输入端的一端上，它有可向杆的纵轴线靠近或远离地夹持工件的活动夹紧垫，这些垫的位置超出杆的输出端并在第二壳体以外，在第二壳中与每一爪接触，并将爪偏压使互相分离的弹簧，在第二壳体的内侧有多个凸轮面，它们与爪接触，当将第二壳在杆上向一个方向转动时，将爪向内朝向杆的轴线转动，夹紧工件，在棘轮壳中有棘轮机构，它包括有手动控制杆并与第二壳体连接，该控制杆在一个位置上时，可使第二壳相对于杆逆向转动，将各爪松开。
全文摘要
一种可调扳手，有杆装置可用传统棘轮扳手旋转。一个壳体安装在杆的输出端上，有三个等间距的爪安装在杆和包围它的壳体之间，在爪上和在壳体内有多个凸轮面，使壳体向一个方向转动时将爪开启，而在反向转动时将爪合拢。一个棘轮机构将杆和壳体连接。
文档编号B25B13/46GK1049816SQ9010694
公开日1991年3月13日 申请日期1990年8月8日 优先权日1989年8月10日
发明者格雷戈里·福塞拉 申请人:格雷戈里·福塞拉