专利名称：用于转动六角头部的部件特别是螺栓或螺帽的棘爪扳手的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种棘爪扳手，这种扳手用来转动头部轮廓为六角形的部件，尤其是螺栓或螺帽。这种扳手包括一个由两个钳爪确定的开放钳口，根据转动方向，两个钳爪分别为前钳爪和后钳爪并由一个连接弧所连接，每个钳爪有一个传动面，用于在被传动轮廓前、后面的前半部(根据转动方向)分别与两个相对的前面和后面配合；另外，钳口的弧形上有一个附加的支撑突起，用于在没有力矩的情况下以及在施加的传动力矩的整个范围内与被传动轮廓的中间面上的一个支撑点配合，该中间面紧接于所述后面之前(参照转动方向)。
人们已经了解可以紧固或松开一螺栓或螺帽的六角形头部的棘爪扳手或快速扳手。这种扳手包括一个传动头，传动头上有一个可卡住六面体的开放钳口。在传动方向，开放钳口的两个相对的钳爪与六面体的两个相对的面配合，以转动六面体。在与传动方向相反的方向，钳爪从六面体的面上脱离，使扳手可以绕六面体自由转动。因而钳爪的传动面沿六面体的面滑动。
这种扳手特别实用、方便，因为它可以通过扳手绕六面体的简单往复运动，在六面体的一个方向上操作，并且从来不需要把扳手头从六面体上取下。
以EVANS的名义的专利US-A-3921476中描述了一种上述类型的棘爪扳手。这种扳手包括一个由两个相对钳爪确定的钳口，以卡紧一六面体。每个钳爪上有一个接纳六面体相交棱的凹槽。该凹槽由钳爪上的两个凸起限定，凸起位于凹槽的两边。这些凸起是为了与由凹槽中接纳的棱连接的两个相邻面的一些区域啮合，这些区域非常靠近该棱。因此，当使用扳手时，特别是施加较高力矩时，凹槽中的六面体的棱会很快变形。
本发明的目的在于提出一种没有上述缺点的棘爪扳手，特别是能够以轻便、稳定的方式传递全范围力矩，并减少六面体的面和棱的滑动和变形的危险。
因此，本发明的主题是上述棘爪扳手，其特征是，所述中间面的所述支撑点位于该中间面的前半部，当没有力矩和施加力矩时，在除所述支撑点以外的所有区域，连接弧完全离开所述六面体的头部。
根据特别的实施方式，本发明可具有下述特点中的一项或多项—所述突起适于与所述中间面配合，对于最大尺寸的六边形头部，配合位置在该中间面的前三分之一(参照转动方向)附近；—后传动面与后面的接触区到后面的前棱之间的距离小于突起与中间面的接触点到该中间面的前棱之间的距离；—突起与弧形部分是一体的；—在后传动面和突起之间的弧形部分上有一个由连接凹面延长的凹槽，其曲率半径小于或等于头部的平面间的距离，以避免钳口和后面的前棱间的任何接触；—前、后传动面为凸起表面；—后传动面的曲率半径小于前传动面的曲率半径；—沿传动方向测量的由多边形头部的旋转轴和多边形头部与前、后传动面间的两个接触区定义的角度略大于180°；—钳口的轮廓由一系列曲线段组成，这些曲线段从前传动面到后传动面相切连接；—所述钳口位于一扳手体的一端，扳手体的另一端是一个另一种尺寸的同类传动棘爪钳口或一个套管传动头；—钳口的间距固定；—对于最大尺寸的头部，突起与中间面在中间面的前二分之一和前三分之一处之间(参照转动方向)配合；—对于最大尺寸的头部，突起与中间面基本在中间面的前十分之四处配合。
需要注意的是，以SNAP-ON工具公司的名义申请的专利EP-A0580177描述了一种类型基本不同的棘爪扳手，这种扳手对于施加的力矩很小及没有力矩的情况，无补充支撑点。
阅读下面作为实例给出的描述并参照以下附图可更好地理解本发明—
图1为本发明的棘爪扳手的正视图；—图2为图1扳手的传动头的正视图，处于转动一六面体的位置；—图3为同一扳手的传动头的正视图，处于绕六面体回转的阶段。
图1所示棘爪扳手10包括一个扁平的扳手体12，轴为X-X，构成操作臂。扳手10的一端为一个套管传动头14，另一端为一个固定间距的棘爪传动头16。
图2、3中详细描述的棘爪传动头16主要由扳手体12的延长部分中的开放钳口18组成。钳口由两个长度不等的相对钳爪20、22所限定，弧形部分24连接这两个钳爪，弧形部分24向后收缩，并通过段26与扳手体12连接，段26的宽度逐渐减至扳手体12的宽度。
图2中出示了一个嵌入传动头16钳口的螺栓头的传动六面体28。此图中扳手处于驱动位置。
根据对应于箭头F1的转动方向，钳爪20成为前钳爪，其长度大于钳爪22。前钳爪20包括一个突起的前传动面30。该前传动面与六面体28的传动轮廓的前面32配合。更具体地讲，面30位于钳爪20上，使其支撑在前面的前半部(参照转动方向)的点31处。
另外，传动面30与前面32的接触点31至面32的前棱34的距离为d1。
同样，根据传动方向，钳爪22成为后钳爪，包括突起的后传动面36。后传动面36与和前面相对的六面体的面38配合。传动面36与后面38的接触点位于后面38的前半部(参照传动方向)。该接触点37至后面38的前棱40的距离为d2。
前、后传动面30和36分别由突起30A和36A形成，突起30A和36A分别与前、后钳爪20和22一体。另外，前传动面30的突起30A的曲率半径远大于后传动面36的突起36A的曲率半径。例如，突起30A的曲率半径大约等于六面体的面间距离的一半，而突起36A的曲率半径大约为六面体的面间距离的八分之一。
两个传动面30和36的布置使距离d1小于d2。因此，沿传动方向测量的、由接触点31和37定义的中心角α略大于180°，例如等于183°。根据六面体头部的制造允许公差，α角在181°至186°之间。
另外，在弧形部分24上有一个突起42，该突起与弧形部分24是一体的。该突起42用于与六面体传动轮廓的中间面44配合。对于弧形24来说，该中间面44处于前面32和后面38之间。更确切地说，该中间面44直接位于后面38之前(参照转动方向)，并通过棱40与后面38相连。
在使扳手就位以及在向六面体28施加一力矩时，突起42与中间面的支撑点43配合；在整个所施力矩的范围内以及在无力矩时，支撑点均位于中间面44的前半部(参照转动方向)。
可以看到，支撑点43实际上是沿扳手厚度延伸的支撑段。
接触点43距中间面44的前棱46的距离为d3，d3大于或等于d2。另外，接触点43位于面44的前三分之一附近；特别是对于考虑了制造公差的最大尺寸的六面体，位于面44的前三分之一至前四分之一之间。
突起42的曲率半径大约等于六面体的平面间距离的四分之一。
钳爪22上有一个接纳在后面38之前的棱40的圆形凹槽48，该凹槽位于后支撑面36和突起42之间。凹槽48安排在紧靠突起36A的前方。突起36A和凹槽48的曲率半径大致相同并且方向相反，二者相互相切连接。凹槽48的深度足够大，使得无论施加多大力矩都能避免钳口24与棱40的任何接触。
一个凹形连接面49使凹槽48与突起42成切线连接。该凹形连接面的曲率半径小于或等于六面体的平面间的距离。
如图中所示，钳口18的内轮廓从其前端到后端，由一系列互相成切线连接的曲线段组成。另外，正如图2所示，无论施加多大的力矩以及没有力矩时，除支撑点43外，连接弧完全脱离处于传动位置的六面体28。
人们知道，当沿箭头F1(图2)方向施加一力矩时，无论力矩值有多大，扳手和六面体之间有三个接触点，三个接触点都位于六面体三个对应面的前半部。这种布置保证施加最佳的稳定紧固力矩。支撑点43在扳手的整个厚度上引导扳手，使其在紧固过程中保持与螺栓的轴垂直。
另外，当在六面体上侧向放入扳手时，支撑点43作为扳手的引导和准确的支撑。
还可以看到，如果对扳手施加过量的力矩，点43处扳手顶靠六面体的力越来越大，然后以衰减的方式脱出，这样就提高了使用的安全性。
另外，轴O到接触点37、43和31间形成的角度差明显使力分布在六面体的三条棱之后，这样，任何一条棱都不会优先受力，也不会直接受力，因而不会过早磨损。
另外，由于距离d2大于距离d1，仅管后传动面36的曲率半径比较小，也不会损伤棱40，因为施力区距该棱的距离d2足够大。因此，后面36的相对前面30的小曲率半径从距离d2大于距离d1中得到补偿。
图3所示为回转位置或取出位置的棘爪扳手头16。返回通过沿与箭头F1相反的箭头F2方向绕六面体28转动扳手来完成。返回时，后钳爪的传动面36沿后面38移动。因此，前钳爪20、尤其是其前传动面30脱离前面32，直至越过前面32的后棱50。在这种情况下，面36围绕后面38的后棱51，然后顶在六面体紧随后面38之后的面52上。
可以看出，传动面36靠在面52上可以重新以前述方式沿箭头F1的方向转动六面体。
因此，沿箭头F1和F2的方向连续不断地进行传动头16的角位移就可以转动六面体28(向箭头F1方向)，而重新开始时不需要使传动头16完全脱离六面体的传动轮廓。
另外，传动面在六面体轮廓上的三个接触点31、37、43的相对较大的角间距保证了在与六面体的轴正交的平面上施加力矩和无力矩时，扳手有很好的稳定性。
另外，扳手体12另一端的套管传动头14可以换为与第一端相同类型、但尺寸不同的棘爪传动头。
在图中描述的实施例中，对最大尺寸的六面体，接触点43位于面44的前三分之一到前四分之一之间。
但是，在图中未示的一个变型中，对最大尺寸(或标称尺寸)的六面体，接触点位于面44的前三分之一至二分之一之间。特别是，螺帽上的接触点在中间面44的前十分之四处(即d3大约是面44标称长度的0.4倍)。
权利要求
1.用于转动具有六面体传动头部的部件、特别是螺栓或螺帽(28)的棘爪扳手，该扳手包括一个由前钳爪(20)和后钳爪(22)(参照转动方向)限定的钳口(18)，两个钳爪通过一连接弧(24)互相连接，每个钳爪(20、22)有一个传动面(30、36)，用于分别与六面体传动轮廓的两个相对的前面(32)和后面(38)的前半部(参照传动方向)配合；另外，钳口(18)在弧(24)上有一个附加的支撑突起(42)，用于在无力矩和所施力矩的范围内，与位于紧接所述后面(38)前方的传动轮廓的中间面(44)的支撑点(43)配合；这种扳手的特征是，所述中间面(44)的所述支撑点(43)位于该中间面的前半部，在没有力矩和施加传动力矩时，除所述支撑点(43)外，连接弧(24)完全与所述头部(28)隔开。
2.根据权利要求1所述的棘爪扳手(10)，其特征是，对于最大尺寸的六面体头部(28)，所述突起(42)在所述中间面(44)的大约前三分之一处(参照传动方向)与中间面(44)配合。
3.根据权利要求1或2所述的棘爪扳手(10)，其特征是，后传动面(36)与后面(38)的接触区(37)至后面的前棱(40)之间的距离(d2)小于突起(42)与中间面(44)的接触点(43)至该中间面(44)的前棱(46)之间的距离(d3)。
4.根据上述权利要求之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，突起(42)与弧形(24)是一体的。
5.根据权利要求1至4之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，在后传动面(36)和突起(42)之间的弧形(24)上有一凹槽(48)，由凹形连接面(49)延伸，凹槽(48)的曲率半径小于或等于头部(28)的平面间的距离，以避免钳口(18)与后面(38)的前棱(40)的任何接触。
6.根据上述权利要求之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，前、后传动面(30、36)均为凸起表面。
7.根据权利要求6所述的棘爪扳手(10)，其特征是，后传动面(36)的曲率半径小于前传动面(30)的曲率半径。
8.根据上述权利要求之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，沿传动方向测量的由多边形头部(28)的旋转轴(O)与多边形头部和前、后传动面(30、36)的两个接触区形成的角度(α)略大于180°。
9.根据上述权利要求之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，钳口(18)的轮廓从前传动面(30)到后传动面(36)由一系列相互相切连接的曲线段组成。
10.根据上述权利要求之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，所述钳口(18)位于扳手体(12)的一端，扳手体的另一端是一个另一尺寸的同类型棘爪传动钳口或一个套管传动头(14)。
11.根据上述权利要求之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，钳口(18)的间距固定。
12.根据上述权利要求之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，对于最大尺寸的头部，突起(42)在中间面(44)的前三分之一至二分之一处(参照传动方向)与中间面(44)配合。
13.根据上述权利要求之一所述的棘爪扳手(10)，其特征是，对于最大尺寸的头部，突起(42)基本在中间面(44)的前十分之四处(参照传动方向)与中间面(44)配合。
全文摘要
扳手包括一个由前钳爪(20)和后钳爪(22)(参照传动方向)限定的开放钳口(18),两个钳爪由一连接弧(24)连接。每个钳爪包括一个传动面(30、36),用于分别与传动轮廓的前面(32)和后面(38)的前半部配合。钳口在连接弧上有一个突起(42),用于在没有力矩及所施力矩的整个范围内与位于紧接后面(38)之前的传动轮廓的中间面(44)上的支撑点(43)配合。该支撑点(43)位于中间面(44)的前半部。在施加力矩期间及无力矩时,除支撑点(43)外,连接弧(24)完全离开头部(28)。
文档编号B25B13/02GK1191501SQ9619575
公开日1998年8月26日 申请日期1996年6月20日 优先权日1995年6月23日
发明者吉勒·泰米奥 申请人:法科姆公司