专利名称：用于提供固定或可调最大转矩的扳手的制作方法
技术领域：
本发明涉及能向外部部件(螺钉、螺母等)提供固定或可调最大转矩并使所述外部部件转动的扳手。
背景技术：
设计用于向外部部件(螺钉、螺母等)提供固定或可调最大转矩的扳手实质上是用于紧固或松开外部部件的手动工具，上述外部部件由于它们的机械性能或其工作条件而要求很具体的拉紧转矩或不超过具体值的拉紧转矩。通常，这些类型的扳手包括具有按照所需的拉紧转距变动的预载的弹性构件。目前使用两种类型的扳手转矩指示扳手和转矩限制扳手。转矩指示扳手特征在于具有可视标度，该可视标度可供用户选择待施加在外部部件上的转矩。这种类型的扳手(在US3670602和US4827813中描述有此类扳手的例子)具有使转矩选择更容易的指示器。转矩限制扳手(在US370U95、GB1436492和W02006/(^%42A1中描述有此类扳手的例子)是只允许提供具体或固定转矩的扳手。这种类型的扳手可以是可调的(例如 GB143649》，换句话说，扳手可允许选择转矩的量级/大小。已知的扳手存在某些缺点，例如它们难以使用，不能在医疗保健环境中使用，以及用户必须尽很大力来施加转矩，等。具体地说，弹簧基扳手难以使用，因为用户希望将扳手调节所至的转矩值越高，用户就必须尽越大的努力来调节扳手(选择转矩值)。因此，高转矩值在弹簧基扳手中不能实现，因为这会要求施加不可能达到的力。此外，弹簧基扳手经历“蠕变”(当对其施加恒定应力时材料变形增加)，该“蠕变”使弹簧变得以较低的程度张紧并改变转矩标度。本发明旨在解决影响现有扳手的这些缺点。
发明内容
本发明的目的是提供允许向一部件(螺钉、螺母等)施加最大转矩以用于使该部件转动的目的的扳手，其中由该扳手提供的转矩通过该扳手的某些内部细长金属部件的受控的弯曲进行限制。因此本发明的扳手包括至少一个设有固定端部和推压端部的细长金属部件，其中该推压端部作用在转矩施加头部上。当用扳手施加转矩时，该细长金属部件能承受弯曲。随着所施加的转矩增加，弯曲度增加，因而增加了该细长金属部件作用在转矩施加头部上的力。在给定的时刻，该细长金属部件达到最大特定弯曲点/最大特定弯曲位置，在该最大特定弯曲点处扳手提供其最大转矩。因此，最大转矩由该细长金属部件的最大弯曲度决定。在本发明的一个实施例中，推压端部推压包含在转矩施加头部中的掣子。当细长金属部件到达最大弯曲点时，推压端部在转矩施加头部上施加一力，该力足够大以使得转矩施加头部跳到下一个位置，因此限制由扳手所提供的转矩。该转矩施加头部在其跳到下一个位置时优选发出“咔嗒”声，从而通知用户扳手已达到其最大转矩。在本发明的另一个实施例中，该细长金属部件包括在一部件组中，该部件组通过活接接头连接到转矩施加头部上。在该实施例中，其中已达到最大转矩的位置通过该部件组相对于转矩施加头部转到最大转动角来指示，而不是如前述实施例中那样通过转矩施加头部发出的“咔嗒”声或通过其它表示来指示。根据细长金属部件的弯曲长度和动量设想不同的实施例。一些实施例中弯曲长度和动量固定，因此得到最大转矩固定的扳手(其最大转矩用户不可调的扳手)。可选地，一些实施例中弯曲长度或动量可变(用户可调)，并因此提供具有可调最大转矩的扳手。还设想其中弯曲长度和动量二者皆可调的一些实施例。本发明的扳手具有某些胜于常规弹簧基扳手的优点。首先，它使用更方便，因为调节转矩所需的力最小且不取决于扳手调节所至的转矩值。在包括弹簧的常规扳手中，用户所使的力必须超过弹簧的预加载力；考虑到所施加的转矩越大则弹簧的变形越大这一事实，预加载力也增加(如Hooke定律所确立的)，用户因此需要使出不断增加的力。然而，在基于弯曲的扳手中，不存在迫使用户使出更大力的预加载力。这也导致另外的优点——基于弯曲的扳手能提供更大的转矩。图20的曲线示出必须施加在弹簧上(粗阶形线)和本发明的细长金属部件上(细弯曲线)的力与这些部件的所需运动和变形的关系的曲线。该曲线使得更好地理解这种现象。如所示，弹簧必须作用在推压端部上以产生(等于零的)移动“d”的力很大，几乎是最大力。然而，在本发明中，因为细长金属部件不弯曲，所以在静止位置中推压端部上的力为零。这种效果保证几乎不需要任何力来调节本发明的扳手。虚线表示其中棘轮跳到下一个齿的最大运动位置。本发明的另一个优点是制成细长金属部件的材料仅在施加转矩时才工作，因而防
止“蠕变”发生。
本发明的细节在所附非限制性例图中能看出图1示出本发明的扳手的第一实施例，其中可由扳手提供的最大转矩是固定的。图2示出上述扳手的分解视图。图3示出本发明的扳手的第二实施例，其中可由扳手提供的最大转矩是可变的。图4示出上述扳手的分解视图。图5示出图3和图4的扳手的两个纵向剖视图。图6示出本发明的扳手的第三实施例，其中可由扳手提供的最大转矩是可变的。图7示出图3的活动盖。图8示出图6的活动盖。图9示出细长金属部件的可选实施例。图10-13示出图9的控制部件处于各种不同位置。图14和图15示出用两种不同方式调节的本发明的另一个实施例。图16和图17分别示出本发明的另一个实施例的透视图和横断面透视图。图18和图19分别示出图16和图17的扳手处于其起始位置和处于其最大转矩位置的立剖图。图20示出必须施加在弹簧上和本发明细长金属部件上的力与这些部件的所需运动或变形的关系曲线。
具体实施例方式本发明的扳手允许向可转动的外部部件(例如螺钉、螺母等)提供最大的转矩，该扳手特征在于，它包括至少一个推动转矩施加头部的细长金属部件。该细长金属部件能弯曲，结果是当载荷由于弯曲而达到最大值时，由所述细长金属部件作用在所述转矩施加头部上的力不能将所述转矩施加头部保持就位。所述转矩施加头部然后跳到齿轮上的下一个位置上，因而再次减小转矩。因此，所述细长金属部件的最大弯曲载荷决定扳手能提供的最大转矩。本发明的扳手可以具有固定的最大转矩或可调的最大转矩，视细长金属部件的弯曲长度和动量是固定的还是可变的而定。图1示出本发明扳手⑴的第一实施例。在所述实施例中，扳手⑴能提供的最大转矩是固定的。扳手(1)包括起把柄作用的固定盖O)。在固定盖O)的一端上设置有转矩施加头部(6)。该转矩施加头部(6)是能沿一个方向几乎自由转动的一部件组，该部件组(通过作用在齿轮上的力)控制可沿另一个方向(紧固的方向)施加的最大转矩。图2示出上述扳手(1)的分解视图。除了转矩施加头部(6)和固定盖(2)之外， 扳手(1)包括容纳在固定盖O)内的细长金属部件(3)。该细长金属部件(3)的其中一个端部是固定端部G)，而相对端是推压端部(5)。推压端部( 推压转矩施加头部(6)的掣子(17)。图2中所示的转矩施加头部(6)包括外壳(1 ，该外壳(1 向转矩施加头部
(6)提供结构支承，并保持它的内部部件与外部隔开；齿轮(16)，该齿轮(16)允许外部部件 (螺钉等)相对于扳手(1)的相对转动；和掣子(17)，该掣子(17)的功能是以有效方式将由推杆⑵作用的力施加在齿轮(16)上。在所示的实施例中，细长金属部件(3)的推压端部(5)推压推杆件(7)，该推杆件
(7)接着推压掣子(17)。在另一边，固定端部(4)推压另一个推杆件(10)。止动件(8)将转矩施加头部(6)连接到固定盖( 上，且还限制作用在推杆件(10)上的轴向运动。另一个止动件(9)限制推杆件(10)的运动。当掣子(17)提供阻力时，细长金属部件(3)能弯曲，扳手(1)工作如下用户以不断增加的转矩量转动扳手(1)，直至细长金属部件(3)达到引起弯曲的特定载荷。最后，该弯曲使推压端部( 将足够的力作用在掣子(17)上，使得掣子(17)跳到齿轮(16)的下一个位置，由此限制了由扳手(1)所提供的转矩。图3和4示出本发明的扳手的第二实施例，其中由扳手所提供的最大转矩是可变的。在这种情况下，扳手(1)还包括用于改变细长金属部件(3)的弯曲长度并因此用于改变由扳手(1)所提供的最大转矩的装置。在这种情况下，所述装置采取在可变点(P)处压紧细长金属部件(3)的滑动部件(11)的形式，而该滑动部件(11)能从扳手(1)的外部操作。优选地，滑动部件(11)从扳手(1)的外部通过螺栓(1 操作。所述螺栓(12)与活动盖(1 接合，该活动盖(1 能使所述螺栓(1 移动。为此，活动盖(1 优选地具有螺栓(1 在其中移动的螺旋形槽(14)，因此活动盖(1 的转动使螺栓(1 在轴向上移动。图5示出图3和4的扳手(1)的两个纵向剖视图。为了清楚起见，未示出所有部件。 两个剖视图示出如何能选择所需的转矩视活动盖(1 转动的角度而定，滑动部件(11)滑动一定距离，改变弯曲长度(L)，因此，改变所施加的转矩。在顶部图中，滑动部件(11)更多地位于左侧，因此，点⑵位于左侧最远可能极限处。因此细长金属部件(3)的弯曲长度 (L)很大，因而由扳手(1)所提供的最大转矩较低。在底部图中，滑动部件(11)以及因此点 ⑵向右移动了一定距离。因此弯曲长度(L)比顶部图中的弯曲长度(L)小，且由扳手⑴ 所提供的最大转矩更大。在图3和图4所示的扳手中，螺旋形槽(14)具有固定的螺距。换句话说，在转动角和所施加的转矩之间的关系是非线性的(角度的相等增量并不对应于转矩的相等增量)。 在图7中可看到设有带固定螺距的螺旋形槽(14)的活动盖(13)。可选地，图6示出本发明的扳手(1)的另一个实施例，其中由扳手所提供的最大转矩可变，如图3和4中那样，但其中螺旋形槽(14)具有可变螺距。在这种情况下，转动角和所施加的转矩之间的关系可以是线性的(相等的转动角对应于相等的转矩变量)或如用户所要求的。换句话说，可变螺距的措施使得可以在活动盖(13)的转动角和扳手(1)所提供的最大转矩之间形成线性关系。这使扳手(1)的最大转矩的调节对用户而言更大程度上成为直观的过程。可以在图8中看到设有带可变螺距的螺旋形槽(14)的活动盖(13)。图9示出本发明的可选实施例。在这种情况下，细长金属部件C3)实际上是一组若干为杆形式的细长金属部件，在该实施例中杆总数为5。扳手(1)包括控制部件(18)，该控制部件(18)允许选择能弯曲的杆的数量，并因此允许调节由扳手(1)所提供的最大转矩。换句话说，本实施例使得能够调整由一组若干细长金属部件形成的细长金属部件(3) 的动量。为此，该控制部件(18)可转动并包括一系列孔(19)，该孔(19)设计成允许某些杆穿过使得所述杆不能弯曲。图10-13示出控制部件(18)可以采取的用以使得可弯曲杆数量可改变并因此使得可调节该组杆的动量(以及因此扳手的最大转矩)的不同位置。在图10中，控制部件(18)位于其中仅一个孔(19)与杆对准的位置。结果，中心杆不弯曲而其它4个杆(中心杆的每侧上两个)弯曲。控制部件(18)在可弯曲的4个杆上起制动器的作用。在图11中控制部件(18)已转动到其中有两个孔(19)与杆对准的位置，结果是3 个杆弯曲和2个杆不弯曲。在图12中控制部件(18)已转动到其中有3个孔(19)与杆对准的位置，结果是2个杆弯曲和3个杆不弯曲(图9中所示的布置)。最后，在图13中，控制部件(18)已转动到其中有4个孔(19)与杆对准的位置，结果是一个杆弯曲而其他4个杆不弯曲。图14和15示出本发明的另一个实施例，其中上述两种概念(惯性动量的变化和弯曲长度的变化)相结合。扳手(1)包括若干为杆形式的细长金属部件C3)和用于选择能弯曲的细长金属部件C3)的数量和上述金属部件C3)的弯曲长度二者的装置。尤其是，包括控制部件(18)和滑动部件(11)，例如前述附图中所说明的那些。在图14中，扳手以这样的方式调节，使得只有一个杆可以弯曲且具有大的弯曲长度(L)，而在图15中，控制部件(18) 和滑动部件(11)以这样的方式调节，使得可以弯曲三个杆且具有较小的弯曲长度(L)。图16和17分别示出本发明的扳手(1)的另一个实施例的透视图和横断面透视图。在这种情况下，细长金属部件( 形成通过活接接头连接到转矩施加头部(6)上的部件组00)的一部分。图18和19分别示出扳手(1)处于其起始位置和处于其最大转矩位置的立剖图。该实施例工作如下用户开始使用处于图1所示位置的扳手(1)，其中部件组00) 与转矩施加头部(6)对准。随着用户施加不断增加的力，亦即随着扳手(1)施加不断增加的力，部件组OO)开始相对于转矩施加头部(6)转动并且细长金属部件(3)开始弯曲。然后细长金属部件C3)达到其最大弯曲点，部件组OO)不再能继续相对于转矩施加头部(6) 转动(图19所示的情况)。此时扳手(1)指示其已达到其最大转矩。因此，在该实施例中，其中已达到最大转矩的位置通过部件组OO)相对于转矩施加头部(6)转动到最大转动角来表示，而不是如上述实施例中那样通过转矩施加头部发出的“咔嗒声”或其它表示来指示。此外，施加转矩的点(该点近似地位于活接接头中， 换句话说，正好位于推杆件(7)作用的位置)位于距待在其上施加转矩的外部部件(螺钉、 螺母等)的转动轴线更远处。由于这个原因，在提供某些转矩时细长金属部件(3)在该实施例中不应像在上述实施例中那样弯曲一样多。在该实施例中，转矩施加在活接接头的区域上，而不是如上述附图中所示的实施例中的情况那样施加在转矩施加头部(6)的掣子(17)和齿轮(16)上。这使得扳手 (1)的构造更容易，因为与活接接头有关的部件的形状设计成这样使得这些部件能用硬质材料(该硬质材料进而能承受高转矩)较方便且以经济有效的方式制造；扳手(1)的其余部分能用具有标准硬度的材料制造。在图16-19所示的实施例中，活接接头(21)由一组滚珠Q2)形成，但是本发明不受限于此，并且可设想许多可选的或另外的实施例。
权利要求
1.用于向外部部件提供最大转矩的扳手(1)，其特征在于，该扳手包括至少一个设有固定端部(4)和推压端部(5)的细长金属部件(3)，该扳手还包括转矩施加头部(6)，所述推压端部(5)作用于所述转矩施加头部上，其中当用扳手施加转矩时所述细长金属部件 (3)能弯曲，并且其中所述细长金属部件C3)达到一最大弯曲点，该最大弯曲点决定由扳手 (1)所提供的最大转矩。
2.按照权利要求1所述的扳手(1)，其特征在于，所述细长金属部件(3)的活动端部 (5)推压推杆件(7)，该推杆件(7)接着作用于所述转矩施加头部(6)上。
3.按照权利要求1所述的扳手(1)，其特征在于，所述推压端部(5)推压掣子(17)，当该掣子(17)提供阻力时所述细长金属部件C3)能弯曲，造成提供不断增加的转矩量直至所述细长金属部件C3)达到特定的弯曲点，该特定的弯曲点使所述推压端部( 在所述掣子 (17)上施加足够的力，使得所述掣子(17)跳到下一个位置，因此导致对由所述扳手(1)提供的转矩的限制。
4.按照权利要求1所述的扳手(1)，其特征在于，该扳手包括固定盖O)，所述细长金属部件C3)位于该固定盖O)的内部，且掣子(17)连接在该固定盖O)的一端上。
5.按照权利要求1所述的扳手(1)，其特征在于，该扳手包括用于选择所述细长金属部件(3)的弯曲长度以及因此用于改变由该扳手(1)所提供的最大转矩的装置。
6.按照权利要求5所述的扳手(1)，其特征在于，用于选择所述细长金属部件(3)的弯曲长度的装置包括在可变点(1 处压紧所述细长金属部件C3)的滑动部件(11)，该滑动部件(11)能够被在该扳手(1)的外部操作。
7.按照权利要求6所述的扳手(1)，其特征在于，所述滑动部件(11)能够被通过螺栓 (12)在该扳手(1)的外部操作。
8.按照权利要求7所述的扳手(1)，其特征在于，该扳手还包括与所述螺栓(12)接合并使所述螺栓(1 移动的活动盖(13)。
9.按照权利要求8所述的扳手(1)，其特征在于，所述活动盖(13)具有螺旋形槽(14)， 所述螺栓(1 在该螺旋形槽中移动，结果是所述活动盖(1 的转动使所述螺栓(1 沿轴向移动。
10.按照权利要求9所述的扳手(1)，其特征在于，所述螺旋形槽(14)具有固定螺距。
11.按照权利要求9所述的扳手(1)，其特征在于，所述螺旋形槽(14)具有可变螺距。
12.按照权利要求1所述的扳手(1)，其特征在于，该扳手包括一个细长金属部件(3)。
13.按照权利要求1所述的扳手(1)，其特征在于，该扳手包括不同的细长金属部件(3) 和用于选择能弯曲的细长金属部件C3)的数量以及因此用于改变由该扳手(1)所提供的最大转矩的装置。
14.按照权利要求1所述的扳手(1)，其特征在于，所述细长金属部件(3)形成与所述转矩施加头部(6)形成活接接头的部件组00)的一部分，结果是当由所述扳手所提供的转矩增加时，所述部件组00)相对于所述转矩施加头部(6)转动，因而使所述细长金属部件 (3)弯曲，直至所述细长金属部件C3)达到特定最大弯曲点，在该特定最大弯曲点处所述扳手(1)提供其最大转矩。
全文摘要
用于向外部部件提供最大转矩的扳手(1)，其特征在于，该扳手包括至少一个装配有固定端部(4)和推压端部(5)的细长金属部件(3)，该扳手还包括所述推压端部(5)作用于其上的转矩施加头部(6)，其中当用该扳手施加转矩时所述细长金属部件(3)能弯曲，并且所述细长金属部件(3)达到最大弯曲度，该最大弯曲度决定由该扳手(1)提供的最大转矩。因为调节转矩所需的力最小且与扳手待设定的转矩值无关，根据本发明的扳手(1)比常规弹簧基扳手更便于使用。它还能输送更高的转矩。
文档编号B25B23/142GK102216035SQ200980145323
公开日2011年10月12日 申请日期2009年11月12日 优先权日2008年11月14日
发明者阿尔德科亚 E·阿尼图亚 申请人:生物技术研究所I+D有限公司