专利名称：棘轮扳手的制作方法
背景本发明涉及棘轮扳手如套筒扳手，具体涉及到具有能制止疏忽性操作的改进的工具松释机构的棘轮扳手，以及具有用于保持棘轮与棘爪啮合的改进了的装置的棘轮扳手。
美国专利32 08318公开了一种有效的用于松释管套之类工具的工具松释机构。在所公开的这一系统中，有一控制杆可在扳手的驱动扭柱中沿轴向滑动，此控制杆限定出可让一球体于其上运行的斜坡面。设置了弹簧使控制杆向外偏动到静止位置，其中上述球体可靠地配合到工具例如管套中的收容凹座中。当需要将管套从驱动扭柱上松释下时，可压下控制杆来反抗弹簧的偏动力，由此允许球体沿斜坡面运动到得以除下管套的位置。
上述专利的工具松释机构已证明是可靠的和实用的。但在某些情况下用户有可能在使用这种扳手时疏忽性地压下控制杆而会疏忽性地松释了管套。例如这会发生于扳手的头部放在使用者的掌中时，这时用户的手掌会与控制杆的上端接触，有可能疏忽大意在使用扳手之际不经意地压下了控制杆而松释管套。以下所述某些实施例的目的便在于克服先有技术中的这种潜存缺点。
Poberts的美国专利4420995公开了用于例如管套之类工具的工具松释机构。在此所公开的棘轮机构中，棘轮在其与驱动扭柱相对的一侧上设有环形的隆起的凸台，凸台配合到扳手头部的凹座中。此凸台反抗促使棘轮相对于其转动轴线偏心的力。
概述本发明由后续的权利要求书限定，本部分中的任何内容都不得视作为对该权利要求书的限制。作为引论，下述的一些实施形式包括由安装在棘轮扳手头部中一致动器控制的快速松释机构。致动器在一大体横向于棘轮转动轴线的平面内移动以操作快速松释机构。
在下述的最佳实施例中，此致动器构造成能避免其于平面中运动时在扳手的棘轮机构的棘爪与扳手头部之间运动。这样就加长了棘爪与棘轮扳手之间界面可资利用的空间而毋需增加棘轮扳手头部的厚度。当有需要时，可用定心件使棘轮定心，此定心件至少是部分地围绕轴线延伸，并从扳手头部延伸入棘轮的与驱动扭柱相反一侧上形成的环形凹座中。
附图简述
图1是体现了本发明目前最佳实施形式的棘轮扳手的透视图。
图2是沿图1中2-2线截取的横剖图。
图3是沿图2中3-3线截取的横剖图。
图4是沿图2中4-4线截取的横剖图。
图5是取自图2的平面中的此扳手的横剖图，同时示明了快速松释处于另一位置的情形。
图6是体现了第二最佳实施形式的棘轮扳手的横剖图。
图7是沿图6中7-7线截取的横剖图。
目前属最佳的实施例的描述现在参考附图，图1是体现了本发明最佳实施形式的棘轮扳手的透视图。此棘轮扳手1包括支承驱动扭柱9转动的手柄7。棘轮机构(图1中未示明)控制驱动扭柱9相对于手柄7转动。驱动扭柱9所取的形状与尺寸可为一工具例如管套16的非圆孔接纳。从图2中可清楚看到，驱动扭柱9载有一可在通道11中滑动的控制杆2。控制杆2确定一头部3和一凸缘4，它们可以是同一部件的各相应表面。弹簧8压设在凸缘4和通道11上的肩部之间，于图2所示的取向中使控制杆2向上偏置。
控制杆2还确定出一支承球12的斜面5。当球12位于斜面5较沿凹的部分内时，球12可以整个地在驱动扭柱9内运动，允许管套16相对于驱动扭柱9插入和取出。参看图2。相反，当控制杆2偏移向图5中所示的位置时，球12落定于斜面5较少沉凹的部分中，而球12从扭柱9部分地凸进到管套16的凹座17中。这样，球12便可靠地将管套16保持于驱动扭柱9之上。控制杆2可以视作为工具松释致动器的例子，球12可以视作为工具保持件的例子。控制杆2与斜面5能使球12对各个具体的管套16作有选择地对准。
回到图1，扳手1还包括换向杆18，能用来控制扳手1的棘轮机构。此换向杆18保括柄19。
图2、3与4示明了棘轮扳手1在各平面中的横剖图。如这些图中所示，棘轮扳手1包括棘轮机构20，它与扳手1的头部22中凹座内安装的棘轮21配合而可围绕轴线A转动。如图2与3所示，棘轮21包括一个在其一侧与驱动扭柱9相对的面23，这个面23确定出一环形凹座24。
从图4可以清楚看到，棘轮机构20包括一棘爪25，它可通过图1中的换向杆18进入以下三个功能位置中的任一个向前、空档、反向。由弹簧27支承的制动球26可将棘爪25弹性地保持于以上三个位置的任一之中。在空档位置，棘爪25保持不与棘轮21接触，防止棘轮传动作用，并在需要时允许棘轮21和驱动扭柱9相对于手柄7作空转运动。在向前和反向位置，棘爪25只允许棘轮21在向前和反向分别作单向转动。
如图2与4清楚地表明，扳手1的头部22确定的定心件30包括的第一和第二部分31、32朝棘轮21延伸并收纳于凹槽24中。定心件30的第一与第二部分31、32由附加部件33、34相互连接(可从图4中最清楚地看到)，使得定心件30绕轴线A连续延伸。此定心件30能与棘轮21接合，而让棘轮21可反抗使其相对于轴线A趋向偏心的转矩和其他施加的负载定心。一般，这种定心件所取的形状应能使棘轮21反抗会干扰棘轮与棘爪有效啮合的偏离棘爪的运动而定心。此外，当有需要时，可使定心件30所具形状能让棘轮21沿其他方向定心，例如朝向棘爪运动和/或相对于在轴线A和棘爪之间延伸的线沿垂向运动。
如图4所示，在上述实施形式中，定心件30的附加部分33、34具有较薄的厚度以便适应下述的斜面运动。本实施形式中的附加部分34具有基本恒定的径向厚度，正是这一处于最恰位置的附加部分34制止了棘轮21作偏离棘爪的偏心运动。在其他的实施形式中则可完全消除此附加部分33、34中的一个或两个，而在定心件30的第一和第二部分间遗留空隙。或者可使定心件取马蹄形。不论在定心件30中是否有空隙或凹口，即使有，这种空隙或凹口个数以及定心件30这些部件的厚度都可以根据用途作很广的变化。
包括控制杆2与球12的快速松释机构由极清楚地示明于图3中的致动器40控制。致动器40包括可移动以与控制杆2的头部3配合的斜面42和在头部22的外部暴露的控制面43。致动器40另外由头部22中形成的槽44导引作横切轴线A的线性运动。或者，致动器40可由定心件30的第一和第二部分31、32导向。控制面43通过槽44延伸到头部22的外部。致动器40最好由机械方法阻止其进入头部3。这种作用可通过任何适当的机械联锁形式实现，但在此最佳实施例中采用的是柱塞41。另一种形式是采用夹具例如夹定用C形环件，它绕致动器40的颈部延伸，突通过头部22使致动器40反抗不需要的沿轴线A的方向的轴向运动而定位。致动器40或扳手1的头部可以设置有叠置凸缘。
下面将结合图2、3与5来说明此快速松释机构的操作。图2与3表明处于第一位置中的快速松释机构，其中的致动器40已从换向杆18上推开(参看图1)。在此位置上，斜面42的厚端支承于控制杆2的头部3上，由此迫使控制杆2依图3中取向朝下，压迫弹簧8而允许球12完全在驱动扭柱9中运动(图2)。此行程的另一极限位置示明于图5中，其中此斜面42的薄部与轴线A准直。在驱动器40的这一位置，弹簧48推抵住凸缘4使控制杆2于图5的构型中向上运动，将球12推到管套16的凹座17中。斜面42能取任意的合适形式，可以是弧形的、阶梯式的或直线式的。
致动器40可以布置成沿弧线而非沿直线运动，且运动的方向可按需要变动。可用一或多个弹簧(未图示)使致动器40偏动到图5中的位置。同时/或者，斜面44可以有凹口给头部3提供制动作用，以使致动器40能保持于多个所选位置的任一位置中。斜面44还可以取当致动器移向换向杆时将工具松释开的形状。
图2、3与5中的致动器40可以在图4中清晰地示明的定心件部分33、34之间运动。定心件部份33、34所具形状能让致动器40于所需范围内运动。在此实施例中，定心件部分33具有较薄的径向厚度，由此在定心件30中形成了凹口或17凹座。
应知并非所有的实施形式都要求采用定心件30，当有需要时，棘轮21可以完全借助与驱动扭柱9邻接的表面而定心。但对于许多实施形式而言，在棘轮21的与驱动扭柱9相反的一侧上采用或增设定心件30是最佳的选择。
如图3所示，本实施形式的致动器40限制在棘轮21和头部22之间的区域中，且致动器40构造成决不与一直线相交，此直线平行轴线A取向并通过棘轮21与头部22之间的界面。这一致动器40决不设置于棘爪25和头部22之间。上述布置的优点是棘爪25可以延伸到棘轮21的整个高度，从而能避免不必要地减薄棘爪与棘轮间界面的厚度。使用中，施加到驱动扭柱9上的转矩直接作用到棘爪25上，因而重要的是，棘爪25所取尺寸应能支承合适的转矩负荷。这一设计目标可以迅速地实现而不需加大所示实施形式中头部22的厚度。
本实施形式的致动器40的优点是易于由使用者操作来松释管套，减少或消除了疏忽性的操作。例如在使用中当扳手的头部置于使用者的手掌中时，手掌在致动器40上的轴向压力为会造成控制杆2的疏忽运动。
图6与7这两个图示明的是本发明的第二最佳实施形式，它在许多方面类似于上述的第一实施形式。相当的部件附以相同的标号，而改进了的相关部件则附以在右上角加“，”的相同标号。
在此第二实施形式中，致动器40’由头部22’导向而绕致动器轴线B转动，可从图7中看清。致动器40′由柱塞41′保持于图6所示位置，致动器40′的内部构成一环形斜面42′，它用作抵贴住控制杆2的头部3′的凸轮面。图7清晰地示明了环形斜面42′与头部3′间的布置。如图7所示，致动器40保持成与定心件30′脱离接触。
棘轮21′借助定心件30′反抗促使其相对于轴线A偏心运动的力而定心，定心件30′在此实施形式中被形成为设置在头部22′的区域凹座中的连续环形件。在此实施例中，定心件30′环绕致动器40′连续地延伸。
本发明并不局限于上述的特定工具松释机构和棘轮机构，而是可以采用任何合适的工具松释机构和棘轮机构。例如，可以采用离合器型的棘轮机构来取代图中所示的棘爪型棘轮机构。此外，所述扳手可以取任何形式，同时本发明也不限用于套筒。再有，本发明所用的工具松释机构可以用于任何合适的工具，包括接长杆、万向接头、钻头和各式各样的其他工具。所述驱动扭柱可取任何适当形状而不要求在所有实施形式中都取方形。可以采用其他的非圆形状与被驱动件中的凹腔配合来传递转矩，例如包括六角形。所述的快速松释机构可以形成为不具有上述这种控制杆形式，能够采用许多其他的机械形式。
在所有的实施形式中并不要求将棘爪由制动机构保持于空档位置。可以用其他方式或装置例如包括摩擦保持装置来保持这种空档位置。或者，可将棘爪的形状取定为能在此空档位置中成为稳定平衡。
所述“连接”一词是在广义下使用的，包括直接和间接的连接。这样，当前述第一与第二部件作直接的功能结合(例如通过直接接触)时，以及当此第一部件功能在结合上一中间部件而后者则直接地或经由一或多个其他中同部件与所述第二部件作功能结合时，都称此第一与第二部件为“连接”到一起。此外，当两个部件在有些时候是功能结合(直接或间接)而在其他时间非功能结合时，也称之为“连接”的。
所述“棘轮方向”一词是用在广义下的，包括至少是上述的前向或反向的啮合功能以及不啮合和或空档的啮合功能。这样，对于例如空档的棘轮方向之类的棘轮方向则不要求棘轮作用。
所用“位置”一词是用在广义下的，包括一列位置。
所用“工具松释机构”一词是用在广义下的，包括能有选择地减小工具保持力即使是不能完全消除这种保持力的一类机构。
前述“机械联锁”一词也是用在广义下的，包括那种限制部件中之一在至少沿一个方向上运动的那种机械结合。
上面所详细描述的内容只不过是本发明可取的许多形式中的很少几个，且应把它们视作为解释性的而不是限制。本发明的范围只受下述权利要求书包括其所有等效形式的限制。
权利要求
1．棘轮扳手，它包括一具有头部的手柄；一可旋转地安装于此头部上且确定出一纵轴线的驱动扭柱；一与此驱动扭柱连接的棘轮机构；一设于驱动扭柱中的快速松释机构；以及一致动器，它安装于手柄之中以在基本上横切上述轴线的平面中运动，且与前述快速松释机构连接以允许使用者对其控制。
2．权利要求1所述的发明，其中所述快速松释机构包括可沿轴线于上述驱动扭柱中滑动的销，而上述致动器包括一与所述销连接的斜面，使致动器在头部中的运动能导致此销在驱动扭柱中运动；以及一控制面，它在上述头部的外部暴露，用来与用户的手接触。
3．棘轮扳手，它包括一具有头部的手柄；一可旋转地安装于此头部上的载荷支承件；一连接成随此载荷支承件转动的驱动扭柱；一与此载荷支承件连接的棘轮机构；所述载荷支承件包括在其与驱动扭柱相反一侧上的第一面，此第一面包括绕所述轴线延伸的凹座；所述头部具有纳置于上述凹座之中且定位成能制止该载荷支承件在离开所述轴线的至少一个方向上运动的定心件。
4．权利要求3所述的发明，其中还包括设在所述驱动扭柱中的快速松释机构，此机构具有一可在该驱动扭柱中沿所述轴线滑动的销；一安装在所述手柄上于一基本上横切上述轴线的平面中运动的致动器，致动器与上述销连接成使得致动器在所述头部中的运动能使该销在驱动扭柱中运动。
5．权利要求1或4所述的发明，其中所述头部包括有导引所述致动器滑动的导向件。
6．权利要求1所述的发明，其中所述头部包括一定心件，它朝连接成随驱动扭柱转动的载荷支承件延伸，而此载荷支承件则包括在前述第一面中的凹座，此凹座所取形状能纳置下所述定心件使其可在脱离所述轴线的至少一个方向上制止此棘轮的运动。
7．权利要求4或6所述的发明，其中所述定心件绕前述轴线延伸超过180°。
8．权利要求4或6所述的发明，其中所述定心件确定出致动器的置纳区，而此致动器可移入此移动器置纳区。
9．权利要求4或6所述的发明，其中所述定心件包括第一与第二部分，各部分延伸到此致动器的分离的相应侧。
10．权利要求3或4所述的发明，其中所述载荷支承件包括一棘轮，而所述棘轮机构包括与此棘轮配合的棘爪，且此致动器构造成决不与一直载相交，该直线平行前述轴线取向并通过上述棘爪与棘轮之间的界面。
11．权利要求2或4所述的发明，其中所述致动器安装于前述头部中，而所述控制面则于所述头部的外部暴露。
12．权利要求1所述的发明，其中所述致动器安装在前述头部中。
13．权利要求4所述的发明，其中所述斜面至少是部分地围绕驱动器的轴线延伸，而所述斜面在前述头部中被导向以围绕致动器轴线转动。
14．权利要求3或4所述的发明，其中所述定心件包括一隆起的环件。
15．权利要求4所述的发明，其中所述斜面至少是部分围绕此致动器轴线延伸，此斜面在前述头部中被导向以围绕致动器轴线转动，而所述定心件包括围绕此致动器延伸的隆起的环件。
16．权利要求8所述的发明，其中所述定心件围绕所述轴线连续地延伸。
17．权利要求3或7所述的发明，其中所述定心件在上述扳手的至少某些作业中是承受载荷的。
18．权利要求4所述的发明，其中所述致动器包括一斜面。
19．权利要求18所述的发明，其中所述的致动器还包括在上述手柄外部暴露的用来与使用者的手接触的控制面。
20．在包括手柄、可旋转地安装于此手柄中的驱动扭柱和与此驱动扭柱连接的棘轮机构的这种棘轮扳手之中，改进之处包括一工具松释机构，它具有一设在驱动扭柱中的工具保持件和一与工具保持件连接的工具松释致动器；所述驱动扭柱与一载荷支承件连接，此载荷支承件包括一在其与驱动扭柱相对的一侧上的面，以及形成在此面上的一第一凹座；所述扳手包括所取形状能接纳载荷支承件以绕轴线旋转的一第二凹座和伸入到第一凹座中的一定心件；而所述定心件是承受载荷的，以减少此第一面相对于所述轴线在至少一个方向上的偏心位移。
21．棘轮扳手，它包括一具有头部的手柄；一驱动扭柱，它由随它一齐转动的载荷支承件可旋转地安装于所述头部中；一设于此驱动扭柱中的工具松释机构；所述载荷支承件包括一在其与驱动扭柱相对的一侧上的面以及一形成在此面上的第一凹座；所述手柄包括一定心件和所具形状可纳置此载荷支承件以绕一轴线转动的第二凹座，此定心件伸入上述第一凹座；所述定心件是承受载荷的，以减少此第一面相对于前述轴线在至少一个方向上的偏心位移。
22．权利要求20或21所述的发明，其中所述定心件围绕上述轴线延伸超过180°。
23．权利要求3或6或20所述的发明，其中所述载荷支承件包括一棘轮，而所述棘轮结构包括一与此棘轮连接的棘爪。
全文摘要
包括有手柄(7)、驱动扭柱(9)和棘轮机构(20)的棘轮扳手还包括一工具松释机构。此工具松释机构包括沿驱动扭柱(9)中心线滑动的控制杆(2)以及可在横切此驱动扭柱轴线的平面中滑动的斜面(42)。所示的致动器(40)限制于棘轮的区域中而不会在棘轮机构的棘爪(25)与扳手的头部之间运动。定心件(30)从扳手头部延伸入棘轮的与驱动扭柱(9)相对的面上一环形凹座(24)内。此致动器(40)在定心件(30)两相对的部分间运动。
文档编号B25B13/00GK1296435SQ99804939
公开日2001年5月23日 申请日期1999年4月1日 优先权日1998年4月9日
发明者P·M·罗伯茨, J·B·戴维森 申请人:乔达企业有限公司