開口棘輪扳手的制作方法

扳手可以劃分成兩個類別：閉口扳手(也被稱作環型扳手)和開口扳手。閉口扳手是必須軸向地施加到螺母、螺栓頭部或其它力矩接收表面的那些扳手，而開口扳手是可以軸向或者徑向地施加到力矩接收表面的那些扳手。

閉口扳手通常具有四到八個接觸面，且通常設計成同時接觸所有力矩接收表面。此類扳手的代表為普通的箱型扳手或套筒型扳手。此類別的扳手總體上包括堅固地附連到細長臂的扭轉頭部。通過閉口扳手扭轉螺母(尤其在有限的區域中)總體上需要將扳手頭部連續放置到螺母以及從螺母連續移除扳手頭部以完成扭轉操作。

閉口扳手的另一型式是棘輪類型，由此頭部包括螺母接合槽或具有棘輪機構的套筒式齒輪，該棘輪機構允許無限地將螺母連續扭轉360°，而不需要將螺母從力矩接收表面松開。然而，鑒于扭轉頭部的幾何形狀，采用固體形式和棘輪形式的閉口扳手無法用于扭轉軸向放置在液壓管線或相似管線上的螺母或緊固件。

開口扳手通常接合螺母的兩側、執行與閉口扳手相同的功能，且鑒于頭部的幾何形狀允許與軸向放置在液壓管線或相似管線上的螺母或緊固件接合。然而，扭轉此類螺母或緊固件(尤其在有限的環境中)需要將扳手頭部連續放置到螺母以及從螺母連續移除扳手頭部以完成扭轉操作，這可能是費力且耗時的。將促進此類操作的理想工具將是棘輪扳手，該棘輪扳手可以牢固地接合在軸向放置的螺母或緊固件上且以與普通棘輪環扳手相同的方式在整個扭轉操作中保持接合。此類扳手將必須滿足各種標準，例如工具完整性、可靠性、尺寸、簡單性以及經濟性，以具有商業可行性。本文中所教示的設備是這樣一種工具，其設計成用于通過確保在整個扳擰 和棘輪操作過程中對螺母的有效牢固封裝，使用易于由使用者接合、使用和移除的相對較小工具以有效且方便的方式對難以到達的螺母緊固件進行棘輪操作，該相對較小工具具有小棘輪擺角，且在有限的空間中(例如在車罩下或在浴室的衛生器具之中)易于導航。該工具已經通過具有制造和組裝簡單的最小移動零件而聚焦于經濟性和可靠性進行設計，這使得從愛好者到DIY人員以及專業人員中的任何人都能買得起該工具。

現有技術

現有技術中的許多技術教示了設計用于扭轉在液壓管線或相似管線上軸向放置的螺母的棘輪扳手。然而，似乎沒有棘輪扳手滿足如上文所描述的此類扳手所需的所有基本品質。

第2,712,256號和第5,501,124號美國專利呈現了解決方案，由此將兩對棘爪用于提供雙向扭轉，從而導致過大的頭部尺寸和過度增加生產成本的移動零件的使用以及使工具在使用時容易出現功能障礙。此外，除必須使頭部旋轉90°以將齒輪和頭部開口對準在一起之外，該工具不具有用于松開扳手的任何機構。

第2,851,914號美國專利具有所有上述缺點。此外，因為工具的齒輪僅接合螺母緊固件的四個面，當工具在開放構造中時，這可能導致螺母滑出位置，因此干擾扭轉操作且可能損害工具和組合件。

第7,895,920號美國專利的工具扳手具有太多組件且因此可能制造成本昂貴且在使用時容易遭受過早磨損。扳手從緊固件的松開在有限的空間中可能是有問題的，因為棘輪輪子將必須轉動30°以使棘輪插入物與用于打開的擺動軸環的開放位置對準。

第5,960,679號美國專利依賴于復雜的機構，該機構的制造成本昂貴且在使用時容易過早磨損。該機構還通過反復的接合和松開起作用，因此將工具和螺母暴露在可能的磨損或損害下。在棘輪操作期間，工具的60°的棘輪擺角可能使工具在有限的空間中無法使用。

技術實現要素：

本文中所教示的發明是單向開口小擺角(該擺角是許多標準棘輪扳手的擺角的一半)棘輪扳手，其實際尺寸設計成輔助組裝、移除和緊固/松開附連到液壓管線或相似管線的軸向放置的緊固件或螺母。設計概念是基于具有最小移動零件的簡單標準以確保可靠性、耐久性和經濟性。

本發明包括具有確定面寬度的堅固材料的外周有凹口的齒輪，該齒輪具有設計成圍繞單一標準尺寸螺母的同心六邊形槽。該槽由形成齒輪的軸承旋轉肩部的、具有確定厚度和寬度的兩個整體環在外周限制在輪子的兩側上。六邊形槽具有穿過其轉角之一的朝向輪子的周界的軸向開口，該開口的寬度小于螺母/緊固件的“對邊”寬度、但超出螺母/緊固件的孔直徑或系桿(tie)直徑。

齒輪部署成在外周圍繞其在開口扳手組合件的頭部內部的旋轉肩部旋轉，該組合件由具有橢圓形頭部的兩個堅固的平面鏡像兩尖器狀外殼制成，橢圓形頭部具有同心圓形孔口，圓形孔口具有沿著手柄面對彼此的鉚接到堅固的填充物元件的軸向端開口，填充物元件的厚度最少大于齒輪的面寬度。部署在扳手組合件的頸部區段中的兩個棘爪交替地接合齒輪以提供不間斷的單向扭轉。部署在棘爪和齒輪之間的銷檢查在棘爪和齒輪對準時棘爪在齒輪開口內部的陷入，因此防止齒輪旋轉的阻塞。扳手的頭部寬度與齒輪的齒根直徑具有相同的尺寸，因此允許齒輪的齒在側面突起以用于齒輪開口與扳手開口的直接且簡單的手動對準，以用于工具的接合和移除。所述頭部的軸向開口的寬度與齒輪開口的寬度相同，以允許工具與液壓管線或相似管線的接合或從所述管線的移除。

為了扭轉軸向放置在液壓管線或相似管線上的六邊形螺母緊固件，首先通過經由在側面處的突出齒輪齒手動地旋轉齒輪來使齒輪開口與扳手頭部的開口對準。隨后推動扳手頭部使其跨越管線且隨后斜向一側以接合螺母。隨后可以執行單向棘輪操作。

在完成任務之后，通過略微側向遠離螺母且沿著軟管或管線移動頭部來松開扳手。通過從側面處的突出齒輪齒手動地旋轉齒輪來使齒輪開口與扳手頭部的開口對準，因此允許從管線移除工具。在相反方向上的扭轉可 以通過在將頭部插入到管線上之前將扳手翻轉到其相反面來簡單地執行。

附圖說明

通過以下附圖及其描述，對本發明的更加清楚的理解將變得顯而易見，其中：

圖1是描繪順時針棘輪操作的構造的本發明優選實施例的平面圖。

圖2是圖1的實施例的等軸視圖。

圖3是具有拆卸形式的圖1的實施例的所有組件的平面圖。

圖4是圖1的實施例的分解視圖。

圖5是圖1的實施例的平面圖，其中頂部外殼被移除以暴露其組裝的棘輪機構。

圖6a到e是通過本發明的工具對軸向放置的螺母進行典型扭轉操作的連續步驟的等軸呈現。

圖7是具有較短頭部的本發明的第二實施例的平面圖。

圖8是圖7的實施例的等軸視圖，其中頂部外殼被移除以暴露其組裝的棘輪機構。

圖9是第二實施例的兩個鏡像外殼組件之一的內部面的等軸視圖。

圖10是優選實施例的具有棘爪、樞軸銷和外殼的棘爪組合件的截面圖(圖1中的截面AA)，以及本發明的第二實施例中的經修改棘爪構造的截面圖(圖7中的截面BB)。

圖11是本發明的第三實施例的平面圖，其中頂部外殼被移除以展現組裝的棘輪機構。

具體實施方式

為方便和清楚起見，且除非另外規定，否則本發明在其所有構造和變型中一般都將被稱作“工具”，同時在不同的附圖中的相似元件或組件將具有相同的參考標號。

如圖3、4和5中示出，將優選實施例的棘輪機構組裝到底部外殼101 上，該底部外殼含有在外殼的內部面上作為組件的槽的盲孔106、107、108和109，以及分別在手柄區段103和頭部區段102中用于鉚釘插入的通孔104和105。棘輪機構由齒輪110和兩個棘爪115和119以及其輔助組件組成。齒輪110以與圖4中所見相同的布局裝配到底部外殼的頭部區域102中，使得齒輪的旋轉肩部114(圖4)垂直地滑動到外殼的圓形孔口中。齒輪的齒112的方向性由棘爪115和119的構造匹配。兩個樞軸銷125豎直地滑動到盲孔106和107中，且這同樣也適用于滑動到盲孔108和109中的兩個棘爪固持器126。棘爪115通過使開槽樞軸銷125滑動通過其樞轉開口118而放置在外殼101上，其中棘爪的頂端116指向工具的頂端，且定位成使得其形狀與外殼101的與樞軸銷槽106相鄰的彎曲拐角形成弧線。棘爪119通過使樞軸銷125滑動通過棘爪的樞轉開口122附連到外殼101，樞軸銷插入到盲孔107中。棘爪119的方向性使得其頂端120指向齒輪110且與棘爪115對準。圖5示出了所得的棘爪115和119相對于齒輪110的布局。

齒輪110含有具有確定的標準螺母尺寸的六邊形槽111，該槽具有穿過一個拐角的軸向切口，該軸向切口形成寬度小于六邊形槽的“對邊”的寬度、但超出螺母或緊固件的孔直徑或系桿(tie)直徑的開口，因此將五個拐角維持到槽。輪子110的兩側都具有確定厚度和寬度的中央為其軸線的圓形肩狀突起114，該肩狀突起包圍中央六邊形槽以用于將齒輪的外周旋轉約束在扳手頭部區段的外殼(101和101a)中的圓形孔口內。

齒輪110的旋轉肩部114的外直徑最少小于外殼101和101a的圓形孔口的直徑，以允許輪子在其中自由旋轉，且外殼頭部中的軸向開口具有與齒輪中的軸向開口相同的寬度。所述肩部114還有助于齒輪110的完整性且通過與外殼共享操作應力來補充其強度。

棘爪115和119分別通過拉伸彈簧123和壓縮彈簧124朝向與齒輪110的接合偏置，拉伸彈簧和壓縮彈簧分別通過錨環129和支撐結塊130錨定到填充物(filler)127。填充物127放置到外殼101上，使得其三個通孔128與沿著手柄區段103的外殼101的三個孔104對準，且使得其彈簧環129 與棘爪115對準且其彈簧結塊130與棘爪119對準，如圖5中示出。彈簧隨后被附連，使得拉伸彈簧123連接棘爪115的環117與填充物127的環129，而壓縮彈簧124在棘爪119的結塊121與填充物127的結塊130之間被壓縮。所得的構造在圖5中示出。替代地，可以組裝圖5的鏡像，從而確保外殼(101和101a)、齒輪(110)、棘爪(115和119)、彈簧(123和124)以及填充物(127)的正確構造，所述填充物一旦被封閉在外殼101和101a內，就能產生相同的實施例。

棘輪機構和填充物被夾在頂部外殼101a和底部外殼101之間，其中外殼的通孔側對準。將與填充物127相同厚度的兩個加強件/間隔件131放置在外殼的端部之間，與底部外殼101的頭部區域102上的通孔105以及頂部外殼101a的頭部區域102a上的通孔105a對準。頂部外殼101a的面上的盲孔使相關棘爪樞軸125和從組裝的棘輪機構突伸的保持器銷126匹配。工具隨后經由10個鉚釘進行固定：六個主體鉚釘137，每個外殼面上三個，其沿著手柄區段103和103a經由通孔104和104a，且全都在填充物127的通孔128內的一半處匯合；以及四個小鉚釘138，其經過外殼的通孔105和105a且安置于頭部區段102和102a中的加強件131內。

棘爪115和119具有與齒輪110的“面寬度”(輪厚度)相同的厚度，而填充物127和加強件131(兩者具有相同的厚度)最少較大以允許在棘輪操作期間使齒輪和棘爪在外殼101和101a之間自由移動，圖10(截面AA)。

工具的基本操作步驟在圖6a到6e中描述。在普通的螺母緊固/松開情境中，在開放構造中的扳手頭部經推動跨越管線且隨后斜向一側以接合螺母(圖6a)，該開放構造通過使齒輪經由其在外周暴露的位于工具頭部側面的齒直接旋轉來實現。一旦齒輪110包圍螺母，單向棘輪操作就可以開始(圖6b)。

在完成棘輪操作之后，通過使得工具沿著螺母的旋轉軸線沿著管線側向移動而將工具從螺母松開(圖6c)。如果工具在閉合構造(圖6d)中，操作人員可以通過直接操縱位于工具頭部側面的暴露的齒(圖6d)來手動地將齒輪115旋轉成開放構造(圖6a)。隨后可以遠離管線移除工具(圖 6e)。

對于反向扭轉，在接合到管線之前將工具翻轉到相反面。

根據本發明的第二實施例，其設計成用于較小尺寸型式的工具且如圖7、8和9中所圖示：加強件/間隔件131和鉚釘138，以及鉚釘孔105和105a一起被省略，因此用具有較短頭部的外殼201和201a替代外殼101和101a，且用與經修改棘爪的構造相容的經修改盲孔206和207替代盲孔106和107。棘爪115和119由具有較大樞轉孔直徑的棘爪215和219替代，且樞軸銷125由充當樞軸銷、間隔件以及鉚釘錨定器的圓柱形套管225替代。鉚釘238通過外殼201和201a驅動到錨定器225中。棘爪組合件的截面在圖10(截面BB)中圖示出。

根據圖11中圖示的本發明的第三實施例：齒輪110由具有相似尺寸但不同齒構造的另一齒輪310取代，以允許引入拉伸棘爪319來取代壓縮棘爪119。這需要通過相容形狀的另一壓縮棘爪315來替換壓縮棘爪115，且用允許用拉伸彈簧123取代壓縮彈簧124的另一填充物/間隔件327來替換填充物/間隔件127。外殼101和101a由提供盲孔106、107、108和109的經修改構造的相似外殼301和301a替代。

盡管已經參考特定實施例描述了本發明，但應了解，在本發明的精神內可以進行各種適配和修改。