專利名稱：棘輪傳力的可調延長桿扳手的制作方法
技術領域：
本發明與延長桿扳手有關，具體包括一種新穎的改進的與棘輪傳動裝置共用的可調延長桿扳手。
目前使用的多數延長桿扳手，或者有一個單一的與一種尺寸的螺母或螺栓相配合的固定工作頭，或者有覆蓋一個尺寸范圍的，尺寸不同的多個可更換工作頭。延長桿扳手的一般可供應的工作頭，英制的約有23種，公制的約有18種，直徑范圍在5/16英寸至1英寸之間，共達41件。
本發明的主要目的是提出一種可調的單一延長桿扳手，它可以適合5/16英寸至1英寸范圍內的全部英制或公制尺寸的螺母和螺栓。
本發明的另一重要目的是提出一種可調延長桿扳手，它可適合一個很大范圍的螺母及螺栓尺寸，但它僅略大于所要適合的螺母及螺栓的最大頭部。
本發明的又一重要目的是提出一種可調延長桿扳手，它結構簡單而且操作方便。
此外，本發明另一重要目的是提出一種可調延長桿扳手，它有活動爪，當夾緊工件時可自動鎖定位置，從而不會在工件表面上滑動或摩損其表面。
本發明還有一重要目的，就是提出一種可調延長桿扳手，它有可自行調節的夾緊表面，從而和被夾持工件的表面保持平行關系。
為達到上述和其他目的，本發明的可調延長桿扳手有一根具有輸入端及輸出端的中心桿。一個套管形式的殼體可旋轉地安裝在桿的輸出端上，有三個等間距的爪夾在軸和殼體之間，由彈簧偏壓使之互相分開。爪和殼體上的凸輪面配合，當將殼體向一個方向旋轉時，使爪互相靠近，將殼體反向旋轉時，使爪在彈簧偏壓下互相遠離。各夾爪上分別安裝有夾緊墊，各自在爪上可獨立活動。夾緊墊可自動調節，從而無論工件的尺寸如何，都可使其夾持表面與被夾持的工件的表面對準。
在桿上的殼體的上方有一個棘輪機構，有一個位置方便的控制桿，控制桿將殼體相對于桿鎖緊或松開，使之可相對于軸在任一方向旋轉，以便將爪閉合或張開。
根據本發明的一個較為廣泛的方面，可調扳手裝在有輸入及輸出端的桿上。一個棘輪殼和爪組件殼安裝在桿上，棘輪殼較近輸入端。棘輪殼固定在桿上，隨桿旋轉。若干個爪鉸接地安裝在爪組合件殼中，該殼中的凸輪件使爪轉動，互相靠近，以夾緊工件。一個棘輪機構安裝在棘輪殼內，將爪組件殼鎖緊或松開，以及與爪殼接合。當將棘輪調在一個位置時，爪殼向一個方向相對于桿旋轉，使各爪閉合。將棘輪調在另一位置時，爪殼相對于桿向相反的方向旋轉，從而張開各爪。
本發明的上述的及其他的目的和特點，參照附圖閱讀以下的詳細敘述，便可更加了解和理解。
圖1為按本發明建造的可調延長桿扳手側視圖;
圖2為圖1所示扳手輸出端的放大局部剖視圖;
圖3為形成扳手輸出端一部分的棘輪組件的局部剖視圖;
圖4為組成圖2中組件一部分的爪和桿的放大詳圖;
圖5為圖4零件的側視圖;
圖6為圖1扳手輸出端沿剖視線6-6的剖視圖;
圖7為扳手輸出端上部表示出棘輪機構的局部剖視圖;
圖8及9分別為圖7沿剖視線8-8和9-9的剖視圖;
圖10及11分別為圖2沿剖視線10-10和11-11的剖視圖;
圖12-15為表示尺寸逐個擴大的扳手接合螺母的一個爪組件各個位置的簡圖;
圖16為爪的工作端內表面的放大詳圖;
圖17為圖16所示的爪的工作端細節的側視圖;
圖17A為圖6所示的爪沿剖視線17A-17A的剖面圖;
圖18表示安裝在爪上組成爪組件的夾緊墊的類似圖17的詳圖;
圖18a表示夾緊墊在爪上的另一位置的與圖18類似的視圖;
圖19為夾緊墊的后視圖;
圖20為圖19所示夾緊墊的前視圖;
圖21和22分別為沿圖20中剖視線21-22和22-22的夾緊墊的剖視圖;
圖23為爪組件的與圖18A相似的剖視圖，但沿組件剖開;
圖24為專用于標準組件系統的本發明第二實施例的輸出端側視圖;
圖25和26為可用于圖24實施例的兩個不同的延長桿的前視圖;
圖27為用于圖24實施例的接頭的前視圖;
圖28為可用來與圖26中延長桿或圖27中接頭一起向圖24實施例傳力的標準方頭棘輪扳手的側視圖;
圖29為可通過圖25中延長桿向圖24實施例傳力的另一種棘輪扳手的側視圖。
本發明的可調延長桿扳手組裝在有輸入端和輸出端32和34的桿30上。桿的輸入端32上有標準方形傳力頭36，用于連接一個傳力工具，諸如棘輪，套筒扳手或開口扳手等，以便使桿旋轉。桿30的輸出端34上有一個工作頭38，它有多個可調爪40，在圍繞桿的軸線的圓周上間隔地布置，它們可以相對于軸線向里向外運動，將很多種尺寸的待旋轉的螺母或螺栓擰緊或松開。在圖示的實施例中，設有三個爪40，互相隔開120°，用于接合六角螺母或螺栓頭。
工具的工作頭38包括有一個棘輪殼42，和一個爪組件殼體44，它們在桿30的輸出端上沿其軸線對正。棘輪殼42具有一個與桿30的外表面48有間距的圓柱形裙部46，和一個用鍵銷在桿上從而隨之旋轉的項圈50。桿和棘輪殼由桿上的棱脊52銷在一起，棱脊52與項圈50上的凹槽54對齊(見圖6)。一個安裝在桿30上緊靠項圈上方的淺槽中的保持環56將殼42定位。
桿30的輸出端34沿軸向穿過并伸出棘輪殼42的下端，如圖2所清晰示出。伸出裙部46下端的桿的下端在圖2，4，5，10及11中詳細示出。軸30在裙部46下端60下方的部分有一個支持爪組合件殼44的內緣64的肩臺62。在肩臺62以下，桿段66直徑一致，而桿30在桿段68則直徑增大。桿30的下端70有外伸的突緣72，將爪組件殼44的下端封閉。
桿30在桿段66及68的表面上設有三條軸向伸展的槽74。每一槽中容納一個可調爪40。槽74與爪殼體44內表面的特殊形狀配合將可調爪定位。槽74還用于防止各爪在擰松或擰緊螺母或螺栓動作的應力作用下，發生傾斜或扭曲。在桿30的桿段66上的每條槽74的上端有一個半圓柱形的腔80，容納爪40的柱形頭82。在爪殼44內部有一個拱形表面84，它與半圓柱形腔80有相同的半徑，作為腔80的延續在圓柱形頭82上伸展約110°，這兩個弧形表面一起將頭部82定位。圓柱形頭支持住爪40，在圖2實線所示最外部位置與虛線表示的最內位置之間轉動。下文將更詳細解說，位置與桿30的桿段68相對的爪40的外弧形表面88與爪殼44內的凸輪面90配合，控制每一個爪的位置，這種關系在圖11清晰地示出。
一個具有臂96及98和一個盤卷頭99的扣桿彈簧94安裝在槽74內壁97形成的槽95中。彈簧臂96的下端98′和槽底上形成的槽孔100對正，將彈簧定位。如圖2及5所示，彈簧在槽95中夾在爪的內表面102與槽底之間。彈簧94將爪推到圖2實線所示的位置上，與爪殼44的凸輪面90接觸。可在爪40的內表面102上做出淺槽106(見圖11)，以容納彈簧的臂98。
圖2清晰可見，爪殼44的上表面110上設有一個圓齒條112，它形成棘輪殼42內棘輪組件的一部分。棘輪組件還包括有一個棘爪114，它用樞軸支持在軸116上，而軸116用棘輪控制桿118支持(見圖3及7)。扳動控制桿118，使其在圖6標志的“關”和“開”位置之間移動，就可使棘爪114在其兩極限位置之間移動。棘爪114有弧形下表面120，其兩端有齒122及124，可根據棘輪控制桿118的位置，選擇性地與爪殼上的齒條112嚙合。如圖3，7及8所示，一個用彈簧132偏壓的球形齒動件130，安裝在棘輪組件的導環136上的一個槽孔134中，并與棘爪114上表面上的齒138嚙合，將棘爪推到控制桿118選定的位置上。使用工具時棘輪的工作方式，下文將結合工具的操作詳細解說。
由于爪40在其上端靠圓柱形頭82和容納頭部的腔將其作樞軸式安裝，爪下端的內表面并不是在所有的位置上都與桿30的軸線平行。例如，爪40在圖2實線所示的最外的位置上時，表面150并不與桿的軸線平行，因此表面不與爪夾持的螺母或螺栓頭的表面平貼，因而工具不能有效地將螺母或螺栓擰轉。為了補償每一個爪改變角位置時表面150的平面移動，在每一爪上安裝有夾緊墊26，夾緊墊可自由在爪中旋轉，以形成與桿的軸線平行的平面，將工件夾持。爪的下端與夾緊墊26的細節如圖12-23所示。
在圖16，17及17A中，表示出每一爪下端的內表面150上，做出有恒定的曲率半徑的弧形表面200，有一對平行軌202及204，基本上垂直地從表面200上伸出。每條軌道202及204有外伸突緣206，軌道和圖19-22詳示的夾緊墊216外弧形表面214上的相應槽210及212嵌接。槽210及212直伸到墊的底部，沿外側有空刀213，容納軌道的突緣206。但是，如圖19及21所示，槽202及206在墊上緣220上的終點，不達到上緣220，從而在其上端形成擋塊222。
為了在爪表面200上安裝墊216以形成爪組件，將槽孔210及212的下端和軌202有204的上端對正，然后將夾緊墊的表面200上旋轉，將軌道引入槽孔，直至擋塊222接觸軌道的上端。于是擋塊限制夾緊墊在爪表面200上的沿順時針方向的行程，如圖18所示。
從圖19，22及23可見，在夾緊墊后表面214的中心線上做有一條短的沿垂直方向的槽230。在爪上安裝有一個銷232，它伸入到槽230，以限制墊216的反時針旋轉，如圖23所示。當然，是在將夾緊墊安裝在軌道上以后，才將銷裝入爪內，銷232將墊保持在爪上而不論工具方向的變化。
圖12-15簡略表示爪組件。圖中表示了四個不同尺寸的螺母N，以及夾緊墊夾持各不同尺寸螺母時達到的特定位置。圖12及15表示爪夾持最小及最大螺母時墊216的極端位置。在每個圖中，夾緊墊夾持面234都平行于螺母的軸線，該軸線與桿的軸線重疊，墊處于與螺母平面完全接觸的狀態。
本發明的可調扳手的操作情況如下圖1所示可調延長桿扳手，一般可通過加在桿30輸入端32上的棘輪傳力工具來操作。為此，圖1示有方形的傳力頭36。假如用延長桿扳手將螺母擰在一個螺紋件上，便應使工具的工作頭38的爪40面對螺母的三個平坦面。將控制桿118放在圖1及6的“閉合”位置上，使棘爪114處于圖2所示的工作狀態。在這狀態下可將爪殼44如圖6及11所示所順時針方向旋轉，使抵靠爪外表面88的爪殼44內表面上的凸輪面90將爪移向螺母。夾緊墊216的表面234最后與螺母的平面接合，如圖12-15所示。夾緊墊補償了爪40的角度偏移，保證了螺母平面完全接觸。當夾緊墊216與螺母平面緊密接觸時，爪殼44不繼續按順時針方向旋轉，而自動地在螺母上鎖緊。將工件夾緊后，操作者可用加在桿30輸入端32上的棘輪扳手將桿旋轉，使工具的整個工作頭38帶動螺母旋轉。當然，用于將桿30旋轉的棘輪手柄，操作者也可將其倒退，從而，可能不用一轉就可將螺母擰螺紋件上。
將螺母在螺紋件上擰緊后，操作者可將控制桿118扳到“開”的位置上，使棘爪114相對于爪殼44上表面上的齒條112的位置顛倒，便可將工具從螺母上取下。在這個位置，爪殼44可自由作逆時針旋轉，從而解除凸輪面90施加于爪的外表面上的壓力，抵靠在爪上的扣桿彈簧94便將各爪分開，從而工具就可與螺母分離。
假如將工具用于將螺母從螺紋工件上擰松，仍舊要用上述的步驟將爪緊壓螺母的平面上，此時將控制桿118撥在“關閉”位置上。當爪上的夾緊墊216夾緊螺母時，用來轉動桿30的棘輪手柄可作逆時針旋轉。很明顯，必須對棘輪柄作適當調節，使作逆時針旋轉的棘輪柄轉動桿30。
雖然上文通過延長桿扳手對本發明進行敘述，但應理解工具的工作頭38可以作為標準組件系統如可調棘輪扳手一部分使用。這表示于圖24-29中，圖示工作頭38′的第二實施例以及若干延長桿，一個接頭和兩個棘輪傳力裝置。在圖24的實施例中，桿30用圖示的較短的桿300取代。工作頭38′的其他方面都與第一實施例相同。稍微伸出保持環56的桿300可直接與圖29所示的棘輪柄R連接。或者，可將圖25所示的延長桿安裝在桿300上，桿300連接棘輪柄R旋轉工作頭。作為另一替代形式，可用圖28中的標準方形傳力棘輪扳手R′通過圖27中的接頭或圖26中的延長桿轉動工作頭38′。可以看出，圖29中的扳手R有一個插座306容納工作頭38′的桿300，圖25和26中的延長桿以及圖27中的接頭都有相似的插座308，310和312容納桿300。圖25的延長桿的上端有一個與桿300完全相同的輸入桿頭314同插座306配合，而圖26延長桿上端和圖27的接頭分別有對接件316和318容納標準扳手R′的方形傳力部320。因此，工具的工作頭38′可用作帶延長桿或不帶延長桿的可調標準組件棘輪扳手。
對本發明已作詳細敘述如上，熟悉本領域者可理解對本發明可作無數不脫離發明的精神的改變。因此，本發明人無意將發明的范圍限制于圖示及描述的實施例。相反，本發明的范圍應取決于文后的權利要求書及其等同文字。
權利要求
1.一種可調扳手，它包括一根有縱向軸線和一個輸入端和一個輸出端的傳動桿，一種用鍵銷定在傳動桿上隨桿轉動的棘輪殼，它在朝向桿的輸出端的一端有開口，一個第二殼體圍繞地安裝在桿上，伸出棘輪殼的開口端，該第二殼體可在桿上相對于桿轉動，多個爪鉸接地安裝在桿與第二殼體之間，它們有夾持工件的夾緊墊，這些爪可靠近或遠離桿的軸線，它們伸到桿的輸出端以外并從第二殼體中伸出，有彈簧與每一爪接觸，偏壓各爪使之互相分離，多個凸輪面做在第二殼體上，并與爪接觸，以便當將第二殼體在桿上向一個方向旋轉時，將各爪向內朝向桿的軸線轉動，夾緊工件，在棘輪殼中還有一個棘輪機構，它有一個手動控制桿，用于將第二殼體在桿上鎖緊或松開。
2.如權利要求1所述的可調扳手，其特征在于，每一個爪上安裝有一個夾緊墊，墊上有一個夾持面用來夾緊用扳手旋轉的工件，還有將墊支持在爪上，使墊可在爪上轉動，使其夾持面在爪的各不同角度位置上都與桿的軸線平行的裝置。
3.如權利要求1所述的可調棘輪扳手，其特征在于，棘輪機構包括有一個棘爪安裝在棘輪殼中，一個齒條安裝在第二殼上，還有一個控制裝置與棘爪連接，當控制桿在一個位置上時，可使第二殼向一個方向旋轉，將各爪圍繞工件互相合攏，而當控制桿在另一個位置時，可將第二殼向另一方向旋轉，使各爪互相分離，釋放工件。
4.如權利要求3所述的可調棘輪扳手，其特征在于，在每一爪上安裝有一個夾緊墊，它有夾持表面，用于夾緊用扳手轉動的工件，還有將夾緊墊支持在爪上，使墊可在爪上轉動，使其夾持表面在爪的各不同角度位置上，都與桿的軸線平行的裝置。
5.一種可調扳手，它包括一個有輸入端及輸出端的桿，一個殼體可轉動地圍繞地安裝在桿上，與桿形成一個環形腔，多個爪每個鉸接地安裝在腔中的一端上，等距離圍繞著桿，每一爪的另一端上安裝有夾持裝置，該裝置在軸向上伸出桿的輸出端以外，在爪與殼體之間接合的凸輪裝置，用于隨殼體在一個方向上相對于桿的旋轉時將爪張開，而當殼體在桿上向另一方向旋轉時將爪合攏。一個棘輪機構連接在桿和殼之間，可旋轉地將殼相對于桿作正反向旋轉。
6.如權利要求5所述的可調棘輪扳手，其特征在于，各爪相對于桿的軸線鉸接地安裝。
7.如權利要求6所述的可調棘輪扳手，其特征在于，上述夾持裝置有一個夾緊面，用于和要用扳手轉動的工件接合。還有將每一夾持裝置連接于爪，使夾持裝置可在爪上轉動，從而改變夾持表面相對于爪的角度位置的裝置。
8.如權利要求7所述的可調棘輪扳手，其特征在于，爪上有軌和槽，它們和夾持裝置一起使夾持裝置可在爪上轉動。
9.如權利要求2所述的可調棘輪扳手，其特征在于，支持爪上的夾緊墊的裝置包括在爪和夾緊墊上的互相嵌接的槽和軌。
10.如權利要求9所述的可調棘輪扳手，其特征在于，軌做在爪上，槽做在夾緊墊上。
11.一種可調扳手，它包括一個具有縱軸線和一個輸入端和一個輸出端的傳動桿，一個殼體圍繞地安裝在桿上，該殼體在桿上可相對于桿旋轉，多個爪鉸接地安裝在桿和殼體之間，它們有夾持工件的夾緊墊，并可靠近或遠離，其位置伸到桿的輸出端以外，與各爪接觸，并將各爪互相推離的裝置，多個凸輪面做在殼上并與爪接觸，以便當殼在桿上向一個方向旋轉時，將各爪向內朝向桿的軸線轉動，夾緊工件，以及一個連接于桿和殼體，將殼在桿上鎖緊或松開的裝置。
12.如權利要求5所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿的輸入端適于容納棘輪手柄。
13.如權利要求5所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿的輸入端適于容納延長桿。
14.如權利要求5所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿與延長桿做成一體。
15.如權利要求1所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿的輸入端適于容納棘輪手柄。
16.如權利要求1所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿的輸入端適于容納延長桿。
17.如權利要求1所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿與延長桿做成一體。
18.如權利要求11所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿的輸入端適于容納棘輪手柄。
19.如權利要求11所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿的輸入端適于容納延長桿。
20.如權利要求11所述的可調棘輪扳手，其特征在于，桿與延長桿做成一體。
21.一種可調扳手，它包括一根有縱向軸線和輸入端及輸出端的傳動桿，一個用鍵銷定在傳動桿上隨桿轉動的棘輪殼，它在朝向桿的輸出端的一端有開口，一個第二殼體圍繞地安裝在桿上，伸出棘輪殼的開口端，該第二殼體可在桿上相對于桿轉動，并在桿的輸出端方向上有開口，多個爪大致平行于桿的軸線伸展，這些爪在第二殼體內桿和第二殼體之間鉸接地安裝在桿的靠近輸入端的一端上，它有可向桿的縱軸線靠近或遠離地夾持工件的活動夾緊墊，這些墊的位置超出桿的輸出端并在第二殼體以外，在第二殼中與每一爪接觸，并將爪偏壓使互相分離的彈簧，在第二殼體的內側有多個凸輪面，它們與爪接觸，當將第二殼在桿上向一個方向轉動時，將爪向內朝向桿的軸線轉動，夾緊工件，在棘輪殼中有棘輪機構，它包括有手動控制桿并與第二殼體連接，該控制桿在一個位置上時，可使第二殼相對于桿逆向轉動，將各爪松開。
全文摘要
一種可調扳手，有桿裝置可用傳統棘輪扳手旋轉。一個殼體安裝在桿的輸出端上，有三個等間距的爪安裝在桿和包圍它的殼體之間，在爪上和在殼體內有多個凸輪面，使殼體向一個方向轉動時將爪開啟，而在反向轉動時將爪合攏。一個棘輪機構將桿和殼體連接。
文檔編號B25B13/46GK1049816SQ9010694
公開日1991年3月13日 申請日期1990年8月8日 優先權日1989年8月10日
發明者格雷戈里·福塞拉 申請人:格雷戈里·福塞拉