單向開口扳手的製作方法

2023-09-22 19:06:10

專利名稱：單向開口扳手的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種扳手，特別是一種開口扳手。
使用普通開口扳手緊固、拆卸或調節標準外六角螺栓作業是常見的手工勞動。這種作業效率很低，原因在於普通開口扳手在使用中必須採取如下操作步驟1.搭上把扳口搭在螺帽上；2.對準以螺栓的軸線為軸，旋轉扳手柄將扳口對正螺帽的角度；3.插上按螺帽的徑向平移扳手，使扳口插在螺帽上；4.扳轉按所需方向扳轉略大於30°或N×60°或N×60°＋30°(N＝1，2，3，4，5)；如果工作空間允許，且阻力矩不大，則可以使N＞6，連續旋轉；5.迴轉如果工作空間限制一次扳轉角小於360°，或阻力矩較大，不宜連續旋轉；則須在停止扳轉後，作一個微小角度的迴轉(鬆勁)；6.拔下按螺帽的徑向平移扳手，使扳口與螺帽脫離接觸；7.復歸在扳口與螺帽脫離接觸的情況下，使扳手以螺栓的軸線為軸，按反方向旋轉與一次扳轉角相同的角度；如果一次扳轉角為N×60°＋30°則可以在復歸時將扳手以手柄的軸線為軸旋轉180°。如果一次扳轉角為30°則必須在復歸時將扳手以手柄的軸線為軸旋轉180°。然後回到操作步驟「1.搭上」。
如上所述，普通開口扳手在使用中每扳動一下，就要重複以上七個操作步驟。其中操作步驟「4.扳轉」是作功行程，操作步驟「7.復歸」是必要的返回行程，操作步驟「1.搭上」是必要的初始準備行程。而在每次扳轉中重複操作步驟「1.2.3.5.6.」，是導致作業效率低的原因。造成這種操作步驟複雜性的原因是扳口對螺帽具有雙向旋轉約束作用。
由於粗製螺帽材料強度低，加工精度差，呈過大負公差，與扳口製造的正公差相對形成較大間隙。普通開口扳手的扳口平面對螺帽稜部，呈局部集中的側向擠壓。因為斜面的作用，在螺帽稜部局部，正壓力遠大於切向力，這又會造成使用中的各種故障情況1.在過大扳轉力矩作用下，扳口與螺帽之間出現咬死現象；2.由相同原因還會造成螺帽溢角現象；3.由相同原因，及扳口硬度不足，在多次擠壓與磨損後，也會造成扳手自身的溢損現象；4.由於相同原因，已有微小溢損的扳口與螺帽還會自行和相互加快溢損。而一部分螺栓在役期中要經過多次緊固、拆卸或調節，扳手又是常用工具，所以以上故障還具有一定的自發展性；5.由個別螺帽的正偏差或溢角毛刺，會造成無法插上或插上困難現象。
綜上所述，普通開口扳手操作步驟的複雜性和各種常見故障的多發性，致使機械工人緊固、拆卸或調節標準外六角螺栓的工作效率低、勞動強度大，在高架、潛水、或其它使操作者處於困難體位的工作場合中使用，存在著較多的不安全因素。分析其原因可知，這是由普通開口扳手以一對平行平面夾持螺帽正六稜柱的一對平行平面的扳口特定形狀所造成的。正是由於扳口的這種特定形狀使扳口對螺帽構成雙向旋轉約束，同時上下兩顎平面對螺帽稜部構成局部集中的側向擠壓。
目前解決以上問題的辦法，一般是採用機動套筒扳手或棘輪套筒扳手，但是，這些工具在使用中也存在一定的局限性。
因此，本實用新型的總目的在於提供一種單向開口扳手，改進扳口形狀設計使之能夠克服普通開口扳手操作步驟的複雜性和各種常見故障的多發性缺點，但仍象普通開口扳手那樣簡單、輕便、廉宜。
本實用新型的第一個目的是改進扳口形狀設計，使普通開口扳手扳口對螺帽的雙向旋轉約束變為單向開口扳手扳口對螺帽的單向旋轉約束。使開口扳手具有與棘輪套筒扳手相同的工作效率。
本實用新型的第二個目的是改進扳口形狀設計，使普通開口扳手扳口上下兩顎平面對螺帽稜部局部集中的側向擠壓變為單向開口扳手扳口上下兩顎圓柱面對螺帽平面的正向擠壓。消除咬死、溢角和溢口等故障，並且對正負尺寸誤差稍大或已有微小溢角的螺帽仍能容納和扳轉。
上述目的可以由本實用新型所提供的單向開口扳手予以實現。根據本實用新型所提供的這種單向開口扳手，其中包括一個扳口，扳口內側由上顎、下顎和所述上顎、下顎的連接部分構成；上下兩顎之間，連接部分的對側是扳口的開口。本實用新型的特徵在於所述上顎為一條相對下顎較短的曲線；所述下顎為一條總長度與螺帽的一邊長度相近的曲線；所述連接部分基本為兩條直線；所述上顎、連接部分的兩條直線和下顎之間各夾角均為120°；在下顎與連接部分的一條直線相接處有一下凹的曲線。
如此改進開口扳手的扳口形狀，就可以克服普通開口扳手操作步驟的複雜性和各種常見故障的多發性缺點。實現變扳口對螺帽的雙向旋轉約束為單向旋轉約束的目的。使開口扳手具有與棘輪套筒扳手相同的工作效率。不難看出，單向開口扳手仍象普通開口扳手那樣簡單、輕便、廉宜。
進一步，本實用新型所提出的單向開口扳手，其特徵還在於所述上顎的曲線是這樣構成的一段與螺帽的上邊平行接觸的曲率很小的弧，接在這段弧兩端且與其內切的兩段曲率較大的弧，以及連接其中右端弧與連接部分直線的弧，這四段弧的水平方向總長度約為螺帽的一邊長度的1／3；所述下顎的曲線是這樣構成的一段與螺帽的下邊平行接觸的曲率很小的弧，接在這段弧兩端且與其內切的曲率一大一小的兩段弧，以及連接其中右端弧與連接部分直線的形成下顎的下凹曲線的一段曲率很小的弧和一段曲率較大的弧。
如此進一步改進開口扳手的扳口形狀，就可以使扳口上下兩顎平面對螺帽稜部局部集中的側向擠壓改為扳口上下兩顎圓柱面對螺帽平面的正向擠壓。基本消除咬死、溢角和溢口等故障，並且對正負尺寸誤差稍大或已有微小溢角的螺帽仍能容納和扳轉。
本實用新型所提出的單向開口扳手，其扳口特徵還在於所述連接部分的曲線是這樣構成的相互夾角為120°的兩段直線和兩段直線之間的一段曲率較大的連接弧。
本實用新型所提出的單向開口扳手，其扳口特徵還在於所述上顎曲線中的一段與螺帽上邊平行接觸的曲率很小的弧、下顎曲線中的一段與螺帽下邊平行接觸的曲率很小的弧和所述下顎的下凹曲線中的另一段曲率很小的弧的曲率可以為零，或趨於零。
本實用新型在上述基本原理引導下，還提出了一種更為簡單的扳口形狀，其特徵在於所述上顎為一條相對下顎較短的直線，其長度約為螺帽的一邊長度的1／3；所述下顎為一條總長度與螺帽的一邊長度相近，由直線和弧線連接成的曲線；在下顎與所述連接部分的直線相接的部分，有一段一下凹的曲線；所述連接部分為兩條直線；所述上顎直線、連接部分的兩段直線和下顎中的直線段之間各夾角均為120°；所述上下顎端弧的半徑趨於零；所述下顎的下凹曲線中的一段曲率很小的弧的曲率趨於零；所述下顎的下凹曲線末端的弧與所述連接部分直線相切。
下面將參照附圖，對本實用新型的最佳實施例進行詳細敘述，由此可以對本實用新型獲得更詳盡的了解，其中


圖1.是本實用新型的一個實施例的正投影視圖；圖2.是本實用新型的另一個實施例的正投影視圖。
在附圖中兩點劃線是螺帽(500)的假想輪廓線；虛線是扳手的次要外形輪廓線；粗實線是本實用新型所提出的單向開口扳手的扳口內側柱狀曲面的正投影曲線；細實線是角度和標號標註線；在
圖1.和圖2.中相同的或起相同作用的部位或曲線或角度採用相同的數字或字母標註。
首先參照
圖1.，本實施例是這樣構成的上顎(100)為一條相對下顎(200)較短的曲線，下顎(200)為一條總長度與螺帽(500)的一邊(502)長度相近的曲線，連接部分(300)基本為兩條直線(301，302)，上顎(100)、連接部分的兩條直線(301，302)和下顎(200)之間各夾角β均為120°，在下顎(200)與連接部分直線(302)相接的部分，弧(203，204，205)構成一下凹的曲線。這就使普通開口扳手扳口對螺帽的雙向旋轉約束變為單向開口扳手扳口對螺帽的單向旋轉約束，使開口扳手具有與棘輪套筒扳手相同的工作效率。
上顎(100)的曲線中，一段與螺帽(500)的上邊(501)平行接觸的曲率很小的弧(101)，接在弧(101)兩端且與其內切的兩段曲率較大的弧(102，103)，以及連接其中右端弧(103)與連接部分直線(301)的弧(104)，這四段弧的水平方向總長度約為螺帽(500)的一邊(501)長度的1／3；下顎(200)的曲線中，一段與螺帽(500)的下邊(501)平行接觸的曲率很小的弧(201)，接在弧(201)兩端且與其內切的曲率一大一小的兩段弧(202，203)，以及連接其中右端弧(203)與連接部分直線(302)的一段曲率很小的弧(204)和一段曲率較大的弧(205)。這就使普通開口扳手扳口上下兩顎平面對螺帽稜部局部集中的側向擠壓變為單向開口扳手扳口上下兩顎圓柱面對螺帽平面的正向擠壓，這就能夠消除咬死、溢角和溢口等故障。這一系列特徵還使得本實用新型所提出單向開口扳手對正負尺寸誤差稍大或已有微小溢角的螺帽仍能容納和扳轉。
連接部分(300)的曲線中相互夾角為120°的兩段直線(301，302)之間的一段連接弧(303)和兩段直線(301，302)與上顎(100)、下顎(200)之間的連接弧(104，205)還具有容納螺帽的溢角毛刺和消除扳口內輪廓線拐角處應力集中的作用。
此外，上顎(100)曲線中的弧(101)、下顎(200)曲線中的弧(201)和下顎(200)曲線下凹部分中的弧(204)的曲率可以為零，或趨近於零。
此實施例實現了扳口曲面對螺帽只有單方向的旋轉約束作用的目的。此實施例也實現了扳口上下兩顎圓柱面對螺帽平面形成正向擠壓的目的。所以，按此實施例所設計出的產品，既與普通開口扳手同樣簡單、輕便、廉宜，又具有與棘輪套筒扳手相同的工作效率。可以防止咬死、溢角和溢口等故障，對正負尺寸誤差稍大或已有微小溢角的螺帽仍能容納和扳轉。從而使工具的安全性得到改善，壽命得以提高。此實施例，是本實用新型的最優實現方式。
圖2.實施例與
圖1.實施例不同之處在於所述上顎(100)為一條相對下顎(200)較短的直線(101)，其長度約為螺帽(500)的一邊(501)長度的1／3；所述下顎(200)為一條總長度與螺帽(500)的一邊(502)長度相近，由直線(201)和弧(203，204，205)連接成的曲線；在下顎(200)與直線(302)相接的部分，弧(203，204，205)構成一下凹的曲線；所述連接部分(300)為兩條直線(301，302)；所述上顎直線(101)、直線(301)、直線(302)和下顎中的直線(201)之間各夾角β均為120°；所述弧(102)、弧(202)的半徑趨於零；所述弧(204)的曲率趨於零；所述弧(205)與直線(302)相切。
按圖2.實施例所提出的單向開口扳手的基本特徵設計產品，結構比較簡單，可以使加工工藝簡化。這樣的產品仍具有對螺帽的單方向的旋轉約束作用。仍可以使產品既與普通開口扳手同樣簡單、輕便、廉宜；又具有與棘輪套筒扳手相同的工作效率。各方面性能仍優於普通開口扳手。但與
圖1.實施例相比防止咬死、螺帽溢角和延緩扳手自身溢損故障出現的優點，對正負尺寸誤差稍大或已有微小溢角的螺帽仍能容納和扳轉的優點則被不同程度削弱。在兩處直線相交的120°角部位有可能出現應力集中。因此，主要適合於小規格、小力矩、精製螺栓或非精密場合應用。此外，在實際生產中也可以採取複雜程度介於
圖1.實施例與圖2.實施例之間的某種產品形式。
由於單向開口扳手具有對螺帽的單方向的旋轉約束作用。所以單向開口扳手的操作步驟將是1.搭上把扳口按所需正方向搭在螺帽上；2.扳轉在稍加徑向推力的同時，按所需方向扳轉略大於N×60°(N＝1，2，3，4，5)。如果工作空間允許，且阻力矩不大，也可以使N＞6，連續旋轉。
3.復歸在稍加徑向推力的同時，按反方向旋轉與一次扳轉角相同的角度。然後回到上一操作步驟「2.扳轉」。
單向開口扳手在使用中每扳動一下，只要重複以上三個操作步驟中的後兩個即可。所以單向開口扳手雖然與普通開口扳手同樣簡單、輕便、廉宜，但卻具有與棘輪套筒扳手相同的工作效率。
由於單向開口扳手的扳口上下兩顎圓柱面對螺帽平面形成正向擠壓。所以，可以防止咬死、溢角和溢口等故障，對正負尺寸誤差稍大或已有微小溢角的螺帽仍能容納和扳轉。從而使工具的安全性得到改善，壽命得以提高。
單向開口扳手的唯一固有缺陷是由其單向特性所決定的不能在一次扳轉角小於60°的工作空間限制下使用。但是，不得不把一次扳轉角限制在30°的機械設計，畢竟是極少數。由於本實用新型的扳口形狀設計使扳口的上下兩顎縮短，這對某些機械設計中的扳手空間限制可以起到部分補償作用。如某些法蘭盤類零件的螺栓分布圓直徑可以因此而適當縮小。如果一定要求單向開口扳手滿足在一次扳轉角小於60°的工作空間限制下使用。只要在扳口與手柄之間附加一個簡單的換向機構就可以了。
此外，在本實用新型的基礎上，也可以繼續發展出單向開口活絡扳手和單向開口機動扳手系列。
權利要求1.一種開口扳手，其中包括一個扳口，扳口內側由上顎、下顎和所述上顎、下顎的連接部分構成；上下兩顎之間，連接部分的對側是扳口的開口，其特徵在於所述上顎(100)為一條相對下顎(200)較短的曲線；所述下顎(200)為一條總長度與螺帽(500)的一邊(502)長度相近的曲線；所述連接部分(300)基本為兩條直線(301，302)；所述上顎(100)、直線(301)、直線(302)和下顎(200)之間各夾角β均為120°；在下顎(200)與直線(302)相接的部分，弧(203，204，205)構成一下凹的曲線。
2.按照權利要求1.所述的開口扳手，其特徵在於所述上顎(100)的曲線是這樣構成的一段與螺帽(500)的上邊(501)平行接觸的曲率很小的弧(101)，接在弧(101)兩端且與其內切的兩段曲率較大的弧(102，103)，以及連接弧(103)與直線(301)的一段曲率較大的弧(104)，這四段弧的水平方向總長度約為螺帽(500)的一邊(501)長度的1／3；所述下顎(200)的曲線是這樣構成的一段與螺帽(500)的下邊(502)平行接觸的曲率很小的弧(201)，接在弧(201)兩端且與其內切的曲率一大一小的兩段弧(202，203)，以及連接弧(203)與直線(302)的一段曲率很小的弧(204)和一段曲率較大的弧(205)。
3.按照權利要求1.或2.所述的開口扳手，其特徵在於所述連接部分(300)的直線(301)與直線(302)之間有一段曲率較大的連接弧(303)。
4.按照權利要求1.或2.所述的開口扳手，其特徵在於所述弧(101)、弧(201)、弧(204)的曲率為零。
5.按照權利要求1.所述的開口扳手，其特徵在於所述上顎(100)為一條相對下顎(200)較短的直線(101)其長度約為螺帽(500)的一邊(501)長度的1／3；所述下顎(200)為一條總長度與螺帽(500)的一邊(502)長度相近，由直線(201)和弧(203，204，205)連接成的曲線；在下顎(200)與直線(302)相接的部分，弧(203，204，205)構成一下凹的曲線；所述連接部分(300)為兩條直線(301，302)；所述上顎直線(101)、直線(301)、直線(302)和下顎中的直線(201)之間各夾角β均為120°；所述弧(102)、弧(202)的半徑趨於零；所述弧(204)的曲率趨於零；所述弧(205)與直線(302)相切。
專利摘要本實用新型是一種開口扳手。用普通開口扳手堅固、拆卸或調節標準外六角螺栓、效率低，不安全。原因是扳口形狀不盡合理。本實用新型將開口扳手的上下兩顎作長度不同的縮短；在長顎的根部作一下凹的弧形。按本實用新型設計製造的產品，與普通開口扳手同樣簡單、輕便、廉宜，又具有棘輪套筒扳手的效率。還可以防止咬死、溢角和溢口等故障，對正負尺寸誤差稍大或已有微小溢角的螺帽仍能容納和扳轉。可以達到提高效率，有益安全的目的。
文檔編號B25B13/00GK2037289SQ8820406
公開日1989年5月10日 申請日期1988年4月19日 優先權日1988年4月19日
發明者鄭潮 申請人:鄭潮