[发明专利]一种扭力扳手

说明书

技术领域

本发明涉及一种扳手制造领域，尤其是一种扭力扳手。

背景技术

通过国际标准ISO6789国际标准化组织规定了两种标准类型的手动扭矩扳手。类型2扭矩扳手是其中标准之一。这类型的扳手在使用前预设一个预定的扭矩值并且当到到预设值是提供各种类型的信号。

本发明应用于ISO6789、美国的ASME B107.14以及其他国家的类似标准描述的类型2等级的扭矩工具，类型2扳手的信号方法在等级和制造者之间变化，但是最普遍的方法是提供一个扭矩阻力的瞬间释放，有时称之为冲力，经常尤其是在达到扳手操作的最大范围中会伴随有啪嗒声或喀哒声。事实上，该方法很普遍，大多数类型的设置扳手都称之为“喀哒扳手”，即使该“喀哒声”并不一定是首要的信号机制。其它类型的信号扳手则使用其它方法发出信号，例如产生哔哔声或嗡嗡声，一种马达振动或者是弹簧盘产生的可以听到的啪嗒声。大多数信号扳手的主要缺点是在经常存在的工业或是汽车修理的吵闹环境经常无法听到发出有声信号。结果发现“冲力”或“释放”是确定类型2设置扭矩工具达到合适扭矩的最好的显示器。因此，假如大范围使用设置工具和上述的人类对信号的感觉限制，在释放功能上的改进可以明显地使工具更好地使用并且结束使用的结果很容易符合需求和值得信赖。

类型2设定扭矩扳手的校准耐用性也是另一个需要考虑的领域。在许多设计中使用很容易导致精准性恶化。随着用于阻止扭矩负载和在预定扭矩值时释放的释放机制中摩擦产生的部件磨损或变化是影响准确性的两大普遍因素。

为了提供最可靠的和精准的扭矩校准和信号，在该产品的不断提供阻力的使用周期中，该设置扳手在释放机制中必须尽可能的减少摩擦。

有两种可以尽可能较少摩擦的方法。由于在释放时，该经常使用到的释放机制设计必须沿着该扳手本体轴向的直线方向移动，因而，主要减少摩擦的区域是线性行程。第一个方法是在释放机制上使用涂层，例如聚四氟乙烯或其它涂层，从而可以明显减少释放机制的滑行表面的线性支撑表面的轴向摩擦。在多次使用和摩擦变化后这些涂层被磨损掉从而影响扭矩的准确性。不幸的是，在扭矩扳手达到合适的使用寿命之前这种变化就会明显出现。

第二种方法就是提供一种线性滚动轴承从而减少释放机制和扳手本体之间的轴向摩擦。已有的用于扭矩扳手设计的线性轴承技术主要包括两种类型。

一种类型是使用一种多个球轴承设置在一个笼子中，当启动完成以后，附属弹簧将该球轴承复位。这种球轴承设计必须使用足够的小的轴承形成一个机制设计。因为不可能完全契合配置，在扳手内部的接触限制在在该组合每端设置的球，并且该线轴承系统很容易相对于行程的方向产生一定角度的倾斜。因而，在轴承接触区域会产生无限压力直至产生足够的变形产生足够的接触面积用于抵挡施加的负载。这种变形改变该扭矩扳手的最初校准和线轴承系统的滚动阻力。因此，需要设计一个大的负载支撑接触面用于阻挡变形。

第二种类型是使用一种负载滚轮轴承用于提供更多负载接触区域以阻止变形。现有技术中使用一个复杂的支持本体以及通过额外的技术特征提供一轮子的滚动表面用于保持位置和该滚轮的定位。该复杂的支撑本体以及额外的滚轮表面增加了不必要的生产成本并且限制了滚轮以及用于负载支撑的表面接触区域的大小。而且增加了由于有意或无意将制造公差和杠杆系数整合到设计中而产生的错误。有意整合杠杆系数用于减少弹力会导致在由于正常磨损或其它变化造成的微小的尺寸变化而会引起产生多重反应。除了位于中心位置的滚轮的轴沿着弹力轴心位置作为连接链节的转动轴以外，任何安装都会由于该滚轮相对于该弹力轴的偏心受压而产生额外摩擦并且对扳手本体内壁产生弹力侧压。

另一个影响准确性的是由于用于提供必要的扭矩阻力的压簧发生的变化。压簧的每一段压缩行程提供一个确定的力量大小。当校准过程后如果该弹簧的自由长度发生变化，产生的力的总量将会发生改变并且该扭矩的准确性也会发生改变。该压簧的自由长度变化的最寻常的原因是由于过度压缩该弹簧变短。该过度压缩导致压力超过弹性物质的屈服强度，并且当负载去除是该弹簧不能够在回到原来的长度。过度压缩会发生在一些方法中，包括将扳手调整到超过其设计的的最大设置或者是因为不适当的设计导致弹簧被压缩到超过其工作限制。扭矩扳手在物理尺寸上有一些实际限制以便于使用者操作，因而设计者倾向于扩大压缩弹簧的设计以产生符合要求的产品。若扳手校正未超出最大设置时，弹簧外径、弹簧材料的密度，弹簧材料的紧张强度，弹簧长度，螺旋的总数以及弹簧工作压力成为弹簧性能的决定性因素。