松开或拧紧机械螺母(特别是车轮螺母)的装置

摘要

一种用于松开或拧紧机械螺母的装置(200)，包括：套接臂(40)，限定了其远端的承口(42)用以配合机械螺母(102)；曲柄(30)，其第一端横向地连接或可连接到所述套接臂(40)的近端；滑动锤(20)，连接或可连接到所述曲柄(30)的第二端，从而可操作为将旋转冲击通过所述曲柄(30)传给所述套接臂(40)；以及支撑结构(250)，其近端连接或可连接到所述套接臂(40)、曲柄(30)或滑动锤(20)中的一个，并在其远端限定了可操作为抵靠外部结构(100)的支撑表面(260)，从而在使用中支撑所述装置(200)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于松开或拧紧(和可选的扭转)机械螺母(特别是车轮螺母)的装置以及一种使用这种装置松开机械螺母的方法。

背景技术

发明人清楚地知道要将拧紧或咬合的螺母从相应的螺栓杆松动是多么地困难。对于车轮螺母尤为如此。传统的车轮扳手或拆轮胎铁杆(tyreirons)可能不足以提供松开拧紧的螺母所需要的初始力。

发明人理解，敲击扳手(slogging spanner)包括在一端与螺母配合的扳手头，在另一端接收来自锤子的打击的承击面(striking surface)或铁砧(anvil)。使用敲击扳手的困难之处在于，它有时无法配合螺母，特别是如果螺母凹入轮圈中，并且一被敲击，它可能迅速地从螺母甩出，这很可能导致损坏或伤害。

在现有技术中已知的，滑动锤也用于提供引导的并且受控的敲击动作。事实上，US5109739中的实施例公开了一种装置，其包括通过曲柄将滑动锤连接到可与车轮连接的套筒扳手的组合组件。在这种结构中，所述曲柄与敲击扳手功能类似。在发明人看来，US5109739的缺点在于，所述装置操作起来可能比较困难，需要一只手致动滑动锤且另一只手既要支撑装置还要促使其抵靠车轮螺母。

因此，发明人需要一种用于松开或拧紧和可选地扭转机械螺母(特别是车轮螺母)的改进装置，其克服或至少减轻了上述缺点。

发明内容

因此，本发明提供一种用于松开或拧紧机械螺母的装置，所述装置包括：

套接臂，在其远端限定了用以配合机械螺母的腔；

曲柄，在其第一端横向地连接或可连接到所述套接臂的近端；

滑动锤，连接或可连接到所述曲柄的第二端，从而可操作为将旋转冲击通过所述曲柄传给所述套接臂；以及

支撑结构，在其近端连接或可连接到所述套接臂、所述曲柄或所述滑动锤中的一个，并在其远端限定了可操作为抵靠外部结构的支撑表面，从而在使用中支撑所述装置。

所述套接臂可以在其近端限定齿条，并且所述曲柄可以在其第一端限定配合齿条以使彼此相互配合并保持相互间的角度对应关系。

所述曲柄在其第二端可以可枢转地连接到所述滑动锤的近端。所述曲柄和滑动锤可以通过轴或锁定销相互连接。

所述支撑结构可以连接或可连接到所述套接臂。所述支撑结构可以限定容纳部分所述套接臂的通道。所述支撑结构可以包括限定所述通道的承载构件。所述通道可以用于允许所述套接臂旋转(例如，从所述曲柄被传递)，但阻止所述套接臂的径向位移。

在一实施例中，所述支撑结构的支撑表面可以设置为抵靠机器(例如，车辆)的部件(例如，轮毂)，在该部件上紧固有螺母。在这种情况下，所述支撑表面可以是环形的，类似于套管夹。

在另一实施例中，所述支撑表面可以设置成抵靠地面。在这种情况下，所述支撑表面可以为脚的形式，并且所述支撑结构可以包括从所述脚向上延伸的支撑腿。所述脚可以相对于所述支撑腿是可枢转的。所述支撑腿可以为高度可调节的。在一实施例中，所述支撑腿可以为可伸缩的。在另一实施例中，所述承载构件可以沿着所述支撑腿滑动。所述支撑结构可以包括锁定机构，可操作为将所述承载构件以期望高度锁定到所述支撑腿，从而使所述套接臂与所述螺母对准。

当然，所述装置也可以用于紧固螺母(特别是车轮螺母)。

所述装置可以包括扭矩指示器。所述扭矩指示器可以为设置在两个移动部件之间的指示环组件的形式。所述指示环组件可以用于可视地指示所述两个部件之间的相对位移。所述指示环组件可以设置在所述支撑结构(一方面)和所述套接臂(另一方面)之间，从而指示所述套接臂相对于所述支撑结构的相对旋转位移。所述旋转位移可以指示扭矩。

本发明扩展到一种使用以上限定的装置松开机械螺母的方法，所述方法包括：

调节支撑结构，以使套接臂与螺母对准；

将套接臂的远端与螺母配合；以及

致动滑动锤，使得将冲击通过曲柄和套接臂传给螺母。

如果滑动锤和曲柄是相对可枢转的，所述方法可以包括：在致动滑动锤之前，将滑动锤和曲柄彼此横向定向，从而向螺母传递最大冲击。

所述方法可以包括使用扭矩指示器扭转螺母。因而所述方法可以包括：

使用敲击锤将螺母拧紧到可定义的参考点；以及

按照扭矩指示器所指示的预定义角距离进一步拧紧螺母。

附图说明

通过举例的方式，此处将参照所附的示意性附图对本发明进行进一步描述。

附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的用于松开或拧紧机械螺母的装置的立体图；

图2示出了图1所示装置的滑动锤和曲柄的立体图；

图3示出了图1所示装置的支撑结构的立体图；

图4示出了使用中的图1所示装置立体图；

图5示出了根据本发明另一实施例的用于松开或拧紧和扭转机械螺母的装置的立体图；

图6示出了图5所示装置的滑动锤和曲柄的立体图；

图7示出了图5所示装置的支撑结构的立体图；

图8示出了使用中的图5所示装置立体图；

图9示出了图5所示装置的锁定机构(已锁定)；

图10示出了图9所示的锁定机构(未锁定)；

图11示出了图5所示装置的指示环；以及

图12示出了包括图11所示指示环的指示环组件。

具体实施方式

本发明的以下描述被提供作为本发明可实施的指导。相关领域技术人员认识到可以在仍实现本发明有益效果的同时对所述实施例进行许多变化。显而易见的是，也可以通过选择本发明部分特征而不利用其它特征来实现本发明的部分期望益处。因此，本领域技术人员认识到，可以对本发明做出修改和调整并且在某些情况下这些修改和调整甚至可以是期望的，并且是本发明的一部分。因此，以下的描述用以说明本发明的原理而非对其进行限制。

参照图1-3，附图标记10通常表示根据本发明的用于松开机械螺母的装置。参照车轮螺母对实施例进行进一步描述，因为所述装置10尤其适用于此处，尽管其应用并不限于此。

所述装置10包括滑动锤20、曲柄30、套接臂40以及支撑结构50。在本实施例中，这些组件各个都是模块化的并且可互换的，但在其它实例中，某些组件可以被集成。

滑动锤20(图2中更详细地示出)包括圆柱体22，其中限定了导引通路22.1以容纳活塞24。所述活塞24的自由端具有连接到其上的手柄26，用于握持和手动致动所述滑动锤20。优选地，活塞24和手柄26较重，从而能够采用有效的力度敲击曲柄30。进一步地，所述滑动锤20可以在活塞24的内端上包括冲击头(未示出)。

曲柄30(也在图2中示出)为细长的，并且将滑动锤20与套接臂40相互连接。曲柄30的第二端通过锁定销28枢接到滑动锤22，该锁定销28也用作滑动锤20可围绕其枢转的轴。曲柄30的另一端(即第一端)限定了在其内壁上具有齿条34的开孔32，以与相应的齿条(未示出)或者套接臂40的六边形外周相啮合。套接臂40在其远端限定了用于与待松开的螺母相配合的(或拧紧，视情况而定)常规六边形承口42。曲柄30和承口42为可互换的，这取决于需要处理的螺母和车轮组件100的尺寸，。

支撑结构50(单独在图3中示出)非常重要，因为它增强了装置10其余部分的效率。本实施例中的支撑结构50用于在地面106上支撑装置10的其余部分(参照图4)。因此，支撑结构50包括承载构件52、高度可调的支撑腿58和脚60。所述承载构件52限定了用以容纳套接臂40同时允许其旋转的通道54。承载构件52通过枢轴接合部56可枢转地连接到支撑腿58。

支撑腿58为可伸缩的，并且包括在下部58.2内可滑动接收的上部58.1。上部58.1限定了轴向延伸的一系列用于接收锁定栓59.1的承口59.2，从而将支撑腿58以期望长度锁定。所述锁定栓59.1可以是弹簧偏压的。

脚60在其下表面上限定了用于抵靠地面106的支撑表面62。支撑表面62可具有防滑材料，例如橡胶。类似于承载构件52，脚60通过枢轴接合部64可枢转地连接到支撑腿58。因此，支撑腿58可通过枢轴接合部56，64的枢转而倾斜，同时将承载构件52和脚60保持水平取向。这允许对所述支撑结构50进行进一步的调节和布置。

现在参照图4，在使用中，装置10被用来松开车轮组件100的拧紧的车轮螺母102。首先，采用螺栓59.1和承口59.2将支撑腿58调整到适当高度，用于阶段式高度调节(course height adjustment)。如有必要，可以改变支撑腿58的角度来进行精细高度调节。套接臂40的承口42围绕并罩着待松开的螺母102而被推动。

将曲柄30的开孔32引导到套接臂40近端的上面，以便各个齿条34相配合。然后将滑动锤20倾斜成垂直于曲柄30，并且还与套接臂40成横向方向。通过将滑动锤20的手柄26向外拉来对其进行延伸，然后通过将手柄26有力地推向滑动锤20的近端(如箭头20.1所示)来以锤击状动作对其进行向内迅速移位。这种锤击将力通过曲柄30传给套接臂40并最终沿箭头40.1所指的方向传给螺母102。曲柄30提供机械效益。

使用中，可重复几次锤击动作来松动拧紧的螺母102。一旦松动，可通过更为轻松的方式或者仅使用手指来使所述螺母脱落：通过将常规的套筒扳手(未示出)连接到套接臂40或通过去除支撑结构并继续使用滑动锤20。为了拧紧螺母102，可以简单地反向进行所述过程。

图5-图12示出了根据本发明另一实施例的用于松开机械螺母的装置200。该装置200与装置10体现了相同的发明构思，但具有一定的机械变化，最主要是支撑结构和指示环组件。因此，附图中相同的标号指的是相同或相似的部件。

图5示出了装置200，类似于装置10，具有滑动锤20、曲柄30、套接臂40和支撑结构250。

图6示出了滑动锤20，其包括稍微不同的锁定销/轴(axle)228和手柄226上用于额外抓握的凹槽/隆起，但在其它方面实质上类似于装置10。

图7示出了装置200的支撑结构250。所述支撑结构250包括一对间隔开的、平行的、直立的支撑腿258。所述支撑腿258通过枢轴接合部连接到脚260，该枢轴接合部包括：固定至支撑腿258的第一连接件261、固定至脚260的第二连接件263以及轴264，连接件261、263可以围绕轴264枢转。这允许支撑腿258相对于脚260枢转。脚260在其下表面上限定用于抵靠地面106的支撑表面262。所述支撑表面262可具有防滑材料，例如橡胶。

支撑结构250包括可沿支撑腿258上下移动的承载构件252。为此，所述承载构件252限定了一对间隔开的开孔252.1，其间距与支撑腿258的间距相匹配，从而承载构件252能够将支撑腿258容纳于开孔252.1中并且可以沿支撑腿258移动。各支撑腿258限定了一系列轴向间隔开的开孔259.2用以接收匹配的锁定螺栓，从而相对于脚260以特定高度锁定承载构件252。

承载构件252承载管状体255，该管状体255限定了其中用以容纳套接臂40的通道54。因此，通过调整承载构件252沿支撑腿258的位置，可以调整通道54的高度。管状体255可以相对于承载构件252绕枢轴接合部256枢转。

装在用于拧紧螺母102和用于松开螺母102这两方面，装置200类似于装置10(参照图8)。

图9-图10示出了承载构件252的下侧，该承载构件252容纳锁定机构以将承载构件252相对于支撑腿258进行锁定。偏置手柄280设置在承载构件252下面的凹槽中。所述偏置手柄可以向内和向外滑动并且朝其内向锁定的位置偏置(图9)。

为了调整使用中承载构件252的高度，用户可以伸手够到承载部件252的下方——他不需要看得见手柄280，因为方便抓握的结构281有助于他的手指放在适当位置。他随后沿箭头282所指方向向后/向外拉动手柄280抵靠偏置。这使得固定至手柄280的一对锁定螺栓259.1从开孔259.2中抽出，并允许承载构件252沿支撑腿258向上和向下自由地滑动。

用户将承载构件252滑动到所需要的高度，然后释放手柄280。偏置(例如弹簧，未示出)促使手柄280和锁定螺栓259.1沿箭头284所指方向回到支撑腿258。可能需要一些微调来使锁定螺栓259.1与最近的开孔259.2对准。该偏置将锁定螺栓259.1推入开孔259.2并且明确地将承载构件252锁定在选定高度。

装置200还包括指示环组件300。图11-图12详细地示出指示环组件300。指示器环组件300包括弹性环302(图11)。所述弹性环302可位于由围绕通道54的管状体255所限定的座308上。所述弹性环302被牢牢地设置并形成与所述座308的摩擦配合，但是可以用手将其移位以调整其圆周位置。所述弹性环302有两个齿304、306用来作为位置标记：标记A 304和标记B 306。可提供不同尺寸的弹性环302，例如：30mm、32mm、33mm等。

在套接臂40上设置有匹配的量规(gauge)或标尺310。所述量规310为固定至或可紧固到套接臂40的圆形标尺的形式。本实施例中，量规310具有公制单位(如厘米)，但可以有英制或其它单位。由于弹性环302固定至管状体255并且量规固定至套接臂40，又由于套接臂40在通道54内相对于管状体255可旋转移位，因而弹性环302相对于量规310可旋转移位。因此，当套接臂40在通道54内旋转时，指示环组件300提供位移的可视的并且量化的指示。

套接臂40的角位移可以代表套接臂40所施加的扭矩。因而，对指示环组件300的适当校准使其成为扭矩指示器，并且其在拧紧螺母102时可用于扭转该螺母。计算位置标记304、306之间的间距以表示车轮100的制造商提供的扭矩规格所对应的指定扭转距离。

使用中，用手拧紧螺母102，直到不能够进一步拧紧。然后，对曲柄30进行水平取向而滑动锤20进行向上取向。将手柄226完全抽出，并将其松开使其只在重力作用下下落。总共完成四次。由于滑动锤20的重量和曲柄30的长度为已知的，可准确计算出该冲击。这一过程为扭转提供了可定义和可重复的参考点或基准点。

参考点已经设置好时，通过手旋转弹性环302，使得标记A 304在视野中并且与量规310上的读数之一(例如，数字7)相对齐。然后，用手有力地反复致动滑动锤20，使得套接臂30进一步拧紧螺母102，随着每敲击一次递增地旋转。当套接臂30已经移动到足以使标记B 304与量规310上的读数(例如，数字7)对齐时，则螺母102应该按照规格充分拧紧。

发明人认为本发明实施例提供了一种用于松开拧紧的或卡住的螺母102的方便有效且更安全的装置10、200。对于不同配置的螺母102和车轮组件100，以及维修和更换，各个部件是可以互换的。

此外，装置10、200也可以拧紧螺母102并且装置200甚至可以扭转螺母102，发明人认为这点对于这种紧凑的装置来说是不寻常的。