專利名稱：密鑰扳手及與其配套使用的安全螺栓和螺母的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密鑰扳手及與其配套使用的安全螺栓和螺母，分別屬于手工工具和機(jī)械緊固連接技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于因構(gòu)件、或設(shè)備、或設(shè)施緊固連接要求嚴(yán)格、需要防止意外拆卸和人為破壞及盜竊的場合使用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)械鎖，實(shí)現(xiàn)連接功能的構(gòu)件通常是六角螺栓螺母，擰緊和松開這類螺栓螺母的扳手也是普通六角扳手(外六角或內(nèi)六角扳手)，這類扳手和緊固件具有極強(qiáng)的通用性和互換性，制造這類扳手工具和緊固件沒有技術(shù)難度和特殊要求，對這類緊固件所連接的構(gòu)件或設(shè)備實(shí)施拆卸或破壞較為方便，因而不能很好地通過機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)安全緊固、保密、防盜等技術(shù)效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械鎖的易破壞性和螺栓連接的拆卸工具通用性缺陷，發(fā)明一種更保險(xiǎn)、更安全的密鑰扳手和與之配套使用的安全螺栓和螺母。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種密鑰扳手，與安全螺栓或螺母配套使用，它包括一個(gè)端面與安全螺栓或螺母端面直接吻合的密鑰節(jié)面套3，其端面上至少有兩個(gè)成一定夾角的、能與安全螺栓或螺母端面上的密槽相嚙合的密銷柱18；還有一個(gè)能使密鑰節(jié)面套3的端面和密銷柱18實(shí)現(xiàn)與所述密槽相吻合的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括一個(gè)彈性脹套5，其頭部為當(dāng)脹開時(shí)與安全螺栓或螺母端部的外出口小而內(nèi)腔大的凹腔相吻合的曲面體。
一種實(shí)現(xiàn)與上述的密鑰扳手配套使用的安全螺栓，該螺栓1由螺栓桿1.1和與該螺栓為一整體的柱形螺栓頭1.2組成，該螺栓頭1.2的中部為內(nèi)部直徑大、出口直徑小的凹腔1.3，螺栓頭1.2的端面1.4上至少有兩個(gè)成一定夾角的銷槽1.5；凹腔1.3為球體或外小內(nèi)大的錐體，或內(nèi)部直徑大，出口直徑小的圓柱體；螺栓頭1.2的端面1.4形狀和銷槽1.5及凹腔1.3與所配套使用的密鑰扳手相匹配。
一種實(shí)現(xiàn)與所述的密鑰扳手配套使用的安全螺母，它的柱形螺母體1.21中部一端為螺紋孔1.22，另一端為內(nèi)部直徑大、出口直徑小的凹腔1.23，螺母體1.21的凹腔端面1.24上至少有兩個(gè)銷槽1.25；所述的凹腔1.23為球體或外小內(nèi)大的錐體，或內(nèi)部直徑大，出口直徑小的圓柱體；螺母體1.21的端面1.24形狀和銷槽1.25及凹腔1.23與所配套使用的密鑰扳手相匹配。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是密鑰扳手與安全螺栓或螺母配套使用，即密鑰扳手只針對特定的螺栓或特定的螺母，也即安全螺栓或螺母只能使用同它匹配的密鑰節(jié)面扳手緊固或拆卸，排除其它節(jié)面扳手與鉗工手工工具，相當(dāng)于一把鑰匙開一把特定的鎖。密鑰節(jié)面的制作需要相應(yīng)的機(jī)械加工設(shè)備和工藝裝備，密鑰節(jié)面扳手非一般竊賊有能力配制；且除了采用火焰切割，安全螺栓或螺母連接是不容易被破壞、拆卸的。


圖1為密鑰扳手結(jié)構(gòu)外部主視圖，與之配套使用的是安全螺栓。
圖2為圖1的O-O剖視圖。
圖3為圖2當(dāng)密鑰節(jié)面套3端面為錐體，并與螺栓頭的母線為折線的安全螺栓配合的示意圖。
圖4為圖1的A-A剖視圖。
圖5是圖2的C-C剖視示意圖為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中的偏心自鎖機(jī)構(gòu)。
圖6為密鑰扳手與安全螺母配合的示意圖。
圖7為本發(fā)明機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。
圖8為安全螺栓結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為安全螺母結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各圖號(hào)對應(yīng)的名稱為1、安全螺栓，2、防護(hù)杯，3、節(jié)面套，4、定位套，5、彈性脹套，6、拉桿，7、導(dǎo)向套，8、圓螺套，9、滑塊固定螺釘，10、滑塊，11、曲柄，12、軸用彈性擋圈，13、偏心套，14、柄桿，15、扳手殼，16、扳手蓋，17、定位螺釘，18、密銷柱，19、軸肩。
圖7中R、代表安全螺栓或螺母，M、代表包括節(jié)面套3至滑塊10的套類機(jī)構(gòu)，N、代表移動(dòng)機(jī)構(gòu)，M和N及曲柄11構(gòu)成導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(為正弦機(jī)構(gòu))。
圖8中1、安全螺栓，1.1、螺栓桿，1.2、螺栓頭，1.3、凹腔，1.4、端面，1.5、銷槽，2、防護(hù)杯。圖9中1、安全螺母，1.21、螺母體，1.22、螺紋孔，1.23、凹腔，1.24、端面，1.25、銷槽，2、防護(hù)杯。
具體實(shí)施例方式
如圖1-7所示本發(fā)明的一種密鑰扳手，它與安全螺栓或螺母1配套使用，它的工作端面是與安全螺栓螺母1的端面直接吻合的密鑰節(jié)面套3的端面，該端面上有4個(gè)成一定夾角的、能與安全螺栓或螺母1端面上的密槽相嚙合的密銷柱18；還有一個(gè)能使密鑰節(jié)面套3的端面和密銷柱18實(shí)現(xiàn)與所述密槽相吻合的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括一個(gè)彈性脹套5，其頭部為當(dāng)脹開時(shí)與安全螺栓或螺母端部的外出口小而內(nèi)腔大的凹腔相吻合的曲面體。
如圖2所示所述的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括依次安裝在節(jié)面套3的內(nèi)孔的定位套4、彈性脹套5、導(dǎo)向套7、和圓螺套8；彈性脹套5的可脹端套在定位套4內(nèi)孔中；彈性脹套5和導(dǎo)向套7及圓螺套8套裝在拉桿6上；滑塊10固定在拉桿6的尾端，其軸孔與曲柄11的軸活動(dòng)連接；偏心套13內(nèi)孔套在曲柄11上，其外圓與扳手殼15活動(dòng)連接；扳手蓋16固定在扳手殼15上；柄桿14與扳手蓋16和扳手殼15連接。
如圖2所示的密鑰節(jié)面套3的端面為平面形，還可以是與安全螺栓或螺母1相應(yīng)端面吻合的曲面形，所述曲面形如圖3所示的為圓錐形還可以是球面形。密鑰節(jié)面套3端面上的密銷柱18至少有兩個(gè)，其夾角小于180°，每個(gè)扳手產(chǎn)品其密銷柱夾角至少有一個(gè)不相等。圖4所示密鑰節(jié)面套3端面上的密銷柱18有4個(gè)，其夾角均不相等，每個(gè)扳手產(chǎn)品其密銷柱夾角至少有一個(gè)不相等，該實(shí)施例三個(gè)夾角均不相等。密銷柱夾角有無窮多組合，可以滿足不同客戶的需要。彈性脹套5，其頭部為當(dāng)脹開時(shí)與安全螺栓或螺母的螺紋端部的外出口小而內(nèi)腔大的凹腔相吻合的曲面體為球體，還可以是朝螺栓螺母端面凹腔內(nèi)部大、而朝外部小的倒錐體或內(nèi)大外小的圓柱體。
如圖8所示，是一種實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的密鑰扳手配套使用的安全螺栓，該安全螺栓1由螺栓桿1.1和與該螺栓為一整體的柱形螺栓頭1.2組成，該螺栓頭1.2的中部為內(nèi)部直徑大、出口直徑小的凹腔1.3，螺栓頭1.2的端面1.4上至少有兩個(gè)成一定夾角的銷槽1.5；凹腔1.3為球體或外小內(nèi)大的錐體，或內(nèi)部直徑大，出口直徑小的圓柱體；螺栓頭1.2的端面1.4形狀和銷槽1.5及凹腔1.3與所配套使用的密鑰扳手相匹配。所述的端面1.4為平面或形心在螺栓桿1.1上的曲面，該曲面為錐面或球面；端面1.4上有四個(gè)成夾角的銷槽1.5，相互間的夾角為不相同的任意夾角。
如圖9所示是一種實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明所述的密鑰扳手配套使用的安全螺母，柱形螺母體1.21中部一端為螺紋孔1.22，另一端為內(nèi)部直徑大、出口直徑小的凹腔1.23，螺母體1.21的凹腔端面1.24上至少有兩個(gè)銷槽1.25；所述的凹腔1.23為球體或外小內(nèi)大的錐體，或內(nèi)部直徑大，出口直徑小的圓柱體；螺母體1.21的端面1.24形狀和銷槽1.25及凹腔1.23與所配套使用的密鑰扳手相匹配。所述的螺母端面1.24為平面或形心在螺母體1.21上的曲面，該曲面為錐面或球面；端面1.24上有四個(gè)成夾角的銷槽1.25，相互間的夾角為不相同的任意夾角。
以下結(jié)合附圖1-9對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理作綜合說明安全螺栓或螺母1與密鑰扳手的密鑰節(jié)面套3配制成圓平密鑰節(jié)面A-A(見圖4)，或圓錐密鑰節(jié)面B-0-B(如圖3)；圓錐密鑰節(jié)面為一般情況，圓平密鑰節(jié)面是特例；當(dāng)圓錐密鑰節(jié)面的錐頂角為180度時(shí)，即成圓平密鑰節(jié)面。節(jié)面的密鑰特征表現(xiàn)為特意安排的密鑰扳手各個(gè)密銷柱18安全螺栓或螺母的銷槽完全吻合。圖4是圖2的A-A截面，還可視為圖3節(jié)面套3的端面為錐面B-0-B的投影。圖4顯示節(jié)面套3的端面上按照三個(gè)不同角α、β、γ分布密銷柱。每個(gè)安全螺栓或螺母的密鑰節(jié)面套3端面上相應(yīng)按照α、β、γ為角度的特征角，它們的一組數(shù)值確定一個(gè)具體的安全螺栓或螺母相應(yīng)的密鑰扳手的獨(dú)有的吻合特性，在制造時(shí)即被確定。特征角的排列組合呈現(xiàn)無窮多方案，保證各方需要。
密鑰節(jié)面套3被鎖緊后即能傳遞扭矩。鎖緊過程是由密鑰扳手的內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈性脹套和螺栓頭結(jié)構(gòu)配合實(shí)現(xiàn)的。密鑰節(jié)面套3的內(nèi)孔安裝定位套4、彈性脹套5、導(dǎo)向套7、和圓螺套8。定位套4的長度保證彈性脹套5的軸向合適位置。螺栓1頭部的圓柱孔中有一段內(nèi)球面；彈性脹套5頭部的外球面在密鑰節(jié)面吻合時(shí)能與此內(nèi)球面吻合即是它的合適位置。調(diào)整圓螺套8，限制導(dǎo)向套7的軸向位置，以保證它和彈性脹套5尾端的軸向間隙。彈性脹套5頭部有圓錐孔，錐角與拉桿6頭部外圓錐的相等。用螺釘9在拉桿6尾部固定滑塊I0(見圖2)。扳手殼15與扳手蓋16的結(jié)合面采用趾口定位；二者內(nèi)腔寬度與滑塊10寬度成間隙運(yùn)動(dòng)配合，充當(dāng)滑塊10運(yùn)動(dòng)的輔助導(dǎo)軌(圖5)?；瑝K10橫向開有曲柄銷的運(yùn)動(dòng)槽，驅(qū)動(dòng)曲柄11，帶動(dòng)滑塊10連同拉桿6一道縱向移動(dòng)，通過圓錐面的離、合，放松或張緊彈性脹套5。彈性脹套5張緊后，進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)使密鑰節(jié)面套3鎖緊。
密鑰節(jié)面的鎖緊運(yùn)動(dòng)可用圖7所示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖進(jìn)一步說明粗點(diǎn)劃線代表密鑰扳手的節(jié)面套3的端面與安全螺栓或螺母的端面；構(gòu)件R代表安全螺栓或螺母；組件M代表下述構(gòu)件節(jié)面套3、導(dǎo)向套7、偏心套13和扳手殼15；組件N代表下述構(gòu)件拉桿6、滑塊10；上述組件M加上曲柄11和組件N一道組成曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(正弦機(jī)構(gòu))。曲柄11繞轉(zhuǎn)動(dòng)副A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)組件N沿移動(dòng)副C移動(dòng)，同時(shí)其左端錐體張開彈性脹套5，使脹套5的球面與構(gòu)件R的球窩貼緊；曲柄11繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)組件M向著構(gòu)件R運(yùn)動(dòng)，使吻合的節(jié)面壓緊然后機(jī)構(gòu)處于自鎖位置。
偏心套13用于調(diào)整曲柄11的轉(zhuǎn)動(dòng)軸頸位置，保證密鑰節(jié)面鎖緊時(shí)曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)自鎖。調(diào)整妥后用固定螺釘9將偏心套13在扳手殼15內(nèi)固定。軸用彈性擋圈12使曲柄軸向固定。
操作程序?yàn)楫?dāng)拉桿6左移到放松極限位置時(shí)，放松了的彈性脹套5遭遇螺栓1的頭部圓柱孔擠壓而收縮，進(jìn)入或離開其球窩位置。當(dāng)彈性脹套5球面頭部進(jìn)入球窩位置后，拉桿6右移到鎖緊位置即可將密鑰節(jié)面鎖緊，使螺栓(或螺母)與扳手成一剛性整體；扳動(dòng)柄桿14即可實(shí)施擰緊或擰松。
安全螺栓或螺母頭部外形呈圓錐形(見圖2)或類圓錐形(見圖3)，防護(hù)杯2松套在它的頸部短圓柱軸肩19上，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以防止管鉗、鋼鋸、鏨子施加于螺栓頭(或螺母)。在面臨應(yīng)用設(shè)施有足夠厚度封蓋(或封板)的條件，則以封蓋(或封板)上足夠深度的沉窩代替防護(hù)杯，同時(shí)取消螺栓頸部。
安全螺栓或螺母既具螺栓連接的結(jié)合強(qiáng)度，又具機(jī)械鎖的豐富特異性，且比現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械鎖這類裝置更難盜拆，因而更保險(xiǎn)，可用于各種野外重要設(shè)施的防盜拆安裝，現(xiàn)金和珍貴財(cái)物保險(xiǎn)容器的封裝，和重要監(jiān)測儀表核心部位的維權(quán)密封。
權(quán)利要求
1.一種適用于安全螺栓或螺母的密鑰扳手，其特征在于，它包括一個(gè)端面與安全螺栓或螺母端面直接吻合的密鑰節(jié)面套(3)，其端面上至少有兩個(gè)成一定夾角的、能與安全螺栓或螺母端面上的密槽相嚙合的密銷柱(18)；還有一個(gè)能使密鑰節(jié)面套(3)的端面和密銷柱(18)實(shí)現(xiàn)與所述密槽相吻合的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括一個(gè)彈性脹套(5)，其頭部為當(dāng)脹開時(shí)與安全螺栓或螺母端部的外出口小而內(nèi)腔大的凹腔相吻合的曲面體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扳手，其特征在于，所述的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括依次安裝在節(jié)面套(3)的內(nèi)孔的定位套(4)、彈性脹套(5)、導(dǎo)向套(7)、和圓螺套(8)；彈性脹套(5)的可脹端套在定位套(4)內(nèi)孔中；彈性脹套(5)和導(dǎo)向套(7)及圓螺套(8)套裝在拉桿(6)上；滑塊(10)固定在拉桿(6)的尾端，其軸孔與曲柄(11)的軸活動(dòng)連接；偏心套(13)內(nèi)孔套在曲柄(11)上，其外圓與扳手殼(15)活動(dòng)連接；扳手蓋(16)固定在扳手殼(15)上；柄桿(14)與扳手蓋(16)和扳手殼(15)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扳手，其特征在于，密鑰節(jié)面套(3)的端面為平面形，還可以是與安全螺栓或螺母相應(yīng)端面吻合的曲面形，所述曲面形為圓錐形或球面形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扳手，其特征在于，密鑰節(jié)面套(3)端面上的密銷柱(18)有兩個(gè)，其夾角小于180°，每個(gè)扳手產(chǎn)品其密銷柱夾角至少有一個(gè)不相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扳手，其特征在于，密鑰節(jié)面套(3)端面上的密銷柱(18)有4個(gè)，其夾角均不相等，每個(gè)扳手產(chǎn)品其密銷柱夾角至少有一個(gè)不相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扳手，其特征在于，彈性脹套(5)，其頭部為當(dāng)脹開時(shí)與安全螺栓或螺母的螺紋端部的外出口小而內(nèi)腔大的凹腔相吻合的曲面體為球體，還可以是朝螺栓螺母端面凹腔內(nèi)部大、而朝外部小的倒錐體或內(nèi)大外小的圓柱體。
7.一種實(shí)現(xiàn)與權(quán)利要求1所述的扳手配套使用的安全螺栓，其特征在于，螺栓(1)由螺栓桿(1.1)和與該螺栓為一整體的柱形螺栓頭(1.2)組成，該螺栓頭(1.2)的中部為內(nèi)部直徑大、出口直徑小的凹腔(1.3)，螺栓頭(1.2)的端面(1.4)上至少有兩個(gè)成一定夾角的銷槽(1.5)；凹腔(1.3)為球體或外小內(nèi)大的錐體，或內(nèi)部直徑大，出口直徑小的圓柱體；螺栓頭(1.2)的端面(1.4)形狀和銷槽(1.5)及凹腔(1.3)與所配套使用的密鑰扳手相匹配。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的螺栓，其特征在于，所述的端面(1.4)為平面或形心在螺栓桿(1.1)上的曲面，該曲面為錐面或球面；端面(1.4)上有四個(gè)成夾角的銷槽(1.5)，相互間的夾角為不相同的任意夾角。
9.一種實(shí)現(xiàn)與權(quán)利要求1所述的扳手配套使用的安全螺母，其特征在于，螺母(1)的柱形螺母體(1.21)中部一端為螺紋孔(1.22)，另一端為內(nèi)部直徑大、出口直徑小的凹腔(1.2 3)，螺母體(1.21)的凹腔端面(1.24)上至少有兩個(gè)銷槽(1.25)；所述的凹腔(1.23)為球體或外小內(nèi)大的錐體，或內(nèi)部直徑大，出口直徑小的圓柱體；螺母體(1.21)的端面(1.24)形狀和銷槽(1.25)及凹腔(1.23)與所配套使用的密鑰扳手相匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺母，其特征在于，所述的端面(1.24)為平面或形心在螺母體(1.21)上的曲面，該曲面為錐面或球面；端面(1.24)上有四個(gè)成夾角的銷槽(1.25)，相互間的夾角為不相同的任意夾角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密鑰扳手及與其配套使用的安全螺栓和螺母。它包括一個(gè)密鑰節(jié)面套,其端面上有能與安全螺栓或螺母端面上的密槽相嚙合的密梢柱;還有一個(gè)能使密銷柱實(shí)現(xiàn)與所述密槽相吻合的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括一個(gè)彈性脹套,其頭部為當(dāng)脹開時(shí)與安全螺栓或螺母端部的外出口小而內(nèi)腔大的凹腔相吻合的曲面體。安全螺栓或螺母一端有與密鑰扳手匹配的端面和凹腔及密槽。其優(yōu)點(diǎn)是,緊固連接可靠,具有防止意外拆卸和人為破壞及盜竊的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)B25B13/48GK1368421SQ02115490
公開日2002年9月11日 申請日期2002年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者王賢虎, 王 華 申請人:武漢大學(xué)