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
技術領域：
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械緊固連接技術領域，特別適用于因構件、或設備、或設施緊固連接要求嚴格、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：
現(xiàn)有的機械鎖，實現(xiàn)連接功能的構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的通用性和互換性，制造這類扳手工具和緊固件沒有技術難度和特殊要求，對這類緊固件所連接的構件或設備實施拆卸或破壞較為方便，因而不能很好地通過機械方式實現(xiàn)安全緊固、保密、防盜等技術效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術的機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、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；還有一個能使密鑰節(jié)面套3的端面和密銷柱18實現(xiàn)與所述密槽相吻合的導桿機構，該導桿機構包括一個彈性脹套5，其頭部為當脹開時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，相當于一把鑰匙開一把特定的鎖。密鑰節(jié)面的制作需要相應的機械加工設備和工藝裝備，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為密鑰扳手結構外部主視圖，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剖視示意圖為導桿機構中的偏心自鎖機構。
圖6為密鑰扳手與安全螺母配合的示意圖。
圖7為本發(fā)明機構運動簡圖。
圖8為安全螺栓結構示意圖。
圖9為安全螺母結構示意圖。
圖中各圖號對應的名稱為1、安全螺栓，2、防護杯，3、節(jié)面套，4、定位套，5、彈性脹套，6、拉桿，7、導向套，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的套類機構，N、代表移動機構，M和N及曲柄11構成導桿機構(為正弦機構)。
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、防護杯。
具體實施例方式
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；還有一個能使密鑰節(jié)面套3的端面和密銷柱18實現(xiàn)與所述密槽相吻合的導桿機構，該導桿機構包括一個彈性脹套5，其頭部為當脹開時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所示所述的導桿機構包括依次安裝在節(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，其夾角小于180°，每個扳手產(chǎn)品其密銷柱夾角至少有一個不相等。圖4所示密鑰節(jié)面套3端面上的密銷柱18有4個，其夾角均不相等，每個扳手產(chǎn)品其密銷柱夾角至少有一個不相等，該實施例三個夾角均不相等。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，其頭部為當脹開時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。
以下結合附圖1-9對本發(fā)明的結構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；當圓錐密鑰節(jié)面的錐頂角為180度時，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的端面上按照三個不同角α、β、γ分布密銷柱。每個安全螺栓或螺母的密鑰節(jié)面套3端面上相應按照α、β、γ為角度的特征角，它們的一組數(shù)值確定一個具體的安全螺栓或螺母相應的密鑰扳手的獨有的吻合特性，在制造時即被確定。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)部傳動機構、彈性脹套和螺栓頭結構配合實現(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)面吻合時能與此內(nèi)球面吻合即是它的合適位置。調整圓螺套8，限制導向套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寬度成間隙運動配合，充當滑塊10運動的輔助導軌(圖5)?；瑝K10橫向開有曲柄銷的運動槽，驅動曲柄11，帶動滑塊10連同拉桿6一道縱向移動，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，進一步運動使密鑰節(jié)面套3鎖緊。
密鑰節(jié)面的鎖緊運動可用圖7所示機構運動簡圖進一步說明粗點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；構件R代表安全螺栓或螺母；組件M代表下述構件節(jié)面套3、導向套7、偏心套13和扳手殼15；組件N代表下述構件拉桿6、滑塊10；上述組件M加上曲柄11和組件N一道組成曲柄移動導桿機構(正弦機構)。曲柄11繞轉動副A轉動時組件N沿移動副C移動，同時其左端錐體張開彈性脹套5，使脹套5的球面與構件R的球窩貼緊；曲柄11繼續(xù)轉動時，推動組件M向著構件R運動，使吻合的節(jié)面壓緊然后機構處于自鎖位置。
偏心套13用于調整曲柄11的轉動軸頸位置，保證密鑰節(jié)面鎖緊時曲柄移動導桿機構自鎖。調整妥后用固定螺釘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。
操作程序為當拉桿6左移到放松極限位置時，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，進入或離開其球窩位置。當彈性脹套5球面頭部進入球窩位置后，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；扳動柄桿14即可實施擰緊或擰松。
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)，防護杯2松套在它的頸部短圓柱軸肩19上，可以自由轉動，以防止管鉗、鋼鋸、鏨子施加于螺栓頭(或螺母)。在面臨應用設施有足夠厚度封蓋(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杯，同時取消螺栓頸部。
安全螺栓或螺母既具螺栓連接的結合強度，又具機械鎖的豐富特異性，且比現(xiàn)有技術的機械鎖這類裝置更難盜拆，因而更保險，可用于各種野外重要設施的防盜拆安裝，現(xiàn)金和珍貴財物保險容器的封裝，和重要監(jiān)測儀表核心部位的維權密封。
權利要求
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)；還有一個能使密鑰節(jié)面套(3)的端面和密銷柱(18)實現(xiàn)與所述密槽相吻合的導桿機構，該導桿機構包括一個彈性脹套(5)，其頭部為當脹開時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)權利要求1所述的扳手，其特征在于，所述的導桿機構包括依次安裝在節(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，其夾角小于180°，每個扳手產(chǎn)品其密銷柱夾角至少有一個不相等。
5.根據(jù)權利要求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，其夾角均不相等，每個扳手產(chǎn)品其密銷柱夾角至少有一個不相等。
6.根據(jù)權利要求1所述的扳手，其特征在于，彈性脹套(5)，其頭部為當脹開時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。
7.一種實現(xiàn)與權利要求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。
9.一種實現(xiàn)與權利要求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;還有一個能使密銷柱實現(xiàn)與所述密槽相吻合的導桿機構,該導桿機構包括一個彈性脹套,其頭部為當脹開時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效果。
文檔編號B25B13/48GK1368421SQ02115490
公開日2002年9月11日 申請日期2002年1月30日 優(yōu)先權日2002年1月30日
發(fā)明者王賢虎, 王 華 申請人:武漢大學