РУЧНОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЗАХВАТА
HAND-HELD GRIPPER

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к ручным инструментам для захвата, а в частности к ручным инструментам для захвата, которые позволяют регулировать диапазон размера между губками инструмента под любой размер зажимаемой детали. Одной из наиболее применимых форм ручного инструмента для захвата являются клещи такого типа, которые называют клещами для труб или клещами для шлицевого соединения.
Предпосылки к созданию изобретения
Известные клещи для труб имеют общую характеристику, состоящую в том, что губки расположены под углом к ручкам клещей, а шарнирный палец, в виде болта или заклепки, установлен в области позади губки на одной из ручек и выступает через удлиненный паз на другой ручке. В таких клещах различные средства для избирательного изменения расстояния между губками могут иметь вид смещенных друг от друга выступов или зубьев, предусмотренных вдоль внутренней длинной кромки паза и приспособленных для возрастающего избирательного связывающего зацепления с шарнирным пальцем. Другим хорошо известным способом регулировки расстояния между губками в таких клещах является использование смещенных друг от друга выступов на обращенных друг к другу поверхностях паза для введения шарнирного пальца. Во всех таких инструментах для регулировки под размер конкретной детали, зажимаемой между губками, требуется проведение операции двумя руками. При этой регулировке ручки раздвигают для того, чтобы шарнирный палец мог скользить вдоль паза, чтобы перемещать одну из губок в положение, ориентировочно соответствующее желательному размеру зажимаемой детали.
Другие известные типы клещей приспособлены для скользящего замыкания на зажимаемой детали в ответ на сведение вручную ручек вместе и, в ответ на контакт с зажимаемой деталью, для автоматического блокирования дальнейшего действия скольжения, за счет входа в зацепление соответствующих зубьев и, за счет этого, для перехода от режима скольжения в режим поворота, в результате чего дальнейшее приложение ручного усилия к ручкам повышает действие зажима на зажимаемую деталь.
Это действие зажима в известных клещах является функцией отношения между длиной рабочих ручек и длиной губок от шарнирного пальца, которое типично составляет около 5:1. Следовательно, существенная доля крутящего момента, приложенного к рабочим ручкам, требуется для того, чтобы зажимать зажимаемую деталь, а это означает, что часто имеется недостаточный крутящий момент для вращения плотно зажатой детали.
В некоторых обстоятельствах весьма желательно, чтобы клещи можно было блокировать (запирать) на зажимаемой детали. Известные клещи не позволяют осуществлять такую функцию.
Другой недостаток известных клещей заключается в том, что действие фиксации шарнирного пальца, осуществляемое при помощи смещенных друг от друга выступов, зубьев или дуговидных выступов в пазу, является таким, что губки/ ручки редко находятся в оптимальном положении ранее перехода от режима скольжения к режиму поворота. Это приводит к переменному действию захватывания зажимаемой детали.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается ручной инструмент для захвата, который содержит узел первой губки, имеющий участок зацепления с зажимаемой деталью, узел второй губки, имеющий участок зацепления с зажимаемой деталью и выполненный с возможностью перемещения относительно указанного первого узла губки, так что образуется пространство переменного размера для приема зажимаемой детали между указанными участками зацепления с зажимаемой деталью, и ручку для приложения силы к указанному узлу второй губки, причем указанный узел второй губки выполнен с возможностью зацепления с поверхностью реакции, так что, при применении, в ответ на указанное усилие, приложенное при помощи указанной ручки, его участок зацепления с зажимаемой деталью прижимается к зажимаемой детали, введенной в пространство для приема указанной зажимаемой детали, и который содержит участок удлинения, идущий от указанного участка зацепления с зажимаемой деталью, причем указанное плечо рычага соединено с указанным участком удлинения в месте соединения, при этом указанный участок удлинения имеет участок содействия изгибу, расположенный между указанным участком зацепления с зажимаемой деталью и указанным местом соединения, причем указанный участок содействия изгибу выполнен с возможностью содействия ограниченному изгибу участка удлинения в направлении удаления от указанного узла первой губки, в ответ на силу реакции, создаваемую за счет зацепления с указанной зажимаемой деталью между указанными узлами первой и второй губок.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается также ручной инструмент для захвата, который содержит узел первой губки, узел второй губки, первый кулачок, соединенный с указанным узлом первой губки, поворотную ручку для приложения рабочего усилия к указанному узлу первой губки и второй кулачок, соединенный с указанной поворотной ручкой, причем указанные узлы первой и второй губок выполнены с возможностью взаимодействия, чтобы образовать пространство переменного размера для приема зажимаемой детали, а указанные первый и второй кулачки выполнены с возможностью срабатывания в ответ на указанное приложение рабочего усилия, чтобы побуждать указанные узлы первой и второй губок зажимать указанную зажимаемую деталь, которая расположена в указанном пространстве переменного размера, причем по меньшей мере один из указанных узлов первой и второй губок содержит участок содействия изгибу, выполненный с возможностью содействия изгибу узла губки в направлении удаления от указанного пространства переменного размера в ответ на силу реакции, создаваемую зажимаемой деталью, зажатой между указанными узлами первой и второй губок в указанном пространстве переменного размера.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается также ручной инструмент для захвата, который содержит блок первой губки, блок второй губки, выполненный с возможностью взаимодействия с указанным блоком первой губки, чтобы образовать пространство переменного размера для приема зажимаемой детали, опорное средство, на котором указанный блок первой губки может скользить для изменения размера указанного пространства для приема зажимаемой детали, и поворотное рычажное средство, причем как указанный блок первой губки, так и указанное поворотное рычажное средство снабжены средством зацепления, предназначенным для зацепления с соответствующими частями на указанном опорном средстве, так что движение поворота указанного рычажного средства в одном направлении побуждает указанный блок первой губки двигаться в направлении зажимаемой детали, которая расположена в указанном пространстве для приема зажимаемой детали, по меньшей мере главным образом в контакте с указанными блоками первой и второй губок, чтобы зажимать указанную деталь, причем указанный блок первой губки выполнен с возможностью осуществления ограниченного движения изгиба в направлении удаления от указанного пространства для приема зажимаемой детали в ответ на силу реакции, создаваемую указанной деталью, зажатой между указанными блоками первой и второй губок в указанном пространстве переменного размера.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания его некоторых вариантов, приведенных в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан первый вариант ручного инструмента для захвата с некоторыми условно удаленными слоями, причем автоматическое стопорное устройство инструмента находится в рабочем, но не запертом состоянии.
На фиг.2 показан первый вариант с некоторыми условно удаленными слоями, причем автоматическое стопорное устройство находится в запертом состоянии.
На фиг.3 показан первый вариант с некоторыми условно удаленными слоями, причем автоматическое стопорное устройство находится в отведенном нерабочем состоянии.
На фиг.4 показан с увеличением участок фиг.3, где узел подвижной губки изображен более подробно.
На фиг.5 показан второй вариант ручного инструмента для захвата зажимаемой детали типа крепежной детали, с условно удаленным слоем узла губки, чтобы показать внутренние детали инструмента.
На фиг.6 показан третий вариант ручного инструмента для захвата в ослабленном открытом состоянии, свободно удерживающего зажимаемую деталь типа крепежной детали, с условно удаленным слоем узла губки, чтобы показать внутренние детали инструмента.
На фиг.7 показан третий вариант в запертом состоянии, с условно удаленным верхним слоем соединительного рычага, чтобы показать внутренние детали инструмента.
На фиг.8 показан четвертый вариант ручного инструмента для захвата, при зажиме двух пластинчатых деталей вместе, с условно удаленным соединительным элементом, чтобы показать внутренние детали инструмента.
На фиг.9 показан пятый вариант ручного инструмента для захвата, с условно удаленным соединительным элементом, чтобы показать внутренние детали инструмента.
На фиг.10 показан пятый вариант после частичного срабатывания, когда его узлы губок входят в контакт с зажимаемой деталью.
На фиг.11 показан пятый вариант, но в другом рабочем положении и при захвате зажимаемой детали другого типа.
На фиг.12 показан шестой вариант ручного инструмента для захвата, открытого для приема крепежной детали, с удаленным соединительным элементом, чтобы показать внутренние детали инструмента.
На фиг.13 показан шестой вариант, соответствующий фиг.12, но с инструментом, зажатом на зажимаемой детали.
Подробное описание изобретения
В последующем описании вариантов ручного инструмента для захвата, аналогичные детали инструмента будут иметь одинаковые позиционные обозначения.
На фиг.1-4 показан первый вариант ручного инструмента для захвата в виде клещей 1. Клещи 1 содержат узел 2а неподвижной губки, узел 2b подвижной губки, неподвижную ручку 3 и поворотную ручку 4. Каждый узел 2а, 2b губки имеет участок зацепления с зажимаемой деталью, имеющий соответствующий профиль 2g, 2f захвата губки. Узел 2b подвижной губки может перемещаться относительно узла 2а неподвижной губки за счет действия поворотной ручки 4, чтобы создавать пространство переменного размера для приема зажимаемой детали между профилями 2g, 2f захвата губок. Узлы 2а, 2b губок, неподвижная ручка 3 и поворотная ручка 4 могут быть выполнены в виде слоистых конструкций. На фиг.1-4 самые верхние (на чертежах) слои условно удалены, чтобы показать внутренние детали клещей 1.
Узел 2а неподвижной губки соединен с опорным элементом 3 для узла 2b подвижной губки. Опорный элемент 3а идет в поперечном направлении относительно узла 2а неподвижной губки (в этом варианте опорный элемент губки идет ориентировочно перпендикулярно относительно узла 2а неподвижной губки). Узел 2b подвижной губки выполнен с возможностью скольжения вдоль опорного элемента 3а, чтобы изменять размер пространства для приема зажимаемой детали. Опорный элемент 3 образует первую зажимную поверхность или поверхность 3b реакции и вторую зажимную поверхность или поверхность 3с реакции. Первая и вторая зажимные поверхности 3b, 3с расположены со смещением друг от друга и обращены в противоположные стороны. Неподвижная ручка 3 соединена с концом опорного элемента 3а, так что опорный элемент идет между неподвижной ручкой 3 и узлом 2а неподвижной губки и соединяет их.
Узел 2b подвижной губки представляет собой слоистую конструкцию, которая содержит центральный элемент 2h губки и участок удлинения, который содержит два удлиненных соединительных элемента 5е. На фиг.1-3 самый верхний (на чертежах) соединительный элемент 5е условно удален, чтобы показать внутренние детали клещей 1. Узел 2b подвижной губки содержит поверхность 2с кулачка, которая образована в центральном элементе 2h губки и может входить в зацепление с первой зажимной поверхностью 3b. Соединительные элементы 5е прикреплены к боковым сторонам центрального элемента 2h губки, так что центральный элемент губки зажат между соединительными элементами. Участки соединительных элементов 5е, которые прикреплены к боковым сторонам центрального элемента 2h губки, имеют форму, соответствующую профилю центрального элемента губки и, таким образом, содержат профили 2f, 2g захвата губок. Соединительные элементы 5е идут от центрального элемента 2h губки и расположены со смещением друг от друга, так что между ними образуется зазор. Опорный элемент 3а проходит через зазор, образованный между соединительными элементами 5е. Поворотная ручка 4 соединена с возможностью поворота с узлом 2b подвижной губки, при помощи шарнирного пальца 6, в месте соединения, расположенном поблизости от соответствующих свободных концов соединительных элементов 5е.
Как это показано на фиг.4, соединительные элементы 5е содержат участок 5f содействия изгибу. Когда узел 2b подвижной губки собран с опорным элементом 3, участок 5f содействия изгибу расположен между первой зажимной поверхностью 3b и местом соединения, в котором поворотная ручка 4 соединена с узлом 2b подвижной губки при помощи шарнирного пальца 6. В частности, в показанном варианте участок 5f содействия изгибу идет между поверхностью 2с кулачка и второй зажимной поверхностью 3с. Участок 5f содействия изгибу содержит изогнутую, или рифленую секцию, которая изогнута в общем направлении узла 2а неподвижной губки. Изгиб находится в плоскости элементов 5е связи.
Как это показано на фиг.1, поворотная ручка 4 содержит зубчатый кулачок 4at поворотной ручки, который расположен на поворотной ручке рядом с шарнирным пальцем 6, так что когда поворотная ручка совершает поворот на шарнирном пальце, кулачок 4at совершает поворот относительно оси шарнирного пальца. Зубья зубчатого кулачка 4at поворотной ручки входят в зацепление с зубчатым башмаком 17t скольжения, который входит в зацепление со второй зажимной поверхностью 3с и выполнен с возможностью скольжения вдоль нее.
Поворотное звено 12 идет между неподвижной ручкой 3 и поворотной ручкой 4. Поворотное звено 12 соединено с возможностью поворота с неподвижной ручкой 3, при помощи шарнирного пальца 12b, который введен с возможностью скольжения в паз 3е, образованный в неподвижной ручке 3. Паз 3е идет по длине неподвижной ручки 3 и когда самый верхний (на чертеже) слой ручки находится на месте, его нельзя увидеть. Поворотное звено 12 при помощи шарнирного пальца 12а соединено с возможностью поворота с поворотной ручкой 4. Элемент смещения в виде пружины 8 растяжения соединен с шарнирным пальцем 12а и с точкой крепления на поворотной ручке 4, и позволяет смещать поворотную ручку в положение, показанное на фиг.1. На фиг.1 клещи показаны в полностью открытом состоянии, в котором пространство для приема зажимаемой детали, образованное между узлами 2а, 2b губок, имеет максимальный размер.
Клещи 1 содержат автоматическое стопорное устройство, которое имеет зубья 22, предусмотренные на конце поворотного звена 12 рядом с шарнирным пальцем 12а, и стопорный элемент 24. Стопорный элемент 24 установлен с возможностью поворота на поворотной ручке 4 относительно шарнирного пальца 26. Шарнирный палец 26 является неподвижным относительно поворотной ручки 4 и проходит через паз 27 (фиг.2), вытянутый по длине стопорного элемента 24. Стопорный элемент 24 имеет выступ 28 для большого пальца, на который может нажимать пользователь клещей 1. Когда самый верхний слой поворотной ручки 4 находится на месте, выступ 28 для большого пальца является единственным участком стопорного элемента 24, который виден.
Как это особенно хорошо показано на фиг.2 и 4, на конце стопорного элемента 24, противоположном выступу 28 для большого пальца, на стороне, обращенной в сторону удаления от пальца 6 поворотной ручки, предусмотрены зубья 30 для входа в зацепление с зубьями 22 на поворотном звене 12. На другой стороне стопорного элемента 24, противоположной зубьям 30, имеется выемка, в которую входит конец упругого элемента, которым в этом варианте является пружина 32 сжатия. Противоположный конец пружины 32 сжатия удерживается в выемке 34, предусмотренной в поворотной ручке 4. Как это лучше всего показано на фиг.4, зубчатый конец стопорного элемента 24 снабжен острым выступом 36, который входит в выемки 38, 40, предусмотренные в поворотной ручке 4, чтобы устанавливать стопорный элемент 24 в его нерабочее и рабочее положения, соответственно. Пружина 32 сжатия смещает стопорный элемент 24 в рабочее положение, показанное на фиг.1 и 2, в котором выступ 36 входит в выемку 40, при этом стопорный элемент 24 автоматически входит в зацепление с зубьями 22, предусмотренными на конце поворотного звена 12. Когда выступ 36 введен в выемку 38, стопорный элемент удерживается в отведенном (нерабочем) положении, в котором он не может входить в зацепление с поворотным звеном 12. Таким образом, стопорный элемент 24 может быть блокирован в отведенном нерабочем положении. Это означает, что по желанию клещи 1 могут быть использованы без автоматического стопорного устройства. Когда пользователь желает привести в действие автоматическое стопорное устройство, он использует выступ 28 для большого пальца для сдвига стопорного элемента 24 наружу относительно поворотной ручки 4, чтобы вывести выступ 36 из выемки 38. Как только выступ 36 будет выведен из выемки 38, пружина 32 сжатия начинает воздействовать на зубчатый конец стопорного элемента, для перемещения стопорного элемента в рабочее положение, показанное на фиг.1 и 2, в котором он готов для автоматического зацепления с поворотным звеном 12.
На фиг.2 зубья 30 стопорного элемента 24 показаны в зацеплении с зубьями 22 на поворотном звене 12, в результате чего узлы 2а, 2b губок блокированы в показанном положении. Зубья 22, 30 имеют такую форму, что когда поворотное звено 12 совершает поворот из положения, показанного на фиг.1, в положение, показанное на фиг.2, они автоматически входят в зацепление, аналогично храповому механизму. Сила смещения, созданная пружиной 32 сжатия, принудительно вводит зубья 30 в зацепление с зубьями 22, за счет чего поддерживается зацепление блокировки.
Блокировка может быть снята путем нажима вниз (в соответствии с показанным на фиг.2) на выступ 28 для большого пальца, чтобы зубчатый конец стопорного элемента 24 совершил поворот против часовой стрелки, для того, чтобы освободить поворотное звено 12 и разрешить свободное движение поворотной ручки 4 относительно неподвижной ручки 3. При освобождении выступа 28 для большого пальца, зубчатый конец стопорного элемента 24 возвращается в положение, показанное на фиг.1, так что стопорный элемент готов автоматически входить в зацепление с зубьями 22 поворотного звена 12.
Было обнаружено, что участок 5f содействия изгибу улучшает работу клещей 1. Следует иметь в виду, что когда узел 2b подвижной губки входит в зацепление с зажимаемой деталью, захваченной между профилями 2f, 2g захвата губок, то может потребоваться значительное усилие, приложенное пользователем, чтобы жесткий узел 2b подвижной губки захватил зажимаемую деталь, так чтобы зубья 22 на поворотном звене 12 полностью вошли в зацепление с зубьями 30 на стопорном элементе 24. Это особенно относится к случаю, когда узлы 2а, 2b губок и зажимаемая деталь изготовлены из твердого материала и являются жесткими. Если соответствующие детали являются твердыми и жесткими, то существует риск не полного зацепления зубьев 22, 30 и проскальзывания блокировки. За счет создания ограниченного изгиба участка зацепления с зажимаемой деталью узла 2b подвижной губки в направлении удаления от зажимаемой детали, дополнительная сила может быть приложена пользователем к поворотной ручке 4, за счет чего может быть создано дополнительное движение ручки, чтобы осуществить полное зацепление зубьев 22, 30. Это облегчает достижение блокировки пользователем и снижает напряжения в подвижной губке.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.4, на которой показана выемка 2m, которая может быть предусмотрена в узле 2а неподвижной губки. Это позволяет дополнительно повысить изгиб узлов 2а, 2b губок и дополнительно снизить силу, вводимую пользователем для того, чтобы блокировать узлы 2а, 2b губок при плотном зацеплении с зажимаемой деталью.
Следует иметь в виду, что конфигурация участка 5f содействия изгибу и, если она есть, выемки 2m может существенно варьировать для обеспечения требуемой степени изгиба. Например, участок 5f содействия изгибу может иметь единственную дугу в направлении пространства для приема зажимаемой детали. Однако могут быть предусмотрены и другие дуги, волнистость или рифления в плоскости соединительных элементов 5е. Следует также иметь в виду, что степень допустимого изгиба должна быть относительно малой, так как в противном случае клещи 1 не смогут производить надлежащее действие зажимания. Степень требуемого изгиба, допустимого для удовлетворительной работы клещей 1, легко может быть определена при помощи эксперимента.
При необходимости, первая и вторая зажимные поверхности 3b, 3с, предусмотренные на опорном элементе 3, могут быть не параллельными. Вместо этого первая зажимная поверхность 3b может иметь наклон ко второй зажимной поверхности 3с, когда две поверхности приближаются к неподвижной губке 2а. Это сужение опорного элемента 3а показано на фиг.4. Созданный за счет этого эффект клина побуждает кулачок 2с узла подвижной губки действовать быстрее и запирать лучше. Это также снижает вероятность частичного закрывания угла губок при зажимании тонкой зажимаемой детали, так как утончение опорного элемента 3а в направлении узла 2а неподвижной губки может аннулировать эффект любого вращения зубчатого кулачка 4at поворотной ручки относительно зубчатого башмака 17.
На фиг.5 показан второй вариант ручного инструмента для захвата в виде клещей 1. Клещи 1 показаны в замкнутом состоянии, при захвате зажимаемой детали типа крепежной детали между узлами 2а, 2b губок. Самый верхний (на чертеже) соединительный элемент 5е условно удален, чтобы показать внутренние детали клещей 1.
Во втором варианте, опорный элемент 3а идет в целом перпендикулярно узлу 2а первой губки и имеет первую и вторую зажимные поверхности 3b, 3с, которые расположены главным образом параллельно, с промежутком друг от друга. Паз 3d идет по длине опорного элемента 3а. Палец 7 скольжения проходит через паз 3d в целом перпендикулярно к плоскости опорного элемента 3а и удерживается в соответствующих втулках, предусмотренных в соединительных элементах 5е. Палец 7 может скользить вдоль паза 3d, когда узел 2b второй губки скользит вдоль опорного элемента 3а. Упругий элемент в виде пружины 8 растяжения введен в паз 3d. Один конец пружины 8 прикреплен к неподвижной губке 2а при помощи пальца 9. Противоположный конец упругого элемента 8 закреплен на пальце 7 скольжения. Пружина 8 тянет (притягивает) узел 2b второй губки в направлении узла 2а первой губки, так что клещи 1 смещены в закрытое состояние и создают легкое усилие зажима, приложенное к зажимаемой детали 11а ранее приложения силы F к поворотной ручке 4.
Поворотная ручка 4 содержит объединенный с ней кулачок 4а, который воздействует на вторую зажимную поверхность 3с опорного элемента 3а, чтобы вызвать поворот кулачка 2с узла 2b второй губки относительно первой зажимной поверхности 3b. Поворотная ручка 4 также содержит соответствующую упорные поверхности 4d, которые могут входить в зацепление с упорами 5d, которые выступают из соединительных элементов 5е и служат для ограничения движения поворотной ручки 4 в направлении удаления от неподвижной ручки 3.
Далее будет приведено описание пяти других вариантов ручного инструмента для захвата в виде клещей 1, каждый из которых имеет элемент содействия изгибу на одном или двух узлах губок. Эти варианты показывают, как концепция содействия изгибу может быть введена в различные конфигурации ручного инструмента для захвата, причем описание этих вариантов служит дополнительной иллюстрацией функционирования первого варианта.
На фиг.5 и 6 показан третий вариант ручного инструмента для захвата в виде клещей 1, причем самый верхний (на чертеже) соединительный рычаг 5е условно удален, чтобы показать внутренние детали инструмента.
На фиг.6 поворотная ручка 4 показана в полностью открытом положении. В этом положении кулачок 4а на поворотной ручке 4 выведен из зацепления с башмаком 17 скольжения и поверхность 2с кулачка смещена от первой зажимной поверхности 3b (имеется зазор Ga). В этом состоянии клещей 1 необходимо только преодолеть натяжение упругого элемента 8 для вращения узлов 4а, 4b губок, чтобы перевести профили 2е, 2f захвата губок в состояние захвата зажимаемой детали 11а.
Башмак 17 скольжения имеет форму крестовины. Башмак 17 скольжения удерживается между кулачком 4а на поворотной ручке 4 и второй зажимной поверхностью 3с за счет того, что ветви 17а башмака скольжения входят в соответствующие пазы (не показаны) в соединительных элементах 5е. Таким образом, башмак 17 скольжения вынужден двигаться вместе с узлом 2b подвижной губки, когда он скользит на опорном элементе 3а.
Между кулачками 4а, 2с имеет расстояние D2.
На фиг.7 показан третий вариант, с поворотной ручкой в полностью закрытом положении, когда узлы 2а, 2b губок зажимают деталь 11с в виде двух пластин. Движение поворотной ручки 4 в полностью закрытое положение приводит к вращению кулачка 4а за башмак скольжения, за счет чего поверхность 4b запирания входит в тесный контакт со второй зажимной поверхностью 3с через башмак 17 скольжения. Кулачок 4а на поворотной ручке перемещает узел 2b подвижной губки на поверхности 2с кулачка так, что вводит участок 2d запирания узла 2b подвижной губки в зацепление с первой зажимной поверхностью 3b над центром шарнирного пальца 6, на расстоянии D1. Эта схема расположения не позволяет поворотной ручке 4 двигаться наружу относительно неподвижной ручки 3, кроме как при таком перемещении вручную. Это блокирует клещи 1 в положении захвата зажимаемой детали 11с.
На фиг.8 показан вид сверху четвертого варианта ручного инструмента для захвата, выполненного в виде клещей 1. И в этом случае, верхний (на чертеже) соединительный элемент 5е узла 2b подвижной губки условно удален, чтобы показать внутренние детали клещей 1.
В этом варианте неподвижная ручка 3 непосредственно соединена с неподвижной губкой 2а. Упругий элемент 8 не находится в удлиненном пазу опорного элемента 3а. Вместо этого он удерживается между соответствующими стойками 9 пружины, предусмотренными на узле 2а неподвижной губки и на узле 2b подвижной губки. Упругий элемент 8 смещает узел 2b подвижной губки в направлении узла 2а неподвижной губки и прижимает кулачок 4а на поворотной ручке 4 ко второй зажимной поверхности 3с, когда клещи 1 находятся в состоянии покоя. В этом варианте нет башмака скольжения, так что кулачок 4а непосредственно упирается во вторую зажимную поверхность 3с.
На фиг.8 поворотная ручка 4 показана полностью повернутой в направлении неподвижной ручки 3, в результате чего участок 4b запирания поворотной ручки 4 входит в тесный контакт со второй зажимной поверхностью 3с, так что узлы 2а, 2b губок будет зажаты на зажимаемой детали 11с.
На фиг.9-11 показан пятый вариант ручного инструмента для захвата, выполненного в виде клещей 1. На фиг.10 и 11 верхний слой 3g неподвижной ручки, верхний слой 4е поворотной ручки и верхний соединительный элемент 5е условно удалены.
На фиг.9 клещи 1 показаны в состоянии покоя. Упругий элемент 8, воздействующий на поворотную ручку 4, и поворотное звено 12 побуждает узел 2b подвижной губки двигаться вниз по опорному элементу 3, в направлении удаления от узла 2а неподвижной губки. Это смещает поверхность 2с кулачка от первой зажимной поверхности 3b, так что образуется зазор Ga. Упор 4d на поворотной ручке 4 воздействует на упор 5d на соединительном элементе 5е, для ограничения перемещения поворотной ручки. Кулачок 4а на поворотной ручке 4 смещен от второй зажимной поверхности 3с.
На фиг.10 поворотная ручка 4 принудительно смешена в направлении неподвижной ручки 3 за счет воздействия силы F, которая побуждает ее совершать поворот относительно поворотного звена 12, с преодолением сопротивления упругого элемента 8, пока это перемещение не будет остановлено узлами 2а, 2b губок, входящими в контакт с крепежной деталью 11а. Во время этой части движения, первоначальное зацепление кулачка 4а на поворотной ручке 4 со второй зажимной поверхностью 3с не создает эффективного действия зажимания крепежной детали 11а.
На фиг.11 поворотная ручка 4 и поворотные звенья показаны в положении полного срабатывания, побуждая узлы 2а, 2b губок зажимать трубчатую зажимаемую деталь 11b. Сила F, приложенная к поворотной ручке 4, побуждает шарнирный палец 12b двигаться вниз в пазу 3е в неподвижной ручке 3, за счет чего удлиняется упругий элемент 8. Это позволяет поворотной ручке 4 вращаться вокруг шарнирного пальца 6, побуждая кулачок 4а на поворотной ручке воздействовать на вторую зажимную поверхность 3с. Это воздействие вращает узел 2b подвижной губки на поверхности 2с кулачка и смещает участок 2d запирания в направлении первой зажимной поверхности 3b, что дополнительно усиливает воздействие зажима узлов 2а, 2b губок на зажимаемую деталь 11b. Это позволяет прикладывать значительный крутящий момент для вращения детали 11b, в то время как требуется пониженная сила F для того, чтобы узлы губок 2а, 2b продолжали зажимать деталь 11b.
На фиг.12 и 13 показан шестой вариант ручного инструмента для захвата, выполненного в виде клещей 1. Самый верхний (на чертежах) соединительный элемент 5е условно удален, чтобы показать внутренние детали клещей 1. В этом варианте нет неподвижной ручки 3.
Как это показано на фиг.12, узлы 2а, 2b губок открыты за счет приложения осевой силы F к опорному элементу 3а, чтобы отвести узел 2а неподвижной губки от узла 2b подвижной губки. Осевая сила F действует против силы смещения упругого элемента 8, который удерживается между соответствующими стойками 9, закрепленными на узлах 2а, 2b губок. При снятии осевой силы F, упругий элемент 8 притягивает друг к другу узлы 2а, 2b губок, чтобы слегка зажимать зажимаемую деталь 11а между узлами губок.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.13, где сила F прикладывает вращающий момент к поворотной ручке 4, чтобы кулачок 4а на поворотной ручке воздействовал на вторую зажимную поверхность 3с через башмак 17 скольжения. Это побуждает узел 2b подвижной губки совершать поворот на поверхности 2с кулачка, для создания дополнительного зажима детали 11а.
Варианты, показанные на фиг.5-8, содержат узел 2а неподвижной губки, который соединен с неподвижной ручкой 3 через удлиненный опорный элемент 3, и узел 2b подвижной губки, который соединен через один или несколько соединительных элементов 5е с поворотной ручкой 4, так что он может скользить и совершать поворот относительно узла 2а неподвижной губки. Опорный элемент 3 представляет собой удлиненный стержень с параллельными обращенными в противоположные стороны зажимными поверхностями 3b, 3с, однако, как это показано на фиг.4, опорный элемент может сужаться в направлении узла неподвижной губки. При поворотной ручке 4 в открытом положении узел 2b подвижной губки и поворотная ручка 4 могут свободно скользить вдоль опорного элемента 3а. Предусмотрен удлиненный паз 3d в опорном элементе 3, в который введен упругий элемент в виде пружины 8 растяжения, один конец которой соединен с узлом 2b подвижной губки при помощи пальца 7 скольжения, а другой конец соединен с узлом 2а неподвижной губки при помощи стойки 9а. Пружина 8 растяжения побуждает два узла 2а, 2b губок двигаться друг к другу в положение замыкания. Для открывания узлов 2а, 2b губок поворотную ручку 4 вручную отводят от неподвижной ручки 3 и приводят в движение вдоль удлиненного стержня 3а, чтобы ввести зажимаемую деталь 11 между узлами 2а, 2b губок. Отпускание поворотной ручки 4 позволяет пружине 8 замыкать узлы 2а, 2b губок на зажимаемой детали 11. Перемещение вручную поворотной ручки 4 в направлении неподвижной ручки 3 вводит кулачок 4а на поворотной ручке в контакт со второй зажимной поверхностью 3с на опорном элементе 3а, чтобы побуждать узел 2b подвижной губки совершать поворот на поверхности 2с кулачка узла 2b подвижной губки относительно первой зажимной поверхности 3b. Поворотная ручка 4 имеет участок 2d запирания кулачка, который может быть введен в зацепление с опорным элементом 3 в точке, расположенной выше поверхности 2с кулачка (то есть ближе к узлу 2а неподвижной губки). Степень зажима между узлами 2а, 2b губок и зажимаемой деталью 11 повышается, когда кулачок 4а вращается относительно второй зажимной поверхности 3с, что побуждает узел 2b подвижной губки совершать поворот в направлении узла неподвижной губки, пока участок 2d запирания не входит в контакт с первой зажимной поверхностью 3b. При условии использования пропорционального кулачка 4а на поворотной ручке 4 и при приложении к нему достаточной силы за счет поворота поворотной ручки 4 в направлении неподвижной ручки 3, зажимаемая деталь 11 будет прочно захвачена между узлами 2а, 2b губок. Степень зажима зажимаемой детали 11 прямо пропорциональна углу Ga зажима или углу вращения подвижной губки 2b на поверхности 2с кулачка, пока участок 2d запирания не будет прижат к первой зажимной поверхности 3b. При применении это может приводить к возникновению дополнительной силы, воздействующей снаружи на узлы 2а, 2b губок. Эта сила зависит от геометрии узла 2b подвижной губки, поверхности 2с кулачка, участка 2d запирания, кулачка 4а и участка 4b запирания, и будет соответственно увеличивать действие зажимания на зажимных поверхностях 3b, 3с опорного элемента 3а. При соответствующих пропорциях ручек 3, 4, узлов 2а, 2b губок и кулачков 2с, 4а, достижимо отношение плеч рычага, образованного ручками и губками, составляющее свыше 12:1.
Клещами 1 можно управлять вручную при помощи только одной поворотной ручки 4. Захват зажимаемой детали 11 может быть увеличен за счет увеличения вручную силы F, приложенной между поворотной и неподвижной ручками 3, 4. Отпускание (аннулирование) функции захвата может быть осуществлено за счет изменения направления движения поворотной ручки 4 (то есть за счет ее перемещения в направлении удаления от неподвижной ручки 3), пока усилие захватывания узлами 2а, 2b губок зажимаемой детали 11 не станет ориентировочно равным усилию пружины 8 растяжения. Это позволяет изменять положение клещей на зажимаемой детали аналогично трещоточному гаечному ключу.
Дополнительная функция запирания может быть введена в клещи 1 за счет использования в целом плоского участка или участков 4b запирания рядом с кулачком 4а на поворотной ручке 4, так что движение кулачка 4а за вторую зажимную поверхность 3с вводит участок или участки 4b запирания в зацепление с зажимной поверхностью. При условии, что участок 4b запирания входит в зацепление со второй зажимной поверхностью 3с за точкой, соответствующей прямому углу от зажимной поверхности 3с через центральную точку шарнирного пальца 6 (расстояние D1 блокирования кулачка), узлы 2а, 2b губок будет оставаться запертыми на зажимаемой детали 11 до момента отвода вручную поворотной ручки 4 от неподвижной ручки 3.
В некоторых вариантах, для снижения до минимума полного размера клещей 1, схему расположения ручек 3, 4 изменяют на обратную, что приводит к воздействию кулачка 4а поворотной ручки на внешнюю зажимную поверхность 3с и возможно создает частичное уменьшение захвата узлами 2а, 2b губок зажимаемой детали 11. Для решения этой потенциальной проблемы может быть предусмотрен башмак 17 скольжения. Башмак 17 скольжения удерживается внутри отверстий в соединительных элементах 5е для обеспечения его правильного положения между кулачком 4а поворотной ручки и второй зажимной поверхностью 3с. При применении кулачок 4а поворотной ручки теперь будет надлежащим образом скользить по гладкой поверхности башмака 17 скольжения.
Вариант, показанный на фиг.9-11, содержит поворотное звено 12, введенное между неподвижной и подвижной ручками 3, 4. Упругий элемент 8 тянет поворотное звено 12 в положение, в котором его подвижный конец и связанный с ним шарнирный палец 12а находятся в конце паза 3е в неподвижной ручке, который (конец) является ближайшим к узлам губок. Это удерживает губки в открытом положении, показанном на фиг.9. Начальный поворот ручек 3, 4 из положения, показанного на фиг.9, приводит к повороту поворотной ручки 4 относительно поворотного звена 12 и шарнирного пальца 12а и к быстрому замыканию узлов 2а, 2b губок на зажимаемой детали 11, пока узлы 2а, 2b губок не станут упираться в зажимаемую деталь 11. Продолжение движения поворотной ручки 4 принудительно смещает подвижный конец поворотного звена 12 и связанный с ним шарнирный палец 12b вдоль паза 3е, с преодолением сопротивления упругого элемента 8. Это позволяет поворотной ручке 4 совершать дополнительный поворот в направлении неподвижной ручки 3. Движение поворотной ручки 4 в направлении неподвижной ручки 3 побуждает кулачок 4а воздействовать на вторую зажимную поверхность 3с. Узел 2b подвижной губки затем совершает поворот на поверхности 2с кулачка, дополнительно зажимая узлы 2а, 2b губок на зажимаемой детали 11 и обеспечивая достаточный захват зажимаемой детали ранее начала работы с зажимаемой деталью.
Как это показано на фиг.12 и 13, неподвижная ручка 3 не является необходимой, при условии, что упругий элемент 8 обладает достаточной упругостью для замыкания узлов 2а, 2b губок на зажимаемой детали 11 при начальном срабатывании поворотной ручки 4, пока кулачок 4а поворотной ручки не будет иметь достаточный захват на второй зажимной поверхности 3с, чтобы позволить узлу 2b подвижной губки совершать поворот на поверхности 2с кулачка.
Геометрические пропорции клещей 1 могут быть выбраны в соответствии с различными применениями и различными требуемыми усилиями захватывания.
Следует иметь в виду, что известные ручные инструменты для захвата проектируют так, чтобы они были жесткими и прочными, причем, в частности, узлы губок не проектируют с возможностью изгиба в направлении удаления от зажимаемой детали. За счет использования преднамеренного ослабления одного или обоих узлов губок, которое фактически содействует ограниченному изгибу в направлении удаления от зажимаемой детали, и, следовательно, в направлении удаления от другого узла губки, можно обеспечивать полную функцию запирания инструмента, даже когда инструмент зажат на твердой и жесткой зажимаемой детали. Таким образом, может быть обеспечено надежное зажимное действие.
Следует иметь в виду, что каждый узел губки, который снабжен участком содействия изгибу, должен быть изготовлен из материала (типично, из стали), который является достаточно упругим для того, чтобы изгибаться без постоянного (остаточного) деформирования или другого повреждения.
В соответствии с вариантами изобретения предлагается комплект клещей для операции вращения крепежных деталей, труб и т.п., а в особенности для работы с арматурой для санитарно-технических работ. Клещи преимущественно позволяют осуществлять функцию блокировки. Функция блокировки преимущественно может быть использована для обеспечения действия зажимания типа зажимания в кулачковом зажимном патроне, что может быть использовано для захватывания или зажимания с блокировкой различных материалов, деталей различной формы или крепежных деталей.
Следует иметь в виду, что механизм захвата в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается только клещами, описанными в различных рассмотренных здесь вариантах. Например, настоящее изобретение может быть с успехом применено для механизма зажима и блокировки сжимов для сплачивания досок, применяемых при плотничных работах.