带有肘杆锁定机构的钳式手用工具为通常所说的锁定夹钳。这些 夹钳通常包括固定
手柄,所述固定手柄在其一端上具有固定爪。活动爪 和活动手柄相对于固定手柄进行枢转从而张开和闭合所述爪。为了对夹 钳进行操作,相对于固定手柄闭合活动手柄从而闭合固定爪和活动爪, 并且将
工件稳固地卡在其间。然后,所述手柄被紧紧受压,以使得肘杆 机构将夹钳锁定到工件上。在用户不持续施加作用
力的情况下,所述 夹钳将稳固地保持锁定在适当的
位置处。所述夹钳可包括相对简单的肘 杆锁定机构,其中单个链节一端可枢转地活动爪相连,而相对端可调节 地且可枢转地被接收在活动手柄中,如美国
专利No.4,546,680中所述。 所述夹钳还可包括更复杂的使用了复式链节的肘杆锁定机构,其中在固 定手柄与活动手柄之间,多个链节彼此之间可枢转地相连,如美国专利 No.5,056,385中所述。所述锁定夹钳还可包括自调节式夹钳,如美国 专利No.6,941,844中所述。锁定夹钳的其它
实施例也是已公知的。所 述爪可被成形以用作尖嘴钳、带有弯曲锯齿形爪的普通
扳手、呈C型夹 具形状的爪、具有旋转垫的C型夹具、打孔器或肘杆锁定作用有效的任 何其它类型的手工工具。
通常通过转动装配在固定手柄中的与肘杆锁定机构相接合的调节 螺丝,从而对所述爪施加到所述工件上的作用力进行调节。该调节螺丝 相对于固定手柄进行平动,从而改变该肘杆机构的物理尺寸。具体而 言,调节螺丝
接触肘杆锁定机构的端部,从而使得当该螺丝相对于固 定手柄进行平动时,肘杆锁定机构的端部相对于
支点而产生移动,从 而改变肘杆锁定机构的有效长度。这种调节改变了所述爪之间的距离, 且对螺丝进行的进一步调节改变了在所述工具被锁定时所述爪施加到工 件上的作用力。
无论在所述工具被锁定时是否由所述爪向工件施加压力,通过沿 一定方向转动调节螺丝从而在所述工具闭合时增大施加在肘杆链节组件 上的压力,作用力经由所述爪可被施加到工件上。这种调节允许所述工 具以非常受控的方式施加和增大工件上的压力,以使得工件可被压缩、 弯曲或牵曳在一起。通过沿减小在所述工具被锁定时被施加到肘杆链节 组件上的作用力的方向转动调节螺丝,在工具被锁定到工件上时工件上 的压力可得到减轻,从而使得所述工具可被容易地且按照受控方式得 到解锁。在没有调节机构的条件下,在高压下被锁定的工具可能难以 松开。该调节机构还允许所述工具起到与桌钳或台钳相似的作用。
用于向调节螺丝施加旋转作用力的机构可包括旨在被用户的
手指 夹紧从而用手将旋转作用力施加到调节螺丝上的带有滚花的旋钮。如可 以意识到的,这样的构型是普通的且是最终用户所需要的,这是因为所 述构型允许精细地调节由手所施加的作用力并且提供给用户对施加到工 件上的加紧力的直接反馈。这种构型存在的一个问题在于:可能难以用 手向调节螺丝施加较大的转矩。
为了允许用户向调节螺丝施加更大的转矩,已公知的方法是以带 有滚花的旋钮替代具有多对类似于
螺母外表面的相对平面的旋钮。这样 的构型允许调节螺丝被工具如套筒扳手、可调节的扳手或夹钳夹紧。扳 手或夹钳的使用允许用户向调节螺丝施加更大的转矩,从而使得所述工 具的加紧力增大。这种装置所存在的一个问题在于:用户失去了用于进 行手动调节的带有滚花的旋钮的“感觉”。另一个问题在于:常规扳手 或夹钳可向调节螺丝施加过大的负载并且导致夹钳上的肘杆锁定机构或 其它部件受到损坏。
用于使调节螺丝旋转的另一种机构包括被永久附接到调节螺丝上 的杆或“撬棒”。所述杆包括可滑动地被接收在形成于调节螺丝头部中 的钻孔中的棒。典型地,所述杆形成具有大于所述钻孔直径的扩大的端 部,以防止所述杆从所述钻孔中脱出且所述杆被永久地保持在螺丝头部 中。另一种相似的机构使用了被可枢转地装配到调节螺丝上以使得可翻 转张开达到操作位置的杆。所述杆增大了可被施加到调节螺丝上的转 矩;然而,由于所述杆被永久附接到调节螺丝上,因此设计很麻烦且所 述杆常常会防碍所述夹钳的使用,并且所不希望地加大了工具的尺寸和 重量。所述杆还防碍直接手动向调节螺丝施加转矩。另外,如果过载转 矩被施加到所述杆上,那么所述杆将会受到损坏并产生弯曲。虽然所述 杆的损坏保护了所述夹钳,但是所述杆的功能性受到破坏。
因此,需要一种经过改进的用于锁定夹钳的调节机构。
本发明的调节机构旨在供任何利用调节螺丝设定所述爪施加到工 件上的夹紧力的锁定夹钳使用,包括简单肘杆锁定机构、复合肘杆锁定 机构和自调节的锁定夹钳。在下列美国专利中提供了这样的锁定夹钳的 实例,所披露的内容在此作为参考而被引用。该列表中的锁定夹钳的类 型和种类不是穷举的,在所述锁定夹钳上可以使用本发明的锁定机构。
发明人 美国专利号 W.Petersen W.Petersen W.Petersen Borchers Toernberg W.Petersen C.Petersen C.Petersen W.Petersen W.Petersen Hostetter C.Petersen等 Schroeder Marasco Baldwin C.Petersen C.Petersen Petersen Petersen Petersen Leseberg等 Sorensen Dahl等 Chervenak等 Peperkorn等 Chervenak Hile 1,489,458 2,201,918 2,280,005 2,299,454 2,341,489 2,417,013 2,563,267 2,590,031 2,711,663 2,853,910 Re.26,280 3,192,804 3,585,704 3,590,669 3,600,986 4,541,312 4,546,680 4,709,601 4,730,524 5,056,385 5,351,585 5,377,567 5,456,144 5,503,049 6,626,070 6,279,433 6,941,844
为了对本发明的调节机构的结构和操作作出解释说明,下面,结 合如图1和图2所示的锁定夹钳10对一种这样的锁定夹钳进行详细描 述。夹钳10包括一端具有固定手柄12且另一端具有固定爪13的固定 臂11。活动臂16包括活动手柄19和通过枢销20可枢转地连接到活动 手柄19一端上的活动爪17。枢销18将活动爪17连接到固定手柄12 上。复式链节22通过枢销24被可枢转地连接到活动手柄19上。
肘杆25跨过固定手柄12与通过枢销26与肘杆可枢转地相连的复 式链节22之间的一段距离。凸出部33横向于肘杆25的长度方向进行 延伸并且当所述爪处于闭合位置时通过接触复式链节22的端部23而起 到止挡的作用。偏动
弹簧29在活动臂16上的孔口30与从固定手柄12 中伸出的短小突出部31之间进行延伸。弹簧29施加倾向于使所述爪13, 17彼此之间分开的
偏压力。
当如图1所示爪13和17处于张开位置时,枢轴点18,20,24,26 和肘杆25端部27与调节螺丝14端部之间的枢转触点被布置呈多边形。 当如图2所示所述爪处于闭合位置时,枢轴点20,24,26和枢转触点 27,28被布置成基本上为一直线,由此与枢轴点18一起形成大体上的 直角三角形。枢销24,26位于偏离中心的位置(over-center position) 处并且不能移动接近固定手柄12,这是因为凸出部33压在复式链节22 的端部23上。
由于偏离中心的枢销24,26防止所述爪分开,因此爪13和17不 能通过利用在爪13,17上起到推拉作用的作用力而被撬动远离所述锁 定位置。然而,通过沿使活动手柄19远离固定手柄12进行移动的方向 向活动手柄19施加作用力可使爪13,17分开。
进一步应该理解,使所述爪保持处于锁定位置的枢销24,26的“偏 离中心”状态还应被理解为包括一种使所述枢销对齐“死点(dead center)”,也就是呈一条直线的枢销布置。基本上,在被直接施加在 所述爪上以使所述爪分开的作用力不能使所述爪移动时,枢销和止挡, 例如在所述爪闭合或抓住工件时将所述机构置于锁定位置的止挡33, 的任何构型可被视为偏离中心的机构。所述爪仅可通过作用在所述机构 链节上的作用力而被张开。
固定手柄12远离爪13的端部具有车有螺纹的圆孔13,车有螺纹 的调节螺丝14通过所述圆孔螺合在其中。螺丝14终止形成调节旋钮或 头部15。肘杆25的端部27可滑动地和可枢转地接合调节螺丝14的端 部28。从图中可明显看到,旋转调节螺丝14改变了肘杆25的端部27 与活动爪16上的枢轴点18之间的距离,由此所述爪可得到调节从而以 变化的力抓紧具有不同尺寸的物体。
调节头部15具有滚花的且可被使用者的手抓紧从而能够手动旋转 调节螺丝14的外周面15a。在此使用的手动旋转指的是通过手直接向 调节螺丝施加作用力,而不利用任何其它的机械手段。具有滚花表面15a 的调节头部15类似于传统的锁定夹钳,以使得所述夹钳的外观和感觉 对于使用者而言是熟悉的和易于使用的。
调节头部15包括大体上垂直于螺丝14的行进方向的横向端面 15b。在调节头部15上形成沿螺丝14的
旋转轴线自表面15b延伸进入 调节头部15中的内部插孔9。插孔9的形状和尺寸适于接收用于使螺 丝相对于所述手柄进行旋转的转矩施加工具或螺丝刀。在一个实施例 中,插孔9包括平的内端面9a,所述内端面被设定尺寸并且被布置用 以与螺丝刀例如六角扳手7上的相对应的外端面7a紧密配合。六角扳 手7还被公知为六角键、六角扳手或方孔
螺钉头用扳手,并且典型地 包括由不同尺寸的六角形线材制成的用以转动设计具有六角形凹进部的 螺丝或
螺栓头的L形扳手。另一种可选的产生转距的螺丝刀可以是内六 角螺丝刀。在一个实施例中,插孔9具有六角形断面,从而使得插孔紧 紧地接合六角扳手7。虽然已具体结合六角扳手和紧密配合的六角形插 孔9进行了描述,但是应该理解:插孔9可被设计以紧密接合产生转距 的螺丝刀如TORX螺丝刀或ROBERTSON螺丝刀,其中所述插孔的内部形 状可具有配合的星形或正方形形状。
六角扳手7可被插入到插孔9中以使螺丝14产生旋转从而增大或 减小爪13和17之间的间隔,由此控制所述爪施加到工件上的作用力。 在不使用时,六角扳手从插孔9中移出,从而使得在工具使用过程中或 在直接对螺丝14进行手动调节时,六角扳手不妨碍使用者的使用。通 过使用大小适于接收最大尺寸的六角扳手7的插孔9,六角扳手7限 定了可被施加到调节螺丝14上的转矩大小,由此防止锁定夹钳部件由 于调节螺丝14上得过紧而受到损坏。
六角插孔9的使用提供了一种外观、感觉和操作与不提供用于增 加螺丝14上的转矩的机械效益的传统工具相同的锁定夹钳。这对于最 终用户而言是一个优势,这是因为最终用户能够按照公知的方式以具有 同样的直接反馈和便利性且不存在如前文中所述的撬棒、翻转手柄(flip handle)或六角头调节螺丝的缺点的方式手动地施加转矩。此外,六角 插孔允许利用六角扳手的机械效益施加加大的转矩。六角扳手的使用防 止由于调节螺丝超负荷而使所述工具受到损伤,这是因为可被施加到所 述工具上的最大转矩受到了六角扳手的尺寸的限制。生产商通过控制插 孔的尺寸从而能够控制最终用户所使用的六角扳手的尺寸。这对于具有 能够被标准套筒扳手、可调节扳手或夹钳扭转的平面的调节螺丝而言是 不可能的,这是因为这些扳手被设计用于施加远大于标准锁定夹钳所能 够承受的作用力。六角插孔的使用还防止在工具的使用过程中插孔9的 接触表面9a受到外部来源的损伤。最后,可以设置插孔的尺寸以使其 与包括非常小的夹钳的任何锁定夹钳相匹配,同时控制所施加的转矩的 大小并且使螺丝头15的尺寸减至最小。
在此披露了本发明的一些具体实施例。本领域的技术人员将会意 识到:本发明在其它领域中具有其它一些应用。有可能存在多种实施 方式。所附的
权利要求书绝不是旨在将本发明限制在如上面所述的具 体实施例的范围内。