CN1021893C - 双向过载离合式快速夹紧台虎钳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速夹紧台虎钳。已有的快速夹紧台虎钳，或者需要附加动作，或者夹紧行程短，结构复杂难造且价格高。本发明的特征是在丝杆上滑套着一个由主动轮、凸轮、弹簧和滚珠组成的双向过载离合机构，且支架上有与凸轮对应配合的限位凸体。丝杆顺时针方向旋转可实现全行程夹紧，丝杆逆时针方向旋转至多180°即可对活动钳体实现快速推进、拉退，任意变动钳口大小，实现快速夹紧，价格仅比传统老式台虎钳提高5%～10%。

Description

本发明属于用于夹持的台式工具，涉及一种快速夹紧台虎钳。

现有的采用凸轮机构使丝杆垂直升降并与固定支架轴孔的半螺纹快速开合的台虎钳中。CN1040257A所公开的“丝杆垂直升降开合式螺杆传动机构”和CN2065969U所公开的“全钳口压力行程快速台虎钳”虽都能全行程夹紧，但由于前者采用单向棘轮式凸轮和利用活动钳体对凸轮进行限位，后者采用小轴与摩擦头组成摩擦块再与摩擦盘作周向滑动摩擦，以及限位结构设计不合理且需在支架上设长方孔等。因而前者操作使用不够安全方便和省力，后者用于长行程慢速夹紧时操作费力，且者存在着加工困难，成本高和机件易损耗之不足。

本发明的目的是克服上述不足，而提供一种既能全行程夹紧，又操作使用时安全方便和省力，还简单易造成本低的快速夹紧台虎钳。

实现上述任务的技术方案是：对现有的由手柄、丝杆、活动钳体、固定钳体、内孔带导键的主动轮、带中心孔的凸轮、弹簧和支架等组成的台虎钳，固定钳体上紧固着支架，在支架上的一对通孔内横穿着可以轴向滑动的丝杆，且至少有一个通孔具有小于或等于半周的与丝杆螺纹配合的内螺纹，导键与主动轮制成一体或为单独的另件，且导键与丝杆的轴向键槽滑配，在此基础上，作进一步改进，在丝杆上轴向滑套着（也即可轴向相对滑动地套装着）一个由主动轮、凸轮、弹簧和滚珠组成的双向过载离合机构。凸轮上装有弹簧的弹簧孔内还装有滚珠，主动轮上开有与滚珠对应的凹槽或凹坑，或者与此相反，即主动轮上装有弹簧的弹簧孔内还装有滚珠，凸轮上开有与滚珠对应的凹槽或凹坑，同时，支架上有与凸轮对应配合的限位凸体。

凸轮可以直接套装在主动轮的外周，形成主动轮为内轮、凸轮为外轮的双向过载离合机构，也可以直接滑套在丝杆上，形成凸轮为前轮、主动轮为后轮或与此相反的双向过载离合机构。

凸轮或主动轮上的弹簧孔，可以是盲孔，也可以是多种形状的通孔，孔内可以是装有弹簧和滚 珠，也可以是再加装调节螺钉，便于调节弹簧力。

限位凸体可以是与支架制成一体的凸体，也可以是与支架装连的凸体。

对凸轮的限位方式，可以是仅仅在支架上设有限位凸体，也可以是在凸轮上开有限位槽，而支架上有对应的限位销。最好是采用双凸缘凸轮和双限位凸体支架。

本发明由于采用的双向过载离合机构应用了滚动摩擦、滚珠离合的摩擦力学原理，以及采用的静体对凸轮进行限位的结构设计合理，因而既能全行程夹紧，又操作使用时安全方便和省力，还简单易造成本低和机件不易损耗。

下面结合附图对本发明的结构作具体描述。

图1为一种双向过载离合机构的主动轮与凸轮呈内外轮形式的快速夹紧台虎钳的结构图。

图2为图1的A-A剖视放大图，其中凸轮的端面上开有限位槽。

图3为一种双向过载离合机构的凸轮与主动轮呈前后轮形式的快速夹紧台虎钳的结构图。

图4为图3的B-B剖视放大图，其中凸轮的圆弧面上开有限位槽。

图5、6为一种最佳实施例的主视图及其C-C剖视图。

如图1、3、5所示的几种实施例结构图，本发明主要由手柄（1）、丝杆（2）、活动钳体（3）、固定钳体（5）和支架（15）等组成。可以视情况加设钳口铁（4）。紧固圈（16）和底座（17）也可以同时与固定钳体（5）制成一体。丝杆（2）上有轴向键槽。丝杆（2）与活动钳体（3）由尾部的挡圈和销子轴向限位，也可以在丝杆（2）的前部限位或由其它各种方式轴向限位。支架（15）可通过螺钉或其它方式紧固在固定钳体（5）上。支架（15）上有一对呈椭圆形（或长圆形等其它形状）的通孔（6），内中横穿着可以轴向滑动的丝杆（2），且支架（15）的前墙板上的一个通孔（6）中，具有与丝杆（2）螺纹配合的半螺纹。

图1、2所示的为一种内外轮形式的台虎钳。它在丝杆（2）上轴向滑套着一个内孔带导键（8）的主动轮（9），导键（8）与主动轮（9）制成一体。凸轮（7）靠其中心孔直接套装在主动轮（9）的外周，形成主动轮（9）为内轮，凸轮（7）为外轮的内外轮式双向过载离合机构。该离合机构的凸轮（7）上开有一个或多个例如3个弹簧孔（10），弹簧孔（10）为径向通孔，孔内装有调节螺钉（11）、弹簧（12）和滚珠（13），主动轮（9）的外周上开有与滚珠（13）对应的一个或多个例如3个凹槽（14）（或凹坑）。也可以与此相反，在主动轮（9）上开有弹簧孔（10），弹簧孔（10）为径向盲孔，孔内装有弹簧（12）和滚珠（13），凸轮（7）的中心孔内壁上开有凹槽（14）（或凹坑）。此外，对凸轮的限位方式为，在凸轮（7）的端面上开有限位槽（7′），在支架（15）的墙板上装有对应的限位销（15′）。限位销（15′）的一个端部轴向地插入凸轮（7）的限位槽（7′）内。当凸轮（7）顺时针旋转（图2中为逆时针旋转）时，凸轮（7）与支架（15）的底面滑动接触直至受限位销（15′）限位，在这个过程中，促使凸轮（7）中心孔位置提高，导致丝杆（2）上升直至与通孔（6）中半螺纹咬合。当凸轮（7）逆时针旋转直至受限位销（15′）限位时，由于丝杆（2）和过载离合机构的自重，加上限位槽（7′）侧面兼有的导位作用，使凸轮（7）中心孔位置下降，导致丝杆（2）下降直至与通孔（6）中半螺纹齿脱。

图3、4所示的为一种前后轮形式的台虎钳。它不仅在丝杆（2）上滑套着一个内孔带导键（8）的主动轮（9），导键（8）为单独的另件，而且凸轮（7）也靠其中心孔直接滑套在丝杆（2）上，形成以凸轮（7）为前轮、主动轮（9）为后轮（或者与此相反）的前后轮形式的双向过载离合机构。该离合机构的主动轮（9）上开有一个或多个例如3个弹簧孔（10）。弹簧孔（10）为轴向通孔，孔内装有调节螺钉（11）、弹簧（12）和滚珠（13），在凸轮（7）的端面上开有与滚珠（13）对应的一个或多个例如3个凹坑（14）（或凹槽）。也可以与此相反，在凸轮（7）上开有弹簧孔（10），弹簧孔（10）为轴向通孔，孔内装有调节螺钉（11）、弹簧（12）和滚珠（13），在主动轮（9）的端面上开有与滚珠（13）对应的凹坑（14）（或凹槽）。此外，对凸轮（7）的限位方式为，在凸轮（7）的圆弧面上开有限位槽（7′），而在支架（15）的底板上装有对应的限位销（15′）。在凸轮（7）顺时针或逆时针转动时，限位槽 （7′）的两端位置决定着凸轮（7）正反向的到位位置。其丝杆（2）的下降主要是靠重力，操作力也会产生一部分助力。

上述图2和图4所示的两种实施例中，限位方式可以互相变换，只是限位销（15′）应装在俟近凸轮（7）的墙板上。

图5、6所示为本发明的最佳实施例。它对凸轮（7）的限位方式是采用双凸缘凸轮和双限位凸体支架。也即凸轮（7）有两个凸缘，支架（15）有两个限位凸体：一个限位销（15′）和一块限位板（15″）。限位板（15″）与支架（15′）固连（也可以制成一体，因凸轮（7）上限位槽（7′）受支架（15）上限位销（15′）的双向限位，当凸轮（7）的一个凸缘（例如上凸缘）到位时，凸轮（7）受限位板（15″）的限制而使丝杆（2）与支架（15）上的半螺纹保持咬合。当凸轮（7）的另一个凸缘（例如下凸缘）到位时，凸轮（7）受支架（15）的底板支托而使丝杆（2）与支架（15）上的半螺纹保持齿脱。同时，该实施例的半螺纹设在通过（6）的内下方，免去了图1、3例所示结构使用时操作者对丝杆（2）有习惯性下压所成的、影响丝杆（2）与半螺纹咬合时同轴度的不足，且咬合与齿脱两种状态都更稳定。

上述几种结构的实施例，其控制程序如下：

1.当丝杆（2）顺时针方向（图2、4、6中为逆时针方向）旋转时，主动轮（9）因导键（8）的传动而跟转，由于滚珠（13）受弹簧（12）的作用力而压紧凹槽或凹坑（14），对凸轮（7）产生摩擦力，从而使滚珠（12）带动凸轮（7）跟转。凸轮（7）在跟转过程中，凸缘与支架（15）的底面发生滑动接触（参见图2、4），或者与支架（15）的限位板（15″）发生滑动接触（参见图6），且触点不断变动，促使凸轮（7）的中心孔位置提高或降低，从而间接地或者直接地导致丝杆（2）抬高（图1、3例）或者降低（图5例），使丝杆（2）向支架（15）前墙板通孔（6）内的半螺纹靠拢并自动寻迹直至咬合，此时，凸轮（7）正好将丝杆（2）托住或压住，且凸轮（7）受支架（15）上所设限位销（15′）的限位，不能再继续转动，既起到对丝杆（2）的轴瓦作用和对螺旋付的锁紧作用，又使主动轮（9）在弹簧（11）和滚珠（12）自动调节窜动并且滚珠（12）滚出凹槽或凹坑（14）的情况下，与凸轮（7）发生正向过载离合运动。随着丝杆（2）的继续顺时针方向旋转和螺旋付的作用，就实现对钳口的夹紧，而且夹紧的行程与钳口的开度等长。当钳口的开度为最大行程时，还能象传统老式台虎钳一般，作全行程夹紧。

2.当丝杆（2）逆时针方向旋转（图2、4、6中为顺时针方向旋转）时，滚珠（13）又滚入凹槽或凹坑（14）并产生摩擦力，此时，凸轮（7）在这个转动方向暂时不受限位销（15′）的限制，从而使滚珠（13）又带动凸轮（7）跟转。凸轮（7）在跟转过程中，因端面上限位槽（7′）的侧面兼有的向下导位作用（图1例）或因丝杆（2）及双向过载离合机构的自重（图3例）或因凸轮（7）的凸面与支架（15）的底板滑动接触而产生的向上导位作用（图5例），使凸轮（7）的中心孔位置降低或升高，导致丝杆（2）降低或升高至通孔（6）的顶部或底部，使丝杆（2）与椭圆形通孔（6）中的半螺纹齿脱。此时，因凸轮（7）的限位槽（7′）到位，手柄（1）与丝杆（2）可停止逆时针转动，如果仍继续逆时针旋转，则主动轮（9）与从动轮（7）发生逆向过载离合运动。从逆时针旋转开始，至多180°螺旋付即失效，然后，便可轻便地对活动钳体（3）进行快速推进、拉退，任意变动钳口大小，进而作新的快速夹紧动作。

本发明的几种实施例中，双向过载离合机构的主动轮（9）和凸轮（7）的材料还可以进一步以塑代钢，选用工程塑料中的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）、聚砜（PSF）等材料，机械性能完全能达到要求。选用上述材料后的台虎钳，比钢材制造的价格更低，且比传统老式台虎钳的价格仅高出5%左右。

Claims (6)

1、一种快速夹紧台虎钳，由手柄(1)、丝杆(2)、活动钳体(3)、固定钳体(5)、带中心孔的凸轮(7)、内孔带导键(8)的主动轮(9)、弹簧(12)和支架(15)等组成，固定钳体(5)上紧固着支架(15)，支架(15)上的一对通孔(6)内横穿着可以轴向滑动的丝杆(2)，且至少有一个通孔(6)具有小于或等于半周的、与丝杆(2)螺纹配合的内螺纹，导键(8)与主动轮(9)制成一体或为单独的零件，且导键(8)与丝杆(2)的轴向键槽滑配，丝杆(2)上轴向滑套着一个过载离合机构，凸轮(7)上具有装有弹簧(12)的弹簧孔(10)或者主动轮(9)上具有装有弹簧(12)的弹簧孔(10)，支架(15)上有与凸轮(7)对应配合的限位凸体，其特征于：

a)丝杆(2)上轴向滑套着一个由凸轮(7)、主动轮(9)、弹簧(12)和滚珠(13)组成的双向过载离合机构，

b)凸轮(7)上的弹簧孔(10)内还装有滚珠(13)，主动轮(9)上有与滚珠(13)对应的凹槽或凹坑(14)，或者与此相反，主动轮(9)的弹簧孔(10)内还装有滚珠(13)，凸轮(7)上有与滚珠(13)对应的凹槽或凹坑(14)。

2、根据权利要求1所述的台虎钳，其特征在于：凸轮（7）直接套装在主动轮（9）的外周，形成主动轮（9）为内轮、凸轮（7）为外轮的双向过载离合机构。

3、根据权利要求1所述的台虎钳，其特征在于：凸轮（7）直接滑套在丝杆（2）上，形成凸轮（7）为前轮、主动轮（9）为后轮或与此相反的双向过载离合机构。

4、根据权利要求1或2或3所述的台虎钳，其特征在于：凸轮（7）的端面上有限位槽（7′），而支架（15）的墙板上有对应的限位销（15′）。

5、根据权利要求1或2或3所述的台虎钳，其特征在于：凸轮（7）的圆弧面上有限位槽（7′），而支架（15）的底板上有对应的限位销（15′）。

6、根据权利要求5所述的台虎钳，其特征在于：凸轮（7）上有两个凸缘，支架（15）上有一个限位销（15′）和一块限位板（15″），当凸轮（7）的一个凸缘到位时，丝杆（2）与支架（15）的半螺纹咬合，当凸轮（7）的另一个凸缘到位时，丝杆（2）与支架（15）的半螺纹齿脱。

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