DE68919354T2

DE68919354T2 - Handwerkzeug zum ausüben einer kraft auf ein werkstück.

Info

Publication number: DE68919354T2
Application number: DE68919354T
Authority: DE
Inventors: Ragnar Stahle
Original assignee: Fast Industriprodukter HB
Current assignee: Fast Industriprodukter HB
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1989-02-14
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2009-02-15
Also published as: US5041028A; SE8800700D0; WO1989008009A1; CN1036159A; DE68919354D1; EP0403517A1; SE8800700L; EP0403517B1; SE460745B; AU3199389A; KR900700242A; ATE113887T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handwerkzeug zum verriegelbaren Ausüben einer Quetsch- oder Trennkraft auf ein Werkstück, das zwei gegeneinander schwenkbare Schenkel aufweist, wobei jeder Schenkel ein distales freies Ende aufweist, das einen Klemmbacken bildet, wobei die Klemmbakken für ein Zusammenwirken mit dem Werkstück vorgesehen sind, wobei die Schenkel untereinander benachbart zu ihren entgegengesetzten proximalen Enden untereinander verbunden sind, wobei die proximale Verbindung ein Federelement aufweist, das die proxinalen Enden auseinanderspannt, wobei das Werkzeug des weiteren Verriegelungseinrichtungen aufweist, die zwischen der proxinalen Verbindung und den Klemmbacken angeordnet sind und dazu dienen, einen verriegelnden Eingriff zwischen den Schenkein zu bilden und lösbar einen beweglichen Schwenkpunkt zu verriegeln, wie beispielsweise in der US-A-1474434 offenbart. Ein derartiges Handwerkzeug kann zur Verwendung als ein Kontaktclip oder eine Kontakklemme zum Leiten eines elektrischen Stroms vorgesehen sein und kann insbesondere bei Elektroschweißprozessen als Masseklemme Verwendung finden.
Es gibt viele Beispiele, bei denen derarige Klemmen oder Clips erforderlich sind, beispielsweise zum Zweck des Zusammenklemmens oder -pressens von Werkstücken oder Fixieren von Werkstücken in gewünschten Positionen. Dies findet beispielsweise dann Anwendung, wenn Werkstücke zusammengeklebt oder -geschweißt werden. Für den Fall des Elektroschweißens wird die Klemme oder der Clip vorzugsweise auch als ein Masseclip für hohe Stromstärken dienen.
Klemmen oder Clips für diesen Zweck, die im folgenden allein als Klemmen bezeichnet werden, sollten leicht zu handhaben sein, vorzugsweise mit einer Hand, sollten einen relativ weiten Arbeitsbereich, normalerweise von 0 bis 50 mm haben, und sollte hohe Klemmkräfte ausüben können. Klemmen, die beim Elektroschweißen verwendet werden sollen, müssen auch eine gute elektrische Leitfähigkeit haben.
Auf dem Markt stehen viele Arten von Klemmen zur Verfügung.
Ein Beispiel für solche Klemmen ist eine sog. Krokodilklemme oder einfache Zangenkonstruktionen, die zwei zueinander schwenkbare Klemmbacken und eine dazwischen angeordnete Feder aufweisen. Diese Klemmen sind billig herzustellen und einfach zu benutzen, aber beim Gebrauch üben sie nur kleine Klemmkräfte aus, insbesondere beim Klemmen von dünnen Objekten.
Eine andere Form von Klemmwerkzeug ist bei Zangen zu finden, die mit Kraftverstärkungsmechanismen ausgestattet sind. Diese Werkzeuge können relativ leicht gebraucht werden und erzeugen hohe Klemmkräfte, aber sie sind in der Herstellung teuer.
Eine andere Art von Klemmen sind Schraubklemmen in unterschiedlichen Formen.
Diese Klemmen erzeugen hohe Klemmkräfte, sind aber dabei relativ teuer und relativ schwierig zu benutzen.
Die Nehrheit der obenerwähnten Klemmen kann mit geeigneten Anschlußelementen vervollständigt werden, die ein Befestigen der Klemmen an elektrischen Kabeln ermöglichen. Wenn sie jedoch bei Elektroschweißprozessen verwendet werden, müssen immer dann spezielle Maßnahmen getroffen werden, wenn Starkströme übertragen werden müssen, beispielsweise müssen die Klemmbacken dann aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein und es müssen zwischen den Klemmbacken separate elektrische Verbindungen angeordnet sein, um die gewünschte Stromverteilung zu erzielen. Weiterhin müssen die Federn elektrisch isoliert sein, damit sie nicht durch Widerstandsheizen zerstört werden.
Die US-PS-1543524 beschreibt eine Batterieklemme oder einen Clip, die leicht hergestellt werden kann, indem einfach eine einstückige Blattfeder gebogen wird. In diesem Fall wirkt die Feder als Drehpunkt und auch als eine Zugf ederklemme, und wird auch zwischen den zwei Schenkeln Strom leiten. Da die Klemme einstückig ausgebildet ist, gibt es im Strompf ad keine Übertragungsverluste.
Ein Nachteil dieser bekannten Klemme ist jedoch, daß, wenn die Querschnittfläche der Feder erhöht wird, was notwendig wird, wenn die Feder Starkströme leiten soll, die Federmasse unzweckmäßig groß wird, um die Kombination aus akzeptabler Klemmwirkung und zweckmäßiger Spannweite zu erzielen. Die Klemmwirkung variiert ebenfalls mit dem Abstand zwischen den Klemmbacken und ist beim maximalen Abstand am größten und erreicht bei der kleinsten Klemmbackenöffnung ihren niedrigsten Wert.
Die vorstehend erwähnte US-PS-1474434 beschreibt eine andere Art von Batterieklemme. Diese Klemme kann um einen Batterieanschluß mithilfe eines Riegelarms, der zwischen den Schenkeln der Klemme angeordnet ist, verriegelt werden. Die Klemme ist aus einem Federmaterial hergestellt, das es ermöglicht, daß die Schenkel gegeneinander geschwenkt werden können, und automatisch wieder in ihre Ausgangsposition rückgestellt werden können, wenn der Verriegelungsarm freigegeben wird. Die Klemmkraft ist abhängig von der Kraft, die ausgeübt wird, wenn die Klemme befestigt oder betätigt wird, wobei die Klemmkraft infolge der Tatsache verringert werden kann, daß die Schenkel entlang ihrer gesamten Länge federn.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein leichtbetätigbares Handwerkzeug zu schaffen, das als eine Klemme verwendet werden kann, das rationell und billig hergestellt werden kann, und das sehr viel höhere Klemmkräfte innerhalb eines breiteren Arbeitsbereiches bezogen auf die Klemmbakkenspannweite erzeugen kann als dies in der Praxis bei bekannten Klemmen ähnlicher Art erzielt wird. Das Werkzeug soll auch über den gesamten Arbeitsbereich eine im wesentlichen konstante Klemmkraft ausüben, und kann sowohl für einen Werkstückklemm- als auch Werkstücktrennvorgang konstruiert sein.
Ein anderes Ziel ist es, ein Klemmwerkzeug der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, das als eine elektrische Kontaktklemme, beispielsweise als ein Masseclip zur Verwendung bei Elektroschweißarbeiten, verwendet werden kann, ohne daß das Risiko besteht, daß die Klemm- oder Quetschfunktion als Ergebnis des Durchgangs von Starkstrom durch die Klemme beeinträchtigt ist.
Die Erfindung basiert auf der Verwirklichung dieser Ziele und kann mithilfe einer zusammendrückbaren Druckfeder erzielt werden, die bis zu einem gewünschten Maß zusammengepreßt wird, wenn die Klemme festhält, wobei die Federkraft in Form einer verstärkten Druckkraft auf die Klemmbacken der Schenkel zurückgewonnen wird, wenn die Kraft, welche das Federelement zusammendrückt, nicht mehr ausgeübt wird.
Ein Handwerkzeug der Art, wie in der Einleitung beschrieben und in Übereinstimmung mit der Erfindung konstruiert, ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß die proximale Verbindung so ausgebildet ist, daß die proximalen Enden der Schenkel gegeneinander und voneinander weg bewegt werden können, wodurch das Federelement zwischen einem im wesentlichen vollständig zusammengedrückten Zustand vor einer Aktivierung der Verriegelungseinrichtungen und einem konstruktionsabhängigen Ruhezustand nach einer Aktivierung der Verriegelungseinrichtungen gebogen wird, die Schenkel steif sind, und der bewegliche Schwenkpunkt dichter an den Klemmbacken angeordnet ist als zu der proximalen Verbindung, so daß die durch das Federelement ausgeübte Kraft eine verstärkte Druckkraft auf das Werkstück ausüben wird. Ein derartiges Handwerkzeug kann mit der gewünschten Übertragung oder Verstärkung zwischen Federkraft und Druckkraft konstruiert sein und daraus folgend können sehr große Druckkräfte mithilfe einer Druckfeder, die leicht mit der Hand zusammengedrückt werden kann, erzeugt werden. Die Druckkraft ist auch im wesentlichen unabhängig von der vorherrschenden Klemmbackenöffnung und wird durch das Ausmaß bestimmt, mit welchem die Feder zusammengedrückt ist. Dies ermöglicht es, daß die Druckkraft mit relativer Genauigkeit für jede Anwendung auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden kann.
Das Federelement wird vorzugsweise die Form einer Druckfeder haben, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ermöglicht, daß die Schenkel relativ zueinander geschwenkt werden können und die Verriegelungseinrichtung umfaßtein Verriegelungselement, das an einem ersten der Schenkel nach außen vorsteht und das mit einem Verriegelungselement an dem anderen Schenkel zusammenwirken kann, um die Schenkel relativ zueinander zu verriegeln, wobei zwischen ihnen ein Schwenkpunkt gebildet wird.
Gemäß einer besonders beschriebenen Ausführungsform, bei der die Verstärkung oder Übertragung der Federkraft hoch ist, hat die Verriegelungseinrichtung einen Verriegelungsarm, der mit seinem vorderen Ende schwenkbar an dem zweiten Schenkel in der Nähe dessen Klemmbacken befestigt ist, und der sich entlang dem Schenkel erstreckt und mit dem Verriegelungselement auf eine solche Art zusammenwirken kann, daß die Schenkel aufeinander zu geschwenkt werden können, jedoch ein Schwenken der Schenkel in die entgegengesetzte Richtung so lange verhindert wird, bis ein Rastmechanismus freigegeben worden ist. In diesem Fall ist der Verriegelungsarm vorzugsweise in einer Richtung auf den ersten Schenkel zu durch eine Feder vorgespannt und ist mit einer Nut oder einem Schlitz versehen, in welchem das Verriegelungelement aufgenommen ist, wobei die Nut und das Verriegelungelement so konstruiert sind, daß das Verriegelungselement frei in eine Richtung im Schlitz bewegt werden kann, aber gegen eine Bewegung in die andere Richtung so lange gesperrt ist, bis der Arm leicht gegen die Wirkung der Feder geschwenkt wird.
Das Verriegelungselement kann auch mit Zähnen od. dgl. Riffelungen versehen sein und kann mit klinkenartigen Elementen oder beispielsweise exzentrischen Mechanismen zusammenwirken.
Im Fall einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handwerkzeuges, das bezüglich des Aspektes der Herstellung bevorzugt ist, hat das Federelement eine zusammendrückbare Blattfeder, die auch als ein Drehpunkt dient, wenn die Schenkel bis zum Anschlag am Werkstück geschwenkt werden. Wenigstens das Federelement und diese Schenkel sind vorzugsweise aus einem einzigen Stück Material hergestellt, so daß sie eine einstückige Konstruktion aufweisen. Wenn das Werkzeug als ein Kontaktclip oder eine Kontaktklemme zum Leiten von elektrischem Strom verwendet werden soll, ist das Werkzeug vorzugsweise aus einem Teil aus einem extrudierten, stangenartigen Profil eines Materials mit guter elektrischer Leitfähigkeit wie beispielsweise Aluminium, hergestellt.
Wenn das Werkzeug gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform konstruiert ist und eine Blattfeder aufweist, wird die Blattfeder u.a. die folgenden Funktionen erfüllen. Sie wird die Schenkel in einer gewünschten Startposition halten, sie wird als eine Führung und ein Drehpunkt für die Schwenkbewegung der Schenkel aufeinander zu und voneinander weg dienen. Sie wird als ein Griffteil und eine Zugfeder wirken und für den Fall von elektrisch leitfähigen Klemmen wird sie einen kontinuierlichen Strompfad mit breiter Querschnittsfläche bilden.
Die Blattfeder wird vorzugsweise wenigstens einen Teil aufweisen, der zwischen den Schenkeln vorsteht, womit der Abstand zwischen den Schenkeln erhöht werden kann, indem die Enden der Schenkel, die von den Klemmbacken entfernt liegen, zusammengepreßt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung im einzelnen anhand der begleitenden Figuren beschrieben, in denen zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Handwerkzeuges;
Fig. 2 eine Ansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 das Werkzeug gemäß Fig. 1 im Eingriff mit einem Werkstück;
Fig. 4 einen alternativen Schenkel-Verriegelungsmechanis mus;
Fig. 5A und 5B eine alternative Ausführungsform der Werk zeugklemmbacken in zwei zueinander rechtwinkligen Darstellungen;
Fig. 6 eine alternative Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Werkzeuges, wobei diese alternative Ausführungsform eine höhere Kraftübertragung oder Kraftverstärkung hat;
Fig. 7 eine Ansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;
Fig. 8 ein Werkzeug gemäß Fig. 6 im Eingriff mit dem Werk stück;
Fig. 9 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines er findungsgemäßen Werkzeuges, das für die Verwendung als elektrische Kontaktklemme vorgesehen ist;
Fig. 10 die Klemme gemäß Fig. 9 im Eingriff mit dem Werk stück;
Fig. 11 und 12 die Manipulation einer Klemme gemäß Fig. 9;
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung der in den Fig. 11 und 12 gezeigten Klemme;
Fig. 14 und 15 eine alternative Ausführungsform der in der Fig. 9 gezeigten Klemme; und
Fig. 16 und 18 eine alternative Ausführungsform des Klemmen-Verriegelungsmechanismus gemäß der Fig. 14 und 15.
Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Werkzeug hat zwei Schenkel 1, 2, die relativ zueinander geschwenkt werden können und die vorderen freien Enden derselben haben die Form von Klemmbacken 3, 4, die mit einem Werkstück zusammenwirken können. Die rückwärtigen Teile der Schenkel 1 und 2 bilden einen Werkzeuggriff, der vom Arbeiter in der Hand gehalten werden kann. Im Fall der dargestellten Ausführungsform sind die Schenkel um einen Drehstift 5 relativ zueinander schwenkbar, der in einem nach außen vorstehenden Teil 6 des unteren Schenkels 2 gelagert ist, und in einem Schlitz 7 bewegt wird, der in einem entsprechenden Teil 8 des oberen Schenkels 1 angeordnet ist.
Die Schenkel 1 und 2 werden in eine Richtung weg voneinander mittels einer biegbaren Druckf eder 9 vorgespannt, die um die Teile 6 und 8 herum angeordnet ist. Die Feder 9 kann jedoch durch einige andere zusammendrückbare Federelemente, beispielsweise ein Gummielement, ersetzt werden. Abhängig von der Position des Drehstiftes 5 kann auch ein Federelement verwendet werden, das nicht seitlich flexibel oder biegbar ist.
Ein bogenförmiges Sperrelement 10 erstreckt sich am unteren Schenkel 2 in einer Richtung auf den oberen Schenkel 1 zu, wie in der Fig. 1 dargestellt, kurvenförmig nach außen. Das Sperrelement 10 ist unter einem Vorsprung 11, der am Schenkel 1 montiert ist, geführt und ist mit Zähnen 12 versehen, die mit einer Sperrklinke 13 zusammenwirken, welche schwenkbar am Schenkel 1 montiert ist. Die Klinke 13 wird durch eine Feder 14 in den Eingriff mit den Zähnen 12 vorgespannt.
Wenn das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Werkzeug dazu verwendet wird, die Klemmbacken 3 und 4 gegen ein Werkstück zu pressen und dieses zu halten, wird zuerst auf die Schenkel 1 und 2 eine Kraft ausgeübt, die in Pfeilrichtung A, wie in der Fig. 3 dargestellt, gerichtet ist. Diese Kräfte bewirken, daß die Schenkel relativ zueinander um den Drehpunkt, welcher durch den Drehstift 5 gebildet wird, schwenken, ohne daß die Feder 9 merklich zusammengedrückt wird, bis die Klemmbacken mit dem Werkstück 15 in Eingriff gelangen; siehe die gestrichelt dargestellte Position des oberen Schenkels 1 in Fig. 3. Die Feder 9, der Drehstift 5 und die großen Teile der Sperrklinke 13 wurden in der Fig. 3 aus Gründen der Klarheit weggelassen.
Die Feder 9 wird darauffolgend zusammengedrückt, um die Klemmbacken 3 und 4 mit dem Werkstück 15 in Kontakt zu bringen. Dies wird höchst einfach ausgeführt, indem die Kräfte, welche von der Hand auf die Schenkel 1 und 2 ausgeübt werden, leicht nach rückwärts verschoben werden, so daß diese Kräfte in Pfeilrichtung B wirken. Der Drehstift 5 wird dabei zum gleichen Zeitpunkt, wie die Klinke 13 nach unten in den Zahnabschnitt 12 läuft, mit dem oberen Ende des Schlitzes 7 in Eingriff gelangen.
Um darauffolgend eine maximale Kompression oder gewünschte Kompression der Feder zu erreichen, werden die Kräfte, welche von außen auf die Schenkel 1 und 2 wirken, nicht mehr ausgeübt, worauf die Feder 9 bestrebt ist, die Schenkel 1 und 2 voneinanderweg zu drücken. Eine Trennung der Schenkel ist jedoch infolge des Eingriffs der Klinke 13 in einen der Zähne des Zahnabschnittes 12 verhindert, wobei dieser Eingriffspunkt einen Drehpunkt zwischen den Schenkeln, bezogen auf die Kraft, die von der Feder 9 ausgeübt wird, bildet. Weil der Drehpunkt, der durch diesen Eingriff der Klinke 13 definiert ist, näher an den Kleminbacken 3 und 4 als an der Wirkungslinie der Feder 9 liegt, wird die Kraft, welche durch die Feder ausgeübt wird, d.h. die früher von Hand ausgeübte Kraft, auf das Werkstück 15 als verstärkte Klemmkraft ausgeübt. Unter Verwendung der in der Fig. 1 gezeigten Bezugszeichen L1 und L2 ist diese Kraftübertragung L1/L2. Diese Kraftübertragung ist durch die Anforderungen, bedingt durch die Tiefe der Klemmöffnung L3 und eine akzeptable Werkzeuglänge begrenzt. Eine Kraftübertragung oder Verstärkung um das Dreifache der ausgeübten Kraft kann jedoch leicht in der Praxis mit einem Werkzeug gemäß Fig. 1 erzielt werden.
Das Werkzeug wird freigegeben, indem auf die Sperrklinke 13 in Pfeilrichtung C gemäß Fig. 1 eine Kraft ausgeübt wird.
Ein Werkzeug der beschriebenen Art kann dazu verwendet werden, Werkstücke mit unterschiedlich großer Dicke zu klemmen. Das Werkzeug kann somit dazu verwendet werden, extrem dünne Werkstücke zu klemmen, wobei im wesentlichen die gleiche Klemmkraft ungeachtet der Dicke erzielt werden kann, da die Klemmkraft durch das Zusammendrücken der Feder 9 im wesentlichen ungeachtet des Abstandes zwischen den Klemmbacken 3 und 4 bestimmt werden kann. Der Teil 8, der am Schenkel 2 vorsteht, kann mit einer Skala oder mit Markierungen versehen sein, um die Kompression der Feder in Krafteinheiten zu übertragen. Eine gewünschte Begrenzung der Klemmkraft kann beispielsweise mithilfe von Anschlagelementen erzielt werden, die im Schlitz 7 angeordnet sind. Es ist nicht notwendig, das Werkzeug an die gewünschte Spannweite der Backen anzupassen, da dies automatisch erzielt wird, da die Schenkel auf ein Werkstück zu geschwenkt werden.
Fig. 4 zeigt die Verwendung eines schwenkbaren Exzenterelementes 16, mit dem das Sperrelement 10 gegen eine starre Halterung und Führungsschulter 17 am Schenkel 1 gepreßt werden kann, um die Schenkel 1 und 2 in der gewünschten Position relativ zueinander zu sperren. Der Vorteil der Ausführungsform gemäß der Fig. 4 ist der, daß die Schenkel in gewünschten Positionen ungeachtet der Zahnteilung des gezahnten Abschnittes zueinander gesperrt werden können. Das Werkzeug ist in diesem Fall durch Ausüben einer Kraft in Pfeilrichtung C&sub1; auf den Hebelarm 18, der mit dem Exzenterelement verbunden ist, freigegeben.
Die Figuren 5A und 5- zeigen eine alternative Ausführungsform der Klemmbacken 19, 20 der Schenkel 1 und 2, die verwendet werden kann, wenn eine trennende Kraft anstatt einer zusammendrückenden oder Klemmkraft auf zwei Flächen erforderlich ist.
Fig. 6 und 7 zeigen eine alternative Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Handwerkzeuges, mit welchem die Federkraft stark verstärkt werden kann, während eine zweckmäßige Öffnungstiefe, d.h. das Maß L&sub3; in Fig. 1, aufrechterhalten werden kann. Bei der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform kann dies erzielt werden, indem der Drehpunkt, um welchen die Schenkel 1 und 2 relativ zueinander schwenken, nach dem Sperren der Schenkel durch den Sperrmechanismus an einen Ort verlegt wird, der sehr nahe an dem Klemmbacken des einen Schenkels liegt. Diejenigen Teile der Ausführungsform gemäß Fig. 6, die direkt den Teilen der früheren Figuren entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und die Funktionen dieser Teile werden im Folgenden nicht nochmals beschrieben.
Das Sperren des oberen Schenkels 1 gegenüber dem Sperrelement 10 wird mittels eines Sperrarmes 21 ausgeführt, dessen vorderes Ende schwenkbar am oberen Schenkel 1 in der Nähe dessen Klemmbacken 3 mittels eines Drehstiftes 22 montiert ist. Der Sperrarm 21 ist in eine Richtung auf den unteren Schenkel 2 zu mittels einer relativ schwachen Feder 23 vorgespannt. Der Sperrarm 21 wird ebenfalls mittels eines Führungsschlitzes 24, der mit einem Führungsstift 25 zusammenwirkt, welcher starr am oberen Schenkel 4 montiert ist, geschwenkt. Zum Zweck des festen Verriegelns des Arms 21 am Verriegelungselement 10 ist der Arm mit einem Schlitz oder einer Nut 26 versehen, deren Breite unwesentlich größer als die Breite des Verriegelungselementes 10 ist. Die Schenkel 1 und 2 können damit frei aufeinander zu geschwenkt werden, wobei das Verriegelungselement 10 durch den Schlitze 26 läuft. Wenn der Versuch gemacht wird, die Schenkel in die entgegengesetzte Richtung zu schwenken, um die Spannweite zu vergrößern, wird das Verriegelungselement 10 als Ergebnis der Feder 23 fest in den Schlitze geguetscht und damit wird ein Öffnen der Backen verhindert. Die Backen können solange nicht geöffnet werden, bis der Sperrarm 21 leicht gegen die Wirkung der Feder 23 geschwenkt wird. Als eine Alternative zur Feder 23 kann der Sperrarm 21 manuell oder durch Gravitationskraft aktiviert werden, wenn das Werkzeug im Betrieb ist, um die in der Fig. 6 gezeigte Rastposition einzunehmen.
Die Betätigungsweise des in den Figuren 6 und 7 gezeigten Werkzeugs ist in der Fig. 8 gezeigt, wobei ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 der obere Schenkel 1 in gestrichelter Linie in der Position dargestellt ist, die vom Schenkel eingenommen wird, wenn die Schenkel 1 und 2 mittels der Kräfte, welche in Pfeilrichtungen A wirken, mit dem Werkstück 15 in Eingriff gebracht wird, ohne daß die Feder 9 merklich zusammengedrückt wird. Die Schenkel werden dann mittels Kräften aktiviert, die in Pfeilrichtungen B wirken, um die Feder 9 zusammenzudrücken. (In der Fig. 8 nicht dargestellt). Wenn die auf die Schenkel extern wirkenden Kräfte nicht mehr ausgeübt werden, wird der obere Schenkel relativ zum unteren Schenkel 2 als Ergebnis der Wirkung der Feder 23 auf den Sperrarm 21 fest verriegelt, wodurch bewirkt wird, daß das Verriegelungselement 10 für den Fall fest im Schlitz 26 festgeklemmt wird, daß der Schenkel 1 durch die Feder 9 nach oben gedrückt wird.
Somit ist bei dieser Ausführungsform der Schwenkpunkt zwischen den beiden Schenkeln 1 und 2 mithilfe des Sperrarmes 21 auf die Position des Schwenkpunktes 22 verschoben worden, der sehr nahe am Klemmbacken 3 liegt. Daraus folgend ist das Längenverhältnis L1/L2, das anhand der Fig. 1 beschrieben worden ist, sehr groß, was zu einer entsprechend großen Verstärkung der Druckkraft, welche von der Feder 9 zwischen den Klemmbacken 3 und 4 ausgeübt wird. Es kann in der Praxis leicht eine neunfache Verstärkung erzielt werden.
Das Werkzeug wird vom Werkstück gelöst, indem der Sperrarm 21 gegen die Wirkung der Feder 23 gedrückt wird, worauf die Schenkel 1 und 2 voneinander weg geschwenkt werden können. Falls gewünscht, kann ein weiterer Hebelarmmechanismus verwendet werden, um den Arm 21 nach oben zu schwenken, um die hierfür erforderliche Kraft zu minimalisieren.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Handwerkzeuges, das einstückig ausgebildet ist, und das ein extrudiertes stangenartiges Aluminiumprofil oder einen extrudierten Querschnitt, oder ein durch Druckgießen hergestelltes Kunststoffprofil hat. Wenn das Werkzeug aus Aluminium hergestellt ist, kann es als eine Kontaktklemme oder -clip verwendet werden oder elektrische Ströme leiten, und kann für extrem große Ströme verwendet werden, ohne daß die Federeigenschaften verschlechtert werden. In dieser Hinsicht kann das Werkzeug als eine Masseklemme beispielsweise in Verbindung mit Elektroschweißarbeiten verwendet werden. Wenn die Klemme oder das Werkzeug eine einstückige Konstruktion hat, gibt es keinen Übergangswiderstand.
Im Fall dieser Ausführungsform gehen die im wesentlichen starren Schenkel 27 und 28 mit den entsprechenden Klemmbakken 29 und 30 in einen gemeinsamen rückwärtigen Teil 31 über, der als eine zusammendrückbare Blattfeder wirkt und der auch als ein Griff dient. In diesem Fall hat die Verriegelungseinrichtung ein Zahnelement 32, das am Schenkel 28 bogenförmig nach außen vorsteht und eine Rastklinke 33, die am Schenkel 27 vorsteht, um mit dem bogenförmigen, gezahnten Verriegelungselement 32 zusammenzuwirken. Die Bezugsziffer 34 bezeichnet ein Loch, das in einem nach außen vorstehenden Flanschteil ausgebildet ist und dazu dient, ein Verbindungselement aufzunehmen, das an einem elektrischen Kontaktkabel angeordnet ist. Dieses Loch kann jedoch auch durch ein Anschlußprofil 42 ersetzt sein, das einstükkig mit der Klemme oder dem Werkzeug ausgebildet ist und wie dies in den Figuren 11 bis 13 zu sehen ist.
Wenn das Werkzeug nicht im Betrieb ist, hält die Feder 31 die Kleminbacken 29 und 30 etwas voneinander entfernt. Das Werkzeug kann jedoch dazu verwendet werden, Werkstücke zu klemmen, deren Dicke anders als diese Backenöffnung ist. Die Spannweite zwischen den Backen 29 und 30 kann manuell vergrößert werden, indem auf den Griff eine zusammendrükkende Kraft ausgeübt wird, die in Pfeilrichtung D wirkt. Dies bewirkt, daß die Schenkel 27 und 28 mit den entsprechenden Klemmbacken 29 und 30 voneinander weg um den geometrischen Drehpunkt E der Feder 31 geschwenkt werden. Wenn angenommen wird, daß der untere Teil der Feder, der in den Schenkel 28 übergeht, stationär gehalten wird, wird die Klemmbacke 29 in Pfeilrichtung F&sub1; in die gestrichelt dargestellte obere Position geschwenkt. Ahnlich wird die Rastklinke 33 in Pfeilrichtung G&sub1; in die obere gestrichelt dargestellte Position geschwenkt. Diese Schwenkbewegung der Schenkel erfolgt somit um den Drehpunkt E ohne wesentliche Kompression der Feder 31, und darausfolgend bleibt im wesentlichen die gesamte Federlänge, selbst nach einer solchen Schwenkbewegung.
Wenn die Klemme oder das Werkzeug bei einem Werkstück verwendet werden soll, das dünner als der Abstand zwischen den Kleminbacken 29 und 30 ist, wird der Arbeiter Kräfte in Pfeilrichtung H ausüben, wobei diese Kräfte bewirken, daß die Klemmbacken und die Sperrklinke jeweils in die Richtung F&sub2; und G&sub2; in ihre gestrichelt dargestellten Kraftpositionen schwenken. Diese Bewegung wird ebenfalls durch Schwenken der Schenkel um den Punkt E bei Abwesenheit einer merklichen Kompression der Feder 31 ausgeführt.
Nach dem Öffnen oder Schließen der Klemmbacken 29 und 30 für den Eingriff mit einem Werkstück wird die Feder 31 zusammengedrückt und in einem zusammengedrückten Zustand zum Zweck der Erzeugung der gewünschten Klemmkraft am Werkstück verriegelt. Dies ist in der Fig. 10 in Verbindung mit einem relativ dünnen Werkstück 35 dargestellt, das zwischen den Klemmbacken 29 und 30 durch Ausüben von Klemmkräften gehalten ist, die in Pfeilrichtung H gemäß Fig. 9, wirken. Um die gewünschte Kompression zu erzielen, können die Schenkel der Feder 31 im wesentlichen parallel zueinander in die gestrichelt dargestellte Position des oberen Schenkels gepreßt werden und dann mit Bezug aufeinander axial verschoben werden, so daß die Klinke 33 mit einem Verriegelungszahn am Verriegelungselement 32 in Verriegelungeingriff gebracht wird, wie dies in gestrichelten Linien dargestellt ist. Der verbleibende Teil der Feder 31 gemäß der Ausführungsforrn wie in der Fig. 9 gezeigt, wurde in der Fig. 10 der Klarheit wegen nicht dargestellt.
In der Praxis wird das vorstehend beschriebene Zusammendrücken der Schenkel und deren Längsverschiebung in einer einzigen Bewegung durchgeführt, indem auf die Schenkel in Pfeilrichtung K Kräfte ausgeübt werden. Wenn diese Kräfte an den Schenkeln danach nicht mehr ausgeübt werden, wird die Sperrklinke 33 durch die Reibungskräfte in ihrem Verriegelungseingriff gehalten, die an der Kontaktfläche zwischen der Klinke und dem aktiven Verriegelungszahn des Verriegelungselementes 32 auftreten.
Um die Verriegelung freizugeben, werden die Schenkel parallel zueinander zusammengepreßt, wobei die Klinke normalerweise aus ihrem Verriegelungeingriff mit dem Zahn gezogen wird, was aus der Wirkung der Feder resultiert. Alternativ kann diese Freigabe-Schenkel-Zusammendrückaktion durchgeführt werden, indem Kräfte entsprechend der Kräfte K gemäß Fig. 10 entlang einer entgegengesetzten Diagonale als wie in der Fig. 10 gezeigt, wirken (siehe Fig. 12). Wie bei dem früheren Fall ist die Klemmkraft, die auf das Werkstück in der Arbeitsposition des Werkzeuges wirkt, durch das Maß bestimmt, bis zu welchem die Feder 31 zusammengepreßt ist. Wenn diese Kompressionskraft an der Feder gelöst wird, wirkt der Eingriffpunkt der Klinke 33 mit dem gezahnten Verriegelungelement 32 als ein bewegbarer Schwenkpunkt M, um welchen die Schenkel tendenziell unter Einfluß der trennenden Kraft, die durch die Feder 31 ausgeübt wird, schwenken. Wegen des relativ kurzen Abstandes zwischen den Klemmbacken 29 und 30 und dem Drehpunkt M wird die Federkraft, die somit auf das Werkstück 35 übertragen wird, die Form einer verstärkten Klemmkraft haben. In der Praxis kann eine dreifache Verstärkung leicht erzielt werden. Um einen Bruch der Feder 31 zu vermeiden, ist die Feder mit Kompressionsbegrenzungsvorsprüngen 36 und 37 versehen, die das Maß begrenzen, bis zu welchem die Feder komprimiert werden kann, wie dies in der Fig. 9 gezeigt ist.
In der Fig. 11 und 12 sind jeweils die Handgriffe und Handpositionen schematisch dargestellt, die gemäß der vorstehend beschriebenen Reihenfolge zum Anlegen der Klemme oder Entfernen der Klemme vom Werkstück durchgeführt werden müssen.
Wenn das Verhältnis von Breite zu Höhe der Blattfeder es erlaubt, kann die Feder in seitlicher Richtung relativ starr sein, aber sie wird immer eine ausreichende Flexibilität in den anderen Richtungen haben, die für eine zufriedenstellende Funktion der Feder erforderlich sind, und um eine relative axiale Bewegung zwischen den Schenkeln zu erlauben. Eine bevorzugte Ausführungsform ist in der Fig 13 dargestellt.
Bezüglich der elektrischen Anwendungen ist Aluminiumlegierung ein bevorzugtes Material, mit dem es möglich ist, die gewünschte Kombination aus geringem Widerstand, niedrigem Elastizitätsmodul, hoher Streckgrenze und niedrigem Volumenpreis zu erzielen. Diesbezüglich ist es in der Praxis möglich, eine Klemme zu schaffen, die insgesamt große Ströme leiten kann ohne daß ein schädliches Aufheizen des Werkzeuges stattfindet, und das die gewünschten Federeigenschaften hat. Diesbezüglich ist ein besonderer Vorteil, daß die Klemmen mit unterschiedlichen Größen leicht hergestellt werden können, indem geeignete Längen des extrudierten Aluminiumprofils abgeschnitten werden. Für das Wohlgefühl des Arbeiters sollte die Klemme oder das Werkzeug höchstens eine Breite von 35 mm haben. Somit können Klemmen, die unterschiedliche Klemmkräfte ausüben können, von dem gleichen extrudierten Abschnitt abgeschnitten werden und ähnlich können Klemmen für unterschiedliche Stromstärken hergestellt werden, wenn die Werkzeuge für die Arbeit mit elektrischer Ausrüstung gedacht sind.
Die erforderliche, erfindungsgemäße Verriegelung der Schenkel 2 und 3 relativ zueinander in der Arbeitsposition dieser Schenkel kann auch auf eine Art erzielt werden, die sich von der in der Fig. 10 dargestellten unterscheidet. Die Figuren 14 und 15 zeigen eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemme. Es werden nur die Unterschiede zwischen dieser Klemme und der Klemme gemäß der Ausführungsform, wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt, beschrieben. Die Fig. 14 zeigt auch nur Teile der Blattfeder.
Im Fall der Klemme gemäß der Figuren 14 und 15 ist es nicht notwendig, eine Längsverschiebung zwischen den Schenkeln 27 und 28 vorzusehen und damit kann die Kompression der Feder 31 beim Spannen dieser Feder mit Hilfe der Kräfte O durchgeführt werden, die wie in der Fig. dargestellt, vertikal wirken. In diesem Fall wird das Verriegeln der Schenkel mithilfe einer Federstange oder eines Federdrahtes 38 durchgeführt, der in einem Verriegelungselement 39 montiert ist, welches am Schenkel 27 nach unten vorsteht, dergestalt, daß ein bügelartiger Teil 40 des Drahtes, der um ein Verriegelungselement 41 herum in Eingriff steht, am Schenkel 28 vorsteht, und in einer Richtung nach unten entlang diesem Element, gespannt wird. Wenn die Kräfte O, die die Feder 31 zusammenpressen, nicht mehr wirken, wird der bügelförmige Teil 40 der Drahtfeder 38 zusammengequetscht und als ein Ergebnis der Reibungskräfte erfolgt eine feste Verriegelung der Verriegelungselemente 39 und 40 in der eingenommenen Position zueinander.
Der Verriegelungeingriff wird durch Ausüben einer Kraft, zweckmäßigerweise mit dem Daumen, auf den Federdraht 38 in Pfeilrichtung P ausgelöst, so daß der gebogene Teil des Drahtes 38 in Pfeilrichtung R nach unten bewegt wird, während der bügelartige Teil 40 entlang des Verriegelungselementes 41 in Pfeilrichtung S nach oben läuft. Dadurch wird der Verriegelungseingriff gelöst.
Die Figuren 16 und 17 zeigen eine alternative Ausführungsforrn des Verriegelungsmechanismus der Klemme, wie sie in der Fig. 14 gezeigt ist. In diesem Fall wird eine Federstange 43 verwendet, die in einer Ebene gebogen ist, und die im Schlitz in einem Exzenterelement 44 so montiert ist, daß das Exzenterelement bestrebt ist, in Pfeilrichtung T zu drehen, d.h. in eine Verriegelungsposition. Wenn die Klemmbacken 29 und 30 aufeinander zu bewegt werden, geben Reibungskräfte die Verriegelungswirkung des Exzenterelementes 44 frei. Wenn andererseits ein Versuch gemacht wird, die Klemmbacken zu öffnen, haben die Reibungskräfte die Tendenz, das Exzenterelement in die Verriegelungsposition zu drehen. Die Verriegelung wird durch Betätigen eines Hebelarms 45, der am Exzenterelement befestigt ist, mit einer Kraft, die in Pfeilrichtung U wirkt, gelöst.
Die Erfindung wurde anhand der vorstehenden Ausführungsformen, die in den begleitenden Figuren dargestellt sind, beschrieben. Diese Ausführungsformen können jedoch in mehrfacher Hinsicht innerhalb des Schutzumfanges der folgenden Ansprüche modifiziert werden. Beispielsweise kann die in der Fig. 9 gezeigte Form der Feder 31 wie gewünscht variiert werden, wobei wenn eine kürzere Feder erforderlich ist, die Feder mit mehreren Windungen ausgestattet sein kann. Weiterhin kann für den Fall der Ausführungsformen wie in den Figuren 6 bis 8 dargestellt, das Werkzeug, wenn dieses in der Ruhestellung ist, Schenkel aufweisen, die zum Öffnen und Schließen der Schenkel frei schwenkbar sind, in dem die Höhe des Schlitzes 24 verringert ist. In diesem Fall wird die Verriegelung solange nicht auftreten, bis die Schenkel zusammengedrückt werden. Die Klemmbacken der dargestellten Klemme sind im inaktiven Zustand des Werkzeuges leicht geöffnet. Alternativ können die Klemmbacken geschlossen sein und zuerst geöffnet werden, wenn eine Kraft ausgeübt wird, was den Vorteil haben kann, daß das zugehörige Werkstück sehr dünn sein kann.
Der bei der Herstellung der Klemmen gemäß Fig. 9 als Ausgangsmaterial verwendete Profilquerschnitt kann vorzugsweise mit einem relativ großen Winkel zwischen den Federschenkeln extrudiert sein. Diese werden dann zusammengerollt, um ein Profil gemäß Fig. 9 zu bilden. Wenn es aus Herstellungsgründen als zweckmäßig angesehen wird, können zwei separate Profilabschnitte extrudiert werden und dann zu dem Profil gemäß Fig. 9 zusammengefügt werden.
Um das Risiko eines erhöhten Kontaktwiderstandes infolge von Aluminiumoxidbeschichtungen an den Kontaktflächen der Klemmbacken zu vermeiden, können diese Flächen mit einem anderen geeigneten Kontaktmaterial beschichtet sein. Alternativ können Materialstücke, die als Kontaktkörper wirken, in schlitzartige Öffnungen an den Kontaktflächen eingepreßt sein. Um den Verwendungsbereich des erfindungsgemäßen Werkzeuges zu erweitern, kann eine Klemme, die gemäß der Erfindung konstruiert ist, so geformt sein, daß es möglich ist, die Klemmbacken durch Klemmbacken auszutauschen, die beispielsweise andere Formen oder Winkel haben.

Claims

1. Handwerkzeug zum verriegelbaren Anwenden einer Quetsch- und Trennkraft an ein Werkstück (15; 35), das zwei gegeneinander schwenkbare Schenkel (1, 2; 27, 28) aufweist, wobei jeder Schenkel ein distales freies Ende aufweist, das einen Klemmbacken bildet, wobei die Klemmbacken (3, 4; 29, 30) für ein Zusammenwirken mit dem Werkstück vorgesehen sind, wobei die Schenkel untereinander benachbart zu ihren entgegengesetzten proximalen Enden untereinander verbunden sind, wobei die proximale Verbindung ein Federelement (9, 31) aufweist, das die proximalen Enden auseinanderspannt, wobei das Werkzeug des weiteren Verriegelungseinrichtungen (10, 12, 13; 21, 26; 32, 33; 38, 41) aufweist, die zwischen der proximalen Verbindung und den Klemmbacken angeordnet sind und dazu dienen, einen verriegelnden Eingriff zwischen den Schenkeln zu bilden und lösbar einen beweglichen Schwenkpunkt zu verriegeln, dadurch gekennzeichnet, daß die proximale Verbindung so konfiguriert ist, daß die proximalen Enden der Schenkel (1, 2; 27, 28) gegeneinander und voneinander weg bewegt werden können, wodurch das Federelement (9, 31) zwischen einem im wesentlichen vollständig zusammengedrückten Zustand vor einer Aktivierung der Verriegelungseinrichtungen und einem konstruktionsabhängigen Ruhezustand nach einer Aktivierung der Verriegelungseinrichtungen gebogen wird, die Schenkel (1; 27, 28) steif sind, und der bewegliche Schwenkpunkt dichter an den Klemmbacken angeordnet ist als zu der proximalen Verbindung, so daß die durch das Federelement ausgeübte Kraft eine verstärkte Druckkraft auf das Werkstück ausübt.

2. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Druckfeder (9; 31) ist, die so konfiguriert oder angeordnet ist, daß sie eine relativ schwenkende Bewegung der Schenkel (1, 2; 27, 28) zuläßt und dadurch daß die Verriegelungseinrichtung ein verriegelndes Element (10; 32; 41) einschließt, das aus einem ersten Schenkel (2, 28) hervorsteht und das zum Zusammenwirken mit einem verriegelnden Teil (13; 21; 26; 33; 38) auf dem anderen Schenkel (1; 27) derart vorgesehen ist, daß sich die Schenkel relativ zueinander verriegeln, während der bewegliche Schwenkpunkt zwischen den Schenkeln gebildet wird.

3. Handwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verriegelnde Teil einen Verriegelungsarm (21) aufweist; daß der Arm schwenkbar an seinem vorn angeordneten Ende auf dem zweiten Schenkel (1) ist, und zwar dicht zu dem Klemmbacken (3) auf dem Schenkel; daß der Arm sich entlang des Schenkels erstreckt; und daß der Arm zum Zusammenwirken mit dem verriegelnden Element (10) in einer Art vorgesehen ist, die es den Schenkeln erlaubt, in Richtung aufeinander geschwenkt zu werden, jedoch verhindert, daß die Schenkel in der entgegengesetzten Richtung geschwenkt werden, wenn nicht ein Verriegelungsmechanismus (21, 26) freigegeben worden ist.

4. Handwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsarm (21) in eine Richtung auf den ersten Schenkel (2) federgespannt ist und darin ein Schlitz oder eine Nut (26) vorgesehen ist, die das verriegelnde Element (10) aufnimmt, und daß der Schlitz und das verriegelnde Element so konfiguriert ist, daß das verriegelnde Element sich frei in eine Richtung in dem Schlitz bewegen kann, jedoch gegen eine Bewegung in der umgekehrten Richtung verriegelt ist, wenn nicht der Arm (21) leicht gegen die Wirkung der Feder (23) geschwenkt wird.

5. Handwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verriegelnde Element (10; 32) einen Zahnabschnitt aufweist und daß das verriegelnde Element einen Verriegelungshaken (13; 33) aufweist, der zum Eingriff in den Zahnabschnitt vorgesehen ist.

6. Handwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verriegelnde Teil einen exzentrischen Mechanismus (16, 18) aufweist, der für ein Zusammenwirken mit dem verriegelnden Element (10) vorgesehen ist.

7. Handwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine zusammendrückbare Blattfeder (31) aufweist, die auch als eine Schwenkeinrichtung funktioniert, wenn die Schenkel (27, 28) in Anschlag mit dem Werkstück (35) geschwenkt werden.

8. Handwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Federelement (30) und die Schenkel (27, 28) die Form einer einstückigen Struktur aufweisen.

9. Handwerkzeug nach Anspruch 8, das insbesondere zur Verwendung als eine Kontaktklemmschelle oder -klemme zur Verbindung von elektrischen Strom vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug einen Teil eines stranggepreßten stangenartigen profilierten Abschnittes aufweist, der aus einem Material mit guten elektrischen Leiteigenschaften, wie z.B. Aluminium, hergestellt ist.

10. Handwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (31), die die Schenkel (27, 28) verbindet, mindestens einen Teil aufweist, der zwischen den Schenkeln hervorsteht, und daß der Abstand zwischen den Klemmbacken (29, 30) durch Zusammendrücken der proximalen Enden der Schenkel erhöht werden kann.