RU2479411C1

RU2479411C1 - Clamping hand-held tool (versions)

Info

Publication number: RU2479411C1
Application number: RU2011134626/02A
Authority: RU
Inventors: Николай Евгеньевич Староверов
Original assignee: Николай Евгеньевич Староверов
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2013-04-20
Also published as: RU2011134626A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: set of inventions relates to clampers. Tool comprises two single-arm levers fitted on common axle to support working jaws. First lever is provided with curved rack extending there through second lever or racks extending along second lever. Second lever has handle composed of two-arm lever pivoted thereto and spring-loaded in direction of opening. Second lever of said lever interacts with said rack via articulated and spring-loaded link or pusher in turning the handle.

EFFECT: fast and efficient clamping without pre-adjustment.

13 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к ручным зажимающим и комбинированным инструментам. Известны универсальные инструменты типа пассатиж, см. пат. России 2085360 или заявку 95110441. Они имеют 3 недостатка: малое усилие сжатия, большой угол клина между рабочими губками при их разведении на максимальное расстояние, и это максимальное расстояние сравнительно невелико. Известны также эксцентриковые быстрозажимные ключи, имеющее большее усилие сжатия, но они требуют длительной настройки на нужный размер. А также имеют два последних из вышеупомянутых недостатков.The invention relates to manual clamping and combination tools. Known universal tools such as pliers, see US Pat. Russia 2085360 or application 95110441. They have 3 disadvantages: low compression force, a large angle of the wedge between the working jaws when they are bred to a maximum distance, and this maximum distance is relatively small. Eccentric keyless keys are also known, having a greater compression force, but they require a long adjustment to the desired size. And also have the last two of the above disadvantages.

Задача изобретения - возможность быстрого (без предварительной настройки) сжатия с повышенным усилием предметов увеличенного размера, причем с почти параллельным движением рабочих губок (то есть с малым углом клина между ними).The objective of the invention is the ability to quickly (without pre-setting) compression with increased force of objects of increased size, and with almost parallel movement of the working jaws (that is, with a small angle of the wedge between them).

Для этого использован принцип двухступенчатого сжатия: сначала рабочие губки свободно сходятся до соприкосновения с нужным предметом, а затем производится действие одновременного исключения обратного хода губок и включение в работу механизма усиленного сжатия, использующего рычаг с большим передаточным отношением или треугольник сил.The principle of two-stage compression was used for this: first, the working jaws freely converge to contact with the desired object, and then the action of simultaneous exclusion of the reverse stroke of the jaws and the inclusion of the enhanced compression mechanism using a lever with a high gear ratio or a force triangle are performed.

Для реализации этого принципа инструмент имеет два одноплечих рычага на общей оси, на концах которых имеются рабочие губки, причем на первом рычаге имеется дугообразная зубчатая рейка или рейки, проходящая сквозь или по бокам второго рычага, а на втором рычаге имеется шарнирно закрепленная и подпружиненная в направлении открытия рукоятка в виде двуплечего рычага, второй конец которого при повороте рукоятки взаимодействует с зубчатой рейкой через шарнирно закрепленное на нем и подпружиненное звено или толкатель, причем ось вращения двуплечего рычага находится между зубчатой рейкой и осью инструмента.To implement this principle, the tool has two single-arm levers on a common axis, at the ends of which there are working jaws, and on the first lever there is an arched gear rack or rails passing through or on the sides of the second lever, and on the second lever there is articulated and spring-loaded in the direction opening the handle in the form of a two-shouldered lever, the second end of which, when the handle is rotated, interacts with the gear rack through a spring-loaded link or pusher pivotally mounted on it, the rotation axis being two lechego lever is located between the rack and the tool axis.

При этом возможны два подварианта такой кинематики: звено работает на растяжение и подпружинено в направлении к зубчатой рейке (см. фиг.1) или звено, или толкатель работают на сжатие и подпружинены в направлении от зубчатой рейки (см. фиг.2). Зубья зубчатой рейки при этом обращены к рукоятке.In this case, two sub-variants of such kinematics are possible: the link works in tension and is spring-loaded in the direction to the gear rack (see Fig. 1) or the link or pusher works in compression and spring-loaded in the direction from the gear rack (see Fig. 2). The teeth of the rack are facing the handle.

Звено может иметь конструкцию, сходную с конструкцией звена велосипедной цепи. Так как звено испытывает большие нагрузки, то оно может быть двух- или многорядным (см. фиг.4).The link may have a structure similar to that of a bicycle chain. Since the link experiences heavy loads, it can be double or multi-row (see figure 4).

Раскрытие инструмента (то есть разведение одноплечих рычагов) может осуществляться пальцами, как в пассатижах. Но для повышения производительности труда одноплечие рычаги подпружинены в направлении раскрытия, причем усилие от этого на рукоятке меньше усилия от подпружинивания самой рукоятки.The disclosure of the tool (that is, the breeding of one-arm levers) can be carried out with your fingers, as in pliers. But to increase labor productivity, single-arm levers are spring-loaded in the direction of opening, and the force from this on the handle is less than the effort from springing the handle itself.

Для разгрузки зубчатой рейки от изгибающего усилия возможен вариант, когда она крепится к первому рычагу шарнирно и опирается обратной стороной на ролик, закрепленный на втором рычаге.To unload the rack from bending force, it is possible that it is pivotally attached to the first lever and rests on the back of the roller mounted on the second lever.

Так как зацепление звена с зубчатой рейкой происходит не в любом положении, а в периодических положениях, определяемых шагом зубьев зубчатой рейки, то для осуществления зажимания какого-либо предмета необходимо, чтобы рабочий ход конца звена или толкателя не менее чем в 1,5 раза, больше шага зубьев зубчатой рейки.Since the linking of the link with the gear rack does not occur in any position, but in the periodic positions determined by the pitch of the teeth of the gear rack, to clamp any object it is necessary that the working stroke of the end of the link or pusher is not less than 1.5 times, more pitch gear teeth.

В нерабочем положении звено или толкатель должны находиться на минимальном расстоянии от зубчатой рейки, поэтому для фиксации в этом положении звено или толкатель имеют ограничитель хода в направлении подпружинивания.In the inoperative position, the link or pusher should be at a minimum distance from the gear rack, therefore, to fix in this position, the link or pusher has a travel stop in the spring direction.

Возможен более простой вариант кинематики, когда инструмент имеет два одноплечих рычага на общей оси, на концах которых имеются рабочие губки, причем на первом рычаге имеется дугообразная зубчатая рейка или рейки, проходящая сквозь или по бокам второго рычага, а на втором рычаге имеется шарнирно закрепленная и подпружиненная в направлении открытия рукоятка в виде двуплечего рычага, второй конец которого при повороте рукоятки взаимодействует с зубчатой рейкой непосредственно (см. фиг.6). Однако в этом варианте в начальный момент двуплечий рычаг взаимодействует с зубчатой рейкой только кончиком, и поэтому допустимые нагрузки в этом варианте ограничены.A simpler kinematics option is possible when the tool has two single-arm levers on a common axis, at the ends of which there are working jaws, and on the first lever there is an arcuate gear rack or racks passing through or on the sides of the second lever, and on the second lever there is pivotally mounted and a spring-loaded handle in the opening direction in the form of a two-shouldered lever, the second end of which, when the handle is rotated, interacts with the gear rack directly (see Fig. 6). However, in this embodiment, at the initial moment, the two-arm lever interacts with the gear rack only with the tip, and therefore the permissible loads in this embodiment are limited.

Исправить этот недостаток можно, закрепив двуплечий рычаг на втором одноплечем рычаге с помощью промежуточного рычага, наклоненного в сторону зубчатой рейки (см. фиг.7). При нажатии на рукоятку промежуточный рычаг стремится еще более наклониться в сторону зубчатой рейки, и при это конец двуплечего рычага входит в зуб зубчатой рейки до упора. Однако в этом случае рукоятка относительно инструмента будет несколько болтаться вследствие неизбежных люфтов, и это снизит четкость ощущений при работе с инструментом.This disadvantage can be corrected by securing the two-arm lever on the second one-arm lever using the intermediate lever, tilted towards the gear rack (see Fig. 7). When the handle is pressed, the intermediate lever tends to bend even more towards the gear rack, and at the same time, the end of the two-shouldered lever enters the gear tooth completely. However, in this case, the handle relative to the tool will hang out a bit due to the inevitable backlash, and this will reduce the clarity of the sensations when working with the tool.

Оптимальным представляется вариант, когда инструмент имеет два одноплечих рычага на общей оси, на концах которых имеются рабочие губки, причем на первом рычаге имеется дугообразная зубчатая рейка или рейки, проходящая сквозь или по бокам второго рычага, а на втором рычаге имеется шарнирно закрепленная и подпружиненная в направлении открытия рукоятка в виде двуплечего рычага, второй конец которого при повороте рукоятки взаимодействует с зубчатой рейкой через шарнирно закрепленное на нем и подпружиненное в направлении к зубчатой рейке звено или толкатель, причем ось вращения двуплечего рычага находится между зубчатой рейкой и рабочими губками (см. фиг.3, 8). Зубья зубчатой рейки при этом обращены к рабочим губкам.The best option seems to be when the tool has two single-arm levers on a common axis, at the ends of which there are working jaws, and on the first lever there is an arched gear rack or rails passing through or on the sides of the second lever, and on the second lever there is articulated and spring-loaded in the opening direction of the handle in the form of a two-shouldered lever, the second end of which, when the handle is rotated, interacts with the gear rack through pivotally mounted on it and spring-loaded in the direction of the gear rack a vein or a pusher, and the axis of rotation of the two shoulders of the lever is between the gear rack and the working jaws (see figure 3, 8). The teeth of the gear rack are facing the working jaws.

В этом случае по мере зажимания предмета, а значит, по мере выбирания люфтов и по мере упругой деформации инструмента и зажимаемого предмета, передаточное отношение инструмента от усилия на рукоятке до усилия на рабочих губках будет увеличиваться вследствие распрямления треугольника сил «второй конец двуплечего рычага - толкатель - зубчатая рейка». Причем возможно даже самоторможение инструмента, и это явление при желании можно полезно использовать, выбирая уменьшенный ход толкателя.In this case, as the object is clamped, and as the backlash is selected and the tool and the clamped object become elastic, the gear ratio of the tool from the force on the handle to the force on the working jaws will increase due to the straightening of the triangle of forces “the second end of the two-shouldered lever is the pusher - rack". Moreover, even self-braking of the tool is possible, and this phenomenon can be useful if desired, choosing a reduced stroke of the pusher.

Следует отметить, что двуплечий рычаг, являющийся таковым с кинематической точки зрения, с конструктивной точки зрения может иметь вид одноплечего Г-образного рычага (см. фиг.3, 8).It should be noted that the two-arm lever, which is such from a kinematic point of view, from a structural point of view can be in the form of a single-arm L-shaped lever (see Fig. 3, 8).

Чтобы выдержать сравнительно большие усилия, толкатель и зубчатая рейка должны взаимодействовать по поверхности достаточной площади. Для этого профиль рабочей поверхности зуба зубчатой рейки имеет в основании зуба форму части окружности, причем профиль толкателя имеет обращенный к зубчатой рейке выступ в форме части окружности того же диаметра, что и на зубчатой рейке.To withstand relatively large forces, the pusher and the rack should interact on a surface of sufficient area. To this end, the profile of the working surface of the tooth of the gear rack has the shape of a circle at the base of the tooth, and the profile of the pusher has a protrusion facing the gear rack in the form of a part of a circle of the same diameter as on the gear rack.

Все варианты инструмента могут на одноплечих рычагах вокруг их общей оси иметь дополнительные рабочие органы, например дополнительные пассатижные губки, разжимающие губки, кусачки, гильотинные кусачки.All versions of the tool can have additional working bodies on single-arm levers around their common axis, for example, additional pliers, expander lips, wire cutters, and guillotine wire cutters.

На фиг.1, 2, 3, 6, 7 показаны пять основных кинематических вариантов инструмента, где 1 - первый одноплечий рычаг с зубчатой рейкой 2, 3 - второй одноплечий рычаг, на котором закреплена рукоятка в виде двуплечего рычага 4, в варианте на фиг.7 она закреплена с помощью промежуточного рычага 5, рукоятка подпружинена пружиной 6. В вариантах на фиг.1, 2, 3 на рукоятке имеется звено или толкатель 7. Его пружина не показана вследствие незначительности размеров.Figure 1, 2, 3, 6, 7 shows five basic kinematic versions of the tool, where 1 is the first one-arm lever with a gear rack 2, 3 is the second one-arm lever on which the handle is fixed in the form of a two-arm lever 4, in the embodiment of FIG. .7 it is fixed by means of an intermediate lever 5, the handle is spring-loaded with a spring 6. In the variants of Figs. 1, 2, 3, the handle or pusher 7 is on the handle. Its spring is not shown due to the small size.

На фиг.4 оказана зубчатая рейка 2 П-образного профиля и звено 7 Е-образного профиля, сваренного из двух швеллеров, со штифтом 8.In Fig. 4, a toothed rack 2 of a U-shaped profile and a link 7 of an E-shaped profile welded from two channels with a pin 8 are provided.

На фиг.5 показаны толкатель 7 и зубчатая рейка 2.Figure 5 shows the pusher 7 and the rack 2.

На фиг.8 показан инструмент примерно в натуральную величину. На концах одноплечих рычагов 1 и 3 имеются основные рабочие губки 9. Вблизи оси инструмента, соединяющей одноплечие рычаги, имеются дополнительные рабочие органы: дополнительные пассатижные губки 10 для особо сильного (до нескольких тонн) сжатия нужного предмета, разжимающие губки 11 для демонтажа и для снятия пружинных колец, кусачки 12, гильотинные кусачки 13.On Fig shows a tool in approximately life size. At the ends of the single-arm levers 1 and 3, there are the main working jaws 9. Near the axis of the tool connecting the single-arm levers, there are additional working bodies: additional pliers jaws 10 for especially strong (up to several tons) compression of the desired item, expanding jaws 11 for dismantling and for removing spring rings, nippers 12, guillotine nippers 13.

Работает инструмент так: при сжимании его в руке сначала сходятся одноплечие рычаги 1 и 3. Если между ними есть пружина, более слабая, чем пружина 6, то она сжимается. После соприкосновения рабочих губок с зажимаемым предметом усилие на рукоятке ступенчато возрастает и, преодолевая усилие пружины 6, начинает двигаться рукоятка 4. При этом она непосредственно входит в зубья зубчатой рейки 2 (на фиг.6, 7) или в зубья входит звено или толкатель 7. За счет большой разницы плеч двуплечего рычага, а на фиг.3, 8 и за счет треугольника сил, на зубчатую рейку действует увеличенное усилие, которое передается основным рабочим губкам 9 и дополнительным рабочим органам.The tool works like this: when squeezing it in a hand, the one-arm levers 1 and 3 first converge. If there is a spring between them that is weaker than spring 6, then it is compressed. After the contact of the working jaws with the clamped object, the force on the handle increases stepwise and, overcoming the force of the spring 6, the handle 4 starts to move. At the same time, it directly enters the teeth of the gear rack 2 (Fig. 6, 7) or the link or pusher 7 enters the teeth Due to the large difference in the shoulders of the two shoulders of the lever, and in Figs. 3, 8 and due to the triangle of forces, an increased force acts on the gear rack, which is transmitted to the main working jaws 9 and additional working bodies.

При раскрывании инструмента после отпускания зажимаемого предмета инструмент на какое-то время зависает в полураскрытом положении, сохраняя зацепление с зубчатой рейкой. Это можно использовать при последовательном зажатии нескольких однотипных предметов, для чего следует не отпускать рукоятку полностью. При полном отпускании рукоятки инструмент раскрывается на всю ширину, определяемую, например, ограничителем 14 на зубчатой рейке.When the tool is opened after releasing the clamped object, the tool freezes for a while in a half-open position, while maintaining engagement with the gear rack. This can be used when sequentially clamping several objects of the same type, for which you should not let go of the handle completely. When the handle is completely released, the tool opens to the entire width, determined, for example, by the stopper 14 on the gear rack.

Claims

1. A manual clamping tool containing two single-arm levers on a common axis, at the ends of which there are working jaws, characterized in that the first lever is equipped with an arcuate gear rack passing through, or rails passing on the sides of the second lever, and pivotally mounted on the second lever a spring-loaded handle in the direction of opening the tool in the form of a two-shouldered lever, the second end of which is made with the possibility of interaction when the handle is rotated with a gear rack through a pivotally mounted on it and spring-loaded vein or pusher, and the axis of rotation of the two shoulders of the lever is located between the gear rack and the axis of the tool.

2. The tool according to claim 1, characterized in that the link is made with the possibility of stretching and spring-loaded in the direction of the gear rack.

3. The tool according to claim 1, characterized in that the link or pusher is made with the possibility of compression and spring-loaded in the direction from the rack.

4. The tool according to claim 1, characterized in that the link is made two-or multi-row.

5. The tool according to claim 1, characterized in that the one-arm levers are spring-loaded in the direction of opening, and the force from this on the handle is less than the force from springing the handle itself.

6. The tool according to claim 1, characterized in that the rail is attached to the first lever pivotally and with support on the back side of the roller mounted on the second lever.

7. The tool according to claim 1, characterized in that the working stroke of the end of the link or pusher is not less than 1.5 times the pitch of the gear rack teeth.

8. The tool according to claim 1, characterized in that the link or pusher is equipped with a travel stop in the direction of springing the tool.

9. A manual clamping tool containing two single-arm levers on a common axis, at the ends of which there are working jaws, characterized in that the first lever is equipped with an arcuate gear rack passing through, or rails passing on the sides of the second lever, and pivotally mounted on the second lever a spring-loaded handle in the direction of opening the tool in the form of a two-shouldered lever, the second end of which is made with the possibility of interaction when the handle is rotated directly with the gear rack.

10. A manual clamping tool containing two one-arm levers on a common axis, at the ends of which there are working jaws, characterized in that the first lever is provided with an arcuate gear rack passing through, or rails passing on the sides of the second lever, and is secured to the second lever by the intermediate lever spring-loaded in the direction of opening the tool handle in the form of a two-shouldered lever, the second end of which is made with the possibility of interaction when the handle is rotated directly with the gear rack.

11. A manual clamping tool containing two single-arm levers on a common axis, at the ends of which there are working jaws, characterized in that the first lever is equipped with an arcuate gear rack passing through, or rails passing on the sides of the second lever, and pivotally mounted on the second lever a spring-loaded handle in the direction of opening of the tool in the form of a two-shouldered lever, the second end of which is made with the possibility of interaction when the handle is rotated with a gear rack by means of articulated springs nnogo towards the rack unit or pusher, wherein the axis of rotation of a two-armed lever is located between the rack and the working jaws.

12. The tool according to claim 11, characterized in that the profile of the working surface of the tooth of the gear rack at the base of the tooth is made in the form of a part of a circle, and the profile of the pusher is made with a protrusion facing the gear rack in the form of a part of a circle of the same diameter as on gear rack.

13. The tool according to claim 11, characterized in that on the one-arm levers around their common axis there are additional working bodies, for example additional pliers, expander lips, wire cutters, guillotine cutters.