RU2806619C1 - Hinged tool with position fixation - Google Patents
Hinged tool with position fixation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806619C1 RU2806619C1 RU2023106019A RU2023106019A RU2806619C1 RU 2806619 C1 RU2806619 C1 RU 2806619C1 RU 2023106019 A RU2023106019 A RU 2023106019A RU 2023106019 A RU2023106019 A RU 2023106019A RU 2806619 C1 RU2806619 C1 RU 2806619C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- links
- locking
- locking groove
- tool
- locking element
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения в части создания ручных зажимных инструментов с быстрым зажимом деталей и с последующим их удержанием без приложения усилий, в том числе для быстрого позиционирования и крепления одних деталей относительно других.The invention relates to the field of mechanical engineering in terms of creating hand-held clamping tools with quick clamping of parts and their subsequent holding without effort, including for quick positioning and fastening of some parts relative to others.
Известны разнообразные конструкции фиксирующих плоскогубцев, выполняющих функцию ручных тисков, содержащие неподвижную рукоятку с зажимным элементом и регулировочным винтом, подвижный зажимной элемент, шарнирно закрепленный на неподвижной рукоятки и подпружиненный в направлении раскрытия зева плоскогубцев, подвижную рукоятку, шарнирно соединенную с подвижным зажимным элементом, а также средство фиксации для удержания зажимных элементов в закрытом положении (Патент US 6626070 В2, МПК В25В 7/12, 30.09.2003; Патент US 5056385 А, МПК В25В 7/02, 15.10.1991; Патент US 3354759 А, МПК В25В 7/123, 28.11.1967; US 4709601 А, МПК В25В 7/12, 01.12.1987; US 8621736 В1, МПК В25В 27/14, 01.07.2014; ЕР 2149428 В1, МПК В25В 7/12, 02.03.2010; RU 2113976, МПК В25В 7/12, 27.06.1998; RU 2115537, МПК В25В 7/12, 20.07.1998).There are various known designs of locking pliers that perform the function of a hand vice, containing a fixed handle with a clamping element and an adjusting screw, a movable clamping element hinged on the fixed handle and spring-loaded in the direction of opening the pliers, a movable handle pivotally connected to the movable clamping element, and also a means of fixation for holding the clamping elements in the closed position (Patent US 6626070 B2, MPK V25V 7/12, 09/30/2003; Patent US 5056385 A, MPK V25V 7/02, 10/15/1991; Patent US 3354759 A, MPK V25V 7/123 , 11/28/1967; US 4709601 A, MPK V25V 7/12, 12/01/1987; US 8621736 B1, MPK V25V 27/14, 07/01/2014; EP 2149428 B1, MPK V25V 7/12, 03/02/2010 ; RU 2113976, IPC V25V 7/12, 06/27/1998; RU 2115537, IPC V25V 7/12, 07/20/1998).
Общим недостатком подобных устройств является то, что для изменения рабочего размера зева фиксирующего инструмента необходимо предварительно вращать регулировочный винт, а это при работе с предметами разных размеров требует существенных затрат времени, что снижает производительность труда и удобство пользования данным инструментом. При этом усилие сжатия предметов подобным фиксирующим инструментом зависит от точности настройки предварительного размера его зева регулировочным винтом. Точная регулировка усилия сжатия также занимает дополнительное время у пользователя данным инструментом. Кроме того, конструкции рассмотренных фиксирующих инструментов сравнительно сложны в изготовлении.A common disadvantage of such devices is that in order to change the working size of the jaw of the fixing tool, it is necessary to first rotate the adjusting screw, and this, when working with objects of different sizes, requires a significant amount of time, which reduces labor productivity and ease of use of this tool. In this case, the force of compression of objects with such a fixing tool depends on the accuracy of setting the preliminary size of its mouth with an adjusting screw. Fine adjustment of the compression force also takes additional time for the user of this tool. In addition, the designs of the considered fixing tools are relatively complex to manufacture.
Известна конструкция фиксирующих клещей, содержащая неподвижную рукоятку с зажимным элементом и регулировочным винтом, подвижный зажимной элемент, шарнирно закрепленный на неподвижной рукоятке и подпружиненный в направлении раскрытия зева клещей, подвижную рукоятку, шарнирно соединенную с подвижным зажимным элементом, а также средство фиксации для удержания зажимных элементов в закрытом положении, причем ось подвижного зажимного элемента находится внутри канавки с насечками в неподвижной рукоятке (Патент ЕР 3763483 В1, МПК В25В 7/10, В25В 7/12, 13.01.2021).A known design of locking pliers contains a fixed handle with a clamping element and an adjusting screw, a movable clamping element hinged on the fixed handle and spring-loaded in the direction of opening the jaw of the pliers, a movable handle pivotally connected to the movable clamping element, as well as a fixation means for holding the clamping elements in the closed position, and the axis of the movable clamping element is located inside the groove with notches in the fixed handle (Patent EP 3763483 B1, MPK V25V 7/10, V25V 7/12, 01/13/2021).
Данное устройство позволяет сравнительно быстро регулировать «грубый» размер зева клещей для захвата предмета, однако неудобства с «точными» настройками размера зева и усилия сжатия в нем сохраняются, а конструкция усложняется в сравнении с рассмотренными выше устройствами.This device allows you to relatively quickly adjust the “rough” size of the jaw of the pliers to grab an object, however, the inconvenience with “fine” settings of the size of the jaw and the compression force in it remains, and the design becomes more complicated in comparison with the devices discussed above.
Существуют ручные зажимы, содержащие два поворотных шарнирно соединенных зажимных звена, зубчатый элемент и систему управления давлением, приспособленную для фиксации зажимных звеньев в закрытом положении (Патент US 6564703 В1, МПК В25В 5/06, 20.05.2003; Патент US 2249661 А, МПК В25В 7/18, 15,07,1941). В данных конструкциях путем сжатия ручек обеспечивается быстрый захват предмета без предварительной настройки зева зажимов. Однако усилие сжатия не всегда удается установить в соответствии с желанием пользователя, поскольку размер зева зажимов регулируется дискретно. Особенно трудно создать требуемое усилие сжатия на жестких предметах, так как дискретное изменение размера зева зажимов приводит к резкому изменению давления на предмете. В результате в зависимости от размера предмета он может оказаться слабо зажатым, либо чрезмерно зажатым.There are manual clamps containing two rotating hinged clamping links, a toothed element and a pressure control system adapted for fixing the clamping links in the closed position (Patent US 6564703 B1, MPK B25B 5/06, 05.20.2003; Patent US 2249661 A, MPK B25B 7/18, 15.07.1941). In these designs, by squeezing the handles, quick gripping of an object is ensured without first adjusting the jaw of the clamps. However, the compression force cannot always be set according to the user's wishes, since the jaw size of the clamps is adjusted discretely. It is especially difficult to create the required compression force on rigid objects, since discrete changes in the size of the clamp mouth lead to a sharp change in pressure on the object. As a result, depending on the size of the object, it may be weakly clamped or excessively clamped.
Также известны конструкции ручных зажимов, содержащие шарнирно соединенные ручки с захватами и механизм фиксации фрикционного типа с элементом управления, размещенный между ручками для торможения их взаимного перемещения после зажима предмета и освобождения из заторможенного состояния после нажатия на элемент управления (Патент US 20050077666 А1, МПК В25В 7/14, 07.03.2006; Патент US 20030005797 А1, МПК В25В 5/06, 01.03.2005; Патент US 2020030942 А1, МПК В25В 5/04, В25В 7/02, 30.01.2020). Усилие сжатия объекта здесь пропорционально приложенному пользователем усилию. Однако данные конструкции не обеспечивают надежный зажим предмета вследствие наличия сравнительно большого числа элементов в механизме фиксации, а также в результате его размещения по диагонали между ручками, что снижает кинематическую жесткость механизма фиксации. Размещение механизма фиксации поперек продольного направления ручек увеличивает поперечные габариты зажимов в сомкнутом положении.Designs of manual clamps are also known, containing hinged handles with grips and a friction-type locking mechanism with a control element placed between the handles to brake their mutual movement after clamping an object and releasing it from the inhibited state after pressing the control element (Patent US 20050077666 A1, IPC B25B 7/14, 03/07/2006; Patent US 20030005797 A1, IPC V25V 5/06, 01/03/2005; Patent US 2020030942 A1, IPC V25V 5/04, B25V 7/02, 01/30/2020). The compression force on the object here is proportional to the force applied by the user. However, these designs do not provide reliable clamping of the object due to the presence of a relatively large number of elements in the fixation mechanism, as well as as a result of its placement diagonally between the handles, which reduces the kinematic rigidity of the fixation mechanism. Placing the locking mechanism across the longitudinal direction of the handles increases the transverse dimensions of the clamps in the closed position.
Известен шарнирный инструмент с фиксацией положения, содержащий по меньшей мере первое и второе шарнирно связанных между собой звенья, по крайней мере одну нажимную часть и две рабочие части, а также фиксирующее средство, причем первым и вторым звеньями образован по крайней мере один запирающий паз с криволинейными стенками, перемещающийся в продольной плоскости инструмента при взаимном повороте первого и второго звеньев, фиксирующее средство включает по меньшей мере один стопорный элемент, размещенный с зазором в запирающем пазу и с возможностью наклона при приложении усилий к рабочим частям (Патент US 20150059535 А1, МПК В25В 13/32, 05.03.2015).A hinged tool with position fixation is known, containing at least first and second links hingedly connected to each other, at least one pressure part and two working parts, as well as a locking means, wherein the first and second links form at least one locking groove with curved walls, moving in the longitudinal plane of the tool with mutual rotation of the first and second links, the locking means includes at least one locking element placed with a gap in the locking groove and with the possibility of tilting when forces are applied to the working parts (Patent US 20150059535 A1, IPC B25B 13 /32, 03/05/2015).
Указанный шарнирный инструмент сохраняет такие достоинства рассмотренных ранее конструкций, как, например, быстрый зажим объекта без предварительного грубого и точного регулирования размера зева (захвата, рабочего органа), а также регулирование силы сжатия объекта пропорционально усилию на нажимных частях инструмента. Одновременно данный шарнирный инструмент имеет сравнительно высокую жесткость кинематической цепи в зафиксированном состоянии, т.к. между его звеньями размещен лишь стопорный элемент, что повышает надежность зажима. Минимизированная кинематическая цепь фиксации взаимного положения звеньев в виде стопорного элемента практически не увеличивает габариты рассматриваемого инструмента.The specified articulated tool retains such advantages of the previously discussed designs, such as, for example, quick clamping of an object without preliminary rough and fine adjustment of the size of the pharynx (gripper, working body), as well as regulation of the compression force of the object in proportion to the force on the pressure parts of the tool. At the same time, this hinged tool has a relatively high rigidity of the kinematic chain in a fixed state, because Only a locking element is placed between its links, which increases the reliability of the clamp. The minimized kinematic chain for fixing the relative position of the links in the form of a locking element practically does not increase the dimensions of the tool in question.
Вместе с тем данный шарнирный инструмент не лишен и ряда недостатков. Во-первых, рассматриваемая конструкция предполагает сравнительно большой наклон стопорного элемента (в направлении диагонально расположенных тупых углов запирающего паза) в процессе приложения усилий к нажимным частям инструмента. Именно благодаря наклону стопорного элемента он заклинивается в ромбовидном запирающем пазу вследствие попадания его концевых частей в своего рода выемки, образованные дугообразными пазами звеньев. Достаточный наклон стопорного элемента возможен вследствие наличия у него незначительной по величине опорной базы. Опорная база для стопорного элемента в данной конструкции определяется лишь шириной пакета из двух плоских звеньев.However, this hinged tool is not without a number of disadvantages. Firstly, the design in question assumes a relatively large inclination of the locking element (in the direction of the diagonally located obtuse angles of the locking groove) in the process of applying forces to the pressure parts of the tool. It is thanks to the inclination of the locking element that it becomes wedged in the diamond-shaped locking groove due to its end parts falling into a kind of recess formed by the arcuate grooves of the links. A sufficient inclination of the locking element is possible due to the presence of a small support base. The support base for the locking element in this design is determined only by the width of the package of two flat links.
В результате наклона стопорного элемента в рабочем состоянии возникают значительные поперечные усилия на ряд элементов шарнирного инструмента, которые приводят к их деформациям и к уменьшению жесткости кинематической цепи зажима, а значит и к снижению надежности зажима (снижается предельное возмущающее усилие со стороны объекта (предмета), при котором (при прочих равных условиях) зажим ослабляется).As a result of the tilting of the locking element in working condition, significant lateral forces arise on a number of elements of the hinged tool, which lead to their deformations and to a decrease in the rigidity of the kinematic chain of the clamp, and therefore to a decrease in the reliability of the clamp (the maximum disturbing force from the object (object) is reduced, at which (other things being equal) the clamp is weakened).
Кроме того, при наклоне стопорного элемента труднее осуществлять его управление путем перемещения в запирающем пазу, т.к. из-за малой опорной базы возникают повышенные усилия в точках опоры и, соответственно, возрастают силы трения, препятствующие смещению стопорного элемента.In addition, when the locking element is tilted, it is more difficult to control it by moving it in the locking groove, because due to the small support base, increased forces arise at the support points and, accordingly, friction forces increase, preventing the displacement of the locking element.
Во-вторых, неопределенность начального положения стопорного элемента в запирающем пазу вследствие наличия зазора может приводить к значительному угловому люфту между звеньями до момента начала блокирования их взаимного поворота, особенно при изменении направления взаимного поворота звеньев, когда не только выбирается зазор, но и требуется дополнительное смещение звеньев для последующего изменения направления наклона стопорного элемента. В результате может существенно уменьшаться размер рабочего открытия рабочих частей или вообще срываться процесс зажима объекта (например, когда стопорный элемент не успел повернуться до положения блокирования, а дальнейший поворот звеньев невозможен вследствие захвата рабочими частями объекта с высокой жесткостью).Secondly, the uncertainty of the initial position of the locking element in the locking groove due to the presence of a gap can lead to significant angular play between the links until their mutual rotation begins to be blocked, especially when changing the direction of mutual rotation of the links, when not only the gap is selected, but also additional displacement is required links for subsequent change in the direction of inclination of the locking element. As a result, the size of the working opening of the working parts may be significantly reduced or the process of clamping the object may be disrupted altogether (for example, when the locking element did not have time to rotate to the blocking position, and further rotation of the links is impossible due to the grip of the working parts on an object with high rigidity).
В-третьих, для захвата объекта в ряде вариантов шарнирного инструмента необходимо задействовать обе руки пользователя - одной рукой создавать зажимное усилие на нажимных частях, а другой рукой смещать стопорный элемент в запирающем пазу в направлении его смежных боковых сторон, образующих между собой острый угол. Для раскрытия рабочих частей инструмента в этих случаях также требуется задействовать обе руки пользователя. Необходимость использования двух рук не всегда удобна, особенно, например, при позиционировании нескольких предметов относительно друг друга с последующим их зажимом.Thirdly, to grasp an object in a number of variants of a hinged tool, it is necessary to use both hands of the user - with one hand to create a clamping force on the pressure parts, and with the other hand to move the locking element in the locking groove in the direction of its adjacent sides, forming an acute angle between themselves. To open the working parts of the tool in these cases, it is also necessary to use both hands of the user. The need to use two hands is not always convenient, especially, for example, when positioning several objects relative to each other and then clamping them.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрана конструкция шарнирного инструмента с фиксацией положения, защищенная патентом US 20150059535, как наиболее близкая к заявленному устройству по технической сущности и достигаемому результату.As a prototype of the proposed invention, the design of a hinged tool with position fixation, protected by patent US 20150059535, was chosen as the closest to the claimed device in terms of technical essence and the achieved result.
Задачей изобретения является повышение жесткости кинематической цепи инструмента и надежности зажима объекта, уменьшение люфтов при работе с инструментом, улучшение управляемости фиксирующим средством, исключение блокирования взаимного поворота звеньев по меньшей мере в одном из направлений и повышение удобства пользования инструментом.The objective of the invention is to increase the rigidity of the kinematic chain of the tool and the reliability of clamping the object, reduce backlash when working with the tool, improve the controllability of the fixing means, eliminate blocking of the mutual rotation of the links in at least one of the directions and increase the ease of use of the tool.
Поставленная задача достигается тем, что шарнирный инструмент с фиксацией положения, также как в прототипе, содержит по меньшей мере первое и второе шарнирно связанных между собой звенья, по крайней мере одну нажимную часть и две рабочие части, а также фиксирующее средство, причем первым и вторым звеньями образован по крайней мере один запирающий паз, перемещающийся в продольной плоскости инструмента при взаимном повороте первого и второго звеньев, фиксирующее средство включает по меньшей мере один стопорный элемент, размещенный с зазором в запирающем пазу.This task is achieved in that the hinged tool with position fixation, as in the prototype, contains at least first and second links hingedly connected to each other, at least one pressure part and two working parts, as well as a locking means, with the first and second the links form at least one locking groove that moves in the longitudinal plane of the tool when the first and second links rotate mutually; the locking means includes at least one locking element placed with a gap in the locking groove.
Согласно изобретению инструмент выполнен с возможностью поддерживать исходное угловое положение стопорного элемента в поперечной плоскости запирающего паза при приложении усилий к рабочим частям, снабжен упругим или магнитным средством для создания усилия, под действием которого стопорный элемент прижат к смежным боковым сторонам запирающего паза, а форма запирающего паза выполнена с возможностью защемления стопорного элемента по меньшей мере одной парой смежных боковых сторон запирающего паза, образующих острый угол в его продольной плоскости.According to the invention, the tool is made with the ability to maintain the initial angular position of the locking element in the transverse plane of the locking groove when forces are applied to the working parts, is equipped with elastic or magnetic means for creating a force, under the influence of which the locking element is pressed against adjacent sides of the locking groove, and the shape of the locking groove made with the possibility of pinching the locking element by at least one pair of adjacent lateral sides of the locking groove, forming an acute angle in its longitudinal plane.
Сущность предлагаемого изобретения состоит, во-первых, в увеличении опорной базы стопорного элемента, например, путем разнесения боковых сторон, образующих запирающий паз, по крайней мере у одного из звеньев инструмента в его поперечном направлении. Выполнение объемной опорной системы позволяет существенно увеличить плечо опоры и тем самым уменьшить возможный наклон стопорного элемента в запирающем пазу при одинаковых величинах зазоров между стопорным элементом и сторонами запирающего паза. Это, в свою очередь, уменьшает поперечные составляющие сил реакции на стенки запирающего паза при зажиме инструментом какого-либо предмета (объекта). В результате снижаются деформации, отклоняющие стенки запирающего паза, т.е. одновременно дополнительно уменьшаются величины плеч, к которым в последующем могут прикладываться возмущающие силовые воздействия со стороны рабочих частей инструмента. Указанные положительные последствия уменьшения наклона стопорного элемента увеличивают конструктивную жесткость инструмента и для отклонения его рабочих частей на одну и ту же величину (за счет упругих деформаций конструктивных элементов) требуются существенно большие возмущающие усилия со стороны объекта, что повышает надежность его захвата. Становится возможным также уменьшение толщины стенок запирающего паза и в итоге снижение массы предлагаемого инструмента без понижения надежности захвата.The essence of the proposed invention consists, firstly, in increasing the support base of the locking element, for example, by separating the sides forming the locking groove of at least one of the tool links in its transverse direction. The implementation of a volumetric support system makes it possible to significantly increase the support arm and thereby reduce the possible inclination of the locking element in the locking groove with the same gap sizes between the locking element and the sides of the locking groove. This, in turn, reduces the transverse components of the reaction forces on the walls of the locking groove when the tool clamps an object (object). As a result, the deformations that deflect the walls of the locking groove are reduced, i.e. at the same time, the values of the shoulders are further reduced, to which disturbing force influences from the working parts of the tool can subsequently be applied. The indicated positive consequences of reducing the inclination of the locking element increase the structural rigidity of the tool and to deflect its working parts by the same amount (due to elastic deformations of the structural elements) requires significantly greater disturbing forces from the object, which increases the reliability of its grip. It also becomes possible to reduce the thickness of the walls of the locking groove and, as a result, reduce the weight of the proposed tool without reducing the reliability of the grip.
Другим средством для уменьшения наклона стопорного элемента в запирающем пазу является выполнение опорных поверхностей, например, на торцевых сторонах стопорного элемента, которые можно опирать на наружные поверхности звеньев и за счет этого удерживать наклон стопорных элементов на требуемом уровне под нагрузкой. Тем самым опорная база стопорного элемента выносится с внутренней поверхности паза на наружную поверхность звеньев инструмента и поэтому она может быть существенно увеличена.Another means for reducing the inclination of the locking element in the locking groove is to provide support surfaces, for example on the end faces of the locking element, which can be supported on the outer surfaces of the links and thereby maintain the inclination of the locking elements at the required level under load. Thus, the support base of the locking element is moved from the inner surface of the groove to the outer surface of the tool links and therefore it can be significantly increased.
Возможно также совместное использование указанных выше и других конструктивных приемов для уменьшения отклонения стопорного элемента в поперечной плоскости запирающего паза в рабочем режиме инструмента в сравнении с исходной ориентацией.It is also possible to use the above and other design techniques together to reduce the deflection of the locking element in the transverse plane of the locking groove in the operating mode of the tool in comparison with the original orientation.
Во-вторых, уменьшение угла наклона стопорного элемента в запирающем пазу в предлагаемом инструменте в сравнении с прототипом предполагает и более жесткие требования к кривизне сторон запирающего паза. Поскольку силы трения от реакции опор в предлагаемом инструменте снижены, то их может быть недостаточно для защемления (заклинивания) стопорного элемента в рабочем режиме при прежней кривизне сторон запирающего паза, приемлемой для Прототипа. Так, например, в абзаце 0019 описания к Патенту US 20150059535 обращается внимание на активное удержание стопорного элемента («стопорного штифта») в заблокированном положении за счет его наклона в запирающем пазу «в отличие от фрикционного удержания». Более того, фрикционное блокирование (заклинивание) стопорного элемента в тупых углах запирающего паза, к которым в Прототипе прижимается стопорный элемент в результате наклона, вообще невозможно.Secondly, reducing the angle of inclination of the locking element in the locking groove in the proposed tool in comparison with the prototype also implies more stringent requirements for the curvature of the sides of the locking groove. Since the friction forces from the reaction of the supports in the proposed tool are reduced, they may not be enough to pinch (jam) the locking element in operating mode with the same curvature of the sides of the locking groove, acceptable for the Prototype. For example, paragraph 0019 of the description of US Patent 20150059535 draws attention to the active retention of the locking element (“locking pin”) in the locked position due to its inclination in the locking groove “as opposed to frictional retention.” Moreover, frictional blocking (jamming) of the locking element in the obtuse corners of the locking groove, to which in the Prototype the locking element is pressed as a result of tilting, is generally impossible.
Фрикционное «удержание» стопорного элемента возможно между смежными боковыми сторонами запирающего паза в случае, если они образуют между собой острый угол и смещаются в направлении друг к другу, т.е. сближаются при повороте звеньев. Эффект «защемления» предмета между сближающимися сторонами звеньев широко известен и достаточно подробно описан применительно к ножницам (например, статья «Анализ работы ножниц по металлу», Гарелина С.А., Латышенко К.П., Холостое М.А.). Результаты исследований данного явления показывают, что предельный угол раскрытия лезвий (угол выталкивания), при котором предмет не выскальзывает из ножниц, во многом определяется коэффициентом трения предмета о лезвия.Frictional “holding” of the locking element is possible between adjacent sides of the locking groove if they form an acute angle between themselves and move towards each other, i.e. come closer when the links turn. The effect of “pinching” an object between the approaching sides of the links is widely known and described in sufficient detail in relation to scissors (for example, the article “Analysis of the operation of metal scissors”, Garelina S.A., Latyshenko K.P., Holostoye M.A.). The results of studies of this phenomenon show that the maximum opening angle of the blades (the pushing angle), at which the object does not slip out of the scissors, is largely determined by the coefficient of friction of the object on the blades.
Следовательно, в случаях, когда угол раскрытия лезвий меньше или равен величине предельного значения, обеспечивается статическое состояние защемления (заклинивания) предмета между лезвиями за счет сил трения при любых усилиях, действующих в направлении уменьшения угла раскрытия (в пределах прочности предмета и ножниц). В силу большого числа количественно неопределенных и меняющихся факторов при резании величину предельного значения угла раскрытия лезвий на практике определяют экспериментальным путем. Например, для ножниц по металлу предельное значение угла раскрытия лезвий составляет около 28 градусов при резании металла.Consequently, in cases where the opening angle of the blades is less than or equal to the limit value, a static state of pinching (jamming) of the object between the blades is ensured due to friction forces under any forces acting in the direction of reducing the opening angle (within the strength of the object and the scissors). Due to the large number of quantitatively uncertain and changing factors during cutting, the value of the limiting value of the blade opening angle in practice is determined experimentally. For example, for metal scissors, the maximum blade opening angle is about 28 degrees when cutting metal.
С учетом изложенного в предлагаемом инструменте кривизна сторон запирающего паза, образующих острые углы, в среднем должна быть ниже, чем у Прототипа. В каждом конкретном случае она определяется индивидуально (как правило экспериментально) в зависимости от характеристик применяемых материалов контактирующих элементов, микрогеометрии контактных поверхностей, условий эксплуатации, трибологических свойств скользящей пары и т.п. Кривизна сторон запирающего паза в свою очередь определяет его форму, которая на основании изложенного должна быть выполнена с возможностью защемления стопорного элемента между сближающимися смежными боковыми сторонами запирающего паза, образующими острый угол в его продольной плоскости (по аналогии с шарнирным соединением с фиксацией положения по заявке RU №2022128250/11(062089)).Taking into account what is stated in the proposed tool, the curvature of the sides of the locking groove, forming sharp corners, should on average be lower than that of the Prototype. In each specific case, it is determined individually (usually experimentally) depending on the characteristics of the materials used in the contacting elements, the microgeometry of the contact surfaces, operating conditions, tribological properties of the sliding pair, etc. The curvature of the sides of the locking groove, in turn, determines its shape, which, based on the above, must be made with the possibility of pinching the locking element between the converging adjacent sides of the locking groove, forming an acute angle in its longitudinal plane (by analogy with the hinged connection with position fixation according to the application RU No. 2022128250/11(062089)).
В-третьих, в целях ликвидации неопределенности начального положения стопорного элемента в запирающем пазу перед тем или иным действием с инструментом в предлагаемой конструкции применяются специальные меры для преднамеренного базирования стопорного элемента в определенной зоне запирающего паза, характеризующейся расположением сторон паза, принадлежащих разным звеньям, рядом с друг другом и их векторами перемещения при повороте звеньев относительно друг друга. Подобных характерных зон может быть четыре при ромбовидной форме запирающего паза и три зоны в случае, если форма запирающего паза близка к треугольной. Наиболее значимыми зонами для влияния на основные функциональные свойства шарнирного инструмента с фрикционной фиксацией положения являются зоны вблизи острых углов, где перемещения смежных сторон запирающего паза направлены навстречу друг к другу (направление сближения) или друг от друга (направление расхождения).Thirdly, in order to eliminate the uncertainty of the initial position of the locking element in the locking groove before one or another action with the tool in the proposed design, special measures are used to deliberately locate the locking element in a certain area of the locking groove, characterized by the location of the sides of the groove belonging to different links, next to each other and their displacement vectors when the links rotate relative to each other. There can be four such characteristic zones if the locking groove is diamond-shaped, and three zones if the shape of the locking groove is close to triangular. The most significant zones for influencing the basic functional properties of a hinged tool with frictional position fixation are zones near acute corners, where the movements of adjacent sides of the locking groove are directed towards each other (approach direction) or away from each other (divergence direction).
Например, в случае предварительного прижатия стопорного элемента к смежным боковым сторонам запирающего паза, которые расходятся при сведении нажимных частей, обеспечивается мгновенная готовность к фиксации положения звеньев относительно друг друга при снятии усилий с нажимных частей (не требуется поворачивать звенья до достижения контакта между указанными выше сторонами запирающего паза и стопорным элементом). Следовательно, объект максимально возможного размера для конкретного инструмента может быть, например, зажат рабочими частями сразу без предварительного поворота звеньев. Если объект имеет меньшие размеры, то сведение нажимных частей будет продолжаться до упора рабочими частями в объект и создания заданного зажимного усилия. При этом не требуется воздействие пользователя на стопорный элемент (непосредственно или через элементы управления), поскольку он остается прижатым к расходящимся смежным сторонам запирающего паза, которые не могут препятствовать движению стопорного элемента одновременно с перемещением запирающего паза в пространстве.For example, in the case of preliminary pressing of the locking element to the adjacent sides of the locking groove, which diverge when the pressure parts are brought together, instant readiness is ensured for fixing the position of the links relative to each other when the forces are removed from the pressure parts (there is no need to rotate the links until contact is achieved between the above sides locking groove and locking element). Consequently, an object of the maximum possible size for a particular tool can, for example, be clamped by the working parts immediately without first rotating the links. If the object is smaller in size, then the pressing parts will continue to be brought together until the working parts touch the object and create the specified clamping force. This does not require the user to act on the locking element (directly or through the controls), since it remains pressed against the divergent adjacent sides of the locking groove, which cannot interfere with the movement of the locking element simultaneously with the movement of the locking groove in space.
При снятии усилия с нажимных частей инструмента происходит автоматическое блокирование обратного поворота звеньев вследствие изменения направления перемещения смежных боковых сторон запирающего паза, к которым предварительно прижат стопорный элемент. Указанные стороны начинают сближаться (на уровне микроперемещений) и защемляют стопорный элемент в образованном ими так называемом «угле выталкивания». Разведение нажимных частей и снятие нажимного усилия с объекта в этом варианте возможно после выведения стопорного элемента из «угла выталкивания» пользователем.When the force is removed from the pressing parts of the tool, the reverse rotation of the links is automatically blocked due to a change in the direction of movement of the adjacent sides of the locking groove, to which the locking element is previously pressed. These sides begin to approach each other (at the level of micro-movements) and pinch the locking element in the so-called “pushing angle” formed by them. In this embodiment, the separation of the pressing parts and the removal of the pressing force from the object is possible after the locking element is removed from the “pushing angle” by the user.
В случае предварительного прижатия стопорного элемента к смежным боковым сторонам запирающего паза, которые сближаются при сведении нажимных частей, наоборот обеспечивается свободное разведение нажимных частей (например, возвратной пружиной) и блокируется их сведение.In the case of preliminary pressing of the locking element to the adjacent sides of the locking groove, which are brought closer together when the pressure parts are brought together, on the contrary, free separation of the pressure parts is ensured (for example, by a return spring) and their convergence is blocked.
Прижатие стопорного элемента к сторонам запирающего паза, образующим тупой угол, не может приводить к автоматическому фрикционному блокированию взаимного поворота звеньев инструмента и он в этом случае работает без функции фиксации положения (угол выталкивания превышает допустимое значение и отсутствуют точки на опорных сторонах звеньев, которые могут сближаться, т.к. у них вблизи тупого угла нет точек с одинаковым радиусом относительно оси вращения звеньев).Pressing the locking element against the sides of the locking groove, forming an obtuse angle, cannot lead to automatic frictional blocking of the mutual rotation of the tool links and in this case it works without a position fixing function (the ejection angle exceeds the permissible value and there are no points on the support sides of the links that can move closer , because near an obtuse angle they do not have points with the same radius relative to the axis of rotation of the links).
Следовательно, обеспечивая прижатие стопорного элемента к смежным сторонам запирающего паза в той или иной его зоне будут проявляться разные функции инструмента, которые могут быть полезно использованы пользователем. Средства реализации предварительного прижатия стопорного элемента к смежным сторонам запирающего паза могут быть различными, в том числе обеспечивающие выполнение описанных выше функций в одном инструменте в зависимости от управляющего воздействия.Consequently, by ensuring that the locking element is pressed against adjacent sides of the locking groove in one or another zone thereof, different functions of the tool will be manifested, which can be usefully used by the user. The means for implementing preliminary pressing of the locking element to the adjacent sides of the locking groove can be different, including those that ensure the performance of the functions described above in one tool, depending on the control action.
Таким образом, внесение конструктивных изменений в Прототип для увеличения опорной базы стопорного элемента и его предварительного прижатия к определенным смежным сторонам запирающего паза, а также соответствующий выбор формы паза позволяют улучшить ряд эксплуатационных свойств шарнирного инструмента и придать ему новые полезные функции, повышающие удобство пользования инструментом.Thus, making design changes to the Prototype to increase the support base of the locking element and pre-press it to certain adjacent sides of the locking groove, as well as the appropriate choice of the groove shape, can improve a number of operational properties of the hinged tool and give it new useful functions that increase the ease of use of the tool.
На фиг.1 показан вариант выполнения шарнирно соединенных звеньев инструмента с фиксацией положения с малой опорной базой для стопорного элемента (в открытом состоянии).Figure 1 shows an embodiment of hingedly connected tool links with a fixed position with a small support base for the locking element (in the open state).
На фиг.2 изображены звенья шарнирного инструмента на фиг.1 в полуоткрытом положении.Figure 2 shows the links of the hinge tool in figure 1 in a half-open position.
На фиг.3 представлены звенья шарнирного инструмента на фиг.1 в закрытом положении.Figure 3 shows the links of the hinge tool in Figure 1 in the closed position.
На фиг.4 приведен вариант фиксирующего средства для шарнирного инструмента со звеньями на фиг.1.Figure 4 shows a variant of the locking means for the articulated tool with links in Figure 1.
На фиг.5 представлен шарнирный инструмент со звеньями на фиг.1 в открытом состоянии с установленным фиксирующим средством на фиг.4 и упругим средством для создания прижимающего усилия на стопорном элементе.FIG. 5 shows the hinged tool with the links of FIG. 1 in the open state, with the locking means in FIG. 4 installed and the elastic means for creating a pressing force on the locking element.
На фиг.6 продемонстрирован вид инструмента на фиг.5 в закрытом состоянии.Figure 6 shows a view of the tool in Figure 5 in a closed state.
На фиг.7 изображены шарнирно соединенные звенья в разведенном состоянии со сквозными пазами прямолинейной и криволинейной форм для образования запирающего паза.Figure 7 shows hingedly connected links in an open state with through grooves of rectilinear and curved shapes to form a locking groove.
На фиг.8 представлены звенья на фиг.7 в сведенном состоянии.Figure 8 shows the links in Figure 7 in a collapsed state.
На фиг.9 приведены шарнирно соединенные звенья с разной кривизной боковых сторон запирающего паза и разной величиной его углов выталкивания.Figure 9 shows hinged links with different curvatures of the lateral sides of the locking groove and different values of its ejection angles.
На фиг.10 показаны шарнирно соединенные звенья плоскогубцев с фиксацией положения.Figure 10 shows articulated links of pliers with position fixation.
На фиг.11 продемонстрирован вариант блока фиксирующего средства и средства для создания усилий на стопорном элементе.Figure 11 shows a variant of a block of locking means and means for creating forces on the locking element.
На фиг.12 представлены звенья на фиг.10 с установленным блоком на фиг.11 в запирающем пазу.Figure 12 shows the links in Figure 10 with the block in Figure 11 installed in the locking groove.
На фиг.13 изображены сборочные единицы фиксирующего средства, средства для создания усилия на стопорном элементе и дополнительного средства ограничения его наклона в запирающем пазу.Figure 13 shows the assembly units of the locking means, the means for creating a force on the locking element and the additional means for limiting its inclination in the locking groove.
На фиг.14 приведены элементы на фиг.13 в собранном виде.Figure 14 shows the elements of Figure 13 in assembled form.
На фиг.15 показаны плоскогубцы с фиксацией положения в открытом состоянии со звеньями на фиг.10 и с установленным блоком на фиг.14.Figure 15 shows pliers with a locking position in the open state with the links in Figure 10 and with the installed block in Figure 14.
На фиг.16 представлен инструмент на фиг.15 в закрытом состоянии.FIG. 16 shows the tool of FIG. 15 in a closed state.
На фиг.17 изображены сборочные единицы фиксирующего средства и средства для создания усилия на стопорном элементе с составным толкателем.Figure 17 shows assemblies of the locking means and the means for generating force on the locking element with a composite pusher.
На фиг.18 приведены клещи с фиксацией положения (в открытом состоянии) с фиксирующим средством и средством для создания усилия на стопорном элементе на фиг.17.Figure 18 shows a position-locking pliers (in the open state) with a locking means and a means for creating a force on the locking element in Figure 17.
На фиг.19 показаны клещи на фиг.18 в закрытом состоянии.FIG. 19 shows the pliers of FIG. 18 in the closed state.
На фиг.20 представлен вариант инструмента с фиксацией положения с наружным расположением толкателя средства для создания усилий на стопорном элементе.Figure 20 shows a version of a tool with a position fixation with an external location of the pusher of the means for creating forces on the locking element.
На фиг.21 изображено устройство средства для создания усилий на стопорном элементе инструмента на фиг.20.FIG. 21 shows a device for creating forces on the locking element of the tool in FIG. 20.
На фиг.22 продемонстрирован инструмент на фиг.20 в закрытом состоянии.FIG. 22 shows the tool of FIG. 20 in a closed state.
На фиг.23 приведен инструмент в виде струбцины на основе конструкции на фиг.20,22 в его открытом положении.Figure 23 shows a tool in the form of a clamp based on the design in Figures 20,22 in its open position.
На фиг.24 показан инструмент на фиг.23 в закрытом состоянии.FIG. 24 shows the tool of FIG. 23 in a closed state.
На фиг.25 представлен инструмент с расположением толкателя в клиновидном пространстве между звеньями в области его нажимных частей (в открытом состоянии).Figure 25 shows a tool with a pusher located in a wedge-shaped space between the links in the area of its pressure parts (in the open state).
На фиг.26 изображен вариант толкателя для инструмента на фиг.25.Figure 26 shows a version of the pusher for the tool in Figure 25.
На фиг.27 приведен инструмент с фиксацией положения на фиг.25 в закрытом положении.Fig. 27 shows the tool with the position of Fig. 25 locked in the closed position.
На фиг.28 представлен вариант звена инструмента без пазов на его боковых сторонах.Figure 28 shows a variant of the tool link without grooves on its sides.
На фиг.29 изображен пример инструмента с фиксацией положения, у которого запирающий паз образован звеньями на фиг.28.FIG. 29 shows an example of a position-locking tool whose locking groove is formed by the links in FIG. 28.
На фиг.30 показан инструмент с расходящимися рабочими частями в положении разведенных нажимных частей.Figure 30 shows a tool with diverging working parts in the position of the press parts apart.
На фиг.31 приведен инструмент на фиг.30 в сведенном состоянии его нажимных частей.Fig. 31 shows the tool of Fig. 30 in the collapsed state of its pressure parts.
На фиг.32 представлен вариант блока на фиг.13 с функцией поворота в запирающем пазу.Figure 32 shows a version of the block in Figure 13 with a rotation function in the locking groove.
На фиг.33 изображен блок на фиг.32 в собранном состоянии. Сущность предлагаемой конструкции шарнирного инструмента с фиксацией положения и достигаемые с ее помощью результаты можно пояснить на ряде примеров ее возможного осуществления. В одном из вариантов первое звено 1 и второе звено 2 (из листового металла) шарнирного инструмента 3, шарнирно связаны (соединены) с помощью оси 4 в виде заклепки с круглой головкой (фиг.1). Звенья 1,2 имеют нажимные части 5,6 для приложения усилий рукой пользователя. На концах звеньев 1,2 имеются рабочие части 7,8 в виде плоских площадок, служащие для зажима объекта (не показан). Звенья 1,2 образуют запирающий паз 9 в месте пересечения паза 10 первого звена 1 и паза 11 второго звена 2. Пазы 10,11 выполнены сквозными с криволинейными боковыми сторонами 12 у паза 10 и с криволинейными боковыми сторонам 13 у паза 11. Дополнительно в звене 2 выполнено отверстие 25 для крепления пружины растяжения, а в звене 1 - отверстие 26 для возможной связи (при необходимости) инструмента 3 с внешней крепежной базой. В случае помещения в запирающий паз 9 стопорного элемента 15, например, цилиндрической формы (показан на фиг.4), он может контактировать с боковыми сторонами 12, 13 в областях (зонах) двух тупых углов или двух острых углов запирающего паза 9. Смежные боковые стороны 12,13 запирающего паза 9, которые расходятся при сведении нажимных частей 5,6, образуют острый угол ϕ1 между касательными в возможных точках (линиях) касания с цилиндрическим стопорным элементом 15. Угол ϕ1 по величине удовлетворяет условию фрикционного «защемления» стопорного элемента 15 между боковыми сторонами 12,13.Fig. 33 shows the block in Fig. 32 in an assembled state. The essence of the proposed design of a hinged tool with position fixation and the results achieved with its help can be explained using a number of examples of its possible implementation. In one embodiment, the first link 1 and the second link 2 (made of sheet metal) of the hinged tool 3 are hinged (connected) using an axis 4 in the form of a rivet with a round head (Fig. 1). The links 1,2 have pressure parts 5,6 for applying force by the user's hand. At the ends of the links 1,2 there are working parts 7,8 in the form of flat platforms that serve to clamp an object (not shown). The links 1,2 form a locking groove 9 at the intersection of the groove 10 of the first link 1 and the groove 11 of the second link 2. The grooves 10,11 are made through with curved sides 12 at the groove 10 and with curved sides 13 at the groove 11. Additionally in the link 2 there is a hole 25 for fastening the tension spring, and in link 1 there is a hole 26 for possible connection (if necessary) of the tool 3 with the external mounting base. If a locking element 15, for example of a cylindrical shape (shown in FIG. 4), is placed in the locking groove 9, it can contact the sides 12, 13 in the areas (zones) of two obtuse corners or two acute corners of the locking groove 9. Adjacent sides the sides 12,13 of the locking groove 9, which diverge when the pressure parts 5,6 are brought together, form an acute angle ϕ1 between the tangents at possible points (lines) of contact with the cylindrical locking element 15. The angle ϕ1 in magnitude satisfies the condition of frictional “pinching” of the locking element 15 between the sides 12,13.
При сведении звеньев 1,2 навстречу друг другу запирающий паз 9 (пространство, ограниченное боковыми сторонами 12,13) перемещается в направлении рабочих частей 7,8 и может занять среднее положение между концевыми частями пазов 10,11, как это изображено на фиг.2. Здесь наглядно видно, что запирающий паз 9 имеет форму параллелограмма (ромбовидную) в своем продольном сечении с четырьмя характерными зонами. Зоны А,В прилегают к острым углам запирающего паза 9 и две зоны С располагаются в областях его тупых углов. Для зоны А характерно, что смежные боковые стороны 12,13 запирающего паза 9 расходятся друг относительно друга при повороте звеньев 1,2 в направлении сближения. Следовательно, условие фрикционного защемления стопорного элемента в зоне А не выполняется при сближении звеньев 1,2. Наоборот, при разведении звеньев 1,2 друг от друга смежные боковые стороны 12,13 запирающего паза 9 в зоне А будут сближаться и все условия защемления стопорного элемента между боковыми сторонами 12,13 здесь будут выполняться. В зоне В запирающего паза 9 наблюдается обратная картина- при сближении звеньев 1,2 условие сближения сторон 12,13 будет выполняться, а при разведении звеньев 1,2-нет.В обеих зонах С запирающего паза 9 оба условия фрикционного защемления стопорного элемента не выполняются. Во-первых, угол между смежными боковыми сторонами 12,13 здесь явно больше предельного угла выталкивания, при котором еще может произойти защемление. Во-вторых, боковые стороны 12,13 для одного из звеньев 1,2 здесь будут перемещаться в направлении к стопорному элементу 15, а для другого звена наоборот, смещаться от него, т.е. защемления стопорного элемента 15 не может происходить в принципе.When the links 1,2 are brought together towards each other, the locking groove 9 (the space limited by the sides 12,13) moves in the direction of the working parts 7,8 and can take a middle position between the end parts of the grooves 10,11, as shown in Fig.2 . Here you can clearly see that the locking groove 9 has the shape of a parallelogram (diamond-shaped) in its longitudinal section with four characteristic zones. Zones A, B are adjacent to the sharp corners of the locking groove 9 and two zones C are located in the areas of its obtuse corners. For zone A, it is characteristic that adjacent sides 12,13 of the locking groove 9 diverge relative to each other when the links 1,2 are rotated in the direction of approach. Consequently, the condition of frictional pinching of the locking element in zone A is not satisfied when links 1,2 approach each other. On the contrary, when the links 1,2 are moved apart from each other, the adjacent sides 12,13 of the locking groove 9 in zone A will come closer and all the conditions for pinching the locking element between the sides 12,13 will be fulfilled here. In zone B of the locking groove 9, the opposite picture is observed - when links 1,2 are brought closer together, the condition for the sides 12,13 to approach each other will be fulfilled, but when links 1,2 are moved apart, it is not. In both zones C of the locking groove 9, both conditions of frictional pinching of the locking element are not met . Firstly, the angle between adjacent side sides 12.13 here is clearly greater than the maximum pushing angle at which pinching can still occur. Secondly, the side sides 12,13 for one of the links 1,2 here will move in the direction of the locking element 15, and for the other link, on the contrary, will move away from it, i.e. pinching of the locking element 15 cannot occur in principle.
При дальнейшем повороте звеньев 1,2 навстречу друг другу запирающий паз 9 сместится в свое крайнее положение вблизи рабочих частей 7,8 (фиг.3). Острый угол ϕ2, образованный смежными боковыми сторонами 12,13 запирающего паза 9 в возможных точках касания с цилиндрическим стопорным элементом 15, также по величине удовлетворяет условию фрикционного «защемления» стопорного элемента. Причем боковые стороны 12,13 в зоне данного угла сходятся при сведении нажимных частей 5,6.With further rotation of the links 1,2 towards each other, the locking groove 9 will move to its extreme position near the working parts 7,8 (Fig.3). The acute angle ϕ2 formed by adjacent sides 12,13 of the locking groove 9 at possible points of contact with the cylindrical locking element 15 also satisfies the condition of frictional “pinching” of the locking element. Moreover, the sides 12,13 in the area of this angle converge when the pressure parts 5,6 are brought together.
Как видно из фиг.1-3, запирающий паз 9 не только меняет свое пространственное положение при сведении звеньев 1,2, но и видоизменяет свою форму. В начале и конце поворота звеньев она приближается к треугольной, а в середине поворота она напоминает параллелограмм. В том случае, когда продольная длина пазов 10,11 больше величины перемещения запирающего паза 9 от открытого состояния инструмента 3 до его закрытого состояния, возможно сохранение формы параллелограмма запирающим пазом 9 на всех этапах поворота звеньев 1,2. В любом случае на каждом этапе поворота звеньев 1,2 углы ϕ1, ϕ2 запирающего паза 9 не превышают предельной величины, после которой может происходить не защемление стопорного элемента 15, а его выталкивание из острого угла, образованного сближающимися боковыми сторонами 12,13.As can be seen from Figs. 1-3, the locking groove 9 not only changes its spatial position when the links 1,2 are brought together, but also modifies its shape. At the beginning and end of the rotation of the links, it approaches a triangular shape, and in the middle of the rotation it resembles a parallelogram. In the case when the longitudinal length of the grooves 10,11 is greater than the amount of movement of the locking groove 9 from the open state of the tool 3 to its closed state, it is possible to maintain the parallelogram shape by the locking groove 9 at all stages of rotation of the links 1,2. In any case, at each stage of rotation of the links 1,2, the angles ϕ1, ϕ2 of the locking groove 9 do not exceed the limit value, after which the locking element 15 may not be pinched, but pushed out of the acute angle formed by the approaching sides 12,13.
Из анализа фиг.1-3 следует, что в случае размещения в запирающем пазу 9 стопорного элемента 15 цилиндрической формы без специальных средств ограничения его наклона, стопорный элемент 15 может существенно изменять свое положение (наклон) в поперечной плоскости запирающего паза 9. При приложении нагрузки к нажимным частям 5,6 и рабочим частям 7,8 это может привести как к «разъезжанию» звеньев 1,2 между собой (подобно лезвиям ножниц при разрезании плотной ткани), так и к их винтовой деформации, что нежелательно с точки зрения обеспечения надлежащей жесткости шарнирного инструмента 3.From the analysis of Figs. 1-3 it follows that if a cylindrical locking element 15 is placed in the locking groove 9 without special means of limiting its inclination, the locking element 15 can significantly change its position (inclination) in the transverse plane of the locking groove 9. When a load is applied to the pressure parts 5,6 and working parts 7,8, this can lead to both “moving apart” of the links 1,2 from each other (like scissor blades when cutting dense fabric), and to their screw deformation, which is undesirable from the point of view of ensuring proper rigidity of the hinged tool 3.
Фиксирующее средство 14 предлагаемого шарнирного инструмента 3 включает стопорный элемент 15 в виде цилиндрической части винта 16 с опорной головкой 17 с буртиком 18 и с резьбовой частью 19 (фиг.4). В состав фиксирующего средства 14 также входит движок 20, опорная часть 22 которого совместно с опорной головкой 17 образуют средство 21 для ограничения наклона стопорного элемента 15 в поперечной плоскости запирающего паза 9. Под стопорным элементом 15 в общем случае понимается деталь или часть детали (или сборочная единица), которая непосредственно располагается в запирающем пазу 9 и воспринимает усилия со стороны боковых сторон 12,13. При помещении винта 16 со стопорным элементом 15 с зазором в запирающий паз 9 на его выступающую резьбовую часть 19 накручивается движок 20 до упора своим ограничительным буртиком (не показан) в торцевую часть стопорного элемента 15. При этом опорная головка 17 винта 16 и опорная часть 22 движка 20 примыкают к боковым сторонам звеньев 1,2 с возможностью продольного перемещения вдоль пазов 10,11. Тем самым создаются опорные поверхности на боковых сторонах звеньев 1,2, которые существенно ограничивают свободный наклон стопорного элемента 15 в пазу 9 благодаря увеличению опорной базы, а также его дополнительный наклон при работе с инструментом 3, который определяется деформациями элементов инструмента 3 (они также снижены благодаря уменьшению начального наклона стопорного элемента 15).The locking means 14 of the proposed hinged tool 3 includes a locking element 15 in the form of a cylindrical part of a screw 16 with a support head 17 with a shoulder 18 and a threaded part 19 (Fig. 4). The locking means 14 also includes a slider 20, the supporting part 22 of which, together with the support head 17, forms a means 21 for limiting the inclination of the locking element 15 in the transverse plane of the locking groove 9. By locking element 15 in the general case we mean a part or part of a part (or assembly unit), which is directly located in the locking groove 9 and receives forces from the sides 12,13. When a screw 16 with a locking element 15 is placed with a gap in the locking groove 9 on its protruding threaded part 19, the slider 20 is screwed until it stops with its limiting collar (not shown) into the end part of the locking element 15. In this case, the support head 17 of the screw 16 and the support part 22 the slider 20 is adjacent to the sides of the links 1,2 with the possibility of longitudinal movement along the grooves 10,11. This creates supporting surfaces on the sides of the links 1,2, which significantly limit the free tilt of the locking element 15 in the groove 9 due to the increase in the support base, as well as its additional tilt when working with the tool 3, which is determined by the deformations of the elements of the tool 3 (they are also reduced due to the reduction of the initial inclination of the locking element 15).
Вид шарнирного инструмента 3 с установленным фиксирующим средством 14 представлен на фиг.5. Здесь же показано установленное на инструменте 3 упругое средство 23 для создания усилия, прижимающего стопорный элемент 15 к боковым сторонам 12,13 запирающего паза 9. Средство 23 выполнено в виде плоской пружины 24 растяжения из рояльной проволоки, один конец которой охватывает опорную головку 17, а второй ее конец закреплен в отверстии 25 звена 2. Тем самым стопорный элемент 15 прижат к боковым сторонам 12,13 в зоне А запирающего паза 9, что исключает эффект защемления при сведении звеньев 1,2 и они могут поворачиваться одной рукой пользователя вплоть до смыкания рабочих частей 7,8, как это показано на фиг.6.A view of the hinged tool 3 with the installed locking means 14 is shown in FIG. 5. Also shown here is an elastic means 23 installed on the tool 3 to create a force that presses the locking element 15 to the sides 12,13 of the locking groove 9. The means 23 is made in the form of a flat tension spring 24 made of piano wire, one end of which covers the support head 17, and its second end is fixed in the hole 25 of link 2. Thus, the locking element 15 is pressed against the sides 12,13 in zone A of the locking groove 9, which eliminates the pinching effect when the links 1,2 are brought together and they can be rotated with one hand of the user until the working ones are closed parts 7,8, as shown in Fig.6.
Работает шарнирный фиксирующий инструмент 3 на фиг.5,6 следующим образом. В открытом состоянии (фиг.5) средство 23 прижимает стопорный элемент 15 к боковым сторонам 12,13 в зоне А запирающего паза 9 и тем самым создает вращающие моменты на звеньях 1,2 в направлении их сведения. Однако звенья 1,2 остаются в неподвижном состоянии из-за наличия противодействующих сил трения между осью 4 и звеньями 1,2, а также между опорной головкой 17, опорной частью 22 и звеньями 1,2. Инструмент 3 с раскрытой рабочей частью (рабочие части 7,8 разведены) берется рукой пользователя, подводится к объекту, требующему зажима, и создаются сжимающие усилия на нажимных частях 5,6. В результате звенья 1,2 поворачиваются навстречу друг другу, поскольку стопорный элемент 15 прижат к боковым сторонам 12,13 в зоне А запирающего паза 9 и поэтому не может быть защемлен (заклинен, зажат, зафиксирован, удержан) между боковыми сторонами 12,13. При этом запирающий паз 9 перемещается в направлении рабочих частей 7,8 и одновременно с ним смещается фиксирующее средство 14 со стопорным элементом 15, который остается прижатым к боковым сторонам 12,13 под действием средства 23 в виде пружины 24. Следовательно, поворот звеньев 1,2 навстречу друг к другу будет осуществляться без воздействия пользователем на движок 20. Положение стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9 при этом будет сохраняться на исходном уровне (близком к нормальному к боковым поверхностям звеньев 1,2) вследствие действия средства 21, удерживающего его от наклона. После касания рабочими частями 7,8 объекта зажима пользователем производится усиление воздействия на нажимные части 7,8 для создания желаемого уровня зажима объекта. При этом будет происходить прогиб звеньев 1,2 между опорным точками (ось 4 и объект) на уровне микроперемещений за счет упругих деформаций звеньев 1,2. Соответственно, запирающий паз 9 несколько смещается в направлении рабочих частей 7,8 и стопорный элемент 15 занимает новое положение, оставаясь прижатым к боковым сторонам 12,13 в зоне А под действием средства 21. После достижения требуемого уровня зажима объекта усилия с нажимных частей 5,6 снимаются, начинается микроперемещение звеньев в обратном направлении, которое приводит к защемлению стопорного элемента 15 между боковыми сторонами 12,13, поскольку предварительно выбраны зазоры между указанными частями инструмента 3 и все условия для возникновения эффекта защемления при этом выполняются. Поэтому положение звеньев 1,2 остается практически прежним (в напряженном состоянии), обеспечивающим сохранение зажима объекта на заданном уровне. Наклон стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9 при создании зажимного усилия также изменяется незначительно (в пределах деформаций элементов средства 21 и звеньев 1,2) благодаря удерживающим силам реакции в опорах средства 21.The hinged locking tool 3 in Fig.5,6 works as follows. In the open state (Fig. 5), the means 23 presses the locking element 15 against the sides 12,13 in the area A of the locking groove 9 and thereby creates torques on the links 1,2 in the direction of their convergence. However, the links 1,2 remain stationary due to the presence of opposing frictional forces between the axis 4 and the links 1,2, as well as between the support head 17, the support part 22 and the links 1,2. Tool 3 with the working part open (working parts 7,8 apart) is taken by the user's hand, brought to the object requiring clamping, and compressive forces are created on the pressure parts 5,6. As a result, the links 1,2 rotate towards each other, since the locking element 15 is pressed against the sides 12,13 in the area A of the locking groove 9 and therefore cannot be pinched (jammed, clamped, fixed, held) between the sides 12,13. In this case, the locking groove 9 moves in the direction of the working parts 7,8 and at the same time the locking means 14 with the locking element 15 moves, which remains pressed to the sides 12,13 under the action of the means 23 in the form of a spring 24. Consequently, the rotation of the links 1, 2 towards each other will be carried out without the user acting on the slider 20. The position of the locking element 15 in the locking groove 9 will be maintained at the original level (close to normal to the side surfaces of the links 1,2) due to the action of the means 21 that keeps it from tilting . After the working parts 7,8 touch the clamping object, the user increases the impact on the pressure parts 7,8 to create the desired level of clamping of the object. In this case, there will be a deflection of links 1,2 between the reference points (axis 4 and the object) at the level of micro-displacements due to elastic deformations of links 1,2. Accordingly, the locking groove 9 moves slightly in the direction of the working parts 7,8 and the locking element 15 takes a new position, remaining pressed against the sides 12,13 in zone A under the action of the means 21. After reaching the required level of clamping of the object of force from the pressing parts 5, 6 are removed, micro-movement of the links in the opposite direction begins, which leads to pinching of the locking element 15 between the sides 12,13, since the gaps between the specified parts of the tool 3 are pre-selected and all the conditions for the occurrence of the pinching effect are met. Therefore, the position of links 1,2 remains practically the same (in a tense state), ensuring that the clamping of the object is maintained at a given level. The inclination of the locking element 15 in the locking groove 9 when creating a clamping force also changes slightly (within the limits of deformation of the elements of the means 21 and links 1,2) due to the holding reaction forces in the supports of the means 21.
При необходимости снять зажимное усилие и вывести объект из захвата рабочими частями 7,8 пользователь прилагает усилие к движку 20 для его смещения вдоль пазов 10,11 в направлении оси 4. При этом стопорный элемент 15 освобождается от защемления между боковыми сторонами 12,13, выходит из зоны А и перемещается в зону В запирающего паза 9, после чего он упирается в боковые стороны 12,13 в зоне В и тем самым раздвигает звенья 1,2 друг от друга в исходное открытое состояние. В целях уменьшения усилия на движке 20 при его выводе из защемленного состояния пользователем может быть предварительно создано нажимное усилие на нажимных частях 5,6, при этом защемление стопорного элемента 15 ослабляется, после чего он свободно выводится из зоны А. Для раскрытия звеньев 1,2 могут использоваться обе руки пользователя (одной удерживаются звенья 1,2, а другой перемещается движок 20), либо одна рука (пальцами одновременно нажимается на движок 20 и заднюю часть звеньев 1,2 со стороны оси 4).If it is necessary to remove the clamping force and remove the object from the grip of the working parts 7,8, the user applies a force to the slider 20 to move it along the grooves 10,11 in the direction of the axis 4. In this case, the locking element 15 is released from the pinching between the sides 12,13 and comes out from zone A and moves to zone B of the locking groove 9, after which it rests against the sides 12,13 in zone B and thereby moves the links 1,2 apart from each other to the original open state. In order to reduce the force on the slider 20 when removing it from the pinched state, the user can first create a pressing force on the pressure parts 5,6, while the pinching of the locking element 15 is weakened, after which it is freely removed from zone A. To open the links 1,2 Both hands of the user can be used (one holds the links 1,2, and the other moves the slider 20), or one hand (the fingers simultaneously press the slider 20 and the back of the links 1,2 from the side of the axis 4).
В отсутствие средства 23 для создания прижимающего усилия для сведения и фиксации звеньев 1,2 на объекте также потребовалось бы задействовать обе руки пользователя- одна для нажатия на нажимные части 5,6, а другая для одновременного перемещения движка 20 со стопорным элементом 15 в зону А перемещающегося запирающего паза 9 вплоть до прижатия к боковым сторонам 12,13 в указанной зоне.In the absence of a means 23 for creating a pressing force for bringing together and fixing the links 1,2 on the object, it would also be necessary to use both hands of the user - one to press the pressing parts 5,6, and the other to simultaneously move the slider 20 with the locking element 15 to zone A the moving locking groove 9 until it is pressed against the sides 12,13 in the specified area.
Для управления сведением звеньев 1,2 шарнирного инструмента 3 может быть использовано одна нажимная часть в виде пластины с продольным пазом под ось 4 и отверстием под винт 16, как это, например, реализовано в Прототипе (фиг.4А в описании Прототипа). Указанная нажимная часть может быть размещена между звеном 1 и движком 20 на фиг.6. Ось 4 в этом случае может быть выполнена в виде заклепки с цилиндрической концевой частью, которая входит в паз нажимной части в виде пластины. Для сведения звеньев 1,2 и зажима объекта в этом случае требуется взять в руку нажимную часть в виде пластины и надавить в направлении объекта.To control the convergence of links 1,2 of the hinge tool 3, one pressure part in the form of a plate with a longitudinal groove for the axis 4 and a hole for the screw 16 can be used, as is, for example, implemented in the Prototype (Fig. 4A in the description of the Prototype). The specified pressure part can be placed between the link 1 and the engine 20 in Fig.6. In this case, axis 4 can be made in the form of a rivet with a cylindrical end part, which fits into the groove of the pressure part in the form of a plate. To bring links 1,2 together and clamp the object, in this case you need to take the pressure part in the form of a plate in your hand and press in the direction of the object.
Следует отметить, что в звеньях 1,2 шарнирного инструмента 3 на фиг.1-6 пазы 10,11 выполнены в форме логарифмической спирали, у которой касательная в любой точке пересекается с радиус-вектором из оси 4 под постоянным углом. Это означает, что боковые стороны 12,13 запирающего паза 9 также выполнены в форме логарифмической спирали, а углы ϕ1 и ϕ2 равны между собой и остаются постоянными при любом местоположении запирающего паза 9 в процессах сведения-разведения звеньев 1,2.It should be noted that in the links 1,2 of the hinge tool 3 in Figs. 1-6, the grooves 10,11 are made in the form of a logarithmic spiral, in which the tangent at any point intersects with the radius vector from axis 4 at a constant angle. This means that the sides 12,13 of the locking groove 9 are also made in the form of a logarithmic spiral, and the angles ϕ1 and ϕ2 are equal to each other and remain constant at any location of the locking groove 9 in the processes of bringing the links 1,2 apart.
В общем случае пазы 10,11 могут быть выполнены криволинейными по тем или иным математическим зависимостям, в том числе описываться составными нелинейными или кусочно-линейными функциями. Возможно выполнение пазов 10,11 с разной кривизной, например, линейного паза в одном звене и нелинейного паза в другом звене и т.п. При этом форма запирающего паза 9 должна обеспечивать защемление стопорного элемента 15 в регулируемом направлении смещения звеньев 1,2 (направление смещения звеньев 1,2 при котором обеспечивается их взаимная фиксация в заданном положении).In the general case, grooves 10,11 can be made curvilinear according to certain mathematical dependencies, including being described by composite nonlinear or piecewise linear functions. It is possible to make grooves 10,11 with different curvatures, for example, a linear groove in one link and a non-linear groove in another link, etc. In this case, the shape of the locking groove 9 must ensure pinching of the locking element 15 in the adjustable direction of displacement of the links 1,2 (the direction of displacement of the links 1,2 in which their mutual fixation in a given position is ensured).
Так, например, на фиг.7 изображены шарнирно соединенные звенья 1,2 в разведенном состоянии со сквозным пазом 10 криволинейной формы и со сквозным пазом 11 прямолинейной формы, образующими сквозной запирающий паз 9, который по своим функциональным свойствам обеспечения защемления стопорного элемента 15 эквивалентен сквозному пазу на фиг.1-6. Для любого положения звеньев 1,2, в том числе для их сведенного состояния (фиг.8), углы ф1, ф2 между касательными в точках касания цилиндрического стопорного элемента 15 будут одинаковыми и удовлетворять условию его защемления.For example, Fig. 7 shows hingedly connected links 1,2 in an extended state with a through groove 10 of a curved shape and with a through groove 11 of a rectilinear shape, forming a through locking groove 9, which in its functional properties of ensuring pinching of the locking element 15 is equivalent to a through groove in Fig. 1-6. For any position of the links 1,2, including their reduced state (Fig. 8), the angles φ1, φ2 between the tangents at the points of contact of the cylindrical locking element 15 will be the same and satisfy the condition of its pinching.
Форма пазов 10, 11 может быть выбрана различной исходя из конструктивных, технологических, эргономических, дизайнерских и иных соображений производства инструмента 3 при условии обеспечения эффекта защемления в требуемой зоне запирающего паза 9. Например, пазы 10, 11 могут быть выполнены с разной кривизной боковых сторон 12,13, с образованием запирающего паза 9 с разными функциональными свойствами в его условных зонах А и В (фиг.9). В одной зоне будет обеспечиваться больший угол между касательными к боковым сторонам 12,13 (ϕ1) чем в другой зоне (ϕ2). Причем угол ϕ2 может обеспечивать защемление стопорного элемента 15, а угол ϕ1- нет. Соответственно, при размещении стопорного элемента 15 в области угла ϕ2 будет происходить его защемление при сближении звеньев 1,2, а при расположении стопорного элемента 15 в области угла ϕ1 не будет обеспечиваться его защемление при разведении звеньев 1,2 и тем более при их сведении, что может быть использовано для реализации вариантов шарнирного инструмента 3 с определенными потребительскими свойствами. Аналогичный результат может быть получен при выполнении боковых сторон 12,13 запирающего паза 9, образующих одну из его зон (А или В), с коэффициентом трения, меньшим, чем у боковых сторон, образующих противоположную зону. Это может быть достигнуто путем, например, выполнения одной из боковых сторон 12,13 каждого из пазов 10,11 в виде вставки из другого материала (например, бронзы) в сравнении с материалом противоположной боковой стороны 12,13 (например, стали), либо нанесением напыления на указанные боковые стороны 12,13 с другими фрикционными свойствами и т.п.The shape of the grooves 10, 11 can be chosen differently based on structural, technological, ergonomic, design and other considerations for the production of the tool 3, provided that the pinching effect is ensured in the required area of the locking groove 9. For example, the grooves 10, 11 can be made with different curvature of the sides 12,13, with the formation of a locking groove 9 with different functional properties in its conditional zones A and B (Fig. 9). In one zone, a larger angle between the tangents to the lateral sides of 12.13 (ϕ1) will be provided than in the other zone (ϕ2). Moreover, the angle ϕ2 can ensure pinching of the locking element 15, but the angle ϕ1 cannot. Accordingly, when placing the locking element 15 in the area of the angle ϕ2, it will be pinched when the links 1,2 approach each other, and when the locking element 15 is located in the area of the angle ϕ1, it will not be pinched when the links 1,2 are pulled apart, and even more so when they are brought together, which can be used to implement variants of the hinged tool 3 with certain consumer properties. A similar result can be obtained by making the sides 12,13 of the locking groove 9, forming one of its zones (A or B), with a friction coefficient lower than that of the sides forming the opposite zone. This can be achieved by, for example, making one of the sides 12,13 of each of the grooves 10,11 as an insert from a different material (for example, bronze) compared to the material of the opposite side 12,13 (for example, steel), or by spraying on the indicated sides 12,13 with other friction properties, etc.
Таким образом, форма запирающего паза 9, образуемого пазами 10,11 самой различной формы, также может быть разной, однако по меньшей мере одна пара смежных боковых сторон 12,13 запирающего паза 9, образующих острый угол (зоны А,В) в его продольной плоскости должна иметь возможность защемления стопорного элемента 15 для осуществления блокирования звеньев 1,2 шарнирного инструмента 3 с фиксацией положения (при повороте звеньев в одном из направлений). Причем запирающий паз 9 с указанными выше свойствами может быть образован и без наличия пазов 10,11 у звеньев 1,2 как это продемонстрировано, например, на фиг.28,29. Следует отметить, что в общем случае часть пазов 10,11 или все они могут быть выполнены глухими (не сквозными), что не влияет на существо процесса защемления стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9.Thus, the shape of the locking groove 9, formed by grooves 10,11 of various shapes, can also be different, however, at least one pair of adjacent sides 12,13 of the locking groove 9, forming an acute angle (zones A, B) in its longitudinal the plane must be able to pinch the locking element 15 to block the links 1,2 of the hinged tool 3 with position fixation (when the links are rotated in one of the directions). Moreover, the locking groove 9 with the above properties can be formed without the presence of grooves 10,11 in the links 1,2, as demonstrated, for example, in Figs. 28,29. It should be noted that in the general case, part of the grooves 10,11 or all of them can be made blind (not through), which does not affect the essence of the process of pinching the locking element 15 in the locking groove 9.
Поскольку предпочтительным вариантом формы пазов 10,11 является логарифмическая спираль, то в дальнейшем в качестве примеров буду рассматриваться шарнирные инструменты 3 с боковыми сторонами 12,13 запирающего паза 9, выполненными по указанной зависимости.Since the preferred option for the shape of the grooves 10,11 is a logarithmic spiral, then in the future, as examples, we will consider hinged tools 3 with the sides 12,13 of the locking groove 9, made according to the specified dependence.
Стопорный элемент 15 в своем поперечном сечении может быть выполнен не только цилиндрической, но и иной формы, например, многогранной, овальной и т.п. На поверхности стопорного элемента 15 могут быть выполнены засечки, винтовые пазы, искусственные шероховатости и т.д. Для любой формы поперечного сечения стопорного элемента 15 может быть подобрана такая форма запирающего паза 9, при которой обеспечивается защемление стопорного элемента 15 по меньшей мере в одной из зон с острыми углами между смежными боковыми сторонами 12,13, перемещающимися навстречу друг другу при повороте звеньев 1,2. Кроме того, стопорный элемент 15 может быть выполнен из различных материалов с повышенным коэффициентом трения в паре с материалом звеньев 1,2. Например, при выполнении звеньев 1,2 из стали стопорный элемент может быть выполнен из чугуна, керамики или титана. Это позволяет увеличить кривизну боковых сторон 12,13 запирающего паза 9 и уменьшить габариты инструмента 3, если это потребуется.The locking element 15 in its cross section can be made not only cylindrical, but also of another shape, for example, multifaceted, oval, etc. Serifs, screw grooves, artificial roughness, etc. can be made on the surface of the locking element 15. For any cross-sectional shape of the locking element 15, a shape of the locking groove 9 can be selected that ensures pinching of the locking element 15 in at least one of the zones with sharp corners between adjacent sides 12,13, moving towards each other when the links 1 are rotated ,2. In addition, the locking element 15 can be made of various materials with a high coefficient of friction paired with the material of the links 1,2. For example, when the links 1,2 are made of steel, the locking element can be made of cast iron, ceramics or titanium. This allows you to increase the curvature of the sides 12,13 of the locking groove 9 and reduce the dimensions of the tool 3, if necessary.
Поддержание исходного углового положения стопорного элемента 15 в поперечной плоскости запирающего паза 9 при приложении усилий к рабочим частям 7,8 может, например, обеспечиваться увеличением опорной базы стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9, как это продемонстрировано на фиг.10. Здесь показаны шарнирно соединенные звенья 1,2 инструмента 3 в виде плоскогубцев с фиксацией положения. Звено 1 имеет открытую продольную полость, ограниченную боковыми сторонами, являющимися средством 21 ограничения наклона стопорного элемента 15 благодаря выполнению в них пазов 10. Звено 2 с пазом 11 размещено в продольной полости звена 1 с образованием запирающего паза 9 и осью 4 соединено со звеном 1. При этом боковые стороны 12 двух пазов 10 звена 1, являющиеся опорой для стопорного элемента 15, разнесены в поперечном направлении запирающего паза 9, что повышает стабильность положения стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9 в различных режимах работы с инструментом 3. В результате усилие со стороны боковой стороны 13 паза 11 звена 2 прикладывается к стопорному элементу 15 в его средней части, в то время, как концевые части опираются на разнесенные боковые стороны 12 двух пазов 10 звена 1, что делает данную кинематическую схему достаточно устойчивой при любых рабочих нагрузках и позволяет минимизировать наклон стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9.Maintaining the original angular position of the locking element 15 in the transverse plane of the locking groove 9 when forces are applied to the working parts 7,8 can, for example, be ensured by increasing the support base of the locking element 15 in the locking groove 9, as shown in Fig.10. Shown here are the hinged links 1,2 of the tool 3 in the form of pliers with a fixed position. Link 1 has an open longitudinal cavity limited by the sides, which are a means 21 of limiting the inclination of the locking element 15 due to the presence of grooves 10 in them. Link 2 with groove 11 is placed in the longitudinal cavity of link 1 to form a locking groove 9 and axis 4 is connected to link 1. In this case, the lateral sides 12 of two grooves 10 of link 1, which are the support for the locking element 15, are spaced in the transverse direction of the locking groove 9, which increases the stability of the position of the locking element 15 in the locking groove 9 in various modes of operation with the tool 3. As a result, the force from the side side side 13 of the groove 11 of link 2 is applied to the locking element 15 in its middle part, while the end parts rest on the spaced apart sides 12 of two grooves 10 of link 1, which makes this kinematic scheme quite stable under any operating loads and allows minimizing tilt of the locking element 15 in the locking groove 9.
Фиксирующее средство 14 в рассматриваемом инструменте 3 включает двухстороннюю шпильку со стопорным элементом 15 в средней части и резьбовыми частями 19 на ее концах (фиг.11). В резьбовых частях 19 выполнены пазы 27, а также отверстия в стопорном элементе 15 (не показаны), в которых помещены концевые части пружин 24 сжатия средства 23 для создания усилий на стопорном элементе 15. Другие концевые части пружин 24 расположены в отверстиях толкателя 28. По сути упругое средство 23 сжатия расположено между стопорным элементом 15 и толкателем 28.The fixing means 14 in the tool 3 in question includes a double-sided pin with a locking element 15 in the middle part and threaded parts 19 at its ends (Fig. 11). In the threaded parts 19 there are grooves 27, as well as holes in the locking element 15 (not shown), in which the end parts of the compression springs 24 of the means 23 are placed to create forces on the locking element 15. The other end parts of the springs 24 are located in the holes of the pusher 28. In essence, the elastic compression means 23 is located between the locking element 15 and the pusher 28.
Размещение блока на фиг.11 в запирающем пазу 9 звеньев 1,2 на фиг.10 представлено на фиг.12. Толкатель 28 установлен в зоне В запирающего паза 9, в которой теоретически может произойти его защемление при сведении нажимных частей 5,6. Для того, чтобы этого не происходило, толкатель 28 выполнен из материала с малым коэффициентом трения, например из бронзы, фторопласта, антифрикционного композиционного материала (например углепластика) и т.п. Стопорный элемент 15 размещен в зоне А запирающего паза 9, дающей возможность его защемления при разведении нажимных частей 5,6. При этом стопорный элемент 15 прижимается к двум боковым сторонам 12 и одной боковой стороне 13 пазов 10,11 звеньев 1,2 пружинами 24 в зоне А, а толкатель 28 - в зоне В запирающего паза 9.The placement of the block in Fig. 11 in the locking groove 9 of the links 1,2 in Fig. 10 is shown in Fig. 12. The pusher 28 is installed in zone B of the locking groove 9, in which theoretically it can become pinched when the pressure parts 5,6 are brought together. To prevent this from happening, the pusher 28 is made of a material with a low coefficient of friction, for example, bronze, fluoroplastic, anti-friction composite material (for example, carbon fiber), etc. The locking element 15 is located in zone A of the locking groove 9, which makes it possible for it to be pinched when the pressure parts 5,6 are pulled apart. In this case, the locking element 15 is pressed against the two sides 12 and one side 13 of the grooves 10,11 of the links 1,2 by springs 24 in zone A, and the pusher 28 in zone B of the locking groove 9.
На концевых частях двухсторонней шпильки фиксирующего средства 14 устанавливаются средства управления и дополнительные средства 21 для ограничения наклона стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9 в виде движков 20 (фиг.13). Движки 20 в осевом направлении фиксируются через пружинящие шайбы 29 гайками 30, а торцовые части движков 20 закрываются колпачками 31. Блок фиксирующего средства 14, средства 23 для создания усилий на стопорном элементе 15 и средства 21 (дополнительного) для ограничения его наклона в запирающем пазу 9 в собранном виде приведен на фиг.14.At the end parts of the double-sided pin of the locking means 14, controls and additional means 21 are installed to limit the inclination of the locking element 15 in the locking groove 9 in the form of sliders 20 (Fig. 13). The sliders 20 are fixed in the axial direction through spring washers 29 with nuts 30, and the end parts of the sliders 20 are closed with caps 31. A block of fixing means 14, means 23 for creating forces on the locking element 15 and means 21 (additional) for limiting its tilt in the locking groove 9 assembled form is shown in Fig. 14.
В открытом состоянии инструмента 3 с фиксацией положения (в виде плоскогубцев) блок фиксирующего средства 14 (фиг.14) расположен вблизи оси 4, рабочие части 7,8 разведены (фиг.15). В закрытом состоянии рассматриваемого инструмента 3 блок фиксирующего средства 14 расположен ближе к нажимным частям 5,6, а рабочие части 7,8 сомкнуты (фиг.16).In the open state of the tool 3 with a position fixation (in the form of pliers), the block of the fixing means 14 (Fig. 14) is located near the axis 4, the working parts 7,8 are separated (Fig. 15). In the closed state of the considered tool 3, the block of the fixing means 14 is located closer to the pressure parts 5,6, and the working parts 7,8 are closed (Fig. 16).
Работает инструмент 3 на фиг.15,16 следующим образом. Между рабочими частями 7,8 размещается объект, требующий зажима. Нажимные части 5,6 сжимаются кистью пользователя, в результате чего звенья 1,2 поворачиваются до упора рабочими частями 7,8 в объект. Толкатель 28 при этом не защемляется между боковыми сторонами 12,13 звеньев 1,2, поскольку угол выталкивания (геометрический) больше предельного угла при котором еще обеспечивается защемление указанных контактирующих элементов с низким взаимным коэффициентом трения. Перемещение толкателя 28 совместно с запирающим пазом 9 приводит к смещению и пружин 24, благодаря чему они продолжают передавать усилие на стопорный элемент 15 при любом положении запирающего паза 9 вдоль пазов 10,11 звеньев 1,2, т.е. стопорный элемент 15 подпружинен относительно толкателя 28 упругим средством 23 сжатия для создания усилий. Стопорный элемент 15 при сжатии нажимных частей 5,6 не может быть защемлен в зоне А запирающего паза 9, поскольку боковые стороны 12,13 звеньев 1,2 в этом случае расходятся друг относительно друга, о чем указывалось выше. После создания требуемого зажимного усилия на объекте сжатие нажимных частей 5,6 прекращается, происходит изменение направления вращения звеньев 1,2 и одновременно защемление стопорного элемента 15 между боковыми сторонами 12,13 пазов 10,11 в зоне А.Tool 3 in Figs. 15 and 16 works as follows. An object requiring clamping is placed between the working parts 7,8. The pressure parts 5,6 are compressed by the user's hand, as a result of which the links 1,2 are rotated until the working parts 7,8 stop against the object. In this case, the pusher 28 is not pinched between the sides 12,13 of the links 1,2, since the pushing angle (geometric) is greater than the limiting angle at which pinching of these contacting elements with a low mutual coefficient of friction is still ensured. The movement of the pusher 28 together with the locking groove 9 leads to a displacement of the springs 24, due to which they continue to transmit force to the locking element 15 at any position of the locking groove 9 along the grooves 10,11 of the links 1,2, i.e. the locking element 15 is spring-loaded relative to the pusher 28 by an elastic compression means 23 to generate forces. The locking element 15, when compressing the pressure parts 5,6, cannot be pinched in zone A of the locking groove 9, since the sides 12,13 of the links 1,2 in this case diverge relative to each other, as mentioned above. After creating the required clamping force on the object, the compression of the pressure parts 5,6 stops, the direction of rotation of the links 1,2 changes and at the same time the locking element 15 is pinched between the sides 12,13 of the grooves 10,11 in zone A.
При необходимости снять усилие с объекта блок фиксирующего средства 14 перемещается с задействованием одной или двух рук пользователя в направлении к оси 4, подобно тому, как это описывалось применительно к конструкции на фиг.5,6.If it is necessary to remove the force from the object, the block of the fixing means 14 moves with the use of one or two hands of the user in the direction of the axis 4, similar to how it was described in relation to the design in Fig.5,6.
Движки 20 в рассматриваемой конструкции с точки зрения ограничения положения стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9 играют вспомогательную роль, усиливающую действие увеличенной опорной базы запирающего паза 9 (в сравнении с конструкцией на фиг.5,6). Нажимные части 5,6 выполнены здесь в виде рукояток, а рабочие части 7,8 расположены на противоположной стороне относительно оси 4. Опоры для средства 23 для создания усилий прижатия размещены в запирающем пазу 9, что обеспечивает практически постоянное нажатие на стопорный элемент 15 в отличие от устройства на фиг.5,6 (т.к. продольный размер запирающего паза 9 на фиг.15,15 изменяется незначительно).The sliders 20 in the design under consideration, from the point of view of limiting the position of the locking element 15 in the locking groove 9, play an auxiliary role that enhances the effect of the enlarged support base of the locking groove 9 (in comparison with the design in Figs. 5,6). The pressing parts 5,6 are made here in the form of handles, and the working parts 7,8 are located on the opposite side relative to the axis 4. The supports for the means 23 for creating pressing forces are placed in the locking groove 9, which ensures almost constant pressing on the locking element 15, in contrast from the device in Fig.5,6 (since the longitudinal size of the locking groove 9 in Fig.15,15 changes slightly).
В целях использования в толкателе 28 материалов со сравнительно высоким коэффициентом трения он может быть выполнен составным, например, в виде вала 32 с отверстием под концевые части пружин 24, на который одеты втулки 33 с возможностью вращения на валу 32 (фиг.17).In order to use materials with a relatively high coefficient of friction in the pusher 28, it can be made composite, for example, in the form of a shaft 32 with a hole for the end parts of the springs 24, on which bushings 33 are mounted so that they can rotate on the shaft 32 (Fig. 17).
Фиксирующее средство 14 со средством 23 для предварительного создания прижимающего усилия на стопорном элементе 15 в виде сборки на фиг.17 и средством управления (движки 20) и ограничения 21 наклона стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9, аналогичном на фиг.13, установлено в клещах с фиксацией положения на фиг.18,19.The fixing means 14 with a means 23 for preliminary creation of a pressing force on the locking element 15 in the form of an assembly in Fig. 17 and a control means (motors 20) and limiting 21 of the inclination of the locking element 15 in the locking groove 9, similar to Fig. 13, is installed in the pliers with position fixation in Fig.18,19.
Клещи на фиг.18 отличаются тем, что криволинейные пазы 10,11 звеньев 1,2 расположены между осью 4 и рабочими частями 7,8 инструмента 3 для увеличении максимального размера захватываемого объекта. В процессе сведения нажимных частей 5,6 боковые стороны 12 паза 10 воздействуют на среднюю втулку 33, а боковые стороны 13 паза 11- на крайние втулки 33, т.е. к разным звеньям 1,2 прижаты разные втулки 33 (фиг.17). В результате средняя втулка 33 и крайние втулки 33 вращаются на валу 32 в противоположных направлениях не приводя к их защемлению между боковыми сторонами 12,13 и звенья 1,2 могут поворачиваться вплоть до закрытого состояния клещей (фиг.19). В остальном работа клещей на фиг.18,19 аналогична работе рассмотренных выше конструкций инструмента 3 с фиксацией положения.The pliers in Fig. 18 differ in that the curved grooves 10,11 of the links 1,2 are located between the axis 4 and the working parts 7,8 of the tool 3 to increase the maximum size of the captured object. In the process of bringing together the pressure parts 5,6, the side sides 12 of the groove 10 act on the middle sleeve 33, and the sides 13 of the groove 11 act on the outer sleeves 33, i.e. Different bushings 33 are pressed to different links 1,2 (Fig. 17). As a result, the middle bushing 33 and the outer bushings 33 rotate on the shaft 32 in opposite directions without leading to pinching between the sides 12,13 and the links 1,2 can rotate until the pliers are closed (Fig. 19). Otherwise, the operation of the pliers in Figs. 18 and 19 is similar to the operation of the above-mentioned designs of tool 3 with position fixation.
Толкатель 28, передающий усилие на пружину 24, может быть вынесен за пределы запирающего паза 9, как это, например, продемонстрировано на фиг.20. У инструмента 3 звенья 1,2 имеют П-образную форму в поперечном сечении, средство 23 для создания усилий в виде цилиндрической пружины 24 растяжения размещено во внутреннем пространстве звеньев 1,2 и одним концом соединено с фиксирующим средством 14, а другим- с толкателем 28. Причем толкатель 28 выполнен в виде заклепки, шарнирно соединяющей рычаги 34, которые, в свою очередь, заклепками 35 шарнирно связаны со звеньями 1,2 в области их нажимных частей 5,6. Рабочие части 7,8 инструмента 3 выполнены со вставными губками 36, закрепленными заклепками 35.The pusher 28, which transmits force to the spring 24, can be moved outside the locking groove 9, as, for example, shown in Fig.20. The tool 3 links 1,2 have a U-shape in cross section, a means 23 for creating forces in the form of a cylindrical tension spring 24 is placed in the internal space of the links 1,2 and one end is connected to the locking means 14, and the other to the pusher 28 Moreover, the pusher 28 is made in the form of a rivet, pivotally connecting the levers 34, which, in turn, are hingedly connected with rivets 35 to the links 1,2 in the area of their pressure parts 5,6. The working parts 7,8 of the tool 3 are made with insert jaws 36, secured with rivets 35.
Фиксирующее средство 14 представляет собой стержень с пазом 37 в средней части для зацепления пружины 24 (фиг.21). По обе стороны от паза 37 расположены стопорные элементы 15, которые переходят в движки 20, служащие для управления фиксирующим средством 14. Концевые части рычагов 34 имеют отверстия 38 под заклепки 35.The locking means 14 is a rod with a groove 37 in the middle part for engaging the spring 24 (Fig. 21). On both sides of the groove 37 there are locking elements 15, which go into sliders 20, which serve to control the locking means 14. The end parts of the levers 34 have holes 38 for rivets 35.
В закрытом состоянии инструмента 3 на фиг.20 рычаги 34 сближены друг к другу, а продольное расстояние между толкателем 28 и осью 4 увеличено (фиг.22) в сравнении с открытым состоянием инструмента 3 (фиг.20). Соответственно длина пружины 24 практически не изменяется, что позволяет поддерживать усилие предварительного прижатия стопорных элементов 15 к боковым сторонам 12,13 в зоне А запирающего паза 9 на постоянном уровне при различных размерах зева.In the closed state of the tool 3 in Fig. 20, the levers 34 are brought closer to each other, and the longitudinal distance between the pusher 28 and the axis 4 is increased (Fig. 22) in comparison with the open state of the tool 3 (Fig. 20). Accordingly, the length of the spring 24 practically does not change, which makes it possible to maintain the force of preliminary pressing of the locking elements 15 to the side sides 12,13 in zone A of the locking groove 9 at a constant level for different sizes of the pharynx.
Управление фиксирующим средством 14 при снятии нажатия с объекта в данной конструкции осуществляется путем приложения усилий пользователем на концевые части фиксирующего средства 14, которые выполняют функцию движков 20. От поперечного смещения в запирающем пазу 9 фиксирующее средство 14 удерживается за счет концевой части пружины 24. С этой целью возможно также дополнительное размещение ограничительных колпачков на концевых частях фиксирующего средства 14. В целом работа с инструментом 3 на фиг.20,22 аналогична рассмотренным ранее конструкциям с фиксацией положения, а реализация средства 23 для создания усилий на стопорном элементе 15 более технологична в сравнении с вариантами его размещения в запирающем пазу 9. В данной модификации инструмента 3 запирающий паз 9 состоит из двух частей, расположенных по обе стороны относительно внутренней полости инструмента 3, каждая из которых может обеспечивать защемление стопорного элемента 15 по аналогии с конструкцией на фиг.5,6.The control of the locking means 14 when removing pressure from an object in this design is carried out by applying forces by the user to the end parts of the locking means 14, which perform the function of sliders 20. From transverse displacement in the locking groove 9, the locking means 14 is held due to the end part of the spring 24. With this It is also possible to additionally place restrictive caps on the end parts of the locking means 14. In general, working with tool 3 in Fig. 20, 22 is similar to the previously considered structures with position fixation, and the implementation of means 23 for creating forces on the locking element 15 is more technologically advanced in comparison with options for its placement in the locking groove 9. In this modification of the tool 3, the locking groove 9 consists of two parts located on both sides relative to the internal cavity of the tool 3, each of which can provide pinching of the locking element 15 by analogy with the design in Fig.5,6 .
На фиг.23 представлен вариант инструмента 3 с фиксацией положения по типу струбцины, выполненный на основе конструкции на фиг.20,22 и имеющий увеличенный максимальный размер между рабочими частями 7,8. В отличии от предыдущей конструкции рабочая часть 7 первого звена 1 выполнена составной из удлиненной направляющей 39 и губки 36, имеющей возможность перемещения вдоль направляющей 39 при приложении усилия вблизи последней и блокирования перемещения при приложении усилия в концевой рабочей части губки 36. На рабочей части 8 установлена губка 36 с возможностью поворота относительно звена 2, что позволяет ей прилегать по всей поверхности к объекту зажима, например, в виде куба (фиг.24). Кроме того, фиксирующее средство 14 снабжено средством 21 в виде движков 20 для дополнительного ограничения наклона стопорного элемента 15 в запирающем пазу 9. Данный инструмент позволяет грубо регулировать расстояние между губками 36 в широком диапазоне и выбирать оставшиеся зазоры до объекта поворотом нажимных частей 5,6 рукой пользователя вплоть от открытого состояния (фиг.23) до закрытого состояния (фиг.24). Могут быть выполнены модификации инструмента 3 с жестким соединением губки 36 с направляющей 39, которая установлена на звене 1 с возможностью перемещения в поперечном направлении и фиксации в заданном положении известными способами. Возможны конструкции инструмента 3 с перемещающимися губками 36 на каждом из звеньев 1,2 для увеличения максимального размера зева.Figure 23 shows a version of the tool 3 with a clamp-type position fixation, made on the basis of the design in Figures 20,22 and having an increased maximum size between the working parts 7,8. Unlike the previous design, the working part 7 of the first link 1 is made of a composite of an elongated guide 39 and a jaw 36, which has the ability to move along the guide 39 when applying force near the latter and blocking movement when applying force in the end working part of the jaw 36. On the working part 8 is installed the jaw 36 is rotatable relative to link 2, which allows it to fit over the entire surface to the clamping object, for example, in the form of a cube (Fig. 24). In addition, the locking means 14 is equipped with a means 21 in the form of sliders 20 for additionally limiting the inclination of the locking element 15 in the locking groove 9. This tool allows you to roughly adjust the distance between the jaws 36 in a wide range and select the remaining gaps to the object by turning the pressure parts 5,6 by hand user up to the open state (Fig. 23) to the closed state (Fig. 24). Modifications of the tool 3 can be made with a rigid connection of the jaw 36 with the guide 39, which is installed on the link 1 with the ability to move in the transverse direction and fix in a given position by known methods. It is possible to design the tool 3 with moving jaws 36 on each of the links 1,2 to increase the maximum size of the pharynx.
Толкатель 28 может быть, например, установлен в клиновидном пространстве между звеньями 1,2 в области их нажимных частей 5,6, как это продемонстрировано на примере нажимных круглогубцев на фиг.25. Здесь угол, между боковыми сторонами 40 звена 1 и боковыми сторонами 41 звена 2, выталкивающими толкатель 28, превышает угол между боковыми сторонами 12,13 запирающего паза 9 в зонах А,В, что исключает защемление (заклинивание) толкателя 28 при сближении нажимных частей 5,6. Для уменьшения сил трения толкателя 28 о звенья 1,2 он может быть выполнен из материалов с пониженным коэффициентом трения, что дополнительно усиливает эффект выталкивания толкателя 28 из клиновидного пространства между звеньями 1,2.The pusher 28 can, for example, be installed in the wedge-shaped space between the links 1,2 in the area of their pressing parts 5,6, as demonstrated by the example of push pliers in Fig.25. Here, the angle between the sides 40 of link 1 and the sides 41 of link 2, pushing out the pusher 28, exceeds the angle between the sides 12,13 of the locking groove 9 in zones A, B, which eliminates pinching (jamming) of the pusher 28 when the pressure parts 5 come together ,6. To reduce the friction forces of the pusher 28 on the links 1,2, it can be made of materials with a reduced coefficient of friction, which further enhances the effect of pushing the pusher 28 out of the wedge-shaped space between the links 1,2.
Толкатель 28 в данном инструменте 3 помимо паза 37 под концевую часть пружины 24 может иметь буртики 18, ограничивающие его перемещение в поперечном направлении звеньев 1,2 (фиг.26). Концевые части толкателя 28 имеют опорные части 42 для взаимодействия со звеньями 1,2.The pusher 28 in this tool 3, in addition to the groove 37 for the end part of the spring 24, may have flanges 18 that limit its movement in the transverse direction of the links 1,2 (Fig. 26). The end parts of the pusher 28 have support parts 42 for interaction with the links 1,2.
При нажатии на нажимные части 5,6 звенья 1,2 поворачиваются навстречу друг другу, выталкивая боковыми сторонами 40,41 толкатель 28 из клиновидного пространства между звеньями 1,2 в направлении от оси 4. Толкатель 28 увлекает за собой пружину 24, передавая тем самым усилие на стопорный элемент 15 и дополнительно прижимая его к боковым сторонам 12,13 в зоне А запирающего паза 9 вплоть до полного закрытия инструмента 3 (фиг.27). Тем самым обеспечивается готовность инструмента 3 к мгновенному блокированию поворота звеньев 1,2 в обратном направлении под действием усилий на рабочих частях 7,8 со стороны объекта (например, звеньев цепи). Расстояние между фиксирующим средством 14 и толкателем 28 в процессе работы инструмента 3 изменяется незначительно, что обеспечивает усилие прижима стопорного элемента 15 к боковым сторонам 12,13 на заданном уровне. В остальном работа инструмента 3 на фиг.25,27 аналогична работе рассмотренных выше конструкций. Толкатель 28 может быть выполнен составным, например, по типу толкателя на фиг.17 для дополнительного снижения его трения о звенья 1,2.When you press the pressure parts 5,6, the links 1,2 turn towards each other, pushing the pusher 28 with the sides 40,41 from the wedge-shaped space between the links 1,2 in the direction from the axis 4. The pusher 28 carries along the spring 24, thereby transmitting force on the locking element 15 and additionally pressing it against the sides 12,13 in zone A of the locking groove 9 until the tool 3 is completely closed (Fig. 27). This ensures that the tool 3 is ready to instantly block the rotation of the links 1,2 in the opposite direction under the influence of forces on the working parts 7,8 from the side of the object (for example, chain links). The distance between the locking means 14 and the pusher 28 changes slightly during operation of the tool 3, which ensures the pressing force of the locking element 15 to the sides 12,13 at a given level. Otherwise, the operation of tool 3 in Figs. 25 and 27 is similar to the operation of the structures discussed above. The pusher 28 can be made composite, for example, like the pusher in Fig. 17 to further reduce its friction on the links 1,2.
Запирающий паз 9 может быть образован боковыми сторонами звеньев 1,2 в отсутствие у них пазов 10,11, как это показано на фиг.28,29. Так, например, звено 1 на фиг.28, выполненное на основе звена 1 инструмента 3 на фиг.25,27, не содержит пазов 10, однако совместно с аналогичным звеном 2 образует запирающий паз 9 треугольной формы с зоной А, в которой размещено фиксирующее средство 14 (фиг.29). Зона В в запирающем пазу 9 в этом случае отсутствует, поскольку нет боковых сторон 12,13, которые могли бы ее сформировать. Наличие одной пары сближающихся смежных боковых сторон 12,13 запирающего паза 9, образующих острый угол в его продольной плоскости в зоне А достаточно для организации функции торможения звеньев 1,2 после зажима объекта. Здесь запирающий паз 9 также разделен в поперечном направлении на две части, в каждой из которых может быть защемлен стопорный элемент 15.The locking groove 9 can be formed by the sides of the links 1,2 in the absence of grooves 10,11, as shown in Fig.28,29. So, for example, link 1 in Fig. 28, made on the basis of link 1 of tool 3 in Figs. 25, 27, does not contain grooves 10, however, together with a similar link 2, it forms a locking groove 9 of a triangular shape with zone A, in which the locking device is located. means 14 (Fig. 29). Zone B in the locking groove 9 is absent in this case, since there are no sides 12,13 that could form it. The presence of one pair of converging adjacent sides 12,13 of the locking groove 9, forming an acute angle in its longitudinal plane in zone A, is sufficient to organize the braking function of the links 1,2 after clamping the object. Here, the locking groove 9 is also divided transversely into two parts, in each of which the locking element 15 can be clamped.
Процесс зажима объекта в инструменте 3 на фиг.29 аналогичен соответствующей процедуре для выше рассмотренных конструкций. Однако в отличие от вариантов инструментов 3 с наличием пазов 10,11 здесь открытие звеньев 1,2 происходит за счет передачи усилия с движков 20 через пружину 24 на толкатель 28, который раздвигает звенья 1,2 между собой. В рассмотренных ранее конструкциях при открытии звеньев 1,2 основное усилие с движков 20 передается непосредственно на звенья 1,2 через стопорный элемент 15.The process of clamping an object in tool 3 in Fig. 29 is similar to the corresponding procedure for the structures discussed above. However, unlike versions of tools 3 with the presence of grooves 10,11, here the opening of links 1,2 occurs due to the transfer of force from the engines 20 through the spring 24 to the pusher 28, which pushes the links 1,2 apart. In the previously discussed designs, when opening links 1,2, the main force from the engines 20 is transmitted directly to links 1,2 through the locking element 15.
Рабочие части 7,8 инструмента 3 с фиксацией положения могут расходиться относительно друг друга при сведении нажимных частей 5,6, как это продемонстрировано на примере съемника стопорных шайб на фиг.30,31. Губки 36 данного инструмента 3 закреплены с помощью сварки (например, контактной) на рабочих частях 7,8 и могут создавать разжимающее усилие на объекте при нажатии на нажимные части 5,6, а также фиксировать положение звеньев 1,2 при снятии нажимного усилия с нажимных частей 5,6 пользователем. Возможно выполнение и других инструментов 3 различного назначения с фиксацией положения, реализующих описанную кинематику движения рабочих частей 7,8.The working parts 7,8 of the position-fixing tool 3 can diverge relative to each other when the pressure parts 5,6 are brought together, as demonstrated by the example of the lock washer remover in Figs. 30 and 31. The jaws 36 of this tool 3 are fixed by welding (for example, contact) on the working parts 7,8 and can create a spreading force on the object when pressing the pressure parts 5,6, as well as fix the position of the links 1,2 when removing the pressure force from the pressing parts parts 5.6 by user. It is also possible to make other tools 3 for various purposes with position fixation, implementing the described kinematics of movement of the working parts 7,8.
Следует отметить, что в инструментах 3 с П-образным профилем звеньев 1,2, таких как, например, на фиг.20,22, фиг.25,27 и фиг.30,31 вместо упругих средств 23 для создания усилий на стопорном элементе 15 в виде пружины 24 и толкателя 28 могут быть использованы магнитные средства 23. Для этого фиксирующее средство 14 может быть выполнено частично или полностью из магнитотвердого материала и намагничено таким образом, чтобы магнитный поток замыкался через линии касания стопорных элементов 15 с боковыми сторонами 12,13 запирающего паза 9 и П-образные профили звеньев 1,2. В этом случае местами притяжения намагниченного фиксирующего средства 14 будут зоны А, В или С запирающего паза 9, где имеет место касание одновременно по двум линиям на каждой из боковых сторон 12,13 звеньев 1,2 (фиг.1-3), а значит максимальное значение индукции в сравнении с положениями вблизи указанных зон, где может быть касание лишь по одной линии. Следовательно, пользователь сможет перемещать фиксирующее средство 14 со стопорными элементами 15 в требуемую зону запирающего паза 9, где будет обеспечиваться его устойчивое положение (при соответствующей величине магнитной индукции) и выполнение заданной функции инструментом 3 (фиксация положения звеньев 1,2 при разведении нажимных частей 5,6, фиксация звеньев 1,2 при их сведении или отсутствие фиксации, т.е. работа инструмента 3 без блокирования звеньев 1,2). Конструктивное выполнение фиксирующего средства 14 при этом может быть различным, например, в виде неодимового магнита цилиндрической формы (наподобие фиксирующего средства 14 на фиг.21) с колпачками из немагнитного материала на его концевых частях для ограничения поперечного перемещения в запирающем пазу 9.It should be noted that in tools 3 with a U-shaped profile of links 1,2, such as, for example, in Figs. 20, 22, Figs. 25, 27 and Figs. 30, 31, instead of elastic means 23 for creating forces on the locking element 15 in the form of a spring 24 and a pusher 28, magnetic means 23 can be used. For this purpose, the locking means 14 can be made partially or completely from a hard magnetic material and magnetized in such a way that the magnetic flux is closed through the lines of contact of the locking elements 15 with the sides 12,13 locking groove 9 and U-shaped profiles of links 1,2. In this case, the places of attraction of the magnetized locking means 14 will be zones A, B or C of the locking groove 9, where there is contact simultaneously along two lines on each of the sides 12,13 of the links 1,2 (Fig. 1-3), and therefore the maximum value of induction in comparison with positions near the indicated zones, where there can only be contact along one line. Consequently, the user will be able to move the locking means 14 with the locking elements 15 to the required area of the locking groove 9, where its stable position will be ensured (at the appropriate value of magnetic induction) and the performance of the specified function by the tool 3 (fixing the position of the links 1,2 when spreading the pressure parts 5 ,6, fixation of links 1,2 when they are brought together or lack of fixation, i.e. operation of tool 3 without blocking links 1,2). The design of the locking means 14 can be different, for example, in the form of a cylindrical neodymium magnet (like the locking means 14 in Fig. 21) with caps made of non-magnetic material on its end parts to limit transverse movement in the locking groove 9.
Возможно также выполнение блока из фиксирующего средства 14, средства 23 для создания усилия на стопорном элементе 15 и дополнительного средства 21 ограничения его наклона в запирающем пазу 9 (например, на фиг.13,14) с возможностью поворота в продольной плоскости запирающего паза 9. Это также позволяет изменять потребительские функции инструмента 3 на усмотрение пользователя. Для этого, например, может быть выполнено по четыре лыски 43 по контуру резьбовых частей 19 двухсторонней шпильки фиксирующего средства 14 (фиг.32). Соответственно, в движках 20 выполняются отверстия 44 с плоскими поверхностями под лыски 43. Толкатель 28 имеет удлиненную форму с пазами 27 на концевых частях. В движках 20 имеются глухие пазы 45 под концевые части толкателя 28. В качестве материала толкателя 28 может быть использован фторопласт с предельным углом выталкивания порядка 12 градусов, чтобы снизить трение о стенки пазов 45, передающих усилие на толкатель 28 при повороте блока. В собранном виде блок на фиг.32 имеет возможность передавать вращение с одного движка 20 на другой и тем самым поворачивать весь блок в продольной плоскости запирающего паза 9 (фиг.33). При этом толкатель 28 может перемещаться в пазах 45 под действием внешних сил и средства 23 для создания усилия на стопорный элемент 15.It is also possible to make a block from a locking means 14, a means 23 for creating a force on the locking element 15 and an additional means 21 for limiting its tilt in the locking groove 9 (for example, in Fig. 13, 14) with the possibility of rotation in the longitudinal plane of the locking groove 9. This also allows you to change the consumer functions of the tool 3 at the discretion of the user. For this purpose, for example, four flats 43 can be made along the contour of the threaded parts 19 of the double-sided stud of the fixing means 14 (Fig. 32). Accordingly, in the engines 20 there are holes 44 with flat surfaces for the flats 43. The pusher 28 has an elongated shape with grooves 27 on the end parts. The engines 20 have blind grooves 45 for the end parts of the pusher 28. The material of the pusher 28 can be made of fluoroplastic with a maximum ejection angle of about 12 degrees in order to reduce friction on the walls of the grooves 45, which transmit force to the pusher 28 when the block is rotated. When assembled, the block in Fig. 32 has the ability to transmit rotation from one engine 20 to another and thereby rotate the entire block in the longitudinal plane of the locking groove 9 (Fig. 33). In this case, the pusher 28 can move in the grooves 45 under the action of external forces and means 23 for creating a force on the locking element 15.
Перевод инструмента 3 из режима работы, например, плоскогубцами с фиксацией положения (фиг.15,16) в режим работы обычными плоскогубцами без фиксации положения осуществляется при использовании блока на фиг.33 следующим образом. Движком 20 производится перемещение фиксирующего средства 14 в направлении зоны В запирающего паза 9 (в направлении оси 4). При этом толкатель 28 смещается вдоль пазов 45 в направлении к двухсторонней шпильке фиксирующего средства 14. Затем движок 20 вращается (например, против часовой стрелки), толкатель 28 дополнительно перемещается к стопорному элементу 15 и при достижении блоком угла поворота около 90 градусов толкатель 28 и стопорный элемент 15 попадают в зоны С запирающего паза 9. При этом средство 23 находится в сжатом состоянии. В данных положениях стопорного элемента 15 и толкателя 28 невозможно их защемление и инструмент 3 работает без функции фиксации положения (как обычные плоскогубцы). Если затем повернуть блок на фиг.33 еще на 90 градусов в том же направлении, то стопорный элемент 15 разместится в зоне В запирающего паза 9, а звенья 1,2 будут фиксироваться не при разведении рабочих частей 5,6, а при их сведении. Этот эффект может быть использован, например, для объединения функций инструментов 3 на фиг.25 и фиг.30 в одном инструменте 3.The transfer of tool 3 from the operating mode, for example, with pliers with position fixation (Fig. 15, 16) to the operating mode with ordinary pliers without position fixation, is carried out using the block in Fig. 33 as follows. The engine 20 moves the locking means 14 in the direction of zone B of the locking groove 9 (in the direction of axis 4). In this case, the pusher 28 moves along the grooves 45 in the direction of the double-sided pin of the locking means 14. Then the slider 20 rotates (for example, counterclockwise), the pusher 28 additionally moves to the locking element 15 and when the block reaches an angle of rotation of about 90 degrees, the pusher 28 and the lock element 15 falls into zones C of the locking groove 9. In this case, the means 23 is in a compressed state. In these positions of the locking element 15 and the pusher 28, it is impossible to pin them and the tool 3 operates without a position locking function (like ordinary pliers). If you then turn the block in Fig. 33 another 90 degrees in the same direction, then the locking element 15 will be located in zone B of the locking groove 9, and the links 1,2 will be fixed not when the working parts 5,6 are separated, but when they are brought together. This effect can be used, for example, to combine the functions of tools 3 in Fig. 25 and Fig. 30 into one tool 3.
Возможно изготовление толкателя 28 в блоке на фиг.33, например, из бронзы при одновременном снижении трения о движок 20 путем выполнения паза 45 во вставке (вкладыше) из фторопласта. Возможно также выполнение системы толкателя 28 с втулками 33 по типу конструкции на фиг.17, в том числе с размещением втулок 33 на концевых частях толкателя 28 (для взаимодействия с пазами 45). Величина хода толкателя 28 в пазах 45 выбирается исходя из базовых размеров запирающего паза 9, а пружина 24 средства 23 для создания усилий может быть выполнена в виде пружины кручения с увеличенным рабочим ходом. Для визуализации окружного положения блока (фиг.33) в запирающем пазу 9 на движках 20 могут быть нанесены соответствующие метки или сами движки 20 могут иметь специальную форму, характеризующую их положение.It is possible to manufacture the pusher 28 in the block in Fig. 33, for example, from bronze while reducing friction on the engine 20 by making a groove 45 in the insert (liner) made of fluoroplastic. It is also possible to make a pusher system 28 with bushings 33 according to the type of design in Fig. 17, including placing bushings 33 on the end parts of the pusher 28 (to interact with the grooves 45). The amount of stroke of the pusher 28 in the grooves 45 is selected based on the basic dimensions of the locking groove 9, and the spring 24 of the means 23 for creating forces can be made in the form of a torsion spring with an increased working stroke. To visualize the circumferential position of the block (Fig. 33), corresponding marks can be applied to the locking groove 9 on the sliders 20, or the sliders 20 themselves can have a special shape that characterizes their position.
Представленные конструкции предлагаемого шарнирного инструмента с фиксацией положения и его элементов не исчерпывают всего многообразия модификаций их выполнения в рамках существа предлагаемого изобретения. Для изготовления элементов шарнирного инструмента могут быть использованы различные материалы и технологии изготовления, применены разнообразные формы элементов, использованы разные типы упругих средств создания усилий, различные средства крепления элементов и т.д.The presented designs of the proposed articulated tool with position fixation and its elements do not exhaust the variety of modifications of their implementation within the framework of the essence of the proposed invention. To manufacture elements of a hinged tool, various materials and manufacturing technologies can be used, various shapes of elements can be used, different types of elastic means for creating forces, various means of fastening elements, etc. can be used.
Так, например, рабочие части 7,8 могут иметь самые разнообразные конструктивные исполнения в зависимости от назначения инструмента 3, в том числе со сменными губками 36 различной конфигурации. Многие элементы шарнирного инструмента 3 могут быть выполнены из пластмассы, например звенья 1,2, губки 36, движки 20. Звенья 1,2 и другие элементы конструкции могут быть выполнены цельными или составными из отдельных деталей. В качестве упругих средств 23 могут быть использованы различные типы эластомеров. В конструкцию инструмента 3 могут быть внесены дополнительные элементы, например, рычаги для управления фиксирующим средством 14, как это имеет место в Прототипе и т.п.So, for example, the working parts 7,8 can have a wide variety of designs depending on the purpose of the tool 3, including with replaceable jaws 36 of various configurations. Many elements of the hinge tool 3 can be made of plastic, for example links 1,2, jaws 36, sliders 20. Links 1,2 and other structural elements can be made integral or composite of individual parts. Various types of elastomers can be used as elastic means 23. Additional elements can be added to the design of the tool 3, for example, levers for controlling the locking means 14, as is the case in the Prototype, etc.
Реализация заявленной совокупности существенных признаков в возможных модификациях шарнирного инструмента с фиксацией положения будет достаточной для достижения ожидаемых технических результатов.The implementation of the stated set of essential features in possible modifications of the articulated tool with position fixation will be sufficient to achieve the expected technical results.
Предлагаемый шарнирный инструмент с фиксацией положения при сохранении положительных свойств прототипа, таких как жесткость кинематической цепи и быстрое зажатие объекта без предварительных настроек к его габаритам, позволяет дополнительно повысить надежность зажима объекта, уменьшить люфты при захвате объекта, осуществлять зажим объекта одной рукой во всех моделях инструмента и повысить удобство пользования инструментом.The proposed articulated tool with position fixation while maintaining the positive properties of the prototype, such as the rigidity of the kinematic chain and quick clamping of the object without preliminary adjustments to its dimensions, allows you to further increase the reliability of clamping the object, reduce backlash when gripping the object, and clamp the object with one hand in all models of the tool. and improve the usability of the tool.
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2806619C1 true RU2806619C1 (en) | 2023-11-02 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050077666A1 (en) * | 2003-10-08 | 2005-04-14 | Ching-Tsung Chang | Spring clamp |
| RU2261168C2 (en) * | 1998-09-07 | 2005-09-27 | Книпекс-Верк К.Густав Пуч | Tongs with self-adjusted setting suitable for using with one hand |
| RU2347672C2 (en) * | 2003-05-22 | 2009-02-27 | Книпекс-Верк К.Густав Пуч Кг | Pliers actuated by one hand |
| RU2484942C2 (en) * | 2007-10-30 | 2013-06-20 | Американ Гриз Стик Компэни | Hand-held gripper |
| US20150059535A1 (en) * | 2013-09-03 | 2015-03-05 | Vernon James Ford, JR. | Locking V Hinge Tool Device |
| EP2149428B1 (en) * | 2008-07-28 | 2018-10-24 | Irwin Industrial Tool Company | Locking pliers |
| EP3763483A1 (en) * | 2019-07-11 | 2021-01-13 | Stanley Black & Decker MEA FZE | Adjustable locking pliers |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2261168C2 (en) * | 1998-09-07 | 2005-09-27 | Книпекс-Верк К.Густав Пуч | Tongs with self-adjusted setting suitable for using with one hand |
| RU2347672C2 (en) * | 2003-05-22 | 2009-02-27 | Книпекс-Верк К.Густав Пуч Кг | Pliers actuated by one hand |
| US20050077666A1 (en) * | 2003-10-08 | 2005-04-14 | Ching-Tsung Chang | Spring clamp |
| RU2484942C2 (en) * | 2007-10-30 | 2013-06-20 | Американ Гриз Стик Компэни | Hand-held gripper |
| EP2149428B1 (en) * | 2008-07-28 | 2018-10-24 | Irwin Industrial Tool Company | Locking pliers |
| US20150059535A1 (en) * | 2013-09-03 | 2015-03-05 | Vernon James Ford, JR. | Locking V Hinge Tool Device |
| EP3763483A1 (en) * | 2019-07-11 | 2021-01-13 | Stanley Black & Decker MEA FZE | Adjustable locking pliers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6220126B1 (en) | Hand tool having pivoted handles | |
| US7472632B2 (en) | Locking pliers | |
| US11247308B2 (en) | Locking pliers with movable torque-increasing jaw section | |
| US4989479A (en) | Plier jaws | |
| EP2149428B1 (en) | Locking pliers | |
| EP2226156A2 (en) | Locking pliers with one-hand adjustment | |
| CZ286904B6 (en) | Locking pliers | |
| US6862961B2 (en) | Locking pliers tool with automatic jaw gap adjustment and adjustable clamping force capability | |
| CN205734543U (en) | Handheld tool | |
| US6155142A (en) | Pliers with force augmentation and self-adjustment capability | |
| EP0073832B1 (en) | Long nose locking plier | |
| CN112045582B (en) | Locking pliers release mechanism | |
| CN111406349B (en) | Pressure clamp | |
| SE457068B (en) | READY LONG BET CRAFTS | |
| RU2806619C1 (en) | Hinged tool with position fixation | |
| US4890520A (en) | Self adjusting gripping tool | |
| US20020157507A1 (en) | Automatic and variable grip locking pliers | |
| US1862002A (en) | Pipe wrench | |
| US10272545B2 (en) | Locking pliers | |
| US4438668A (en) | Wrench | |
| EP2614924A1 (en) | Adjustable self-locking pliers | |
| US20220402101A1 (en) | Locking pliers and other gripping tools | |
| RU2817730C1 (en) | Articulated tool | |
| RU2811619C2 (en) | Pipe wrench | |
| RU2784461C2 (en) | Press pliers |