专利名称：改进的自动调节手钳的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及手动工具，尤其是涉及改进的可自动调节的手钳。
已提出了多种可自动调节的滑动联结的手钳。这种手钳具有许多共同特征，包括相对于一手柄的纵向隔开一角度的钳夹，和安装在一手柄的钳夹上作为一螺栓或铆钉形式的一转动支柱，并且该转动支柱穿过另一手柄上的一细长槽或通道凸出。在这种手钳中，夹持工件的钳夹之间的间隔距离通过许多不同的设计来调节，例如沿槽的内侧长边缘的隔开的凸起或齿，以用来有选择地啮合转动支柱。在这种手钳之间提供距离调节的另一种方法是在邻近转动点处的交界面上提供隔开的弧形凸起。所有这些工具具有调节到被夹持在钳夹之间的特定工件大小的共同目的。一般地，这些工具的使用需要双手操作，其中手柄被很宽地拉开，以允许转动支柱沿槽的一滑动作用能使钳夹移动以与所需工件进行接触。
在一些情况中，手钳被构成用单手调节。这种手钳适于根据手柄的一手动闭合作用来滑动地闭合在一工件上。手钳根据钳夹与工件接触而自动锁止，以防止进一步的滑动作用和从一滑动模式到一转动模式的转换，其中在手柄上连续地施加手动力会在工件上造成增大的夹持作用。这样的一手钳公开在美国专利US4,651,598中，并且除啮合一工件前螺栓经通道的滑动作用外，在工件已被夹持在钳夹之间后，限制手钳的可动或可操作部件，使之仅有线性运动的一个自由度。该限制严重地制约了其用以弥补不同尺寸的工件和使钳夹与手柄对齐的调节能力。
在美国专利US4,662,252中，公开了一自动夹持手钳，它能自动地调节夹持钳夹相对于被夹持的工件尺寸之间的距离。该手钳利用一个或多个隐藏弹簧来完成自动调节功能。在该专利设计中，手柄件由一横穿的连杆臂相互连接。该连杆臂是一刚性的平面部件，由于一手柄内一弹簧的拉力作用的结果，所述连杆臂一第一端通常靠置在一止动件上。连杆臂的另一端可转动地安装在另一手柄上。与许多滑动联结的手钳不同，其中它们通常是由冲锻操作大批量生产，手柄和钳夹由实心金属制造，该专利中所公开的手钳则是由冲压的金属部件构成，在某些情况中，根据需要这些冲压的金属部件被叠层来形成更厚的手钳元件。对于前述专利，在已啮合工件后，手钳的可操作部件被限于一个运动自由度。
另一种自动滑动调节的手钳工具公开在美国专利US4,893,530中，其手钳可根据手柄的闭合而自动调节到任何工件或者被夹持在由工具钳夹之间最大的张开量所限定的尺寸范围内的其它物品的大小。对于上述专利中所公开的工具，一刚性控制臂从一手柄向另一手柄延伸，该臂可转动地安装在一个手柄上并且可转动和滑动地安装在另一手柄上。同样，对于上述专利，使钳夹与手柄大致平行的能力受到了在啮合工件后可操作部件一个线性运动自由度的严重限制。
已知的自动调节手钳都具有许多缺点。首先，虽然一些已知的手钳试图调节至少一个钳夹，以使钳夹随着从滑动模式转入转动模式而大致平行地对齐，但是已知的结构不能使自动调节的范围产生平行的钳夹夹持面对齐，而仅能对小范围尺寸的工件尚可。对于超出范围外的工件，钳夹表面要不补充不够、要不补充过多，这依具体的设计和欲被钳夹夹持的工件尺寸的目标范围而不同。现有技术的调节手钳的另一缺点是当夹持不同尺寸的工件时，手柄将作不同的张开。例如，对于大型工件，手柄通常张开得比由一使用者的手最佳地握持手柄所希望的间隔要大，因此防止了使用者舒适地握持手钳并将最大的力传递给手柄。最好是，手柄应当总是设置在一最佳的位置，其中对于所有尺寸的工件，手柄都张开一所希望的距离并且彼此大致平行。再者，由于已知的手钳没有足够的调节范围来适应不同尺寸的工件，因此它们不能提供最佳的手柄间距和平行，而只能对于一非常小范围尺寸的工件尚可。
所有手钳的一目的是能以足够的力夹持工件，从而在工件与钳夹的表面之间没有滑动。有时这需要在手钳的手柄和钳夹上作用充实的力。一般地，钳夹对工件施加的力越大，发生滑动的可能性就越小，特别是当在夹持工件的同时钳夹夹持面彼此平行时更如此。但是，已知的可调节手钳通常是简单的、单转动操作杆的装置，其取得的机械优点可通过将施加有力的手柄或臂的长度与钳夹的尺寸进行比较以及由钳夹向工件的力的作用点而容易地计算出。遗憾的是，由这种已知的手钳所提供的机械优点有时不足以获得施加给工件上所需的力，即使使用者向手柄作用最大的力。如上所述，这种给工件不能施加足够高的力可能会导致钳夹与工件之间滑动，并且甚至伤害使用者或损坏工件本身。
本发明的一目的是提供一种改进的自动调节手钳，它能克服或消除类似的已知手钳的缺陷。
本发明的另一目的是提供一种改进的自动调节手钳，其结构简单、制造经济。
本发明的再一目的是提供一种如上所建议的改进的自动调节手钳，其便于握持和使用。
本发明的又一目的是提供一种如前述目的的改进的自动调节手钳，其具有改进的人机工程性能并具有足够的自动调节范围，以促使手柄对于不同尺寸的工件移动到大致相同的平行位置，从而使使用者向手柄施加最大的力，并由此使钳夹向工件施加最大的力。
本发明的还一目的是提供一种如前述目的的改进的自动调节手钳，其具有足够的自动调节范围，以对于不同尺寸的工件使手钳的钳夹夹持面移动到大致平行的方位。
本发明的再一目的是提供一种如前述目的所建议的改进的自动调节手钳，其加强了由这种手钳所提供的机械优点，以对于由使用者向手柄施加的一给定的力，显著地增大可由钳夹向一工件施加的力。
本发明的进一步的目的是提供一种改进的自动调节手钳，其可由低成本的冲压金属件形成，而不失去由相应的整体金属件所通常获得的优点。
为达到上述目的，包括此后将变得明显的其它目的，按照本发明提出了一种自动调节手钳，用于自动调节以适于不同尺寸的工件，它包括一第一细长件，在其一端具有一固定钳夹，在其另一端具有一第一细长手柄，在所述固定钳夹与所述第一手柄之间具有一第一颈部。设有一第二细长手柄，其一端可转动地连接到所述固定钳夹上，以在一通常打开或松开的位置与一闭合或夹持位置之间转动。设有一第二细长件，在其与所述固定钳夹大致相对设置的那一端具有一可动钳夹，而其另一端则安装在所述第二细长手柄上，以根据所述第二细长手柄的转动而相对于所述固定钳夹运动，并且在所述可动钳夹与所述第二细长件的所述另一转动端之间具有一第二颈部。设有一细长连杆，其一端可转动地安装在所述第二颈部上，并且另一端根据所述第二细长件相对于所述第一细长件的运动而可移动地安装在所述第一细长手柄上。在所述第一颈部上设有第一细长导向装置，其沿大致平行于在所述钳夹啮合一工件前所述钳夹之间的相对运动方向的一方向设置。第二细长导向装置，用于有选择地导向所述连杆的一可线性运动的端部，使之大致线性地沿着所述第一手柄和所述第二颈部中至少其一的一第一预定长度在初始和延伸位置之间运动。设有一第三细长导向装置，用于有选择地导向所述第二细长件的所述另一端，以在初始和延伸位置之间大致线性地沿所述第二手柄的一第二预定长度运动。止动装置与所述第一导向装置相连，用于有选择地终止因所述钳夹啮合一工件而造成所述第二颈部沿所述第一导向装置的连续的大致线性的运动，并且限制所述钳夹的连续的大致线性的相对运动，以使所述钳夹绕所述止动装置转动。设有偏压装置，当向所述手柄没有施加夹持力时，该偏压装置通常用于促使手柄分开，并且在所述钳夹啮合一工件前，所述偏压装置通常保持所述连杆的所述可线性运动的一端位于所述第二导向装置的所述初始位置，而所述第二细长件的所述另一端则位于所述第三导向装置的所述初始位置。在由所述钳夹啮合一工件前，所述可动钳夹被设置成大致线性地向着所述固定钳夹移动，工件在所述钳夹之间的夹持促使所述止动装置向所述手柄转换进一步的作用力，以使所述钳夹之间作相对转动，并且促使所述钳夹移向大致平行的方位，这主要是由于从所述初始位置向所述延伸位置分别沿着所述各第二和第三导向装置克服所述偏压装置的力而对所述连杆的所述可线性运动的一端以及第二细长件补充了线性运动。所述的第二细长导向装置可包括在所述第一手柄、所述第二颈部或所述连杆上的一个或多个槽。
通过结合附图从下列详细描述可更明了、理解和认识本发明的这些和其他目的、特征和特性，其中
图1是根据本发明的改进的自动调节手钳的一透视图，表示其手柄和钳夹处于完全打开或松开的位置；图2是图1所示手钳的一局部剖视侧视图，以表示手柄内的操作机械部件和示出锁止机构的细节；图3类似于图2，但表示手柄和钳夹处于完全闭合的位置，在钳夹之间没有夹持一工件，并且表示锁止机构被致动或保持手柄与钳夹在闭合位置时的细节；
图4类似于图3，但表示手柄和钳夹处于图2和图3所示位置之间的一中间位置并在钳夹之间夹持有一工件，并且进一步表示对不能工作或脱开了的手钳的锁止，以允许手柄与钳夹分开；图5是类似于图2的手钳的一侧视图，定义了有关手钳操作时的线性和角度尺寸；图6类似于图5，但表示本发明的另一实施例，其中细长连杆可转动地安装在固定手柄上，但可通过连杆内的一槽在另一端转动和线性运动；图7类似于图6，但表示再一实施例，其中细长连杆可在其两端转动和线性运动，并且表示一扭转叶片弹簧，以通常地促使细长连杆沿相对于固定手柄一大致顺时针的方向运动，如图8所示；图8是一局部侧视图，表示绕转动销安装一扭转叶片弹簧的另一种布置，其中细长连杆绕转动销安装在固定手柄上；图9是从沿图8的A方向观看时弹簧和细长连杆的一端视图，表示弹簧如何与细长连杆及固定手柄配合；图10表示在形成前，从可用来构造依照本发明的手钳的那种类型的金属板切割的一毛坯模型的一侧视图；图11类似于图10，但表示在已经折叠或形成来制作携带固定钳夹的第一细长件后的图10的毛坯，并且以虚线轮廓表示用来增大固定钳夹宽度的固定钳夹块或叠片的形状；和图12是图11所示折叠的细长件的一后视图，其中固定钳夹块以虚线轮廓表示。
现具体参照附图，其中等同或类似的部件全都以相同参考标记来表示，并且首先参照图1，改进的自动调节手钳的一优选实施例总体上由参考标记10表示。
手钳10包括一第一细长件12，在该细长件的一端具有一固定钳夹12a，在其另一端具有一固定的细长手柄12b，在该两端之间具有一颈部12c，该颈部12c连接固定钳夹12a与手柄12b。固定的细长手柄12b最好覆盖有一塑料套或手柄把手件13，该塑料套或把手件13最好是由热塑性材料注塑模制而成，以在外表面上具有半刚性或有限的弹性特性和适当高的摩擦特性，从而产生一舒适的手中握持和提高将该工具握紧在使用者手中的握持力。在把手13的上端可形成一向外伸出的凸起13’，如所示，以防止手相对于把手过大的滑动。把手13还在与手相接触处建立了一较大的表面区域，以当挤压手柄时分散作用在使用者手上的力。通过完全包绕手柄12b，也保护了使用者的手免受手柄上锐边的伤害，这些锐边是由冲压金属板形成手柄时产生的，这将结合图10～12来描述。
一第二或可动细长手柄14，其也设有一保护套或盖15，类似于套13；和一凸起15’，类似于13’，该手柄14的上端14’被连接到固定钳夹12a上，以绕一销16在通常打开或松开的位置、如图1和2所示，和一闭合位置(图3)或一中间夹持位置(图4)之间转动。
第一手柄12b也将称为“固定”手柄，而第二手柄14也将称为一“可动”手柄。虽然很清楚，两个手柄都可动，但这些表示将只用来建立相对运动的参考和便于描述该手钳。
设有一第二细长件，其总体上由参考标记18表示，在其一端具有一可动钳夹18a，该钳夹大致相对于固定钳夹12a设置，并且其另一端18b安装在可动手柄14上，以根据可动手柄14相对于固定钳夹12a的转动而运动。第二细长件也具有一第二颈部18c，其在可动钳夹18a与另一转动端18b之间延伸并且连接此两者。
第二细长件18的端部18b在所示实施例中被安装成既可转动、又可沿手柄14的一大致方向D1(图2)线性运动。这是通过使用安装在第二细长件18的端部18b上的一横向销20来获得的，该横向销20穿过并且被支配在相对的槽14”(图1中仅可见一个槽)内，其中槽14”形成在从一金属板毛坯切割成的手柄14模型的相对的壁内，并且形成具有一大致U形的横截面，以在初始和延伸位置之间沿方向D1大致作线性运动。所示的销20位于图1的初始位置，此时手钳处于完全打开或松开位置。
如图2所最好地示出，一细长槽或通道12d设置在颈部12c。一止动销22安装在颈部18c上并且被配置成可选择地沿槽或通道12d在一方向D2相对于颈部12c大致线性地移动，该方向基本上平行于在钳夹啮合一工件前钳夹12a、18a之间运动的方向。这是通过在颈部18c安装止动销22并将其支配在细长槽或通道12d内而获得的，其中细长槽或通道12d具有端部28a、28b，其允许锁止销22在槽12d内进行转动和线性滑动。如图2所示，槽12d的一下表面设有一大致光滑的导向面30(图2)，而其相对的表面则设有一系列弧形凹口或缺口32，它们可采用圆弧形状。但是，该凹口或缺口32的具体形状并不重要，而是也可采用其他形状，只要当啮合工件时止动销22可与这样的凹口啮合并且阻止销子22在通道12d内进一步滑动即可。在将要描述的特定条件下可在槽12d内滑动的止动销22当其容纳在凹口或缺口32之一内时也可转动。止动销22可被固定，不让其绕自身的轴线在颈部18c转动，而不会反过来影响由销子所提供的功能。在钳夹夹持一工件前，止动销22首先沿光滑表面30从图2所示的下端28b向如图3所示的上端28a滑动。但是，当一工件W被夹持在钳夹之间时(图4)，止动销22就被推入凹口或缺口32之一内，以限制可动钳夹18a相对于固定钳夹12a继续运动，从而限制可动钳夹18a相对于固定钳夹绕销子22转动。当该工件W被夹持在钳夹之间、因而钳夹12a、18a不能再沿方向D2相互移近时，止动销22沿大致垂直于光滑导向面30的一方向运动，以被容纳到与啮合工件时销子在光滑表面30上的位置大致相对的那一凹口或缺口32内。构成钳夹12a、18a的叠片结构33通过铆钉26相互固定。
本发明的一重要特征是提供了一独立的细长件18，其携带可动钳夹18a，但其不是与第二或可动手柄14整体形成的，其中该细长件18用作第二操作杆，从而与手柄14一起形成带有一复合操作杆的一复合操作杆手钳。本发明的另一重要特征是提供了一第四独特元件，即一细长连杆34，其一端34a(图2)可动地安装在第二颈部18c，而其另一端34b则可动地安装在第一细长手柄12b上，以根据第一细长手柄12的运动而相对于第二细长件18运动。在所示实施例中，连杆34的一端34b安装成在一大致线性方向沿固定手柄12b的一第二预定长度(图2)在初始和延伸位置之间运动。这是通过预定长度的一细长槽38获得的，该槽38大致沿一方向D3延伸，该方向D3大体上平行于手柄12的长度方向。连杆34的端部34b被安装成可通过安装在连杆上并支配在细长槽38内(图2中仅示出一个槽)的一横向销40而作线性和转动运动。在啮合工件之前，在图1～3中销40表示在上端或初始位置。在工件W被夹持在钳夹之间后，销40的位置在图4中表示移向一延伸位置，并且手柄12b、14由施加到手柄上的作用力F挤压在一起。
设置了适当的偏压装置，以在由钳夹啮合一工件之前，当没有夹持力作用于手柄上时，通常保持钳夹12a、18a和手柄12b、14处于如图1和2所示的通常打开或松开的位置，和通常保持连杆34的端部34b处于如图2所示的槽38内的初始位置，而第二细长件18的端部18b则处于如图1和2所示的槽14”的初始位置。这样的偏压装置包括张紧的一螺旋弹簧42，其一端经所示的一孔34d固定到一凸起或大致垂直的延伸件34c上，而另一端则固定到安装在手柄12b上的一横向支柱44上。而且，如图2所最好地示出，设置向手柄14的中央向内延伸的一突出部或凸起46和一相对的向后的凸起48，该凸起48从颈部12c以基本上与凸起46隔开对齐的方式延伸，以容纳一压缩的螺旋弹簧50。采用第一细长件12作为一固定的参考点，很清楚压缩弹簧50通常将促使第二或可动手柄14绕转动销16沿逆时针方向转动，如图2所示，以分开手柄12b、14。手柄的分开又将造成转动销20移向上端初始位置，如图2所示，由此也促使第二细长件18下移并从而将止动销22推到槽12d的下端28b。拉伸弹簧42通过拉动延伸件34c、促使连杆34绕转动销40沿一顺时针方向转动，而将在第二细长件18上具有一类似的效果。
当手柄12b、14闭合时，压缩弹簧50被进一步压缩，如图3所示，而拉伸弹簧42由于连杆34作逆时针方向转动而被进一步伸长。当手柄上的作用力F(图4)撤消时，弹簧42、50将通常促使钳夹和手柄回复到图2所示的打开或松开位置。从图3还将注意到，在工件被夹持到钳夹之间前，当手柄和钳夹完全闭合时，止动销22移向槽或通道12d的上边28a。
当一工件W与钳夹12a、18a接触时，止动销22通过沿光滑导向面30滑动通常从槽或通道12d的下端28b向上端28a移动或滑动，并且工件W足够坚固以防止钳夹彼此再移近。但是，在手柄上作用增大的力来使这些钳夹彼此再靠近首先会促使可动手柄14沿一大致顺时针的方向绕转动销36来转动第二细长件18。这在部件18上会引入一向上的作用力分量，该分量促使止动销22离开光滑导向面30并移向槽或通道12d的另一侧。这表示在图4中，其中止动销22已经从光滑表面30横过槽12d移到与弧形凹口或缺口22之一啮合的位置。但是，由于钳夹不能彼此再移近，故止动销22变为这样的一转动点第二细长件18绕该转动点根据在可动手柄14上继续作用的闭合力而转动，这将趋向于使细长件18沿一大致顺时针方向绕止动销22转动。
本发明的一重要特征是提供了槽14”和槽38，这在工件W已被夹持在钳夹之间后提供了附加的线性运动自由度。施加于手柄上使手柄靠拢的足够强的力会促使销子20从槽14”内的初始位置移向一延伸位置，如图4所示。这种延伸位置可以在槽14”的下端或中间位置，这取决于工件W的尺寸和施加于手柄上的力F(图4)的大小。
由部件18通过转动销36向连杆34继续传递作用力，将促使连杆沿一逆时针方向转动，这要求销子40在槽38内向下移动。连杆34的端部34b在相连的槽38内的同时逆时针方向转动和线性运动进一步拉伸了拉伸弹簧42。当在手柄上施加特别大的力时，销子20在槽14”内的线性运动使部件18沿一顺时针方向转动，以主要弥补手柄的斜交的或非平行的关系。如图4所示，销子20在槽14”内的运动也有助于使钳夹12a、18a的夹持表面本身调整为大致平行的平面，其中在夹持表面上设有牙纹或锯齿12a’。但是，销子20在槽14”内的线性运动的自由也允许在夹持一工件后，可动手柄继续沿一顺时针方向转动，从而允许手柄进一步移近到一所需的大致平行的间隔“w”(图3)。类似地，销子40在导槽38内的线性运动主要允许钳夹的夹持表面基本上不管工件的尺寸都保持一彼此大致平行的关系，同时还有助于手柄的调节，以移到用于一较宽范围尺寸的工件W的一间隔“w”处。
根据该优选实施例，如图3所示，提供了将第二或可动手柄14锁止在完全闭合位置的一锁止机构24，尽管由弹簧42和50施加了偏压力。该锁止机构24可采用多种不同形式，虽然在图2所示的实施例中设置的是一挂钩件24a，该挂钩件24a与可动手柄14的外侧壁隔开，以产生一容纳空间24b。挂钩件24a可上、下滑动，从而有选择地啮合形成在颈部12c的邻近于手柄14的位置处的一棘爪(掣子)26。最好设置一按钮或手指控制的元件24c，其被联接到挂钩件24a上并可滑动地安装在手柄上，从而当手柄到达闭合位置时，按钮24c可由使用者的大拇指方便地啮合，以移动挂钩24a，如图3所示。显然在挂钩24a与棘爪26的这一啮合位置，可动手柄14将保持在闭合位置，尽管弹簧的作用力趋向于打开手柄与钳夹。但是，在图3所示的条件下，一使用者可容易地用大拇指啮合按钮或手指控制件24c，以压下或拉下按钮和挂钩24a，与棘爪26脱开，从而允许弹簧将钳夹和手柄打开到图1和2所示的位置。
参照图5，在该优选实施例中，固定钳夹12a相对于基座12c’的角度α近似为110度，其中基座12c’在大致平行于钳夹彼此相对运动的方向D2的一方向延伸。但是，为了在夹持一工件时获得钳夹之间的平行关系，该角度α并不关键，它可以在90度～110度的范围内，最好在95度～100度的范围内。该角度可容易地变化为与要啮合的工件的尺寸相适应的任何其他合适的角度，同时与槽14”和38的预定长度相适应，因为这些建立了可进行所需补偿的范围。
为了在最大夹持尺寸下使钳夹12a、18a平行，槽或导向件14”、38最好允许位移“X”和“Y”(图5)对于夹持间隔“z”来说大致相等，以在手钳闭合时使对于所有的夹持尺寸间隔“w”(图3)保持大致恒定。在该构造中如果槽的方向被修改，则它们可被制造得略短或略长。
本发明的一重要方面是要求钳夹在其夹持位置对于几乎所有预期尺寸的工件大致平行。为了达到该要求，“X”尺寸不变，直到可动钳夹啮合工件块为止。此时，钳夹尚未完全平行。但是，在钳夹啮合工件块后，并且止动销22啮合缺口32之一时，细长连杆34开始在槽38内向下运动，直到钳夹达到平行为止。该运动取决于止动销22在凹口或缺口32之一内的位置。当止动销22在第一凹口或凹槽(近似于图2所示的初始位置)时，连接点根本不移动。当止动销22位于最后的缺口或凹口32(如图3)内时，销子40移动最大的量。槽的长度必须足以允许销子40的该移动达到使钳夹平行为止。钳夹可实际上以大致平行的关系在钳夹所有的位置和对所有尺寸的工件W进行夹持，除非是最小的夹持位置。但是，钳夹在完全闭合位置(图3)时的平行关系并不重要，因为未啮合工件。传统的凹槽连接手钳(非自动调节)中同样是这种情况，其中钳夹的前端相互接触而钳夹的基座则彼此隔开。
可动手柄14内的槽14”的位置和尺寸最好如此设定，以至于手柄的跨距“w”(图3)对于所有预期尺寸的工件都将保持大致相同。虽然手柄跨距不能绝对不变，但槽14”的大小和方向可以使跨距的变化最小。
为了使销子20和槽14”的边缘之间的滑动摩擦最小，其中在销子20和槽14”的边缘之间可能产生很大的摩擦力，最好是设置一可转动地安装在销子20上的一滚轮或圆盘60，其直径被选择成可以使滚轮接触手柄14的后壁，正如图2～4所最好地示出。采用此方式，当销子20沿导槽14”运动时，滚轮60使通常会作用于销子20与槽14”的细长边缘表面之间的滑动摩擦最小。为保证正确的操作和使滚轮60与后壁14w连续接触，槽14”被设置成与后壁14w平行，从而销子20保持与后壁相等的间距并且滚轮连续地接触后壁，而且使销子20与槽14”的边缘之间的滑动摩擦最小或被消除。
虽然槽38主要用来保持钳夹的夹持表面在啮合工件时大致平行，但可动手柄上的槽14”则主要用来允许调节手柄12b、14平行并具有所需的间距“w”。根据手钳的尺寸，钳夹在完全闭合位置时使钳夹彼此平行所需的转动相比于钳夹在完全打开位置时使钳夹彼此平行所需的转动，将确定销子20在可动钳夹槽内的位置。该配置又将确定槽在可动手柄上设置的长度和方向，其中要注意需保持夹持间距“w”对于所有的夹持位置保持大致恒定。正如所指出，尺寸“X”“Y”大致相等，以使间距“Z”的变化最小和保持该间距为一大致恒定的值“w”。虽然槽38所示的方位大致平行于固定手柄的长度方向D3，但该槽的具体方位并不重要，只要分量“Y”基本上等于“X”即可。虽然槽38的方向可以接近槽12d的方向D2，但对于某些改进的结果，必须注意使槽14”和38两者的方向不要过分地与手柄的方向D1、D3交叉，因为这将削弱手柄。
向细长连杆34施加偏压力的位于固定手柄12b内的弹簧42确定了作用于可动钳夹上以促使止动销22锁止到缺口或凹口32之一上所需的力。一太弱的弹簧将允许即使在可动钳夹齿牙上作用最轻微的接触力，也会使锁止销22离开光滑的导向面30和啮合于缺口或凹口32之一。如果在作用最轻微的力时也总发生这种情况，这将是不切实际的。因此，必须增大弹簧42的张紧程度，从而仅当钳夹啮合工件块时，止动销22才与导向通道或导槽12d内的缺口或凹口之一啮合。
虽然将销子40保留在固定手柄12b上作为一“滚动销”是可接受的，但可动手柄14上的销子20应当是一实心的坚硬销子，因为在该销子上作用有极大的力。除了对各部件、包括钳夹区进行热处理外，缺口或凹口32也需非常坚硬，以经受传递到其上的特别大的力。
虽然细长连杆34的端部34a仅仅可绕转动销36转动地安装，但连杆34’的另一端34b沿着具有长度“s”的导槽38’既可转动又可滑动地安装。在图6中，在非常靠近颈部18c的细长连杆的端部34a提供了一第二线性运动自由度。在此情形中，连杆的端部34b安装在固定手柄12b上，仅可转动。由于在图7中使用了一笔直的连杆，则可采用一扭转或叶片弹簧64，如图8所示，其中弹簧的螺旋部分缠绕在一支柱P上，而其延伸的臂64a和64b则分别啮合固定手柄12b上的一支柱66和连杆34。在该配置中，由于弹簧64处于扭转之下，一顺时针方向的偏压力Fl将作用到连杆34上，正如图1～4所示的最初实施例。
图7是另一实施例，其中除颈部12c内的导槽或通道12d外，使用三个导槽。导槽14”和38与前面结合图1～4所述的相同，而附加的导槽68对应于图6所示的附加导槽38’。图7所示的该实施例在效果上具有三个独立的线性运动自由度，其在调节工具方面提供了附加的多功能性，尽管与图1～4所示方式相比弹簧尺寸的选择可能更起决定作用并且操作范围更受到限制。
在图8中表示了扭转或叶片弹簧64的另一种布置方式，其中上支腿64a抵靠在手柄的前壁W3上，而第二支腿64b则啮合在连杆34上。如前所述，施加一力来促使连杆沿顺时针方向转动，同时无需一专门的支柱66。在图9中一示意图表示了从方向A观看时图8结构的细节，其中拆去了手柄的前壁或端壁W3。
参照图10～12，表示了一单块毛坯70，它是通过冲压一块金属板来形成的，其中该金属板通过弯曲毛坯而形成其最终形状，如图11和12所示。按此方式，可取消一些装配工作并且可以使所使用的零件数量最少。毛坯70设有弯曲或折叠线72，当毛坯被形成为大致U形横截面的第一细长件12时，该弯曲或折叠线72确定侧壁W1、W2和一端壁W3。台阶下表面74允许侧壁W1、W2保持彼此隔开，而使毛坯的形成钳夹和颈部的部分彼此接触，正如图12所最好地示出。通过在所示的弯曲的毛坯的每一侧使用一附加的钳夹块或叠层76，钳夹12a、18a的厚度可以增大并且使钳夹增强。设有孔78，以通过使用铆钉26来支承叠层。孔80用于容纳转动销16。这一结构也给第一细长件12提供了一光滑的夹持区和获得夹持弹簧50所需的向后的凸起48。手柄的端壁或闭合的后壁W3也用作偏压连杆/操作杆的叶片弹簧的一支承面。
虽然主要的元部件表示为是由毛坯形成的，即由弯曲或折叠来生产最终的手柄，但手钳的手柄和其他元件可以由冲压的，平坦的，合适形状的叠层构成并由铆接连接起来的。这种设计显然避免了弯曲或折叠步骤。
按照本发明的手钳具有重要的优点和特征。首先，钳夹以真实的平行方式夹持零件或工件。目前在市场上尚未存在此种特性的手钳。而且，不管零件的尺寸如何，手柄在任何夹持位置都保持大致恒定。这使得使用者的夹持力最优，并且间距对普通使用者将提供最舒适的夹持尺寸。手钳的夹持力比市场上任何其他手钳的夹持力要大，这是因为其具有一双操作杆或复合操作杆机构，而过去所知的手钳只有单一的操作杆。采用所述的优选实施例，手钳在平行钳夹位置时的夹持容量对于7-1/2”型的最小应为0.75英寸，而对于9-3/4”的型号最小应为1-1/4”。如果需要的话，这些值可以选为不同的值。
虽然根据特定的实施例描述了本发明，但许多其他变化、修改及其他应用对于本领域的普通技术人员来说都将是显而易见的。例如，槽或导向通道12d、14”和38不是笔直的，而可在一个方向(例如图2中的R1)或者另一方向(例如图2中的R2)弯曲，以提供不同的操作特性。因此，应指出，本发明不受具体公开的实施例所限制，而仅由所附权利要求的范围来限定。
权利要求
1.一种自动调节手钳，用于自动调节以适于不同尺寸的工件，包括一第一细长件，在其一端具有一固定钳夹，在其另一端具有一第一细长手柄，在所述固定钳夹与所述第一手柄之间具有一第一颈部；一第二细长手柄，其一端可转动地连接到所述固定钳夹上，以在一通常打开或松开的位置与一闭合或夹持位置之间转动；一第二细长件，在其与所述固定钳夹大致相对设置的那一端具有一可动钳夹，而其另一端则安装在所述第二细长手柄上，以根据所述第二细长手柄相对于所述固定钳夹的转动而运动，并且在所述可动钳夹与所述第二细长件的所述另一转动端之间具有一第二颈部；一细长连杆，其一端可移动地安装在所述第二颈部上，并且另一端可移动地安装在所述第一细长手柄上，以根据所述第二细长件相对于所述第一细长件的运动而运动；在所述第一颈部上的第一细长导向装置，其沿大致平行于在所述钳夹啮合一工件前所述钳夹之间的相对运动方向的一方向设置；第二细长导向装置，用于有选择地导向所述连杆的一可线性运动的端部，使之大致线性地沿着所述第一手柄和所述第二颈部中至少其一的一第一预定长度在初始和延伸位置之间运动；第三细长导向装置，用于有选择地导向所述第二细长件的所述另一端，以在初始和延伸位置之间大致线性地沿所述第二手柄的一第二预定长度运动；与所述第一导向装置相连的止动装置，用于有选择地终止因所述钳夹啮合一工件而造成所述第二颈部沿所述第一导向装置的连续的大致线性的运动，并且限制所述钳夹的连续的大致线性的相对运动，以使所述钳夹绕所述止动装置转动；和偏压装置，当向所述手柄没有施加夹持力时，该偏压装置通常用于促使手柄分开，并且在所述钳夹啮合一工件前，所述偏压装置通常保持所述连杆的所述可线性运动的一端位于所述第二导向装置的所述初始位置，而所述第二细长件的所述另一端则位于所述第三导向装置的所述初始位置，在由所述钳夹啮合一工件前，所述可动钳夹被设置成大致线性地向着所述固定钳夹移动，工件在所述钳夹之间的夹持促使所述止动装置向所述手柄转换进一步的作用力，以使所述钳夹之间作相对转动，并且促使所述钳夹移向大致平行的方位，这主要是由于从所述初始位置向所述延伸位置分别沿着所述各第二和第三导向装置克服所述偏压装置的力而对所述连杆的所述可线性运动的一端以及第二细长件补充了线性运动。
2.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是所述细长连杆的所述一端可转动地连接到所述第二颈部上。
3.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是所述偏压装置包括第一偏压装置，其主要用于促使所述手柄通常分开；和第二偏压装置，其主要用于促使所述连杆的所述另一端位于所述初始位置。
4.如权利要求3所述的一自动调节手钳，其特征是所述细长连杆包括一呈角度的操作杆臂，其具有彼此设置成一预定角度的用于限定方向的第一和第二部分，所述第一部分在所述第二颈部和所述第一细长手柄之间延伸，所述第二部分具有连接到所述第二偏压装置上的一自由端。
5.如权利要求3所述的一自动调节手钳，其特征是所述第二手柄具有适于连接一螺旋弹簧一端的一第一连接件，并且所述第一颈部具有适于连接一螺旋弹簧一端的一第二连接件，所述第一和第二连接件大致彼此相对，所述第一偏压装置包括在所述第一与第二连接件之间延伸并由它们连接的一螺旋弹簧。
6.如权利要求5所述的一自动调节手钳，其特征是所述螺旋弹簧包括一压缩弹簧。
7.如权利要求4所述的一自动调节手钳，其特征是所述第二偏压装置包括一弹簧，该弹簧的一端固定地连接到所述第一手柄上，而另一端则连接到所述第二部分上。
8.如权利要求7所述的一自动调节手钳，其特征是所述弹簧包括一拉伸弹簧。
9.如权利要求4所述的一自动调节手钳，其特征是所述预定的角度大约为90度。
10.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是所述第一细长导向装置包括一细长槽，并且所述锁止装置包括一锁止销，该锁止销延伸穿过所述细长槽并具有安装在所述第一颈部上的端部。
11.如权利要求10所述的一自动调节手钳，其特征是所述细长槽由两个细长的相对表面形成，其中一个细长表面更靠近于所述第二手柄且大致光滑，而另一细长表面则更远离所述第二手柄且设有预定数量的凸起，所述锁止销通常由所述偏压装置施压，以在所述钳夹啮合一工件前当所述手柄移向所述闭合或夹持位置时，骑靠到所述光滑表面上，并且当所述手柄连续闭合而由所述钳夹啮合一工件时，所述锁止销通常被压向所述凸起之一上，以防止所述锁止销进一步线性运动，并且将所述手柄的进一步闭合转换为所述可动钳夹大致在啮合的凸起位置处绕所述锁止销的转动。
12.如权利要求10所述的一自动调节手钳，其特征是所述另一细长表面被形成为许多隔开的弧形凹口，每一凹口的尺寸适于容纳所述锁止销。
13.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是所述第二细长导向装置包括形成在所述第一手柄内的一细长槽，安装在所述细长连杆上且被支配在所述槽内的一销子，以在所述初始和延伸位置之间运动。
14.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是所述第三细长导向装置包括形成在所述第二手柄内的一细长槽，安装在所述第二细长件上且被支配在所述槽内的一销子，以在所述初始和延伸位置之间运动。
15.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是所述第一预定长度允许所述细长连杆的所述另一端随着所述钳夹啮合一工件而足够地运动，以通过转动所述第二颈部来基本上弥补工件的尺寸，从而移动所述可动钳夹，使之基本上平行地对齐所述固定钳夹。
16.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是所述第二预定长度允许所述第二细长件的所述另一端随着所述钳夹啮合一工件而足够地运动，以通过允许所述第二手柄随着工件啮合连续地转动来基本上弥补工件的尺寸，从而移动所述第二手柄，使之基本上平行地对齐所述第一手柄。
17.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是还包括锁止装置，用于克服所述偏压装置的作用、有选择地将所述手柄锁止在所述闭合或夹持位置。
18.如权利要求17所述的一自动调节手钳，其特征是所述锁止装置包括位于所述固定钳夹上的一掣子和可滑动地安装在所述第二手柄上的一挂钩，以在所述第二手柄的闭合或夹持位置有选择地啮合所述掣子，并且在所述闭合或夹持位置也有选择地脱开所述掣子，以释放所述第二手柄，使之运动到所述打开或松开位置。
19.如权利要求18所述的一自动调节手钳，其特征是所述第一手柄通常由使用者的手指握持，并且所述第二手柄通常至少部分地由使用者的大拇指啮合，并且还包括一拇指致动的按钮，该按钮被连接到所述挂钩件上，以随其滑动并被设置成可由拇指方便地够着，以在所述手柄被保持在所述闭合或夹持位置时便于啮合和脱开所述锁止装置。
20.如权利要求1所述的一自动调节手钳，其特征是构成手钳的部件或元件是由板材段制造。
21.一种自动调节手钳，用于自动调节以适于不同尺寸的工件，包括一第一细长件，在其一端具有一固定钳夹，在其另一端具有一第一细长手柄，在所述固定钳夹与所述第一手柄之间具有一第一颈部；一第二细长手柄，其一端可转动地连接到所述固定钳夹上，以在一通常打开或松开的位置与一闭合或夹持位置之间转动；一第二细长件，在其与所述固定钳夹大致相对设置的那一端具有一可动钳夹，而其另一端则安装在所述第二细长手柄上，以根据所述第二细长手柄相对于所述固定钳夹的转动而运动，并且在所述可动钳夹与所述第二细长件的所述另一转动端之间具有一第二颈部；一细长连杆，其一端可移动地安装在所述第二颈部上，并且另一端可移动地安装在所述第一细长手柄上，以根据所述第二细长件相对于所述第一细长件的运动而运动；在所述第一颈部上的第一细长导向装置，在所述钳夹啮合一工件前，其沿大致平行于所述钳夹之间的相对运动方向的一方向设置；控制导向装置，用于有选择地在初始和延伸位置之间移动所述细长连杆的至少一个端部和所述第二细长件的所述另一端，其中该另一端大致线性地相对于所述第一手柄和所述第二细长件中相连的一个或者两者；与所述第一导向装置相连的止动装置，用于有选择地终止因所述钳夹啮合一工件而造成所述第二颈部沿所述第一导向装置的连续的大致线性的运动，并且限制所述钳夹的连续的大致线性的相对运动，以使所述钳夹绕所述止动装置转动；和偏压装置，当向所述手柄没有施加夹持力时，该偏压装置通常用于促使手柄分开，并且在所述钳夹啮合一工件前，所述偏压装置通常保持所述连杆的所述可线性运动的一端位于所述第二导向装置的所述初始位置，而所述第二细长件的所述另一端则位于所述第三导向装置的所述初始位置，在由所述钳夹啮合一工件前，所述可动钳夹被设置成大致线性地向着所述固定钳夹移动，工件在所述钳夹之间的夹持促使所述止动装置向所述手柄转换进一步的作用力，以使所述钳夹之间作相对转动，并且促使所述钳夹移向大致平行的方位，这主要是由于从所述初始位置向所述延伸位置沿着所述第二和第三导向装置克服所述偏压装置的力而对所述连杆的另一端以及第二细长件补充了线性运动，从而所述第一和第二细长件和所述第二细长手柄提供了一复合操作杆的机械优点，并且所述控制导向装置提供了所述细长连杆和所述第二细长件的所述另一端使每一所述钳夹移动的线性运动的足够的调节能力，并且所述细长手柄可基本上平行地定位而基本上与所述钳夹之间夹持的工件的尺寸无关。
全文摘要
一种改进的自动调节手钳,包括第一细长件,其一端具有固定钳夹,其另一端具有第一细长手柄,在固定钳夹与第一手柄之间具有第一颈部;第二细长手柄,其一端可转动地连接到所述固定钳上,以在打开与闭合位置之间转动;第二细长件,其一端具有可动钳夹,另一端安装在第二细长手柄上;细长连杆;止动销,设在第一颈部的槽内,在第二手柄和第一颈部之间设有弹簧。该自动调节手钳具有双操作杆或复合操作杆机构,钳夹可以平行地夹持工件,并可自动调节以适于不同尺寸的工件,不管工件的尺寸如何,手柄在任何夹持位置都保持大致恒定。
文档编号B25B7/00GK1270093SQ9910555
公开日2000年10月18日 申请日期1999年4月12日 优先权日1999年4月12日
发明者哈恰吐温·萨雷 申请人:奥林匹娅工业有限公司