专利名称：具有倾斜螺杆的夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及棒夹具如管夹具等，特别是在棒和一调节器如用来操作夹具的手柄之间具有增大的间隙的棒夹具。
管夹具如棒夹具已以多种形式得到广泛应用。Offineer的美国专利927,067号揭露一个棒夹具，它的夹具本体在一端与一带螺纹的棒如管相连接。夹具本体支承一根导螺杆，而一个手柄在高于管的一端处伸出。Walker的美国专利2,815,053号揭露一个棒夹具，它具有利用带螺纹的轴可调至一个倾角的夹紧面。
这些专利都没能揭示本发明所解决的问题，即增加使用中的棒和调节器之间的间隙。
根据本发明所提供的夹具，它包括一确定棒轴线的棒。夹具本体可沿棒轴线移动，而定位件可移动地装在夹具本体上并可有选择地与棒啮合，从而有选择地将夹具本体保持在棒上，以防止夹具本体相对于棒的移动，至少是在沿棒轴线的一个第一方向的移动。夹具本体上装有一个螺杆，螺杆带有一个夹板接合部分，一个调节器接合部分，螺杆轴线在它们之间延伸。一夹板装在螺杆的夹板接合部分上，从而螺杆相对于夹具本体沿螺杆轴线的移动引起夹板相对于夹具本体沿棒轴线的平动。一个调节器安装到螺杆的调节器接合部分上，并可绕螺杆轴线转动，从而调节器的转动使螺杆相对于夹具本体移位。一个工件支承元件装在棒上与夹板相对，而至少是在沿棒轴线的夹具本体的某些位置上，调节器与棒并排设置。螺杆轴线相对于棒轴线是倾斜的，因而在调节器处螺杆的调节器接合部分比其夹板接合部分离棒更远，因此在调节器和棒之间获得增大的间隙。
如以下讨论的，本发明可用于各种棒夹具包括管夹具，而且在所有情况下，和具有螺杆轴线平行于棒轴线的常规夹具相比，调节器和棒的间隙增大。调节器可采取多种型式，包括枢轴安装在螺杆上的手柄，刚性地装在螺杆上的手柄，和使用中相对于螺杆转动的带螺纹的轴环。
图1是和本发明结合的第一个优选实施例的管夹具的侧视图。
图2是沿图1的2—2线取的剖面图。
图3是图1所示夹具的部分放大侧视图。
图4是图1所示夹具的另一部分侧视图，其中显示定位件处在与管分离的位置。
图5是沿图3的5—5线取的剖面图。
图6是沿图3的6—6线取的侧视图。
图7是本发明的第二个优选实施例的侧视图。
图8是本发明的第三个优选实施例的侧视图。
现在转入参照附图的说明，图1显示夹具10的全貌，夹具10与本发明的第一个优选实施例结合。夹具10包括棒12，它在本实施例中是一根管，如内径为四分之三英寸，外直径约为1英寸的黑铁管。当然，其它尺寸的管和其它类型的棒可用来替代具体说明的上述管。管12限定棒轴线14。
在管12上装有三个可滑动的部件夹具本体16，夹板48，及工件啮合元件64。图2—6提供了管12上夹具本体更详细的视图。
如图3所示，夹具本体16上限定出一带螺纹的通孔18，它又依次限定出夹板端20和手柄端22。夹具本体也限定出一不带螺纹的通孔24，它接收管12。
在夹具本体上，对准不带螺纹的通孔24至少装有一个定位件26，以便与管12啮合。如图5所示，优选实施例使用四个平行的定位件26，分别带有可使管12通过的中心通孔28。定位件26被弹簧偏置到倾斜位置如图3所示，其中定位件与管12接合，用来防止管12相对于夹具本体16下移，如图3所示。
利用在枢轴34上可枢转安装到夹具本体16上的释放元件32，定位件26可从管12上释放。释放元件32通常为U形，其上形成在管12的两侧啮合定位件26的沟槽36。
图3显示释放元件处在其正常或静止位置。在需要时，用户可将释放元件绕枢轴34旋转(在图4中看是逆时针方向)从而把定位件26移到释放位置，此时定位件26几乎垂直于棒的轴线14。在这样取向时，定位件26从管12上松脱，从而允许用户沿管12的长度的任意方向随意移动夹具本体16。在夹具本体16正确定位后，弹簧30将定位件26恢复到图3的倾斜位置。定位件26采用常规技术，而且它们的使用和构造对本技术领域的人是众所周知的。
带螺纹的螺杆38可旋转地装进带螺纹的通孔18，并从通孔18的两侧伸出。螺杆38有一带环形沟槽的42的夹板接合部分40。螺杆38还包括一个调节器接合部分44，它在本实施例中被压平并制有一用于安装枢轴的通孔。螺杆38是平直的，而且螺杆38的中心线形成螺杆轴线46(图1)。
螺杆轴线46相对于棒轴线14是倾斜的，因而螺杆38的夹板接合部分40比调节器接合部分44更接近于管12。同理，带螺纹的通孔18的夹板端20比手柄端22更接近于管12。
回到图3，管12上装有可滑动的夹板48。夹板48带有一可滑动地接收管12的通孔50。夹板48还限定出一切口52，它用于接收螺杆38的夹板接合部分40。夹板48的脊部54啮合螺杆38的环形沟槽42。切口52相对于棒轴线14和螺杆轴线46呈一定的角度，从而夹板接合部分40既可绕螺杆轴线46自由转动，又可沿切口52平动。在这个优选实施例中，切口52基本上是垂直于棒轴线14的。弹性垫56可拆装地装在夹板48上用于接合工件(未图示)。
一个调节器，例如图示的手柄58装在螺杆38的调节器接合部分44上。在本实施例中，调节器58在枢轴接合部分50处联接到螺杆38上。调节器58有一自由端62(见图1)，当需要迅速转动螺杆38时，它可以放在与螺杆轴46线重合的位置上。当需要给螺杆施加一定的扭矩以便产生夹紧力时，调节器58可以枢转到一横向位置上如图1所示。
如图1中显示的最佳情况，工件接合元件64也带有一接收管12的通孔66。工件接合元件64包括一用来接触工件W的衬垫68。定位件70装在工件接合元件64中，它们可释放地保持住工件接合元件64，以防止它移离夹具本体16。
使用中，夹具本体16和工件接合元件64在管12上适当定位，将衬垫56、68放在与工件W紧密相邻的地方。然后将手柄58的纵轴线对准螺杆轴线46，并且旋转手柄使衬垫56、68对工件W产生轻微夹紧压力。然后手柄58移动到图1中虚线所示的横向位置，通过手柄58将扭矩加到螺杆38上，以便产生理想的夹紧力。
当螺杆38相对于夹具本体16旋转，将夹板48沿管12从夹具本体16移开时，螺杆38的夹板接合部分沿切口52移动，因而更紧密地靠近管12。定位件26、70啮合管12以防止夹具本体16和工件接合元件64随夹紧力各自沿管12移开。
在本实施例中，棒轴线14和螺杆轴线46之间的夹角α约为3°。螺杆轴线46的这个倾斜度增加了手柄58和管12之间的间隙，并因此便于夹具10的操作。当然，这个夹角可从图示的3°随意增减。在大多数应用中，夹角小于5°较有利。
除了增大适用于手柄的间隙外，上面描述的装置提供了进一步的优势，就是夹板接合部分40与夹板48的接合点到管12的距离比其它装置更小，更接近于管12。使用这个装置，就可以产生更接近于管12的夹紧力，它对许多夹紧的应用都是很重要的。此外，通过象上面讨论的那样设置螺杆38，减小了螺杆38使夹板48相对管12倾斜的趋势，尤其是在夹紧狭窄的工件时。
对于棒一类夹具如管夹具，其中螺杆与管的间隔小于1英寸，上面讨论装置的增大间隙的功能尤为重要。在上面描述的实施例中，当在图示的管子上使用时，管与螺杆的间隔小于1英寸较可取，小于3/4英寸更可取，而最好是不大于1/2英寸。在这些情况中，手柄与管的间隙受到严格的限制，而上面描述的倾斜螺杆具有增大手柄间隙的重要优势。
图1显示夹具10安排用来对工件W施加压缩性负载。当需要对工件施加扩张力时，夹具本体16和工件接合元件64可以在管上重新安排，从而使彼此相对的衬垫56，68变成彼此相背离。
仅仅出于举例，以下材料可用于制造上面描述的实施例。夹具本体16，工件接合元件64，夹板48和手柄58可由适用的材料如30％玻璃纤维增强尼龙模注。衬垫56，68可用弹性材料和孟山都公司以SANTOPRENE的商品名称出售的树脂模注。定位件26，70可用金属板如1051M号模压钢，其硬度例如为RC-50的材料制成。螺杆38可用象1031号钢那样的材料制成。
现在转到图7，本图显示结合本发明的第二个优选实施例的夹具10′。夹具10′实际上与夹具10相似，而以下讨论将仅集中在两者的区别上。一个关键的区别是，夹具本体16′限定一带螺纹的通孔18′，它相对棒轴线14′的倾斜角约为15°。在该实施例中，螺杆38′用所示的球窝接头连接到夹板48′上，而调节器或手柄58′固定在螺杆38′上。螺杆38′和管12′间的较大的夹角允许使用大的固定手柄58′。工件接合元件64′与上面图1显示的可完全相同。
虽然螺杆38′和管12′间的夹角显示为15°，其它大于5°的夹角也适用于本实施例。
图8显示与本发明结合的第二个优选实施例的夹具10″。和前面一样，和夹具10的对应部件没有显著区别的夹具10″的部件不作详细讨论，而下面的讨论将集中在区别上。夹具10″中夹具本体16″限定出一通孔18″，它相对管12″倾斜15°。这里通孔是不带螺纹的，而夹具本体16″上形成一切口19″，该切口19″沿通孔18径向贯穿夹具本体16。
在本实施例中，通孔18″的尺寸按接收螺杆38″作滑移运动的要求确定，在螺杆38″和夹具本体16″间不存在任何带螺纹的连接。固定在螺杆38″上的销47″在切口19″中滑动。这样，可以防止螺杆38″相对夹具本体16″发生转动。
调节器58″按照具有接收螺杆38″的带螺纹的通孔的要求成型为一个转动轴环。围绕调节58″的周边提供扳手孔59″，用来辅助用户对调节器58″施加大的扭矩。
和前面的例子一样，在本实施例中，螺杆38″和管12″间的夹角是15°，但其它大于10°的角也适用。转动调节器58″用来使螺杆38″相对于夹具本体16″推进和回缩。倾斜的螺杆允许使用大直径的调节器58″，从而再次增加手柄间隙。
从前面的详细描述显而易见，对于上面描述的优选实施例中，可以作出大范围的变动和调整。例如，工件接合元件64可以固定而不是可移动地装在棒上。还有比例，尺寸和材料可广泛选取以适合于具体的应用。因此，前面的详细描述应理解为是解释性而不是限制性的具体说明。应当理解的是本发明的范围应由包括所有等同物的权利要求书限定。
权利要求
1.一种夹具，它包括限定棒轴线的一根棒；可沿棒轴线移动的一个夹具本体；活动地装在夹具本体内并可有选择地与棒啮合从而有选择地防止其相对于棒至少是在沿棒轴线的一个第一方向的移动的一个定位体；一个装在夹具本体内的螺杆，所述螺杆包括一个夹板接合部分，一个调节器接合部分，以及在此二者之间延伸的螺杆轴线；一个装在螺杆的夹板接合部分上的夹板，从而螺杆相对于夹具本体沿螺杆轴线的移动引起夹板相对于夹具本体沿棒轴线的平移；与调节器接合部分结合的一个调节器，它可绕螺杆轴线转动，从而调节器的转动使螺杆相对于夹具本体移位；一个装在棒上的且与夹板相对的工件支承元件；其中至少在沿棒轴线的夹具本体的某些位置上，调节器与棒并排设置；螺杆轴线相对于棒轴线是倾斜的，从而螺杆的调节器接合部分比其夹板接合部分到棒的距离更远，由此在调节器和棒之间提供增大的间隙。
2.根据权利要求1要求的夹具，其中调节器包括一个紧固到螺杆上的手柄，螺杆随其一起转动。
3.根据权利要求2要求的夹具，其中夹具本体上限定出一接收螺杆的带螺纹的通孔，从而螺杆相对于夹具本体的转动使螺杆沿螺杆轴线相对夹具本体移动。
4.根据权利要求1要求的夹具，其中夹板和工件支承元件设置成压缩它们之间的工件。
5.根据权利要求1要求的夹具，其中夹板和工件支承元件设置成扩展工件。
6.根据权利要求1要求的夹具，其中的棒包括一根管。
7.根据权利要求1要求的夹具，其中螺杆轴线和棒轴线之间形成一个小于5°的夹角。
8.根据权利要求1要求的夹具，其中螺杆轴线和棒轴线之间形成一个大于5°的夹角。
9.根据权利要求1要求的夹具，其中调节器中限定出一个接收螺杆的带螺纹的通孔，而且调节器可旋转地装在夹具本体上，从而调节器相对于夹具本体的转动使螺杆沿螺杆轴线相对夹具本体移动。
10.根据权利要求1要求的夹具，其中夹板上形成一个接收棒的通孔。
11.根据权利要求1要求的夹具，其中夹板上形成一个相对于螺杆轴线和棒轴线均成一定角度的切口，而且当螺杆的夹板接合部分从夹具本体移开时，夹板接合部分沿切口向棒移动。
12.根据权利要求11要求的夹具，其中夹板包括一与切口相邻的脊部，而螺杆上形成一个接收脊部的环形沟槽，它将螺杆与夹板相连接，并同时允许螺杆相对夹板转动和螺杆沿脊部移动。
13.一种管夹具，它包括一根管子；一个可沿管移动的夹具本体，所述的夹具本体包括一个带螺纹的通孔和一个不带螺纹的通孔；该带螺纹的通孔有一个夹板端和一个手柄端，而且带螺纹的通孔相对于管是倾斜的因而夹板端比手柄端更靠近管，所述不带螺纹的通孔用于接收管子；与夹具本体相结合且围绕管子至少设置一个定位件，该定位件可在一倾斜位置和一释放位置之间移动；定位件在其倾斜位置时将夹具本体保持在管子上；使其至少不能在一第一方向上相对管子移动，而在其释放位置上允许夹具本体沿第一方向相对管子移动；一个装在带螺纹的通孔中的螺杆，它从夹板端和手柄端向外伸出；一个在靠近手柄端处装在螺杆上的手柄，它可随螺杆转动；靠近夹板端处装在螺杆上的一个夹板，所述夹板与管啮合以防止夹板相对于管发生转动，所述螺杆可使夹板相对于夹具本体沿管移动；一个装在管上的工件支承元件，它与夹板相对；其中至少对沿管方向的夹具本体的某些位置来说，手柄与管并排设置；且倾斜的带螺纹的通孔在管和手柄之间提供增大的间隙。
14.根据权利要求13要求的夹具，其中夹板和工件支承元件设置成压缩它们之间的工件。
15.根据权利要求13要求的夹具，其中带螺纹的通孔和管之间形成一小于5°的夹角。
16.根据权利要求13要求的夹具，其中夹板上形成一个相对于管和螺杆都成一定角度的切口，当转动螺杆将夹板从夹具本体移开时，螺杆沿切口移向管。
17.根据权利要求16要求的夹具，其中夹板包括一个与切口相邻的脊部，而螺杆上形成一个接收脊部的环形沟槽，它将螺杆与夹板连接，并同时允许螺杆相对夹板转动和螺杆沿脊部移动。
18.根据权利要求13要求的夹具，其中手柄是枢轴式地装在螺杆的手柄端上。
全文摘要
一种管夹具，它包括一个支承一个螺杆的夹具本体。一个夹板装在螺杆的一端，而一个调节器用来驱动螺杆相对于夹具本体运动，以便相对于工件接合元件夹紧或扩张一个工件。夹具本体可沿管长方向移动，而螺杆相对管是倾斜的，从而增大了调节器与管的间隙。
文档编号B25B5/10GK1121988SQ9411891
公开日1996年5月8日 申请日期1994年11月18日 优先权日1994年7月27日
发明者约瑟夫·A·索兰森, 托马斯·M·彻夫奈克, 安东尼·福勒, 托比·J·贝克曼 申请人:彼得森制造股份有限公司