Зажимной инструмент

1 Данное изобретение относится к зажимному инструменту, предназначенному для крепления обрабатываемой детали к опоре при помощи стержневого устройства, выполненного из нескольких стержней, расположенных с возможностью взаимного поворота, и содержащего приводной стержень, при работе предназначенный для обеспечения взаимного поворота стержней между исходным положением и фиксирующим положением, зажимной стержень,имеющий, по меньшей мере, одну упорную колодку для нажима на обрабатываемую деталь при нахождении стержневого устройства в фиксирующем положении, и основание для установки указанного устройства на опоре. Известно несколько различных конструкций подобных зажимных инструментов, но все они характеризуются тем, что могут оказывать давление на обрабатываемую деталь только в одном определенном направлении. Однако во многих случаях необходимо закрепить обрабатываемую деталь в двух направлениях, например в вертикальном и горизонтальном. В патентном документе FR-A1-2601609,кл. B 23Q 3/06, 22.01.1988 г., описан зажимной инструмент, предназначенный для крепления обрабатываемой детали к опоре при помощи стержневого устройства, выполненного из нескольких стержней, расположенных с возможностью взаимного поворота, и содержащего приводной стержень, при работе предназначенный для обеспечения взаимного поворота стержней между исходным положением и фиксирующим положением, зажимной стержень,имеющий, по меньшей мере, одну упорную колодку для нажима на обрабатываемую деталь при нахождении стержневого устройства в фиксирующем положении, и основание для установки указанного устройства на опоре. Указанный известный зажимной инструмент при закреплении обрабатываемой детали также может создавать зажимное усилие только в одном определенном направлении, а именно в вертикальном. Поэтому существует вероятность смещения закрепляемой обрабатываемой детали при приложении к ней нагрузки во время обработки, например при сварке или механической обработке. Закрепление обрабатываемой детали бывает необходимо, например, когда несколько таких деталей нужно соединить в одно целое при помощи сварки в сварочном кондукторе, при этом для обеспечения точности, требуемой обычно от таких свариваемых предметов, каждую обрабатываемую деталь необходимо точно выставить в двух направлениях. Вместо одного комплекта зажимных инструментов приходится использовать два комплекта, а именно один комплект для закрепления обрабатываемых деталей в одном направлении и второй комплект для закрепления обрабатываемых деталей во втором направлении. 2 Использование множества зажимных инструментов является трудоемкой операцией, и поэтому возрастает себестоимость продукции. Кроме того, удвоение количества зажимных инструментов приводит к высокой стоимости изготовления сварочных кондукторов. Целью настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков, свойственных известным зажимным инструментам,путем создания зажимного инструмента, относящегося к указанному в первом абзаце типу и выполненного таким образом, что он может одновременно оказывать сжимающие усилия на обрабатываемую деталь, которую необходимо закрепить на опоре, по меньшей мере, в двух направлениях. В соответствии с изобретением его новизна и уникальность заключаются в том, что стержневое устройство содержит, по меньшей мере, два коленно-рычажных соединительных узла, по меньшей мере, два из которых расположены с возможностью одновременного или почти одновременного занятия своих положений с мертвой точкой при переводе стержневого устройства, при приведении его в действие, из исходного положения в фиксирующее положение и при нахождении в положении с мертвой точкой образуют друг с другом угол. Благодаря такой конструкции зажимного инструмента упорная колодка, выполненная на зажимном стержне, может оказывать давление на обрабатываемую деталь в одном направлении, тогда как вторая упорная колодка, расположенная на этом же стержне, может одновременно оказывать давление на эту же обрабатываемую деталь в другом направлении. Таким образом, несколько обрабатываемых деталей, которые нужно, например, соединить в единое целое в сварочном кондукторе при помощи сварки, могут быть теперь надежно и точно закреплены на нем при помощи вдвое меньшего количества зажимных инструментов,чем это требуется при использовании обычных зажимных инструментов. Следовательно, облегчается задача закрепления обрабатываемых деталей и последующего извлечения готового сваренного изделия из кондуктора, сокращаются затраты на эти операции, а также значительно уменьшается стоимость изготовления кондуктора. В соответствии с изобретением, два звена каждого коленно-рычажного соединительного узла вместе образуют угол, вершина которого при нахождении стержневого устройства в исходном положении направлена в противоположном направлении от упорной колодки, а стержневое устройство дополнительно может быть выполнено с возможностью перевода его указанных двух коленно-рычажных соединительных узлов в положения с мертвой точкой путем перевода этого устройства из исходного положения в фиксирующее положение. 3 Когда коленно-рычажные соединительные узлы во время этой операции приближаются к положениям с мертвой точкой, можно путем небольшого усилия руки, приложенного к рукоятке стержневого устройства, одновременно в двух направлениях воздействовать на закрепляемую обрабатываемую деталь со значительными сжимающими усилиями. Максимальное воздействие на обрабатываемую деталь достигается при нахождении коленно-рычажных соединительных узлов в положениях с мертвой точкой, однако при этом все стержневое устройство находится в неустойчивом положении. Поэтому при нахождении стержневого устройства в фиксирующем положении каждый коленно-рычажный соединительный узел переведен за мертвую точку в положение, при котором два его звена вместе образуют угол, вершина которого направлена в сторону упорной колодки. Для поддержания приложения значительного усилия к закрепляемой обрабатываемой детали указанный угол составляет лишь немногим меньше 180, например меньше на 12. В соответствии с изобретением в наиболее подходящем и эффективном варианте его выполнения стержневое устройство может содержать первое шарнирное соединение для установки одного конца приводного стержня на оси на указанном основании с возможностью поворота, в то время как его другой конец остается свободным и служит рукояткой зажимного инструмента; качающийся стержень, который одним концом с возможностью поворота установлен на оси на указанном основании с помощью второго шарнирного соединения, расположенного ближе к указанной, по меньшей мере, одной упорной колодке, чем первое шарнирное соединение, а другим концом с возможностью поворота установлен на оси на зажимном стержне с помощью третьего шарнирного соединения; первый коленно-рычажный соединительный узел, имеющий первое звено, которое одним концом с возможностью поворота установлено на оси на зажимном стержне с помощью четвертого шарнирного соединения, расположенного дальше от указанной, по меньшей мере, одной упорной колодки, чем третье шарнирное соединение, а другим концом с возможностью поворота установлено на оси на приводном стержне с помощью пятого шарнирного соединения, и второе звено, представляющее собой часть приводного стержня, проходящую между пятым и первым шарнирными соединениями; и второй коленно-рычажный соединительный узел, имеющий первое звено, которое одним концом с возможностью поворота установлено на оси на качающемся стержне и/или на зажимном стержне с помощью шестого шарнирного соединения, а другим концом с возможностью поворота установлено на оси на 4 приводном стержне с помощью седьмого шарнирного соединения, которое при нахождении зажимного инструмента в фиксирующем положении расположено ближе к указанной, по меньшей мере, одной упорной колодке, чем первое и пятое шарнирные соединения, и второе звено, представляющее собой часть приводного стержня, проходящую между седьмым и первым шарнирными соединениями. В одном варианте выполнения первое звено второго коленно-рычажного соединительного узла может быть с возможностью поворота присоединено к зажимному стержню с помощью того же шарнирного соединения, которым оно присоединено к качающемуся стержню, в то время как во втором варианте выполнения первое звено второго коленно-рычажного соединительного узла может быть с возможностью поворота присоединено к качающемуся стержню с помощью шарнирного соединения, расположенного в другом месте на стержне. Коленно-рычажные соединительные узлы,первый и второй, могут одновременно проходить через положения с мертвой точкой при переводе стержневого устройства из исходного положения в фиксирующее положение. Таким образом, на закрепляемую обрабатываемую деталь одновременно воздействуют с помощью зажимного инструмента в двух различных направлениях нажима. Если же два коленно-рычажных соединительных узла проходят через мертвые точки не одновременно, то обрабатываемая деталь может быть закреплена в одном направлении до ее окончательного закрепления во втором направлении. Одно или оба первых звена двух коленнорычажных соединительных узлов могут быть выполнены в форме буквы "U" с основанием и двумя сторонами, так что стержневое устройство может быть выполнено компактным. Изобретение ниже пояснено более подробно с описанием вариантов его выполнения,представленных в качестве примеров, и со ссылками на чертежи, на которых фиг. 1 изображает вид сбоку предлагаемого зажимного инструмента, находящегося в исходном положении,фиг. 2 изображает зажимной инструмент,показанный на фиг. 1, в фиксирующем положении,фиг. 3 изображает вид сзади зажимного инструмента, показанного на фиг. 1 и 2, и фиг. 4 изображает вид сверху зажимного стержня зажимного инструмента. Для иллюстрации шарнирные соединения ниже называются шарнирными пальцами. В дальнейшем для описания изобретения на примере предполагается, что зажимной инструмент, в целом обозначенный номером 1 позиции, предназначен для фиксации обрабатываемой детали 2 в сварочном кондукторе 3, имею 5 щем вертикальную контактную поверхность 4 и горизонтальную контактную поверхность 5. Зажимной инструмент содержит основание 6, имеющее отвороты 7 для его установки на сварочном кондукторе, например, при помощи сварки или болтов (не показаны), а также стержневое устройство 8, присоединенное к основанию с возможностью поворота. Стержневое устройство содержит зажимной стержень 9, приводной стержень 10, имеющий рукоятку 11, качающийся стержень 12,первый коленно-рычажный соединительный узел 13, имеющий первое звено 14 и второе звено 15, и второй коленно-рычажный соединительный узел 16, имеющий первое звено 17 и второе звено 18. На конце стержня 9, противоположном приводному стержню 10, установлена зажимная колодка 19, ниже называемая нажимной колодкой 19, и зажимная колодка 20, ниже называемая упорной колодкой 20. Обе зажимных колодки в показанном примере выполнены в форме болтов, которые могут быть завинчены в зажимной стержень 9 и отрегулированы посредством резьбового соединения, не показанного на чертежах. Как показано на чертежах, стержень 10 проходит вверх от основания 6, к которому он с возможностью поворота присоединен при помощи шарнирных пальцев 21. Качающийся стержень 12 также проходит вверх от основания, к которому он с возможностью поворота присоединен при помощи шарнирных пальцев 22, расположенных ближе к зажимным колодкам 19, 20, чем шарнирные пальцы 21. Другим концом качающийся стержень с возможностью поворота присоединен к зажимному стержню при помощи шарнирного пальца 23. Первое звено 14 первого узла 13 присоединено к зажимному стержню 9 с помощью шарнирного пальца 24 дальше от зажимных колодок 19, 20, чем расположен шарнирный палец 23. Другим концом звено 14 первого коленнорычажного соединительного узла 13 с возможностью поворота присоединено к стержню 10 с помощью шарнирных пальцев 25. Та часть приводного стержня, что находится между шарнирными пальцами 25 и 21, образует второе звено 15 первого узла 13. Первое звено 17 второго узла 16 с возможностью поворота присоединено к качающемуся стержню 12 при помощи шарнирных пальцев 26 в некоторой точке, расположенной между шарнирными пальцами 22 и 23. Другим концом первое звено 17 второго коленно-рычажного соединительного узла 16 с возможностью поворота присоединено к стержню 10 с помощью шарнирных пальцев 27. Та часть приводного стержня, что находится между шарнирными пальцами 27 и 21, образует второе звено 18 второго узла 16. 6 На фиг. 1 стержневое устройство зажимного инструмента находится в исходном положении, при котором зажимные колодки 19, 20 расположены на расстоянии от обрабатываемой детали 2, которая должна быть прикреплена к вертикальной и горизонтальной контактным поверхностям 4, 5 сварочного кондуктора 3. Два звена 14 и 15 первого узла 13 вместе образуют, как показано на чертеже, угол с вершиной 25, направленной вправо на чертеже, то есть в противоположном направлении от зажимных колодок 19 и 20. Два звена 17 и 18 второго узла 16 также вместе образуют угол с вершиной 27, направленной на чертеже вправо. Путем перемещения от руки рукоятки 11 стержня 10 в направлении стрелки стержни 9,10, 12, 14 и 17, входящие в состав стержневого устройства 8, поворачиваются вокруг своих соответствующих шарнирных пальцев 21, 22, 23,24, 25, 26 и 27 из исходного положения, показанного на фиг. 1, в фиксирующее положение,показанное на фиг. 2. Во время этой операции качающийся стержень 12 поворачивается наосновании 6 вокруг своих нижних шарнирных пальцев 22,вследствие чего верхний шарнирный палец 23 стержня, расположенный на зажимном стержне 9, описывает дугу. В то же время задний конец зажимного стержня 9 поднимается из-за действия первого коленно-рычажного соединительного узла 13, которое полностью выпрямляется. Это совместное движение означает, что зажимные колодки 19 и 20 перемещаются по дуге над обрабатываемой деталью 4. При этом второй коленно-рычажный соединительный узел 16 также полностью выпрямляется. И наконец, нажимная колодка 19 толкает обрабатываемую деталь 2 в направлении вертикальной контактной поверхности 4 кондуктора 3, тогда как упорная колодка 20 прижимает обрабатываемую деталь 2 книзу к горизонтальной контактной поверхности 5 кондуктора 3. Стержневое устройство выполнено так,что в этом конечном положении два коленнорычажных соединительных узла 13 и 16 проходят несколько дальше через свои положения с мертвой точкой. Тем самым стержневое устройство зафиксировано, поскольку как только коленно-рычажные соединительные узлы прошли положения с мертвой точкой, обратное давление со стороны обрабатываемой детали не может вызвать их поворот обратно в их исходные положения. Для того, чтобы зажимные колодки 19 и 20 могли эффективно закреплять обрабатываемую деталь 2 на опоре 3, значительные сжимающие усилия, которые могут создаваться при нахождении коленно-рычажных соединительных узлов в положении с мертвой точкой, не должны быть значительно ослаблены, когда указанные узлы оказываются в этих точках, а два звена 14,15 и 17, 18 соответственно каждого из коленно 7 рычажных соединительных узлов 13, 16 вместе должны образовывать угол, вершина которого направлена в сторону зажимных колодок 19, 20. Поэтому величину этого угла выбирают между 175 и 180, предпочтительно между 177 и 180 и, главным образом, между 178 и 180. Как показано на чертежах, два коленнорычажных соединительных узла в выпрямленном положении образуют между собой угол. Таким образом, стержневое устройство способно воспринимать силы реакции в двух направлениях. Вертикальная сила реакции, действующая на упорную колодку 20, в основном, передается через первый соединительный узел 13 на шарнирные пальцы 21, расположенные на основании 6, в то время как горизонтальная сила реакции, действующая на нажимную колодку 19, в основном передается через второй соединительный узел 16 на тот же самый шарнирный палец 21, расположенный на основании 6. Как можно видеть, предлагаемый зажимной инструмент в отличие от обычных зажимных инструментов может надежно и точно закреплять обрабатываемую деталь, например, в сварочном кондукторе с помощью сил, действующих в двух различных направлениях. Тем самым количество зажимных инструментов может быть наполовину уменьшено. Таким образом, достигнуты значительные преимущества, состоящие в том, что задача упрощена и сварочные кондукторы станут дешевле. В показанном стержневом устройстве стержни расположены близко друг к другу. Для того, чтобы при этих условиях можно было придать стержням требуемую прочность и жесткость, качающийся стержень 12 и соответствующие первые звенья 14 и 17 двух коленнорычажных соединительных узлов выполнены в форме буквы "U" каждый, что обеспечивает возможность размещения и взаимного перемещения стержней стержневого устройства. На фиг. 3 показано, что приводной стержень 10 стержневого устройства выполнен в виде вилки, суженной в верхней части с созданием удобной рукоятки. Кроме того, как показано на чертеже, основание 6 имеет форму перевернутой буквы "U" с двумя крепежными отворотами 7, расходящимися каждый в свою сторону от "U". В варианте, показанном на фиг. 4, зажимной стержень 9 представляет собой изогнутый плоский стержень, имеющий две ножки 28 и 29,между которыми у конца вблизи зажимной колодки имеется зазор 30, служащий для установки зажимных колодок, в то время как на другом конце ножки расположены близко друг к другу с образованием тем самым концевой части 31,размещаемой между остальными стержнями. В концевой части имеются отверстия для шарнирных пальцев 23 и 24. 8 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Зажимной инструмент (1) для крепления обрабатываемой детали (2) к опоре (3) при помощи стержневого устройства (8), выполненного из нескольких стержней, расположенных с возможностью взаимного поворота, и содержащего приводной стержень (10), при работе предназначенный для обеспечения взаимного поворота стержней между исходным положением и фиксирующим положением, зажимной стержень (9), имеющий, по меньшей мере, одну упорную колодку (19, 20) для нажима на обрабатываемую деталь при нахождении стержневого устройства в фиксирующем положении, и основание (6) для установки указанного устройства на опоре, отличающийся тем, что стержневое устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, два коленно-рычажных соединительных узла (13, 16), по меньшей мере, два из которых расположены с возможностью одновременного или почти одновременного занятия своих положений с мертвой точкой при переводе стержневого устройства, при приведении его в действие, из исходного положения в фиксирующее положение и при нахождении в положении с мертвой точкой образуют друг с другом угол. 2. Зажимной инструмент (1) по п.1, отличающийся тем, что два звена каждого коленнорычажного соединительного узла (13, 16) образуют между собой угол, вершина которого при нахождении стержневого устройства в исходном положении направлена в противоположном направлении от указанной, по меньшей мере,одной зажимной колодки (19,20). 3. Зажимной инструмент (1) по п.1 или 2,отличающийся тем, что два звена (14, 15) и (17,18) соответственно каждого коленно-рычажного соединительного узла (13, 16) образуют между собой угол, вершина которого при нахождении стержневого устройства в фиксирующем положении направлена в сторону указанной, по меньшей мере, одной зажимной колодки (19,20). 4. Зажимной инструмент (1) по п.3, отличающийся тем, что угол, образованный двумя звеньями (14, 15) и (17, 18) соответственно каждого коленно-рычажного соединительного узла(13, 16) при нахождении стержневого устройства в фиксирующем положении, составляет от 175 до 180, предпочтительно от 177 до 180 и особенно предпочтительно от 178 до 180. 5. Зажимной инструмент (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что стержневое устройство содержит первое шарнирное соединение (21) для установки одного конца приводного стержня (10) на оси на указанном основании(6) с возможностью поворота, в то время как его другой конец остается свободным и служит рукояткой (11) зажимного инструмента (1); качающийся стержень (12), который одним кон 9 цом с возможностью поворота установлен на оси на указанном основании (6) с помощью второго шарнирного соединения (22), расположенного ближе к указанной, по меньшей мере, одной зажимной колодке (19, 20), чем первое шарнирное соединение (21), а другим концом с возможностью поворота установлен на оси на зажимном стержне (9) с помощью третьего шарнирного соединения (23); первый коленнорычажный соединительный узел (13), имеющий первое звено (14), которое одним концом с возможностью поворота установлено на оси на зажимном стержне (9) с помощью четвертого шарнирного соединения (24), расположенного дальше от указанной, по меньшей мере, одной зажимной колодки (19, 20), чем третье шарнирное соединение (23), а другим концом с возможностью поворота установлено на оси на приводном стержне (10) с помощью пятого шарнирного соединения (25), и второе звено(15), представляющее собой часть приводного стержня (10), проходящую между пятым и первым шарнирными соединениями (25, 21); и второй коленно-рычажный соединительный узел(16), имеющий первое звено (17), которое одним концом с возможностью поворота установлено на оси на качающемся стержне (12) и/или на зажимном стержне (9) с помощью шестого шарнирного соединения (26), а другим концом с возможностью поворота установлено на оси на приводном стержне (10) с помощью седьмого шарнирного соединения (27), которое при нахождении зажимного инструмента в фиксирующем положении расположено ближе к ука 10 занной, по меньшей мере, одной зажимной колодке, чем первое и пятое шарнирные соединения (21, 25), и второе звено (18), представляющее собой часть приводного стержня (10), проходящую между седьмым и первым шарнирными соединениями (27, 21). 6. Зажимной инструмент (1) по п.5, отличающийся тем, что третье и шестое шарнирные соединения (23, 26) совпадают. 7. Зажимной инструмент (1) по п.5 или 6,отличающийся тем, что шестое шарнирное соединение (26) расположено на качающемся стержне (12) между вторым и третьим шарнирными соединениями (22, 23). 8. Зажимной инструмент (1) по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что коленнорычажные соединительные узлы (13, 16), первый и второй, одновременно проходят положения с мертвой точкой при переводе стержневого устройства из исходного положения в фиксирующее положение. 9. Зажимной инструмент (1) по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что коленнорычажные соединительные узлы (13, 16), первый и второй, не одновременно проходят положения с мертвой точкой при переводе стержневого устройства из исходного положения в фиксирующее положение. 10. Зажимной инструмент (1) по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что первое звено(14, 17) коленно-рычажного соединительного узла (13, 16), соответственно первого и второго,выполнено в форме буквы U и имеет нижнюю часть и две стороны.