CN1039369A - 手持式压紧装置 - Google Patents

Abstract

为把线夹(T)压紧在电线上提供一种电池供电的手持式压紧装置(10)。在压紧周期内电马达(18)对压紧机构施加一基本恒定的扭矩，从而节省了电池能量。为压紧两种不合尺寸的线夹，装备了两个砧一模组。该两模子被设计得在一个砧模组在进行压紧线夹时，能减少外物偶然夹入砧模组另一开口中的危险。

Description

本发明涉及一种由电池供电的适于将电线夹压紧在电线上的手持式压紧装置。

目前工业中用于将电线夹压紧在电线上的手持式压紧装置一般是由要求外动力源的液压或压缩空气马达或电马达提供动力的。这些手持工具必须有一空气软管或电缆，将其和动力源联接，因而使工具使用不方便。

在Klingler的于1968年8月20日公布的美国专利3，397，567中公开了这样一种采用电马达将电线夹压紧在电线上的手持工具。Kling-ler的公开代表了一批需要和外动力源相接的采用电马达或气动马达的手持式压紧工具。在Sakai等人的于1984年10月9日公布的美国专利4，475，374中公开了另一种采用电马达的手持式压紧工具。令人特别感兴趣的是，Sakai等人公开了压紧力和凸轮升程之间的关系，在电线夹变形时，该关系基本上是线性的，而后在压紧模达到底部时，凸轮继续升高一微小量，使力达到较高的顶点，而此时装置有轻微变形。

这些对比文献中无一是涉及由电池供电的手持式工具以及伴随的电池早期更换问题。的在再充电设备有限时，在野外使用这可是一个严重的问题，本发明通过采用新颖的概念和结构来解决这一问题。在整个压扁周期内基本上保持所要求的电马达恒定的扭矩。从而消除了促使电池早期更换的峰值负荷。

本发明涉及一种电动压紧装置，诸如线夹压紧工具。该装置有一框架，一个可在框架内移动、沿滑座轨迹作往复移动的滑座和一个使滑座沿滑座轨迹的一个方向移动的传动装置。传动装置包括一个绕大体垂直于滑座轨迹的壳体轴线可转动地装于框架上的壳体总成。电马达和壳体总成连接，其输出轴跟从壳体总成伸出的动力杆联接。一螺母和动力丝杆成螺纹啮合。并被设计成在其上作往复移动。框架上装有可转动的凸轮，凸轮绕大体平行于壳体轴线的凸轮轴线作角位移。凸轮面延伸到所允许的凸轮角位移范围内的一锐角。一凸轮从动件和滑座相联，并和凸轮面保持操作啮合，设置一个使螺母和凸轮偏心联接的装置，这样，在电马达转动时，动力丝杆旋转使螺母在丝杆部分来回移动，使壳体经其轴线转动，使凸轮仅转过一锐角，从而促使滑座移动。

现在参照各附图，通过例子来叙述本发明。其中：

图1是采用本发明原理的手持式压紧工具的部分切去视图;

图2是沿图1中2-2线所取的表示线夹压紧装置的局部横剖视图;

图3、4和5是类似于图2的视图，表示线夹压紧装置在各种操作位置;

图6是一条描绘压紧力相对于滑座位移的曲线;

图7是沿图2中7-7线所取的表示模子移回机构的局部横剖视图;

图8是类似于图1表示滑座完全伸出的示图。

图9是一对模子的轴测图。

图1是表示一手持式压紧装置10的部分切去视图，它有一壳体12，一线夹压紧装置14和一操纵线夹压紧装置14的操作装置16。由电池20供电的电马达18设置在壳体12内，并被设计按下述的方式来驱动操作装置16，电池16被适当地安装在壳体12内，以便可迅速更换或再次充电。

在图1和2中可清楚看到：一对L形框架件22和23用适当的螺钉紧固件或其它手段互成镜影相对地固定于壳体12上，它被用来支承线夹压紧装置14和操作装置16。

线夹压紧装置14包括一支承块30，一个包括一对线夹压紧砧34和36的砧块32，一对模子38和40，一滑座42和一凸轮从动件44。砧块32和支承块30内的定位槽啮合，并被螺钉紧固件47固定在那里。凸轮从动件被支承直滑座42一端中的开中46内，可以转动。滑座42的相反端有一凹腔48，其尺寸定的可滑动地安装一对模子38和40，如在图2中清楚看到的。用4个螺钉紧固件52将凹腔盖板50固定在滑座42上，凹腔盖板50用于限制模子38和40分别移向和移离砧块34和36的滑移。在本例中，用一对弹性件54，即螺旋压缩弹簧来把一对模子38和40推向各自的砧块34和36。一对L形框架件22和23各包括一个用于滑动地安装在滑座42每侧形成的导轨62的槽60，从图2中可清楚看出。件22和23在壳体12内是有间隔的，所以滑座42沿其纵轴线，在图1中表示为Z，能自由进行移动，从而规定了滑座的轨迹。支承块30包括一对定位导轨64导轨的尺寸被定得能安装在两框架件22和23中的槽60内，如图2所示。从支承块30靠近定位导轨64处每端伸出一圆柱体66。这些圆柱体66和在两框架件22和23中形成的孔68相啮合，从而确保支承块30阻止相对于框架件22和23的任何移动。

如图2所示，滑座42相对于砧块32完全回移到右边，由处于滑座和砧块32各自的顶靠面70和72间的间隔S1表示。操作装置16用于将滑座42沿轴线Z推向砧块32，直到表面70和表面72顶靠。

如上所述，弹簧54用来将模子38和40向它们各自的砧块34和36方向推到闭合位置，如图2所示。从而模子38和砧块34形成了第一砧-模组，而模子40和砧块36形成了第二砧-模组。弹簧自设置在离砧块34和36最远的模子38和40一端内的盲孔中伸出来，如图2所示，并和凹腔48的端壁73相接触。模子38和40在向它们的砧块移动中，分别受到一对凸肩74和76的限制，它们顶靠在从砧块32上凸出来的模子挡块78上。这些凸肩74和76以及模子挡块78是被这样设计的，当凸肩和模子挡块顶靠时，如图2所示，模子38和40和它们各自的砧块34和36保持适当的间隙，以便将线夹压紧在电线上。应注意弹簧54也对凹腔48的壁73施加力，因此滑座42沿着离开模子38和40的方向，向操作装置16移动，并与其啮合，这在以后解释。

把模子38和40反抗弹簧54移离它们的砧块34和36的回移装置包括一个回程杆80，它以82为友点可转动地连接于框架件22和23上，并具有一销子84，从杆80上横向伸出，穿过壳体12。销84可以是一种定位销，或适于手Z压下的接头，而使杆80绕点82沿图1中箭头所示方向转动。在滑座42的底部制成一开口醋81，使杆80在其中通过，如图2所示。在盖板50口也制有相应的槽，未示出。在图2和9中可以清楚看到，两模子38和40各有表面86和88，成相互滑动接触。每一表面86和88有一开口或凹凸90和92，当模子38和40处于图2所示的闭合位置时，它们相互对着。开口90和92分别有棱94和96，它们在模子38和40的上表面上结束这些开口。见图9。这些棱94和96被杆80接触，此时把模子38和40移回到它们的开口位置，如图7所示。支点82这样设置，当杆80沿箭头A方向转动时，和棱94和96相接触的点起支点的作用，在杆80和棱94与96之间有极小的滑动，虽然，在本例中棱94和96被杆80接触，以便移回模子38和40，然而可以采用连于开口90的其它适当的凸起，包括在各开口内或靠近各开口形成的销子或脐子。

在操作中，用手压销84，使回程杆80沿箭头A的方向转向。杆80和棱96相接触，使模子40开始从其砧块36上移开。随着杆80继续按箭头A方向移动，它和棱94相接触，使模子38也开始从其砧块34上移开。这一移动一直继续到模子40的最右表面100碰到壁73为止，在该点上，模子38和40处于和它们的砧块分开的位置。注意当模子38和40处于闭合位置时，如图2所示，棱96相对于棱94向左移动了很小一点。这导至当模子38和40处于它们的分开位置时，如图3所示，模子38比模子40移回了一小点。这一差异的理由将在下面解释。包括板97的电线夹定位装置，从图1和3清楚可见，用螺钉紧固件99被固定在砧块32上。板97是被设计来用作线夹T的限位挡块的，此时，线夹被插入在模子38、40和它们相应的砧块之间的开口内。此外板97稍微有些弹性以便在线夹压扁变形时，吸收轻微的膨胀。在本例中，板97是用氨基甲酸乙酯制成的，但可用任何适当的弹性材料制成。

操作装置16包括一壳体总成110;一螺纹轴，或动力丝杆112，其轴线从壳体总成110纵向延伸;一螺母114和轴112成螺纹啮合，一凸轮118，以轴颈支承在一对L形框架件22和23中，可以转动;一对连杆116，它按下述方式连接凸轮118和螺母114。出于下述理由，壳体总成轴线130是这样配置的，使螺纹轴112的轴线113和滑座轨迹轴线Z最好构成一锐角。马达通过任何适当的方式连接于壳体总成110。凸轮118用其轨颈支承，可绕其轴线120转动，图1所示，它大致沿滑座42的纵轴线Z配置，处于从动轮44和螺纹轴112之间，因此和滑座42及其相连的凸轮从动件44的允许的移动成一直线。如上所述，弹簧54向操作装置16的方向推动滑座42，并使其和操作装置16啮合。具体的说，从动件44被推入跟凸轮118的凸轮面112作随动啮合。重要的是把摩擦降低到最低值，尤其若该工具是用小电动机作动力的。在本公开的实施例中，凸轮118采用滚子轴承，而所述的丝杆端部由壳体总成110内的球轴承支承。丝杆和螺母组合体112、114在其螺母114内有球轴承，并可以从现有的制造商那里获得。本公开实施例装有由依利诺斯州61109，罗克福德的罗克福德球面丝杆公司制造的R30型球面丝杆和螺母。

一对连杆116借助于任何适当的装置，诸如一对定位销124和螺钉紧固件125以其一端刚性地连于凸轮118上。该对连杆116中每一连杆的另一端可转动地连接于螺母114的相对两侧，在图1中以126表示，壳体总成110在壳体轴线130处可转动地连接于L形框架件22和23，壳体总成作为马达18和螺纹轴112的支承。这就允许马达18、壳体总成110、螺纹轴112和螺母114作为一个组件围绕壳体轴线130转动。下面将要叙述，这是一个重要的特性。此处，壳体轴线130和滑座轨迹大体垂直。在壳体110内的接合器可转动地将螺纹轴112和电马达18的齿轮减速部分132的输出轴接合。任何工业上公知的适当的旋转接合装置可用于这种场合。本发明的实践要求该马达较小，尤其若该工具是手持式的，因此，该马达的扭矩较低。要转动凸轮118需要较大的扭矩，因此，在该装置中，减速齿轮组件132上一重要的元件。采用马里兰州陶森的Black    &    Decker公司（美国）制造的可反转电池式占孔用的1940型3/8寸马达和减速装置已取得了好的结果，参看“Black    &    Decker动力工具和附件目录”，1987-88。1940型占孔用马达和减速齿轮组件详细公开于Black    &    Decker公司的出版物中，见Black&Decker会刊，No9863（87、1月会议）格式纸号230533-01。

按照本发明在压扁装置中一个重要的细节是凸轮转动的弧度。该弧度应保持最小的使由螺杆和螺母对凸轮118所施加的向上力总是接近在图1中垂直延伸的滑座轴线Z。在所示实施例中，这一弧度约为45度，而在任何情况下应小于90度。这一较小的弧度又又要求由杆116形成的臂转长。该臂在螺母114和凸轮118之间构成了一个偏心的接合器。

一对限位开关134和136用任何适当的方式可调地固定在支架138上，是用来接触一位置指示凸台140的，该凸台14是凸轮凹处周边高出凸轮表面122的升高部分。限位开关134被设计来由凸台140进行电起动。此时凸轮118是处于这样位置，使滑座42完全缩回，如图1和2所示。另一方面，限位开关136被设计来由凸台140进行电起动的，此时凸轮118已把滑座42推进到完全闭合位置。在该位置，滑座的表面70和砧块32的表面接触，如图5和8所示。限位开关134和136和手动触发开关142和控制器144协同工作，以控制手持式压紧装置的操作。

控制器144和触发开关142限位开关134和136，电马达18和电池20一起连接于逻辑装置中，以便控制装置10的操作。在本例中，控制器144是一套逻辑连接的继电器，

然而，它可包括整体装置或其它适当的结构，触发开关142的操作起动了控制器144，控制器按前进方向操作马达18直到从限位开关136收到一信号为止。然后马达被制动到停止并随后被反向操作，直到从限位开关134收到一个信号为止。一当触发开关142被操作，如上所述，马达18的正转和逆转循环将不依赖开关142是否断开而进行，然而新的循环直到开关142断开然后再次工作才开始。

限位开关134和136的实际位置并不是严格的，因为凸轮118在其表面112上包括一同心部分，在一些点上，滑座42完全推进，如图8所示，而在一些点上，滑座42完全回程，如图1所示，这一同心部分形成了一旋转许差，其中每一限位开关134和136可被调正。

在操作中，一组要端接的电线被适当剥离并插入一适当尺寸的线夹T内。然后按箭头A方向用手转动杆80，见图1，直到模子38和40回程到分开位置，如图3所示。注意模子40的后表面100靠在凹腔48的壁73上。线夹T和相联的电线然后播入砧一模组34、38的开口直到线夹接触线夹定位块97。然后松开杆80，允许模子38接触线夹T，且模子40前进到其闭合位置，如图4所示。然后压下触发开关142，起动操纵电马达18的控制器144。随着丝杆112转动，带螺纹的螺母114在轴112上向马达18移动，从而使凸轮118按图1所示位置转到图8所示的位置，使马达18、壳体110、轴112和螺母114作为一个组件绕支点130转动，随着连杆116的支点顺大约45的弧度B摆动，起先朝一个方向转动，而后朝另一方向转动。这样实现了马达18对凸轮118的旋转动力的有效传递，而无须昂贵的齿轮接合器或其它类似的复什结构。凸轮118的转动使从动件44和滑座42从图4所示的位置前移到图5所示的位置。从而压扁了电线组上的线夹T。此时限位开关136起动，从而向控制器144发出信号，使马达反向，现轮118回位，滑座返回到图1所示的位置。

在壳体12内制成一手把160，它处在由丝杆112的轴线113和滑座轨迹轴线Z所构成的锐角内，如图1和8所示。正如被熟知本技术的人将要理解的，由该两轴线形成的锐角允许在限定的方位内，诸如在房间角落内使用所述工具。手把160处于轴线113和滑座轨迹轴线Z之间，在使用工具握住它时，起到了良好的平衡作用。最好压紧装置10的重心162处于手把160的把手部分164的正下面，并大约垂直对准，如图1所示。

本发明的一个重要优点是在完全压紧周期内对马达18规定了一个恒定的扭矩，从而省得了电池能量。图6表示一曲线150，它描绘了把线夹压紧在电线上所需的力。注意在滑座42处于完全回和或分开位置时，如图4所示，在曲线150的相应位置上，不存在力。当滑座42前移直到壁73接触模子38的表面152时，即曲线150的B点，一压紧力开始出现。随着滑座42继续前移到图5所示的位置，模子38上的压紧力按曲线150描绘那样显著增加。然而，凸轮面122的几何形状，协同从动件44、连杆116和丝杆112是经过选择的，在保持丝杆112的基本恒定力矩要求的同时，在模子38上产生所需要的力。

本发明另外的重要改进是模子38和40能独立移动，因此当被杆80拨回时，大的线夹不能插入砧一模组34，38的开口处，该开口是用来压扁小的线夹的。此外，当线夹被插入一个砧一模组内且松开杆80时，另一砧一模组的模子被弹簧54闭合，从而防止了外物不注意夹入所述开口。

Claims (17)

1、一种电动压紧装置(10)，诸如一线夹压紧工具，所述装置具有一个框架(22，23)，一个可滑动地包含在所述框架(22，23)内沿滑座轨迹(2)作往复移动的滑座(42)，以及用于使所述滑座(42)沿滑座轨迹(2)的一个方向移动的操作装置16，所述操作装置(16)的特征为：

(a)一壳体总成(110)大体与滑座轨迹(2)垂直的壳体轴线(130)可转动地安装在上述框架(22，23)上；

(b)连接在壳体总成(110)的电马达(18)有一动力输出轴；

(c)一丝杆(112)和所述动力输出轴接合，并自壳体总成(110)伸出；

(d)一螺母(114)和丝杆(112)成螺纹啮合，并被设计成在丝杆(112)上某部分来回移动；

(e)一凸轮(118)可转动地安装在框架(22，23)上，围绕大体平行于壳体轴线(130)的凸轮轴线(120)作角位移，凸轮(118)的凸轮面(122)在所述角位移的锐角范围内延伸；

(f)和滑座(42)相联的凸轮从动件(44)跟上述凸轮面(122)保持操作啮合；

(g)装置(116，126)使螺母(114)和凸轮(118)成偏心接合，因此当电马达(18)运转时，丝杆(112)旋转，使螺母(114)在丝杆(112)的所述部分上来回移动，使壳体(110)绕壳体轴线(130)转动，使凸轮(118)仅转过上述锐角，以此实现凸轮(118)运动。

2、按权利要求1所述的装置，其特征在于用于使螺母（114）和凸轮（118）偏心接合装置（116，126）是一个连杆（116），其一端刚性地连于凸轮（118），而另一端可转动地连于螺母（114）。

3、按权利要求2所述的装置，其特征在于所述滑座轨迹（2）的纵轴线大体和凸轮轴线（120）横交。

4、按权利要求3所述的装置，其特征在于所述壳体轴线（130）和滑座轨迹（2）的纵轴线保有横向间距。

5、按权利要求4所述的装置，其特征在于凸轮（118）处于凸轮从动件（44）和丝杆（112）之间。

6、按权利要求5所述的装置，其特征在于丝杆的纵轴线（113）和滑座轨道（2）轴线成一锐角。

7、按权利要求6所述的装置，其特征在于在操作时用于握住所述装置的手把（160），设置在丝杆（112）轴线（113）和滑座轨道（2）之间所形成的锐角内。

8、按权利要求1所述的装置，包括用于压紧线夹（T）的线夹压紧装置，其特征在于：

（a）第一和第二砧块（34，36）连接于框架（22，23）上;

（b）第一和第二模子（38，40）分别配置在第一和第二砧块（34，36）中相应一个的对面，可在滑座（42）内滑动，并包含一个用于将模子（38，40），独立于另一模子朝各自的砧块（34，36）推到闭合位置的弹性装置（54），还包含一个用于将第一和第二模子（38，40）中的每一个从砧块（34，36）上移离到开启位置的回程装置（80，82，84）。

9、按权利要求8所述的装置，其特征在于第一和第二模子（38，40）分别包括相互邻接的第一和第二凸起（94，96），所述回程装置（80，82，84）包括一手动操作杆（80），它可活动地连于框架（22，23）上并被设计成和凸起（94，96）接触从而使第一和第二模子（38，40），在于操纵所述杆（80）时移动到开启位置。

10、按权利要求9所述的装置，其特征在于第一和第二模子（38，40）各有一表面（86，88）成相互滑动接触，每一所述表面有一相对的开口（90，92），第一凸起（94）和第一模子（38）的开口（90）相接，第二凸起（96）和第二模子（40）的开口（92）相接。

11、按权利要求10所述的装置，其特征在于上述开口（90，92）中棱（94，96）是与该开口相接的凸起，并被设计成使手操纵杆（80）和棱（94，96）接触，并大致绕它们转动，同时使模子（38，40）移动到开启位置。

12、按权利要求11所述的装置，其特征在于第一砧块（34）和模子（38）构成第一砧一模组，其尺寸适于压紧一种尺寸的线夹（T），第二砧块（36）和模子（40）构成第二砧一模组，其尺寸适于压紧一种大尺寸的线夹（T）。

13、按权利要求12所述的装置，其特征在当手操纵时，杆（80）先于和第一模子（38）的棱（94）接触而和第二模子（40）的棱（96）相接触，这样第二模子（40）从第二砧块（36）上移离的位移比第二模子（38）从第一砧块（34）上移离的位移大。

14、按权利要求13所述的装置，其特征在线夹定位装置（97）在压紧之前用于将线夹（T）定位于模子（38，40）和砧块（34，36）之间。

15、一种用于将线夹压紧在电线上的手持式装置其特征在于：

a.具有线夹压紧装置（14）;

b.具有用于操作线夹压紧装置（14）的操作装置;

c.具有一个由电池（20）供电的电马达（18），该马达（18）被设计来驱动用于把线夹（T）压紧在电线上的操作装置（16）;

其中操作装置（16）被设计来在把线夹（T）压紧到电线上时使电马达（18）产生一个基本恒定的扭矩，从而使电池（20）的消耗减至最小。

16、按权利要求15所述的压紧装置，其中线夹压紧装置（14）的特征在于：

a.有一框架（22，23）;

b.有一连于框架（22，23）上的砧块（32）;

c.有一能在所述框架（22，23）内滑动、沿滑座轨道（2）往复移动的滑座（42）;

d.有一能在框架（22，23）内滑动以便移向或移离砧块（32）的模子（38，40），滑座（42）有一与其相连的凸轮从动件（44），其中所述操作装置（16）包括一凸轮（118），以其轴颈可转动地支承在框架（22，23）内，和凸轮从动件（44）啮合，因此当凸轮（118）转动时滑座（42）沿滑座轨道（Z）作移动，而模子（38，40）向砧块（32）移动。

17、按权利要求16所述的压紧装置，其特征在于操作装置（16）还包括：

a.一根和马达（18）接合并绕其纵轴线（113）被旋转驱动的丝杆（112）;

b.一个和丝杆（118）成螺纹啮合的螺母（114）;

c.一根和凸轮（118）及螺母（114）接合的连杆（116），因此，当丝杆（112）被马达（18）转动时，螺母（114）便在丝杆（112）上沿其纵轴线（113）来回移动，从而使连杆（116）转动凸轮（118）;

其中连杆（116）可转动地连于螺母（114），丝杆（112）被设计成围绕纵轴线（113）上的某点（130）转动。

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