專利名稱：雙側(cè)作用同步液壓夾具的制作方法
雙側(cè)作用同步液壓夾具繼續(xù)申請本申請要求了于2009年10月20日代表Jowph Wilcox提交的，題為“雙側(cè)液壓夾具同步機(jī)構(gòu)”的美國臨時(shí)專利申請61/253，139的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時(shí)專利申請通過引用并入本申請中。
背景技術(shù)：
所公開的實(shí)施例的領(lǐng)域所公開的實(shí)施例通常涉及液壓夾具，并且特別涉及用于材料測試的液壓夾具，其中所述夾具具有夾緊部件，通過將所述夾緊部件連接到普通聯(lián)桿而使其同步。所公開的實(shí)施例的背景目前有幾家公司在生產(chǎn)各種類型的同步動力夾具。利用一對這種夾具的系統(tǒng)將夾緊試樣并且向該試樣施加壓力，目的是測試該試樣的壓力/張力特性。著名的夾具制造商是Zwic和Demgen，這兩家公司均為德國公司。這些公司提供的夾具是機(jī)械地同步的或液壓同步的。所述機(jī)械地同步產(chǎn)品利用已知的齒條和齒輪系統(tǒng)用于使所述夾具同步。使用齒條和齒輪結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)通常具有涉及同步機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和耐用性性能限制。在存在污染的情況下，該齒條和齒輪的接觸面性能易于受到削弱。對于齒條和齒輪系統(tǒng)中的所述同步部件的生產(chǎn)、裝配和調(diào)試通常非常復(fù)雜。這使得對所述夾具的維修和可用性非常困難，并且通常需要將所述夾具從操作中脫離并將其送回制造商進(jìn)行維修。使用剛性地連接的機(jī)械同步機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)，其未提供過載保護(hù)。這種系統(tǒng)局限于測試條件，該測試條件未產(chǎn)生朝向所述夾緊工具的一半偏置的夾緊負(fù)荷，例如當(dāng)試圖夾緊彎曲試樣時(shí)。當(dāng)無過載保護(hù)時(shí)，不平均的夾緊負(fù)載傳遞到同步機(jī)構(gòu)可造成性能削弱和部件失效。相反，液壓同步系統(tǒng)通常沒有在中心夾緊提供準(zhǔn)確的和可重復(fù)的精確度需要。液壓系統(tǒng)的另一個特征是必須經(jīng)常地通過耗時(shí)步驟同步化所述系統(tǒng)。考慮到已知夾緊機(jī)構(gòu)的所述缺點(diǎn)，所公開的實(shí)施例的目的是提供一種用于材料測試的同步雙側(cè)作用試樣夾具的設(shè)計(jì)。所公開的實(shí)施例應(yīng)在中心夾緊提供精確可重復(fù)，和在充滿污染的環(huán)境中可持續(xù)運(yùn)行的能力，且公開的實(shí)施例需要最少的維修且適用性強(qiáng)，且應(yīng)該是能夠經(jīng)受與大容量材料試驗(yàn)相關(guān)的負(fù)載的總體穩(wěn)健的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到所述目的，提供一種同步夾緊機(jī)構(gòu)，其包括連接的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。所述連接機(jī)構(gòu)每個都包括由樞軸連接器連接的滑動夾具和中間聯(lián)桿。耦桿設(shè)置在固定樞軸上且所述耦桿使所述兩個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連接并同步。如果所述滑塊夾具中的一個遭遇偏心的試樣， 那么過載保護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)所述聯(lián)桿免受破壞。


本發(fā)明的某些實(shí)施例將通過使用附圖來描述，這些附圖不應(yīng)視為一種限制，且其中圖1示出了根據(jù)公開的實(shí)施例的連接的滑塊聯(lián)桿機(jī)構(gòu)的側(cè)面立體圖。圖2示出了圖1所示的聯(lián)動裝置的剖視圖，其展示了包含在所述聯(lián)動裝置內(nèi)的過載保護(hù)結(jié)構(gòu)。圖3示出了機(jī)構(gòu)裝配的部件分解圖，其包括在圖1所示的聯(lián)動裝置與相關(guān)部件并且設(shè)置在殼體內(nèi)。圖4示出了圖3所示的機(jī)構(gòu)裝配的后視立體圖。圖5示出了圖3所示的機(jī)構(gòu)裝配的前視立體圖。圖6示出了圖3所示的機(jī)構(gòu)裝配的剖視圖。圖7示出了圖1所示的聯(lián)動裝置的剖視圖，且其還包括套筒，在操作過程中，所述聯(lián)動裝置的部件可通過該套管滑動。
具體實(shí)施例方式回到圖1和圖2，其根據(jù)本公開的實(shí)施例示出了同步夾緊機(jī)構(gòu)10。該夾緊機(jī)構(gòu)包括基于四連桿機(jī)構(gòu)的第一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)12和第二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)14。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)12、14包括各自的第一和第二圓柱形滑動夾具16、18。所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)12、14還包括第一和第二中間聯(lián)桿20、22，第一和第二中間聯(lián)桿20、22通過各自的第一和第二樞軸連接器對、26與滑動夾具16、18相連接。所示出的樞軸連接器MJ6是圓桿并起到大型銷的作用，樞軸連接器24J6與在所述中間聯(lián)桿中的套管25、27相配合。具有耦桿30，其能夠繞固定樞軸32轉(zhuǎn)動，且其被樞軸地連接到兩個中間聯(lián)桿20、 22。從這種結(jié)構(gòu)，滑動夾具16、18的直移運(yùn)動是結(jié)合和同步的。每個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，例如機(jī)構(gòu)12，通過將固定軸32視為基本軸，可在概念上上被視為獨(dú)立的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。通過從基本軸32的連接點(diǎn)到例如在基本軸32和中間聯(lián)桿20 之間的樞軸軸連接畫直線，耦桿30能被視為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的第一聯(lián)桿。通過在中間聯(lián)桿 20的表面上的兩個樞軸軸聯(lián)接之間畫直線，中間聯(lián)桿20能被視為在所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的從聯(lián)桿?；瑒訆A具16限定為沿著一個軸滑動，其為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)提供所述滑動部件。根據(jù)所公開的實(shí)施例的方面，中間聯(lián)桿20、22樞軸地連接到耦桿30，從而與固定聯(lián)桿32是等間距的。滑動夾具16、18適合于在共同的夾緊軸觀上，在夾緊方向和釋放方向上滑動。此外，用于耦桿30的旋轉(zhuǎn)軸36垂直并平分夾緊軸觀。這具有了不同的結(jié)果。例如，滑動夾具16、18朝向和遠(yuǎn)離耦桿30的旋轉(zhuǎn)軸36平移相同的量。此外，固定樞軸32與滑動夾具16、18在同一水平線上，并且如上所述，其居中在樞軸連接器MJ6之間。這種結(jié)構(gòu)使得在系統(tǒng)中的力和扭矩的轉(zhuǎn)換效率最大化。關(guān)于耦桿30和中間聯(lián)桿20、22的形狀，耦桿30包括圖示為圓形的外部輪廓38。 中間聯(lián)桿20、22包括各自的第一和第二內(nèi)部輪廓40、42，第一和第二內(nèi)部輪廓40、42面向并與耦桿外部輪廓38的部分鏡像對稱。同樣的，當(dāng)滑動夾具16、18已經(jīng)在夾緊方向上推進(jìn)時(shí)，其各自的中間聯(lián)桿20、22的內(nèi)部輪廓40、42與耦桿30的外部輪廓38以最小間隙配合， 從而避免粘合?；瑒訆A具16、18各自包括第一和第二滑動的活塞桿44、46。活塞桿44、46包括在其各自的在第一夾第二和緊端5254上的第一和第二表面48、50，用于安裝可移動的/可互換的顎板面和用于夾緊用于材料測試的試樣，例如但不限于拉力試驗(yàn)。例如，不同的顎板面可用于安裝圓型、扁平型、電纜型等各種試樣尺寸和形狀。在示例中，沒有公開所述移動的顎板面。相反，在所公開的實(shí)施例中，中心凹槽例如凹槽51連同定位銷例如定位銷53 —起設(shè)置在活塞桿中。這種結(jié)構(gòu)可接收并將適當(dāng)?shù)念€后側(cè)居中。此外，所述顎可與滑動活塞桿夾緊端5254 —體形成。如圖2所示，滑動夾具16、18包括第一和第二活塞56、58，第一和第二活塞56、58 固定地定位在各自的第一和第二軸向外端60、62上?；钊?6、58促使各自的活塞桿44、46 在夾緊和釋放方向推進(jìn)。如圖2所示，活塞桿44、46各自包括第一和第二聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)64、66。這些結(jié)構(gòu)64、66的目的是使活塞桿44、46的運(yùn)動從各自的樞軸軸連接器M、26中分離。例如當(dāng)將偏心的試樣端設(shè)置抵靠第二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)14而阻止活塞桿46的平移運(yùn)動時(shí)，這種分離將會發(fā)生。這時(shí)候，耦桿30阻止在中間聯(lián)桿20、22以及樞軸軸連接器M、26中進(jìn)一步的運(yùn)動。所述的分離使得在第一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)12中的活塞桿44能夠推進(jìn)，從而牢固地夾緊偏心的試樣端。這種結(jié)構(gòu)最小化了傳遞到耦桿30、中間聯(lián)桿20、22及樞軸軸連接器M、26 的壓力。更具體地說，聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)64、66包括在各自的活塞桿44、46中的第一和第二盲孔68、70。盲孔68、70在各自的活塞桿44、46的夾緊端52、討處終止。此外，第一和第二滑動聯(lián)桿72、74設(shè)置在各自的活塞桿44、46的盲孔68、70內(nèi)。另外，滑動聯(lián)桿72、74 具有基本上與各自的盲孔68、70的內(nèi)徑相等的外徑。聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)64、66同樣包括在滑動聯(lián)桿72、74與各自的活塞56、58之間的第一和第二偏置結(jié)構(gòu)76、78。偏置結(jié)構(gòu)76、78，所示為彈簧，將滑動聯(lián)桿72、74偏置抵靠各自的活塞桿44、46的夾緊端52、54。如圖2所示，這在滑動聯(lián)桿72、74與各自的活塞 56、58之間提供第一和第二間隔77、79。第一和第二活塞桿插槽80、82設(shè)置在各自的活塞桿44、46中，第一和第二活塞桿插槽80、82平行于夾緊軸28延伸。通過這些插槽80、82，樞軸軸連接器MJ6與各自的滑動聯(lián)桿72、74相連接?；钊麠U插槽80、82的尺寸大于樞軸軸連接器MJ6與在滑動聯(lián)桿 72、74與活塞56、58之間的各自的間隔77、79的尺寸之和。上述結(jié)構(gòu)將活塞桿44、46的運(yùn)動從各自的樞軸軸連接器MJ6分離，從而機(jī)構(gòu)10 可夾緊偏心的試樣。然而，所述分離程度使得能夠基于間隔77、79的尺寸有效地夾緊偏心試樣。當(dāng)偏心的試樣抵靠第二活塞桿46時(shí)，一旦在第一活塞桿44中的活塞56已經(jīng)壓緊彈簧76且與滑動聯(lián)桿72連接，那么活塞桿44便不能進(jìn)一步在所述夾緊方向上推進(jìn)。相應(yīng)地， 將間隔77、79設(shè)計(jì)為在偏心的試樣中允許的最大彎曲度，其將合理地提供可靠的材料測試結(jié)果。如圖2所示，滑動聯(lián)桿72、74也包括用于接收各自的樞軸連接器對、26的第一和第二連接器開口 84、86。第一和第二銷73、75螺紋地進(jìn)入樞軸連接器24 J6通過在活塞桿 44,46的夾緊端5254處的間隙開口并通過各自的滑動聯(lián)桿72、74的夾緊端側(cè)。如示例所示，銷73、75的頭部在各自的滑動聯(lián)桿72、74的夾緊端側(cè)處到底。這種結(jié)構(gòu)確保了樞軸連接器24J6僅在各自的中間聯(lián)桿20、22中的套管25、27中樞轉(zhuǎn)。
活塞56、58包括各自的第一和第二活塞凸起部88、90。活塞凸起部88、90具有直徑并帶有螺紋，其能夠固定地連接到各自的同樣帶有螺紋的活塞桿44、46。相應(yīng)的，活塞凸起部88、90在各自的活塞桿44、46的盲孔68、70處使活塞56、58居中并固定活塞56、58。除了上述結(jié)構(gòu)，該聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)64、66包括在各自的滑動聯(lián)桿72、74中的第一和第二盲孔92、94。而且還在各自的活塞凸起部88、90中具有第一和第二盲孔96、 98。彈簧76、78安裝在滑動聯(lián)桿72、74中的盲孔92、94和在各自活塞凸起部88、90中的盲孔96、98之間。同樣的，在操作過程中，彈簧76、78保持固定在適當(dāng)位置和方向。回到圖3-7，其公開了機(jī)構(gòu)10的另外的部件。首先回到圖3和圖4，機(jī)構(gòu)10具有用于驅(qū)動活塞56、58的液壓系統(tǒng)分路閥箱100。分路閥箱100包括第一和第二高壓孔102、 104，第一和第二高壓孔102、104設(shè)置在分路閥箱100的相對兩側(cè)。通過剛性管連接器，例如第一和第二連接器101、103，分路閥箱100傳送高壓流體到各自的活塞56、58的高壓側(cè)。 通過這種高壓液壓，活塞56、58在夾緊方向上被驅(qū)動。分路閥箱100包括第一和第二低壓孔106、108，第一和第二低壓孔106、108設(shè)置鄰近各自的高壓孔102、104。通過軟管連接器，例如第一和第二連接器105、107，分路閥箱100 傳送低壓流體到各自的活塞56、58的低壓側(cè)。通過這種低壓液壓，活塞56、58在釋放方向上被驅(qū)動。應(yīng)當(dāng)理解的是高壓孔102、104在夾緊方向上對活塞56、58施加比低壓孔106、108 明顯更高的壓力。例如，經(jīng)過壓力/張力分析，所產(chǎn)生的夾緊力可為在試樣上的張力的1. 5 倍。這種張力可以是600牛頓或更大。機(jī)構(gòu)10包括機(jī)構(gòu)外殼110，該機(jī)構(gòu)外殼110設(shè)計(jì)為容納且支撐上述公開的部件。 如在圖3-5中所示，外殼110包括中心外殼112，其具有第一和第二表面114、116，在所述表面上有用于接收試樣的連續(xù)開口 118。當(dāng)將一對機(jī)構(gòu)被定位用于接收試樣的相對兩端時(shí)，在材料測試環(huán)境中通常會發(fā)現(xiàn)，每個機(jī)構(gòu)10被定向，從而第一表面114限定正面。通過正面114，試樣能被插入，從而所述試樣通過第二表面116延伸遠(yuǎn)離機(jī)構(gòu)10。相應(yīng)的，基于所述機(jī)構(gòu)的安裝方向，第二表面便為其底面或預(yù)面。盡管在此未詳細(xì)公開，通過與在中央外殼112中的第二表面116相對的表面上的合適的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝。此外，在正面114中的開口 118包括平行于第二表面116延伸的插槽119，其大約是開口 118的內(nèi)周長。盡管在此未全部詳細(xì)公開，插槽119用于安裝襯板以允許夾具16、18用于不同類型的本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的測試中。中心外殼112的第三表面120限定為機(jī)構(gòu)10的后面，且此面120支撐液壓系統(tǒng)分路閥箱100。如圖3和6所示，后面120同樣包括聯(lián)桿外殼122，其中，耦桿30、中間聯(lián)桿20 和22連同樞軸連接器MJ6和套管25、27的端部被設(shè)置成貫穿機(jī)構(gòu)10的使用期限。此外， 聯(lián)桿外殼122具有用于容納固定樞軸32的中央開口 124。聯(lián)桿外殼122包括第一和第二插槽126、128。聯(lián)桿外殼插槽126、1 與各自的活塞桿插槽80、82對齊，即鄰近或平行于活塞桿插槽80、82，使得樞軸連接器MJ6能夠與各自的滑動聯(lián)桿84、86相連接。此外，當(dāng)夾緊和釋放試樣時(shí)，聯(lián)桿外殼插槽126、128的長度長于各自的活塞桿44、46移動的距離。這個結(jié)構(gòu)使得樞軸連接器MJ6能夠在夾緊和釋放方向上平移，而不會在各自的聯(lián)桿外殼插槽126、128的相對端到底。
此外，聯(lián)桿外殼插槽126、128的尺寸適于圍繞各自的樞軸連接器MJ6設(shè)置的套管25、27而制作。允許套管25、27延伸進(jìn)入聯(lián)桿外殼插槽1沈、1觀而提供平移引導(dǎo)而不會到各自的樞軸連接器M和26。這樣在各自的樞軸連接器M、26的連接處提供平移引導(dǎo)至中間聯(lián)桿20、22。這樣確保了中間聯(lián)桿20、22在平行于滑動夾具16、18的平移軸觀的軸線上移動。中心外殼112也包括背板130，該背板130用于包圍耦桿30和在聯(lián)桿外殼122內(nèi)的中間聯(lián)桿20、22。相應(yīng)的，背板130通常具有大于由聯(lián)桿外殼122所限定的面積的平面面積。背板130包括對固定樞軸32起到次級支撐作用的中央開口 132。同樣固定樞軸 32被支撐在兩端上以將樞軸軸36固定在合適的位置。背板130同樣包括第一和第二背板插槽131、133。背板插槽131、133具有與聯(lián)桿外殼插槽126、1觀相同的尺寸、形狀和方向。背板插槽131、133接收樞軸連接器M、26與套管25、27的端部，所述端部根據(jù)其延伸通過中間聯(lián)桿20、22的尺寸而制作。由于聯(lián)桿外殼插槽126、128與背板插槽131、133結(jié)合，故樞軸連接器MJ6被支撐在這兩個位置上。這種雙重支撐確保樞軸連接器24 J6及隨其的中間聯(lián)桿20、22平移的準(zhǔn)確性。此外，當(dāng)背板130被緊固(例如通過螺絲)到中心外殼112時(shí)，定位銷例如定位銷 129被提供用于將背板130抵靠聯(lián)桿外殼122對齊。在安裝背板130和操作過程中，所述銷確保聯(lián)桿外殼插槽126、1觀和各自的背板插槽131、133適當(dāng)?shù)貙R。在閱讀了上述公開內(nèi)容后可以理解，不同形式的同步移動貫穿所述系統(tǒng)的運(yùn)行周期。這種移動包括(1)沿著夾緊軸觀活塞桿44、46的平移；( 在平行于夾緊軸觀的方向上中間聯(lián)桿20、22的平移；(3)每個中間聯(lián)桿20、22圍繞與各自的樞軸連接器M、26的連接點(diǎn)樞轉(zhuǎn)；(4)每個中間聯(lián)桿20、22圍繞與耦桿30的連接點(diǎn)樞轉(zhuǎn)；以及( 耦桿30圍繞固定樞軸32樞轉(zhuǎn)。在這些部件之間的上述移動可產(chǎn)生運(yùn)行負(fù)荷，該運(yùn)行負(fù)荷將引起樞軸連接器M、 26的彈性撓曲。由于在中間聯(lián)桿20和22、樞軸連接器MJ6及耦桿30、聯(lián)桿外殼122及背板130之間的面對面滑動或旋轉(zhuǎn)，這種撓曲還可能造成部件損壞。為了避免這種類型的可能的部件損壞，提供了第一和第二耐磨護(hù)板134、146。耐磨護(hù)板134、136定位在聯(lián)桿外殼122內(nèi)，從而第一耐磨護(hù)板134定位抵靠聯(lián)桿外殼122的背板。另一方面，第二耐磨護(hù)板136定位為抵靠背板130的內(nèi)側(cè)。如圖3所示，耐磨護(hù)板134、136各自包括第一和第二組切口 138、140。這些切口組 138和140使得固定樞軸32能夠通過其而穿出。切口組138、148同樣使得樞軸連接器對、 26能夠通過其穿出而且能夠在夾緊和釋放方向上平移。此外，其他優(yōu)點(diǎn)是，耐磨護(hù)板134、136是場地耐用性。即，耐磨護(hù)板134、136無論何時(shí)均可通過移開背板130和中間聯(lián)桿20、22而被替換。耦桿30包括第一和第二凸起部142、144，第一和第二凸起部142、144延伸入聯(lián)桿外殼122和背板130的各自的中央開口 124、132。凸起部142、144與各自的第一和第二滾動軸承146、148相配合。第一和第二端帽147和149密封滾動軸承146、148在合適的位置且保護(hù)滾動軸承146、148不受這些部件影響。關(guān)于外殼110的結(jié)構(gòu)，中心外殼112包括第一和第二相對側(cè)面150、152。側(cè)面150、152每個都包括用于接收各自的第一和第二固定套筒154、156的開口。圖7示出了套筒 154、156與滑動夾具16和18、中間聯(lián)桿20和22、樞軸連接器M和沈和耦桿30之間的關(guān)系。套筒154、156接收各自的活塞桿44、46，活塞桿44、46能夠在夾緊和釋放方向上在套筒154、156中滑動。如所理解的那樣，將套筒154、156定位在中心外殼112中限定用于滑動夾具16和18的共同夾緊軸28。套筒154、156包括活塞側(cè)端或側(cè)肩153、155，活塞側(cè)端或側(cè)肩153、155限定各自的活塞56、56的最大夾緊行程。即，盡管液壓系統(tǒng)分路閥箱100可在活塞夾緊行程上提供運(yùn)行限制，但是套管肩153、155對這種行程提供物理限制。套筒154、156包括第一和第二套筒插槽160、162。套筒插槽160、162與聯(lián)桿外殼插槽1沈、1 對齊，從而樞軸連接器MJ6可傳遞到各自的活塞桿44、46且在夾緊和釋放方向上平移。套筒插槽154、156略大于由各自的樞軸連接器M、26的徑向外部所追蹤的間隙。這種定型為各自的樞軸連接器對、26在釋放和夾緊方向上的平移運(yùn)動提供間隙。然而， 套筒插槽154、156不像各自的聯(lián)桿外殼插槽126、1觀那么大。如圖所示，這是因?yàn)樘淄膊宀?54、156不是設(shè)計(jì)用于接收各自的套管25、27。如圖3-6所示，外殼110包括第一和第二活塞外殼164、166。活塞外殼164、166覆蓋在中心外殼112的側(cè)面150和152中的所述開口?；钊?6、58定位在外殼110中，從而當(dāng)其在夾緊和釋放方向平移時(shí)，使得活塞56、58保持在各自的活塞外殼164、166中?；钊鈿?64、166包括各自的第一和第二高壓孔168、170。高壓孔168、170定位在活塞外殼164和166的高壓側(cè)，例如在各自的活塞56、58的軸向外部末端上。在這種結(jié)構(gòu)中，高壓孔168、170連接到高壓管101、103，將高壓流體從液壓系統(tǒng)分路閥箱100傳送到各自的活塞56、58。這些連接能夠使活塞56、58在夾緊方向平移?；钊鈿?64、166也包括各自的第一和第二低壓孔172、174。低壓孔172、174定位在活塞外殼164和166的低壓側(cè)上，例如在各自的活塞56、58的軸向內(nèi)部末端上。在這種結(jié)構(gòu)中，低壓孔172、174連接到低壓管105、107的，將低壓流體從液壓系統(tǒng)分路閥箱100 傳送到各自的活塞56、58。這種連接能夠使活塞56和58在釋放方向上平移。活塞外殼164、166也包括各自的第一和第二背壁176、178?；钊鈿?64、166的背壁176、178限定各自的活塞56、58在釋放方向上的最大行程。即，盡管液壓系統(tǒng)分路閥箱100可提供在非夾緊方向上活塞行程上的運(yùn)行限制，各自的背壁175、178對這種行程仍提供物理限制。第一和第二組螺栓177、179提供在兩個活塞外殼164、166的外部。在夾緊運(yùn)行過程中，這組螺栓177、179需要將活塞外殼164、166保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，在夾緊操作過程中來自各自的活塞56和58的前述高運(yùn)行壓力下抵靠中心外殼112。除了機(jī)構(gòu)10的上述公開的的結(jié)構(gòu)方面外，在外殼110中的聯(lián)桿外殼122具有內(nèi)邊緣180，其具有內(nèi)邊緣輪廓。在圖3中所示的內(nèi)邊緣輪廓大體上是矩形。另一方面，中間聯(lián)桿20、22包括各自的第一和第二外邊緣182、184，其面對聯(lián)桿外殼的內(nèi)邊緣180的一部分。 各自的中間聯(lián)桿20、22的外邊緣182、184與其面對的聯(lián)桿外殼122的內(nèi)邊緣180的該部分的輪廓成鏡像。這種設(shè)計(jì)使得在整個操作中，聯(lián)桿外殼122的內(nèi)邊緣180和各自的中間聯(lián)桿20、22的外邊緣182、184之間存在間隙。如所理解到的，這種結(jié)構(gòu)避免粘合。
所示的耦桿30具有第一和第二圓盤181、183通過例如定位銷連接，且第一和第二圓盤181、183將與兩個中間聯(lián)桿20和22的連接夾在中間。此外，定位銷組185提供用于便于耦桿30和中間聯(lián)桿20、22之間的連接。然而，雙重圓盤設(shè)計(jì)僅僅是用于將耦桿30與中間聯(lián)桿20、22連接的一種可能的設(shè)計(jì)。同樣提供了各種密封以避免所述液壓流體的不必要的泄漏。例如第一和第二活塞密封圈，例如密封圈186將高壓流體從在各自的活塞56和58上方的低壓流體密封。第一和第二偏置結(jié)構(gòu)密封圈，例如密封圈190提供在活塞凸起部88、90上，用于將低壓流體從各自的偏置結(jié)構(gòu)76、78密封。套筒156、158包括第一和第二夾緊側(cè)密封圈，例如密封圈194， 用于當(dāng)釋放試樣時(shí)，避免污染物在套筒156、158和各自的活塞桿44、46之間經(jīng)過。第一和第二低壓側(cè)套筒內(nèi)徑密封圈，例如密封圈198，以及第一和第二低壓側(cè)套筒外徑密封圈，例如密封圈202，被提供以避免低壓流體從各自的活塞56、58的低壓側(cè)移動、通過或穿過套筒 156,158ο所公開的實(shí)施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于提供相對的液壓缸行程的精確機(jī)械同步。所述系統(tǒng)利用成對的四連桿曲軸滑塊聯(lián)動機(jī)構(gòu)設(shè)置為使用共同的軸和旋轉(zhuǎn)聯(lián)桿。該旋轉(zhuǎn)聯(lián)桿的旋轉(zhuǎn)軸垂直且平分用于每個滑動聯(lián)桿平移的共同軸。任何一個滑塊聯(lián)桿的獨(dú)立平移將使得該旋轉(zhuǎn)聯(lián)桿加速旋轉(zhuǎn)，從而迫使另一個滑塊聯(lián)桿進(jìn)行相等的或相對的平移。由于所述夾具產(chǎn)生過度的壓力，故本設(shè)計(jì)包含彈簧式連接系統(tǒng)，以增加給系統(tǒng)的受控柔量從而避免部件超載。如上所述，當(dāng)所述系統(tǒng)試圖夾緊偏心的剛性試樣時(shí)，例如在它的縱向中心處彎曲的桿，由于同步聯(lián)動裝置的作用，夾具的兩側(cè)將朝向中心同步運(yùn)動，直到一側(cè)接觸到試樣而停止。因?yàn)樗鰥A具的兩側(cè)是通過同步機(jī)構(gòu)機(jī)械地連接，所以實(shí)質(zhì)上不可能運(yùn)動，并且所述系統(tǒng)將停止。假設(shè)所述試件不屈服，隨著所述系統(tǒng)嘗試保持平衡，壓力便持續(xù)產(chǎn)生。假如不存在所公開的聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)，那么同步聯(lián)桿可能經(jīng)受能造成部件失效的負(fù)載。由于所產(chǎn)生的力的量級，故設(shè)計(jì)一種能夠承載這種負(fù)荷的同步聯(lián)桿部件是不實(shí)際的。相反，所公開的聯(lián)桿過載保護(hù)結(jié)構(gòu)為所述系統(tǒng)提供經(jīng)設(shè)計(jì)的柔量，一旦達(dá)到預(yù)定負(fù)載就允許所述同步聯(lián)桿從夾緊行程中分離。這種分離負(fù)載可與彈簧剛度相協(xié)調(diào)，且預(yù)加載以調(diào)和試樣夾具的要求并對所述同步聯(lián)桿提供受控保護(hù)。因此，所公開的實(shí)施例對相對的液壓缸的行程同步的工程學(xué)挑戰(zhàn)提供了一種穩(wěn)健的解決方法。它提供對試樣準(zhǔn)確又可重復(fù)的夾緊而無需與齒條和齒輪結(jié)構(gòu)相關(guān)的復(fù)合體難題。所述同步聯(lián)動裝置包括相對容易裝配的機(jī)器部件。單個的聯(lián)桿用簡單的圓柱(軸襯銷)壓合連接來裝配。所述部件是耐用的且其基本上不需要周期性調(diào)整。通過設(shè)計(jì)，由于不存在充滿碎屑的嚙合組件，聯(lián)動類型的同步聯(lián)桿很少受到污染影響。如所公開的，所述同步聯(lián)桿位于在夾緊區(qū)域外的密封隔室內(nèi)，其為避免測試環(huán)境污染提供額外的保護(hù)。所述同步聯(lián)桿的耐用的曲柄滑塊聯(lián)桿部件在占用相同的包裝封皮的情況下，能夠承載超出標(biāo)準(zhǔn)的齒條和齒輪系統(tǒng)所承載的負(fù)荷，預(yù)期可處理。此外，這種設(shè)計(jì)的耐用性通過所述彈簧式聯(lián)桿過載保護(hù)結(jié)構(gòu)而提高，其保護(hù)了所述機(jī)械同步聯(lián)桿。在不脫離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，本發(fā)明可以其他具體形式體現(xiàn)。所述實(shí)施例應(yīng)被視為僅僅對各方面進(jìn)行示例說明而并非對各方面進(jìn)行限制。因此，本發(fā)明通過所述附加的權(quán)利要求及它們的全部或部分的組合表明其保護(hù)范圍，而非通過前面的描述表明本發(fā)明的保護(hù)范圍。落入權(quán)利要求的等同的意思和范圍的所有變化均包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種同步夾緊機(jī)構(gòu)，其包括第一和第二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，每個所述第一和第二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括通過樞軸連接器連接的滑動夾具和中間聯(lián)桿；以及所述機(jī)構(gòu)還包括耦桿，所述耦桿能夠繞固定樞軸樞轉(zhuǎn)并且能夠連接到每個中間聯(lián)桿； 從而每個滑動夾具的平移運(yùn)動是配合和同步的。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中每個中間聯(lián)桿被連接到所述耦桿，以便每個所述中間聯(lián)桿與所述固定樞軸是等間距的；每個滑動夾具適用于在共同的夾緊軸上在夾緊和釋放兩個方向上滑動；以及用于所述耦桿的旋轉(zhuǎn)軸垂直且平分所述夾緊軸。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其中每個滑動夾具還包括滑動活塞桿，所述滑動活塞桿包括夾緊端和固定地定位在相對端上的活塞，其中所述活塞在夾緊和釋放方向上推動所述活塞桿。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)構(gòu)，其中每個活塞桿包括聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)，所述聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒚總€活塞桿的運(yùn)動從每個各自的樞軸連接器上分離。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)構(gòu)，其中每個聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)包括 盲孔，其在所述活塞桿中，其終止于所述活塞桿的夾緊端處；滑動聯(lián)桿，其設(shè)置在所述活塞桿的所述盲孔內(nèi)；偏置結(jié)構(gòu)，其在所述滑動聯(lián)桿和所述活塞之間，用于將所述滑動聯(lián)桿偏置抵靠所述活塞桿的夾緊端，從而將所述滑動聯(lián)桿從所述活塞間隔開；以及活塞桿插槽，其在活塞桿內(nèi)，所述活塞桿插槽平行于所述夾緊軸延伸，且通過過所述活塞桿插槽，所述樞軸連接器與所述滑動聯(lián)桿連接，且所述活塞桿插槽的尺寸大于所述樞軸連接器和在所述滑動聯(lián)桿和所述活塞之間的間隔尺寸的之和； 從而每個活塞桿的運(yùn)動能夠從每個各自的樞軸連接器上分離。
6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，其中每個滑動聯(lián)桿包括用于接收所述樞軸連接器的連接器開口，且每個樞軸連接器是銷，所述銷樞軸地連接到所述中間聯(lián)桿并且進(jìn)一步固定到所述滑動聯(lián)桿。
7.如權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，其中每個活塞包括活塞凸起部，用于在所述活塞桿的所述盲孔處將所述活塞居中或固定。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)構(gòu)，其中每個聯(lián)動裝置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)包括在所述滑動聯(lián)桿中的盲孔和在所述活塞凸起部中的盲孔，并且所述偏置結(jié)構(gòu)是彈簧，所述彈簧安裝在所述滑動聯(lián)桿中的盲孔和在所述活塞凸起部中的盲孔之間。
9.如權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，其中所述機(jī)構(gòu)還包括液壓分路閥箱，用于驅(qū)動每個活塞， 其包括第一和第二高壓孔，所述第一和第二高壓孔適合于將高壓流體連通到每個活塞的高壓側(cè)，用于在所述夾緊方向上驅(qū)動每個活塞；第一和第二低壓孔，所述第一和第二低壓孔適合于將低壓流體連通到每個活塞的低壓側(cè)，用于在所述釋放方向上驅(qū)動每個活塞。
10.如權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，其中所述機(jī)構(gòu)還包括機(jī)構(gòu)外殼，其包括中心外殼，且所述中心外殼包括第一和第二表面，所述第一和第二表面包括用于接收試樣的一端的連續(xù)的試樣開口。
11.如權(quán)利要求11所述的機(jī)構(gòu)，其中所述中心外殼的第三表面限定所述機(jī)構(gòu)的后表面，所述第三表面包括聯(lián)桿外殼，其中所述耦桿和每個中間聯(lián)桿設(shè)置在所述聯(lián)桿外殼內(nèi)；以及所述聯(lián)桿外殼包括中央開口，其用于容納所述固定樞軸；以及第一和第二插槽，每個插槽與每個各自的活塞桿插槽對齊，以至每個樞軸連接器能夠穿過每個各自的活塞桿插槽；其中當(dāng)在夾緊和釋放方向上平移時(shí)，每個聯(lián)桿外殼插槽對每個各自的樞軸連接器起到平移導(dǎo)向的作用。
12.如權(quán)利要求10所述的機(jī)構(gòu)，其中所述中心外殼包括背板，所述背板用于將所述耦桿和每個中間聯(lián)桿包封在所述聯(lián)桿外殼內(nèi)，并且所述背板包括中央開口，所述中央開口用作用于所述固定樞軸的次級支撐。
13.如權(quán)利要求12所述的機(jī)構(gòu)，其中所述背板包括第一和第二插槽，其中所述第一插槽和第二插槽與聯(lián)桿外殼插槽對齊且具有與每個各自的聯(lián)桿外殼插槽的形狀大體上相同的形狀；以及所述背板插槽用作用于每個各自的樞軸連接器的次級支撐，以使當(dāng)在所述夾緊和釋放方向上平移時(shí)，所述背板插槽與所述聯(lián)桿外殼插槽用作用于每個各自的樞軸連接器的平移導(dǎo)向。
14.如權(quán)利要求12所述的機(jī)構(gòu)，其中所述機(jī)構(gòu)還包括第一和第二耐磨護(hù)板，其定位在所述聯(lián)桿外殼內(nèi)，以使所述第一耐磨護(hù)板抵靠所述聯(lián)桿外殼的背板，并且所述第二耐磨護(hù)板抵靠所述背板；以及所述耐磨護(hù)板每個都包括切口，所述切口使得所述固定樞軸能夠經(jīng)其而穿過，且所述切口使得每個樞軸連接器能夠經(jīng)其而穿過并在所述夾緊和釋放方向平移。
15.如權(quán)利要求12所述的機(jī)構(gòu)，其中所述耦桿包括第一和第二凸起部以及所述背板， 所述第一和第二凸起部分別延伸進(jìn)所述聯(lián)桿外殼的中央開口，且所述第一凸起部和第二凸起部與各自的第一和第二滾動軸承相配合。
16.如權(quán)利要求15所述的機(jī)構(gòu)，其中所述中心外殼包括第一和第二相對側(cè)面，每個相對側(cè)面包括用于接收固定套筒的開口，每個套管接收各自的所述活塞桿中的一個，所述活塞桿能夠在其中在所述夾緊和釋放方向上滑動；以及每個套筒包括套筒插槽，所述套筒插槽與每個各自的聯(lián)桿外殼插槽對齊，每個套管插槽使得每個樞軸連接器能夠穿過每個各自的活塞桿插槽且能夠在夾緊和釋放方向上平移；其中所述固定的套筒限定用于所述滑動夾具的所述共同夾緊軸。
17.如權(quán)利要求16所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述外殼還包括第一和第二活塞外殼，所述第一和第二活塞外殼覆蓋在所述中心外殼的所述第一側(cè)面和第二側(cè)面中的所述開口，使得每個活塞在所述夾緊和釋放方向移動時(shí)，每個活塞能在各自的活塞外殼中移動。
18.如權(quán)利要求17所述的機(jī)構(gòu)，其中每個套筒包括肩部，所述肩部對每個活塞在所述夾緊方向上限定行程限制且每個活塞外殼包括背壁，所述背壁對每個活塞在所述釋放方向上限定的行程限制。
19.如權(quán)利要求17所述的機(jī)構(gòu)，其中每個活塞外殼包括高壓孔，所述高壓孔定位在所述活塞外殼的高壓側(cè)上，以使高壓流傳送到所述活塞用于在所述夾緊方向上平移所述活塞；以及低壓孔，所述低壓孔定位在所述活塞外殼的低壓側(cè)上，以使低壓流傳送到所述活塞用于在所述釋放方向平移所述活塞。
20.如權(quán)利要求19所述的機(jī)構(gòu)，其中每個活塞包括活塞密封圈，其用于將高壓流體從在所述活塞上方的低壓流體密封； 偏置結(jié)構(gòu)密封圈，其用于將低壓流體從在所述偏置結(jié)構(gòu)密封；以及每個套筒包括夾具側(cè)密封圈，其用于當(dāng)釋放試樣時(shí)，避免污染物穿過所述套筒和所述活塞桿之間； 低壓側(cè)套筒內(nèi)徑密封圈和低壓側(cè)套筒外徑密封圈，所述低壓側(cè)套筒內(nèi)徑密封圈和低壓側(cè)套筒外徑密封圈防止低壓流體從所述活塞的低壓側(cè)移動進(jìn)入、通過或經(jīng)過所述套筒。
全文摘要
提供一種同步夾緊機(jī)構(gòu)，其包括連接的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。每個所述連接機(jī)構(gòu)包括由樞軸連接器連接的滑動夾具和中間聯(lián)桿。所述耦桿設(shè)置在固定樞軸上且所述耦桿將所述兩個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連接并同步。如果所述滑塊夾具中的一個遭遇偏心的試樣，那么過載保護(hù)結(jié)構(gòu)提供避免所述聯(lián)桿受到損壞。
文檔編號B25J15/02GK102574283SQ201080047225
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者約瑟夫·威爾科克斯 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司