具有摩擦延迟移动的夹爪和 封闭的夹爪前部外形的液压拔钉装置 本发明涉及设置有夹爪的工具，具体而言，本发明涉及一种液压拔钉装置。
美国Framatome连接件有限公司的Racine分公司出售一种型号为HSP-1的液压拔钉装置。一弯曲的夹爪表面可将道钉夹在夹爪表面与滑槽之间。这种夹紧损坏了滑槽。夹爪必须位于拔钉行程的终点，才能将道钉从夹爪上脱开。当夹爪位于拔钉行程的终点时，连杆缓冲器迫使夹爪打开。这种机构的缺陷在于：操作人员必须等待工具完成整个循环，松开道钉，接着使工具重新定位，以继续拔钉。夹爪在重力的作用下在其向下的初始位置上合拢。为夹住道钉，夹爪必须被迫打开。迫使夹爪打开是通过将工具和夹爪下放到道钉上而完成的。结果，夹爪经常损坏。另外，这种作业方式使操作人员很疲劳。在拔钉行程之前，夹爪可能没有完全在道钉上合拢。夹爪的合拢决定于夹爪的重量。如果夹爪没有自由合拢，那么就很难夹住道钉，而且也不能将道钉拔出。具有开口窗的滑槽也具有一窄点。斯坦利公司出售了一种型号为SP45100A和SP45101A的液压拔钉装置。斯坦利公司还出售一种升级工具(No.28647)，用于将SP45100A和SP45101A型转化为SP45100B和SP45101B型液压拔钉装置，这种拔钉装置设置有从夹爪的枢销延伸的弹簧加载部件。
根据本发明地一个实施例，提供一种液压拔钉装置，其包括一设置有滑槽的机架、一个与机架相连接的液压驱动部件及一个与液压驱动部件相连接并活动定位于滑槽中的道钉接触部件。本发明的改进包括道钉接触部件和摩擦装置，其中道钉接触部件又包括两个可彼此转动相连接的夹爪，摩擦装置从夹爪伸出并与滑槽相对的内侧接触。每个夹爪都包括一接触道钉的夹爪部分，当夹爪处于打开位置上时，接触道钉的夹爪部分具有一与滑槽的内侧相邻近的背面，以封闭滑槽与该背面之间的区域。该夹爪部分包括一基本上无弯曲的底面，当夹爪处于打开位置上时，该底面将会推动道钉离开滑槽。该夹爪部分被制造成形以防止道钉被卡在滑槽与夹爪部件的背面之间。
根据本发明的另一实施例，提供一种液压拔钉装置，该装置包括一机架，一个与机架相连接的液压驱动部件和一个与液压驱动部件相连接的道钉接触部件，该道钉接触部件包括两个通过枢销可彼此转动相连接的夹爪，这两个夹爪通过两个连杆分别与液压驱动部件的驱动杆相连接，其中的两个连杆分别与一个夹爪相连接。这种改进包括穿过枢销延伸的摩擦装置。这种摩擦装置包括两个摩擦部件，这两个摩擦部件被一弹簧沿相对的方向偏压在机架的内表面上。当液压驱动装置开始将驱动杆从一个移动位置移动到另一移动位置上时，两个连杆都将产生转动和平移，而两个夹爪则仅开始转动，没有平移。
根据本发明的又一实施例，提供一种液压拔钉装置，该装置包括一具有驱动杆的液压驱动部件和一个与液压驱动部件相连接的拔钉部件。拔钉部件包括一滑槽，该滑槽设置有一壳体和至少一个通过一侧面孔伸入壳体内并与壳体相连接的窗盖；以及一个活动设置于滑槽内的夹爪组件，该夹爪组件包括一对可转动连接的夹爪，这对夹爪通过一对连杆与驱动杆连接。夹爪组件还包括一个将夹爪连接到滑槽上的摩擦装置。摩擦装置包括至少一个摩擦部件，摩擦部件被一弹簧偏压在至少一个窗盖的内表面上。
结合附图，通过下面的说明对本发明的前述方面和其它特征进行描述，其中附图：
图1为设置有本发明特征的一液压拔钉装置的立体视图，其中液压拔钉装置位于靠近铁轨的轨枕上；
图2A为图1所示拔钉装置的剖视图，其中夹爪位于一初始位置上；
图2B为图2A所示的拔钉装置的剖视图，其中夹爪处于缩回位置上；
图3为图2A所示的拔钉部件的剖视图；
图4为图2A、2B和图3所示的夹爪组件的分解图；
图5A为图4所示的一个夹爪的侧视图；
图5B为图5A所示的夹爪的正视图；
图6为在滑槽中位于打开位置上的一个夹爪的示意图，在图中一道钉位于钢轨垫板上的滑槽内。
参照图1，图中示出了包括有本发明特征的一工具10的一立体图。尽管将参照附图所示的一个实施例说明本发明，但是应该理解本发明还可以以其它实施例的形式被实施。此外，本发明还可以使用任何合适尺寸、形状或类型的部件或材料。
在该实施例中，工具10是一个液压拔钉装置，当轨枕或钢轨需要更换时，该装置可用于拔出道钉。但在其它实施例中本发明的特征也可用于其它类型的工具中。工具10大体上包括一机架12、一液压部件14、一拔钉部件16和一个组件18。图1示出了紧邻钢轨A位于钢轨垫板B和轨枕C上的工具10。道钉D(见图2A)被用来将钢轨垫板B连接到轨枕C上，这在本领域内是公知的。工具10用于将道钉D从轨枕C上拔出。各种不同类型的钢轨垫板和道钉在本领域内是公知的。工具10的夹爪可以被构造成能够应用于具体的应用领域，例如与发针式道钉一起使用。图2A示出了将被工具10从轨枕上拔出的道钉D的一部分。如图2所示工具10定位于道钉D的顶部DH上，同时机架12的一部分抵靠在钢轨垫板B上。
参照图2A，机架12大体上包括一中间部分20、一滑槽22和多根结构杆24。滑槽22大体包括一滑槽壳体100和两个窗口盖102。滑槽壳体100具有两个孔，这两个孔设置于壳体100的相对两侧并延伸到壳体100之中空的内部。两个盖102可活动地连接到壳体100上并覆盖侧面的孔。盖102可被拆卸下来，以更换道钉接触部件16的夹爪组件。但是，可以设置任何合适类型的滑槽。液压驱动部件14通过中间部分20和结构杆24被装配到机架12上。液压驱动部件14大体上包括一接头部件26，一总管28，一底部部件30，一活塞部件32，一阀件34，一连杆36和一供液管38。两根软管27(一根为液压流体供给软管而另一根为液压流体返回软管)被连接在接头部件26和一液压泵(未示出)之间，用于供给液压流体，以驱动工具10。
如图2A所示，总管28被连接在接头部件26与底部部件30之间。活塞部件32可活动地装配在总管28的液压流体容纳区域中，该区域介于图2A所示的下部位置和图2B所示的上部位置之间。接头部件26包括从中穿过的导管。供给管38被连接在接头部件26上的导管80与底部部件30上的导管40之间，其中导管40向总管28上的液压流体容纳区域开口。驱动杆36穿过底部部件30可移动地延伸并将活塞部件32连接到拔钉部件16的夹爪组件上。在另一实施例中，可设置其它类型的驱动部件或液压管路。
组件18为手柄和控制装置组合而成的致动器部件。但在另一实施例中，使用者操作的控制装置也可以与手柄分开。组件18大体上包括一顶盖48，一手柄50和一个使用者操纵的控制杆52。顶盖48可转动地装配在接头部件26的一个支柱上。手柄50被固定连接到顶盖48上。在本实施例中，手柄50为双手操作的“T”形手柄，但也可采用其它的手柄形状。杠杆52通过位于手柄上的孔59内的销58可转动地装配到手柄50的中心槽56内。该手柄还设置有另外一组孔60，而且销58是可拆卸的，从而使杠杆52能够相对手柄倒转180°，以适应左手和右手的使用者。杠杆52具有一阀接触区域62，用于与阀件34的顶端相接触。组件18具体如美国专利申请No.09/283,270所述，在本说明书中作参考引用。但在一个可替换的实施例中，可以设置其它类型的用户界面或控制装置。
道钉接触部件16大体包括两个彼此可转动相互连接的夹钳或夹爪42。夹爪42的下端被设计成与道钉D接触。夹爪42的上端通过连杆46可转动连接到拉伸部件44上。拉伸部件44与驱动杆36相连。从图2A和2B相比可以看出：当拉伸部件44被向上提拉时，夹爪42向一夹紧的位置移动，以夹在道钉上。在一个可替换的实施例中，可以设置其它类型的道钉接触部件。
参照图3和4，拔钉部件16大体包括滑槽22和夹爪组件23。夹爪组件23大体包括两个夹爪42，一个枢销45，两个连杆46，两个垫圈54，一个连接销64和一个摩擦装置66。摩擦装置66大体包括一弹簧68和两个摩擦柱帽70。夹爪42和连杆46形成一个活动的平行四边形结构。参照图5A和5B，两个夹爪42大体相同；而且仅沿相对的方向相互连接。但在一变化的实施例中，可设置任何形状合适的夹爪。每个夹爪都设置有一中心孔72和一顶孔74，其中中心孔内可装配枢销45，顶孔74内可装配连杆46的转轴部件76。夹爪42的底部形成接触道钉的夹爪部件。夹爪42的底部包括一背面78，一位于相对侧的楔形尖端82，以及一最好为平面的底面84。夹爪42的底部的宽度W最好与滑槽22的内部宽度大体相等。连杆46通过其转轴部件76可转动地连接到夹爪42上。连杆46还通过连接销64可转动地连接到拉伸部件44上。拉伸部件44被固定连接到驱动杆36上。两个垫圈54被装配在枢销45相对的两端，并使夹爪的中心与滑槽22的内壁隔开。枢销45上设置有一贯穿的通道。弹簧68可定位于该通道内。两个摩擦柱帽70与弹簧68相对的两端连接，并伸出枢销45相对的两端。每个垫圈54都具有一设置有中心孔86的环形。摩擦柱帽70穿过该中心孔86延伸并与滑槽22相对的两个内侧接触，具体而言，是与窗口盖102的两个内侧接触。弹簧68被压缩，以将摩擦柱帽顶压在窗口盖102上。
当夹爪在道钉被拔出后从上部位置移动到图2A所示的初始位置上时，摩擦装置66还起到用于使夹爪42保持在打开位置上的装置的作用。一开始，使用者将工具10放置在道钉D上，如图2A所示，同时夹爪组件23处于如图所示打开的初始位置上。当使用者压下控制杆52时，活塞部件32通过液压系统向上移动并向上拉动杆36。连杆46被向上提拉并转动，从而使夹爪42的上端相互靠拢。摩擦装置66使夹爪的中心相对滑槽22保持固定不动，从而使夹爪42仅仅开始转动而不会相对滑槽22平移。这样，夹爪42的楔形尖端82就能够在道钉S的顶端DH之下转动。当道钉D使夹爪42停止继续转动时，杆36的上移将克服摩擦装置66的摩擦力，而夹爪组件23拉着道钉一起沿滑槽22的内部向上移动。摩擦柱帽仅沿盖102的内部表面滑动。
当使用者松开控制杆52时，活塞部件32将向下朝其初始位置移动。开始时，摩擦装置66保持夹爪42的中心相对滑槽22固定，从而使夹爪42在最初仅转动而不相对滑槽22的移动。连杆46最初不仅转动而且平移，以使夹爪42移动到打开位置上。当夹爪42打开时，道钉D就能够下落。当夹爪底端的背面78接触滑槽壳体100的相对内侧时，夹爪42停止转动并开始向下朝斜槽22移动。或者夹爪42也可被设计成当背面78以非常接近的距离邻近滑槽壳体100的相对的两个内侧时，夹爪停止打开。无论在哪种情况下，夹爪42的底部都将基本封闭滑槽和背面78之间的一个区域，以防止道钉D进入该区域。当夹爪42打开后，杆36的向下移动将使夹爪42向下返回其初始位置，同时保持夹爪在该初始的返回移动过程中处于打开位置上。
可能遇到的一个问题是当下落的道钉D仍位于滑槽22内时，夹爪组件正在返回其初始位置。在现有技术中，由于夹爪在其初始返回移动过程中并非一直保持在打开位置上(通常由于重力而合拢，或通过道钉与夹爪圆形或曲线形的底面接触而成楔形合拢)，因此道钉就可能卡在滑槽与夹爪的背面之间。这样就会导致夹爪不能正确地打开，而且使用者必须手工清除道钉。摩擦装置66有助于防止这种情况的发生。但如上所述，底面84最好也被设置成平面状；或者至少不象现有技术那样弯曲。平面状表面84与摩擦装置66的组合能够产生以下效果：
1、防止当夹爪返回其初始位置时由于重力而合拢夹爪42；
2、防止即使当夹爪刚刚打开时滑槽22中的道钉D卡在滑槽与背面78之间。
此时，操作人员松开操纵装置，液压缸内的活塞杆将调转方向并朝初始位置移动。此时，液压缸的活塞杆调转方向，夹爪打开，道钉被松开。接着，再次出现一停留时间，以允许道钉在夹爪的线性移动前完全松开。这种动作使操作人员能够在操作过程中的任何时间释放道钉。当夹爪到达其初始位置时，夹爪将保持打开状态并使工具能够进行下一个道钉的夹取。夹爪被设计成具有一平面状的表面。该平面状表面迫使道钉离开滑槽。当操作人员松开操纵装置时，液压缸内的活塞杆调转方向，夹爪打开，道钉下落，而且液压缸朝初始位置推动夹爪组件。这样将可能产生两种情况。第一种情况在于：操作人员将向上提升拔钉装置并使其离开钢轨垫板，而且允许道钉“离开”滑槽。另一种情况为：操作人员不将工具搬离钢轨垫板，而且道钉仍然卡在滑槽内(这是“传统设计”工具中较差的一种情况)。由于采用“新的设计方案”，平面型表面的夹爪迫使道钉离开滑槽。平面型表面的夹爪通过首先顶推道钉，然后使整个工具移离钢轨垫板而将道钉从滑槽中排出。这样，道钉就被排出。该特征可防止滑槽受到损坏。夹爪的几何形状和连杆机构将使力定向以推动道钉离开滑槽。这些力将沿逆时针方向在夹爪上产生一个力偶(旋转力)，如图6所示。另一夹爪(未示出)将产生一顺时针的力偶。如图6所示，为清楚起见，图中仅示出了一个夹爪，当夹爪42沿箭头E所示的方向向下移动时，如果道钉D仍然处于滑槽22内，那么道钉D将被卡在底面84与钢轨垫板B之间。道钉D将对夹爪42施加一个力F2。但是，由于底面84为没有弯曲的形状，而且背面78与滑槽22之间的区域已基本被封闭，因此道钉不能克服由力F2和夹爪的连杆46作用的力F1所产生的旋转力FR。这样，夹爪组件23继续向下推动，同时夹爪处于打开状态，从而将道钉D推出滑槽22；如果需要，工具和滑槽22可通过液压力被提起，以离开垫板B。
本发明提供了一种新的夹爪结构，这种新的夹爪结构设置有能够使道钉离开滑槽的平面状表面的夹爪。当道钉在滑槽内被释放时，平面状表面的夹爪与摩擦柱帽及连杆一起使夹爪完全打开。道钉不能夹在夹爪与滑槽之间。道钉被迫离开滑槽。
操作人员可以在拔出行程周期或液压缸的活塞杆缩回的过程中的任意时间释放道钉。操作人员可松开控制手柄，液压缸的活塞杆将立刻调转方向并朝初始位置移动。此时，夹爪的动态特性也是相反的。夹爪在与液压缸的活塞杆一起移动之前完全打开。道钉可被完全松开。当夹爪移动到初始位置上时，夹爪仍保持在打开状态。
摩擦柱帽产生拖动。这种拖动产生所需的夹爪/连杆动作。处于初始位置上的夹爪保持打开状态并且一直准备夹取道钉。当工具被驱动时，液压缸的活塞杆开始缩回(拉伸行程)。此时，连杆开始与液压缸的驱动杆一起移动。夹爪开始转动合拢，但不与液压缸的驱动杆一起移动，直到夹爪夹住道钉。这种动作为夹爪夹住道钉提供了一个“停留”时间。液压缸的驱动杆最好移动约0.62英寸，以使夹爪以完全合拢的形式转动。
被覆盖的检修窗口为更换夹爪提供了一个服务入口。夹爪可以容易地被更换，以用于“切削” 式道钉或“发针”式道钉。窗口盖最好是通过螺纹拧在上面的。
应该理解：前述的描述仅仅是对本发明的说明。在本发明的保护范围内，本领域的技术人员可以作出各种不同的替换和修改。因此，本发明包括所有落入其保护范围的替换、修改和变化。