本发明涉及一种手动工具，它用来锁住施加于工件的夹紧力或分开力。该工具包括两根腿，这两根腿能相对彼此转动，并且形成各自钳口的自由端用来与工件做开合动作。在距所述端一段距离处，借助弹性元件使所述的钳口互相连接。这样一种手动工具，可用来做用于导电用的连接线夹或者夹子。并且发现，特别适用于在电焊过程中做接地夹用。 有很多情况需要这些夹子或线夹子，例如为了把工件夹在一起或压在一块儿，或者把工件固定在理想的位置，如当把工件往一起粘接或焊接时应用。就电焊来说，该夹子或线夹子用做高强度电流的接地夹子也更可取。
用于这种目的的夹子或线夹子以后单独作为夹子来介绍。这些夹子易于操作、适于单手、有一个相对的宽度工作范围，正常情况下为0-50毫米宽，并且能够施加高夹紧力。夹子用于电焊目的时，本身也必须是良导电体。
很多类型的夹子可以在市场上得到的。
这些夹子中的一个例子是鳄鱼夹或者简单的钳子。它们在结构上都具有两个互相转动的钳口和固定在此中间的一个弹簧。这些夹子廉价地生产、容易使用、但在应用时只能施加小夹紧力，特别是夹薄物件时。
另一种夹具的形式是在钳子上安装了力的放大机构。这种工具使用起来也相对比较容易，能产生大的夹紧力，但是制造起来昂贵。
另一种夹子类型是螺旋夹，有它的各种形式。
当产生大的夹紧力时，这些夹子相对来说价格高并且使用起来也相对困难些。
大多数上述的夹子能够与专用的连接装置配套，该连接装置能使夹子与电缆吻合。然而当应用在电焊过程中时，考虑到被导通的大电流，一个特别的措施时时必须采用，例如夹子必须由一种导电材料制成，同时在钳口之间必须安置有隔电的接合面，以便得到电流的合理分配。此外，为了不被电阻加热而损坏，弹簧必须是电绝缘的。
美国专利说明书1543524介绍了一种蓄电池夹持器或夹子，它简单的通过弯曲一个单片的簧片而易于制造。既然这样，弹簧起一个支点的作用也起一个张开的弹性压板的作用，并且在两腿之间也能导电。当夹子由一整块材料制成时，在电流回路中没有过度损耗。
然而这个公知夹子的一个缺点是如果弹簧是导通大电流的话，同样必要的是，弹簧的横截面积要增大，弹簧体变的过度大才能取得一个满意的夹紧力和一个合理的张开尺寸的综合效果，而且夹紧效果也随钳口之间的距离而变化，在钳口之间的距离最大时，夹紧力最大，在钳口张开最小时，夹紧力到达最低值。
美国专利说明书1474434介绍了另外一种蓄电池夹子，这种夹子借助在夹子腿之间装置的一个锁臂，能环绕一个蓄电池的接线端子而锁住。该夹子是由弹性材料制造的。当锁臂松开时，这种弹性材料能使腿朝着彼此的方向摆动，并且能自动的使腿复原到它的原来位置。其夹紧力视安装或使用夹子时所施加的力而定。由于腿沿着整个它的长度跳跃，所以夹紧力减小了。
本发明的一个目的是提供一个易操作的手动工具，它能作为一个夹子用，并且能合理的以低成本生产，在一个较宽的工作范围内，相对于钳口的张开程度，比类似的公知夹子在实际上所获得的夹紧力更大些。本工具在整个工作范围之内，也将应用一个基本上恒定的夹紧力，它不但能被制作成对工件进行夹紧而且能被制作成对工件进行分开动作。
另一个发明目的是提供一种上述类型的夹子，该夹子能用作一个电的连接夹，例如作为一个接地的线夹子用在电焊工作中，虽然夹子成为大电流流过的通道，但是夹紧或压缩的功能却没有被减弱。
根据对本发明的了解，这些目的可以借助一个可压缩的压簧元件来实现，当装配夹子时，该压簧元件被压缩到一个理想的长度，而当压缩弹簧元件的力去掉时，压簧的弹力以一种放大的压力形式被作用到腿的钳口上。
按照本发明的结构和介绍中所述的手动工具其特征在于弹性元件具有相当于一个可压缩的压簧作用，腿是刚性的和试图相对彼此转动，以便钳口与工件接触而不压缩弹性元件到任何明显程度，锁紧装置安装在弹性元件和钳口之间，在把弹性元件压缩到一个理想程度使钳口与工件接触之后，上述锁紧装置被用来锁住松开的腿之间的一个支点的位置。所述的支点位于到钳口的距离比到弹性元件的作用力线的距离要短些的地方，因而由弹性元件所施加的力在工件上产生了一个放大的压紧力。
这样一种手动工具可以被制作成为理想的传送或者放大弹力与压力的工具。它借助一个易于用手压的压簧，必然能产生很大的压力，该压力基本上不受钳口张开程度的支配而由弹簧受压程度来控制，对于每一种应用来说，能够使压力相对比较精确的被调节到一个预定的值。
弹性元件最好具有一个压簧形式，如此的结构以致能使腿相对的彼此转动，锁紧装置将包括一个锁紧元件，该锁紧元件从所述的第一根腿向外突出来，它用来与所述的另一根腿上的一个锁紧件做开合动作。当在其之间形成一个支点时，相对彼此的把腿锁住。
按照一个实际的有关的实施例，在该实施例中，弹力的放大或者传递是高的，锁紧装置包括一个锁臂，它是可旋转的被固定在它的朝向所述第二根腿的那头，靠近它的钳口处，并沿着腿延伸，试图与锁紧元件做开合动作，在一定程度上能使腿向彼此方向摆动。但是，在相反的方向锁臂阻止了腿的摆动，除非一个带齿的机构被松开。既然这样，锁臂最好在朝向所述的第一根腿的方向上被弹簧偏置并提供一个接纳锁紧元件的坡口或槽。该坡口和锁紧元件如此被成形以致于锁紧元件在槽里能按一个方向自由地移动。但是被锁住，阻止在相反的方向移动。除非克服上述弹簧的作用力，稍微地摆动锁臂。
锁紧元件也可以具有齿或像锯齿一样结构，用来与勾状装置例如偏心机构做开合动作。
就手动工具的一个实施例而言，从制造方面考虑最好弹性元件包括一个可压缩簧片，当腿被转动与工件接触时，该簧片也起一个支点的作用。不论怎样，弹性元件和所述腿最好由一个单块材料成形，以形成一个整体结构。当工具被用来做一个导电用的线夹或夹子时，该工具最好由一个被挤压的、具有棒状外形截面的材料制作部件，该材料具有例如铝这样的优良的导电性能。
当工具按照上述的实施例制作时，包括一个簧片。特别是该簧片将满足下列功能要求：在一个理想的开始位置中它将支撑着腿，为了腿彼此做朝向和离开的转动动作，它将起一个导向和支点的作用。它将起一个握紧部分的作用和一个张簧的作用，以及就导电夹来说，它将形成一个宽的横截面积的连续电流回路。
簧片最好包括至少一个在腿中间突出的部分，通过远离钳口的二端部压在一起，可以增加钳口之间的距离。
本发明将参照附图做较详细的介绍：
图1是本发明手动工具第一个实施例的侧视图。
图2为图1沿Ⅱ-Ⅱ线的剖视图。
图3为图1所示工具把工件夹紧视图。
图4为一个替换腿的锁紧机构。
图5A和5B为工具钳口替换实施例的两个垂直投影图。
图6为图1所示工具的另一个实施例，该实施例造成了较高的传送或者力放大。
图7为图6沿Ⅶ-Ⅶ线的剖视图。
图8为图6所示工具把工件夹紧视图。
图9为本发明工具用作电连接夹实施例的侧视图。
图10为图9所示夹子把工件夹紧视图。
图11和12为图9所示夹子的操作图。
图13为图11和12中所示夹子的透视图。
图14和15为图9所示夹子的另一个实施例。
图16和17为图14和15所示夹子锁紧机构的另一个实施例。
图1和图2所示的工具包括2个腿1、2，它们能彼此相对转动，其自由端具有钳口形状3、4，该钳口能夹紧、松开一个工件，腿1和2的后部形成能在操作者手中握住的工具柄部。在实施例中，腿彼此相对销轴5转动，该销轴5位于下腿2的向外突出部分6中，并可以在槽7里移动，而槽7位于上腿1的相应部分8中。
借助一可弯曲的压缩弹簧9，腿1和2彼此离开，该弹簧9环绕着部分6和8放置，然而弹簧9也可以用一些其它可压缩的弹性件例如橡胶元件来代替。弹性元件横向不能变形或可弯曲，这取决于销轴5的位置。
弓形锁紧元件10由下腿2朝上腿1的方向往外弯曲如图1所示，锁紧元件10被导向在突块11的下边，而突块11安装在腿1上，锁紧元件10还具有齿12，该齿能与一装在腿1上、可绕枢轴转动的锁勾13进行开合动作，勾13被弹簧14推进锁紧元件10中与齿12啮合。
当使用图1和图2所示的工具时，为了相对着压钳口3和4，和把上述钳口在工件上锁住，首先要按图3箭头A的方向施加力，不用明显的压缩弹簧9，该力就可以使腿彼此围绕着由销轴5形成的支点旋转，至到钳口与工件15夹紧为止，见图3上腿1虚线位置。为清楚起见，在图3中弹簧9、销轴5和锁勾13的大部分均被省略掉。
在钳口3和4与工件15接触之后，弹簧9被压缩，这非常简单的就可以实现。即通过放在腿1和腿2上的手稍微往后移动，就可以移动所施加的作用力，使所述力使用在箭头B向上，在锁勾13下移到带齿的刃口12的同时，销轴5随即将上移与槽7的上端啮合。
在弹簧9达到最大压缩或理想的压缩以后，去掉作用在腿1和腿2上的外部作用力，随后弹簧9将力图促使腿1和腿2彼此分开，然而腿的分开由于锁勾13与带齿的刃口12的其中一个齿的啮合而被阻止。由于弹簧9所施加的力的作用，该啮合点在腿间形成一个旋转支点，因为旋转支点是通过勾13的这种啮合来确定的，所以支点到钳口3和4的距离比到弹簧9的作用力线的距离近些。弹簧所施加的力即相当于早期的手工所施加的力，它以一种放大的夹紧力的形式施加到工件15上，当使用图1所示的标记符号L1和L2表示时，力的传递比为L1/L2。该力的传递比虽然受到钳口张开深度L3和许可工具长度所需要的空间的限制，然而在实际上若使用图1的工具，可以容易的得到施加的作用力传递或放大三倍。
按图1箭头C方向在锁勾13上施加力时，则工具被松开。
上述工具可以用来夹住厚度变化很大的工件。由于夹紧力基本取决于弹簧9的压缩而不考虑钳口3和4之间的距离，因此不考虑工件的厚度就可得到基本相同的夹紧力，因而工具也能用来非常薄的工件，突出腿2的部分8可以刻上将弹簧的压缩量换算成力单位的尺度或刻度。例如借助于被固定在槽7中的停止装置，可以得到夹紧力理想的限定值。当腿趄工件方向转动时，没必要相对于理想的钳口张开量来修改工具，因为这是可以自动取得的。
图4为使用了一绕轴旋转的偏心件16，它是为了在设计位置中相对彼此锁住腿1和腿2，而采用了锁紧元件10相对于在腿1上的一刚性支承和导向凸块17受压这种方式。按图4实施例的优点，在选择好的位置里腿可以一起被锁住而不考虑带齿刃口的齿距。在操纵臂18上按箭头C1方向施加一个力，在这种情况下，工具松开，操纵臂18是被连到偏心元件上的。
图5A和5B为腿1和2的钳口19、20的另一个实施例。如果在两表面上，需要一个代替挤压力或压缩力的分开力时，可以使用这样的钳口。
图6和7为上述手动工具的另一个实施例，在该实施例中，在保持适当的钳口张开深度即图1中的测量值L3时，弹簧力可以被大大的放大。在图6的实施例中，通过围绕腿1和2相对彼此转动的枢轴定位支点，随后到一腿的钳口距离很近的锁紧机构把腿锁住便可以实现这点。在图6的实施例中，和早先的图直接对应的这些部分用同一标记符号来表示。这些部分的作用在下边将不再叙述。
锁臂21安装在上腿1靠近钳口3那端依靠轴销22是转动的，通过这种方法可以实现将上腿1锁到锁紧元件10上。由于使用了一个相对比较软的弹簧23，锁臂21在朝下腿2的方向上被偏移，锁臂21具有一导向槽24，它能与一刚性安装在上腿1上的导向销25做开合动作。为了达到稳固地将臂21锁到锁紧元件10中这一目的，臂21上开有一槽26，槽的宽度比锁紧元件10的宽度稍微大些，锁紧元件10通过槽26移动，因而腿1和2可以向着彼此方向自由地转动。当试图以相反的方向转动腿时，以便张口尺寸增加，由于弹簧23的作用，元件10在槽里将牢固地受到挤压，因而阻止了钳口的打开。直到给锁臂21提供轻微的抵抗弹簧23的作用力而转动时，钳口才能打开。当工具使用在图6所示的挂簧位置时，作为弹簧23的一个替换例，可以通过手工或引力来开动锁臂21。
图8为图6和图7中所示工具的操作方式图，与图3的实施例类似，当不必明显的压缩弹簧9，而借助于在箭头A方向上的作用力使腿1和腿2转到把工件15夹紧时，该位置中的上腿1，用虚线表示，然后腿在作用在箭头B方向上的力的作用下起动，以便压缩弹簧9（没显示在图8中）。当作用在腿上的挤压力移去时，上腿1相对于下腿2将牢固地被锁住。由于在锁臂21上弹簧23作用的结果，即使腿1被弹簧9促使其向上，锁紧元件10在槽26中也被牢固地夹住。因而该实施例在两腿1和2之间的转动点借助锁臂21可以移动，由于设置了以22为转动位置，轴销22必然固定的离钳口3很近，参照图1长度比L1/L2将很大，其结果是相当大的放大了压缩力，该压缩力是被钳口3和4之间的弹簧9施加上的。实际上能毫不费力的获得9倍的放大力。
通过克服弹簧23的作用力向上压缩锁臂21，以此使腿1和2能彼此转动着离开，使工具松开工件。如果为了向上转动臂21而使用另外设计的一个操作臂机构的话，可以使其所需要的力减到最小。
图9为该发明手动工具的另一个实施例，该手动工具是由一块材料成形而成，并且具有一个模压的、棒状的铝外形或截面，或者具有一个压制铸塑外形。当工具由铝制造时，它可以做为连接夹或导电的线夹子，在使用很大电流的情况下弹性也不减弱。该工具可以用做接地夹，例如与电焊工件的连接。当该夹子或工具是一整块结构时，将没有过渡电阻。
在该实施例中，基本上是刚性的腿27和28具有各自相应的钳口29和30，它们与一普通的尾部31并合为一体，尾部31的功能是作为一可压缩的簧片并且也起夹紧部分的作用。在这种情况下，锁紧装置包括一带齿的元件32，它从腿28往外弯成弓形，还有一锁勾32，它从腿27突出来以与弓形的、带齿的锁紧元件32接触。标记34代表一向外突出的凸缘上的一个孔。该孔准备与固定在一根电缆上的连接装置相接。然而该孔也可以用与夹子或工具成为一体的一连接器成型件42来代替见图11-13。
当工具不用时，弹簧31维持钳口29和30销微分开，然而该工具能用来夹不同厚度的工件而不用考虑这种分开间隔，在夹紧部分上，用手施加压缩力，该力作用在箭头D方向上，可以增大钳口29和30之间的张开程度，引起与腿27和28相对应的钳口29和30围绕着弹簧31的几何轴心E彼此转动着分开。如果假设弹簧的下部分与腿28融合为一体保持不动的话，则钳口29将按箭头F1的方向往上转动到虚线所示的较高的位置上。同样锁勾33将按箭头G1的方向向上转动到较高的虚线位置。不用明显的压缩弹簧31，于是腿的枢轴转动就围绕着点E发生，并且甚至在这些枢轴转动之后，必然基本上保持了弹簧的整个弹簧长度。
如果该夹子或工具被使用到一工件上，而该工件比钳口29和30之间的距离薄些，则操作者将按箭头H的方向施加压力，这些力会引起钳口和锁勾以其各自的方向F2和G2转动到它们下部的虚线位置上，在没有明显的压缩弹簧31时，通过腿围绕着点E转动这种移动也能实现。
为了把工件夹紧，在开和闭合钳口29和30之后，压缩弹簧31并在压缩状态下锁住，以达到在所述工件上产生理想的夹紧力的目的。图10是关于与薄工件35相结合的图，通过在夹子上施加力，工件35被夹在钳口29和30之间，该作用在图9箭头H方向上的。为了得到理想的压缩量，弹簧31的腿基本上彼此平行的被压到上腿的虚线位置，然后相对于彼此做轴向位移，结果使锁勾33与锁紧元件32上的一个锁齿相啮合，如虚线所示。图9实施例中的弹簧31的不变部分，为清楚起见，没有在图10中表示出来。
实际上，上述将腿往一起压并使其在轴向上做单腿位移，可以通过在腿上按箭头K方向施加作用力而实现。当施加在腿上的作用力移走之后，由于在上述锁勾和锁紧元件32的有效锁齿之间的接触表面处产生摩擦力的原因，锁勾33仍然被锁住。
为了释放锁扣，腿被彼此平行的往一起压，由于上述弹簧作用的结果，一般锁勾将与上述齿从它的锁紧啮合中脱出。换句话，脱扣可以通过允许与图10中力K相应的力沿图10所示的斜着对顶的方向作用来挤压腿而实现的，见图12。
正如早先的情况一样，在工具的工作位置中，作用在工件上的夹紧力由弹簧31被压缩的程度来决定，当弹簧上的该压缩力解除时，锁勾33与带齿的锁紧元件32的啮合点将起一个可转动点M的作用，使腿在弹簧31所施加的分开力的作用下企图转动。因为钳口29、30与转动点M之间的距离相对地短些，所以弹簧力将以放大的夹紧力形式传递到工件35上。实际上可以很容易的得到3倍的放大。为了避免弹簧31的断裂，弹簧上具有限制压缩的突出部分36和37，它可以限制弹簧被压缩的程度如图9所示。
手握紧或者手的位置都需要按上述方法来完成，为了夹住工件或从工件上移开夹子分别示意在图11和12中。
当簧片的宽和厚之比允许时，弹簧横向可以相对地呈现出刚性，但在需要良好弹性的其它方面将经常表面出必要的柔性，并且允许在腿之间有相对地轴向位移，图13为一最佳实施例。从电的应用方面考虑，一种良好的材料是铝合金，因为铝合金有可能取得理想的合成低电阻率、低弹性系数、高屈服点和低体积的价格。在这一点，实际上有可能提供一种夹子，该夹子可以在它的整体传导大电流却不存在有害的加热工具的情况，同时提供了理想的弹性。在这方面，一个特别好的改进是通过从一个挤压的铝外形截面中切出相应长度的方法，可以很容易的制造出不同尺寸的夹子。对于保持良好状态的操作者来说，该夹子或工具所具有的最大宽度大约是35毫米。于是能施加相互不同夹紧力的夹子可以从同一挤压截面中切出来，同样地就工具用于电装置来说，用于不同电流额定值的夹子也能制造出来。
本发明必不可少的，在所述腿的工件位置中腿2和腿3相对彼此的锁紧也能实现，有点与图10所示不同。图14和15为本发明夹子的另一个实施例，这里将介绍这种夹子与图9和图10实施例中的夹子仅有的不同点，图14也只表示出簧片的部分。
就按照图14和图15的夹子来说，在腿27和28之间提供轴向位移没有必要。当所述的弹簧张开时，借助图中垂直作用的力O可以压缩弹簧31，假设这样的话，借助一个弹簧棒或弹簧钢丝38可以锁住腿。而弹簧棒或弹簧钢丝安装在一个从腿27向下突出的锁紧元件39中，钢丝棒的U型部分40围绕与一个从腿28向上突出的锁紧元件41连接、它将沿着所述元件向下的方向拉紧，当压缩弹簧31的力O移走时，弹簧棒38的U型部分40将被挤压，做为摩擦力的结果，在相对彼此所采取的位置中牢固地锁住锁紧元件39和40。
锁紧接合借助一个作用力可以释放。适于用拇脂，在弹簧棒38上按箭头P的方向施力，使钢丝棒38的弯曲部分将按箭头R的方向向下移动，而同时U型部分40按箭头S方向沿着锁紧元件41向上移动，以释放所述的锁紧接合。
图16和17为图14所示夹子的锁紧机构的另一个实施例。假设这样的话，这里使用了一个弹簧棒43，该棒在平面内是弯曲的、并且被安装在偏心元件44的槽中，达到这样的程度以致于努力的按箭头T的方向旋转偏心元件，即到达一个锁紧位置。当钳口29和30向彼此的方向转动时，摩擦力解除了偏心元件44的锁紧作用。如果换句话说，即试图打开钳口，摩擦力将按上述锁紧方向帮助偏心元件旋转。通过按箭头U的方向作用一个力来操纵与偏心元件相连接的水平臂45可以开锁。
本发明已经参照了上述相应的图中的实施例给以了说明。然而这些实施例在一些方面上，在下述权利要求的范围内可以改变。例如图9中所示的弹簧31的外形可以按照要求加以改变。如果需要一种短簧的话则弹簧可制成多匝数的或多线圈的形式。此外在图6-8所示的实施例的情况中，当工具处在静止状态时，为了打开或合上腿通过减少槽24的高度，腿可以制造成能自由转动形式。在这种情况下，直到把腿往一块儿压时才会发生锁住。在工具不动的状态中，所述夹子的钳口稍微打开。换句话说当施加作用力时，钳口可以合上和初次打开。当涉及的工件是很薄时，钳口就有这优点。
如果夹子的外形截面材料是使用图9制造夹子时所用的原材料时，则弹簧腿之间的角度最好挤压成大些。然后这些材料被一起轧制成形为图9的外形。如果便于制造的话，两个单独的外形截面可以被挤压后再连接在一起以形成为图9的外形。
当在钳口的接触表面上产生了铝的氧化复盖层时，为了避免增大接触电阻，这些表面可以涂上另外的适合接触的材料。换句话说，起接触体作用的一块材料，在接触表面上可以被压出槽状的开口。
为了扩大本发明工具的应用范围，本发明结构的夹子在一定程度上可以制造成钳口互换形夹子，例如采用其它的外形或角度。