專利名稱：摩擦鉸鏈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及采用具有兩個自由度的摩擦鉸鏈形式的運(yùn)動控制裝置。具體而言，本發(fā)明涉及萬向節(jié)裝置，其中圍繞兩個正交軸具有二維自由度。本發(fā)明的一個方面特征是并入了制動摩擦部件以產(chǎn)生“非對稱”萬向節(jié)行為。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，制動摩擦部件設(shè)有一對六角彈簧套。
背景技術(shù)：
盡管本發(fā)明可以在不同的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于不同的裝置，本發(fā)明的一個實(shí)施例將在流體控制閥的背景中進(jìn)行說明。本發(fā)明的摩擦鉸鏈的其它裝置和應(yīng)用包括諸如回轉(zhuǎn)接頭的機(jī)械連接，其中可能需要考慮到振動。例如，本發(fā)明可以作為其中一部分相對另外一部分(典型地為靜止部分)運(yùn)動的裝置的一部分，并且加上超過重力的摩擦力。按照這種方式，必須克服增加的摩擦以開始運(yùn)動，所述摩擦設(shè)計用于防止運(yùn)動部分?jǐn)[動。
考慮到本發(fā)明的摩擦鉸鏈?zhǔn)褂迷诹黧w控制閥的環(huán)境中，可以知道單手柄水龍頭控制閥具有不同的機(jī)械布置，以控制可獲得的傳輸方向、運(yùn)動范圍和手柄的移動類型或者方式。所述類型的控制閥的一種方式包括手柄，所述手柄通常在側(cè)向(左至右以及右至左)移動以將熱水和冷水混合調(diào)整至預(yù)定的溫度。使用這樣的水龍頭控制閥布置，所述手柄典型地在離開用戶向上或者向前的方向移動，以增加流動速率和容量。手柄典型地在朝向用戶的向下或者向后方向移動，以減小流動速率或者容量，從而將水流完全自所控制龍頭切斷。
上述類型的單手柄控制閥由于所述單手柄的結(jié)構(gòu)以及手柄移動的方式可以被稱為具有操縱桿控制手柄。運(yùn)動的方向和范圍通過閥機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成部件的選擇和布置來進(jìn)行控制。某些提到的部件部分包括根據(jù)本發(fā)明的摩擦鉸鏈的部件部分?，F(xiàn)今公知的單手柄水龍頭控制閥的典型結(jié)構(gòu)通?？紤]到將被傳輸?shù)牧黧w的類型、最終用途、最終用戶以及閥啟動或者閥打開對于用戶的方便和安全存在的環(huán)境。
在供水龍頭領(lǐng)域中，單手柄控制閥的一種方式(此處稱為“類型一”，僅作參考用)的結(jié)構(gòu)使得在第一方向中滑動而在第二方向中轉(zhuǎn)動。對于類型一控制閥，可以在水流調(diào)整或者關(guān)閉時保持所選水溫。這種可能性是由于第一運(yùn)動方向從第二運(yùn)動方向中去耦(decoupled)。
另外一種類型的單手柄控制閥(此處被稱為“類型二”，僅作參考用)的結(jié)構(gòu)使得在第一方向中的運(yùn)動和在第二方向中的運(yùn)動不去耦。這意味著手柄有可能在兩個主方向的矢量積的方向上運(yùn)動。在類型二控制閥的一個特定的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)水流關(guān)閉時手柄回到中間或者中性溫度位置。類型二方式的實(shí)施例利用具有銷和插槽特征的改良的滾珠和套節(jié)組合來控制上述“回到中性”特性。一些品牌如DELTA龍頭使用這種方式進(jìn)行設(shè)計，所述產(chǎn)品由印第安納Delta龍頭公司(Delta Faucet Company of Indiana)制造。
類型一風(fēng)格涉及在彼此明顯不同的兩個方向運(yùn)動的手柄。如此處所述，術(shù)語“不同”目的是為了限定這樣的控制閥運(yùn)動其中用于控制或者調(diào)整兩個水變量之一的手柄在一個方向中的運(yùn)動不對另外的水變量產(chǎn)生作用，反之也成立。更具體而言，此風(fēng)格的控制閥包括能夠在一個方向中轉(zhuǎn)動以控制一個水參數(shù)和在第二方向中的滑動運(yùn)動以控制第二水參數(shù)的結(jié)構(gòu)。此類型的控制閥包括用于開-關(guān)控制的前至后(或者后至前)傾斜或者滑動動作和用于進(jìn)行熱一冷調(diào)節(jié)的圍繞控制軸的轉(zhuǎn)動。所引“控制”軸可以是特定龍頭設(shè)計中的垂直軸，和/或者依賴于龍頭設(shè)計的Z軸，和/或者閥體或者手柄的縱軸。在此類型或者風(fēng)格的控制閥中，所選用于流體控制的機(jī)構(gòu)或者布置固有地具備較高的摩擦界面，在設(shè)計上也努力進(jìn)行修改以嘗試并減小這些摩擦力，這樣控制杠桿可以更容易運(yùn)動。
包括類型一風(fēng)格運(yùn)動的流體控制閥的這些方面可以由此改良。例如，此風(fēng)格的結(jié)構(gòu)和用于在第一和第二方向中進(jìn)行有效運(yùn)動的裝置使得在控制閥趨于其完全打開的位置時控制水溫逐漸變得困難。這是由于這樣的事實(shí)圍繞流動控制軸的杠桿的力矩臂在流動杠桿處于打開位置時典型地減小。在溫度趨于端點(diǎn)位置(全熱或者全冷)時流體速率通常更難于控制，因?yàn)榕c更加優(yōu)化的水溫位置相比杠桿通常轉(zhuǎn)動至更為不利的位置。但是，此類型一風(fēng)格的運(yùn)動的一個優(yōu)點(diǎn)是，這種布置對兩個水流變量(即水流速率和水溫)提供了控制運(yùn)動的有利去耦，即通過此類型一運(yùn)動風(fēng)格可以彼此很容易獨(dú)立控制。
當(dāng)流體控制閥為居民用戶傳輸和控制水，用戶的方便和安全非常重要。使用類型一風(fēng)格的控制閥，當(dāng)手柄移動到閉合位置，但是水溫位置仍然保持升高，用戶可以比預(yù)期的溫度更高的水溫開始接納水。類型二風(fēng)格通過在水流關(guān)閉時將控制杠桿回復(fù)到溫度中性位置而避免初始傳輸更高溫度的水。但是類型二引入另外一個需要考慮的因素。由于流體控制閥的運(yùn)動自由度和不同的傳輸方向，一個是為了調(diào)整水溫，另外一個是為了調(diào)整水流速率(容量)，用戶需要將手柄仔細(xì)地放置到水溫和水流速率的理想平衡位置。例如，在所選的平衡溫度和流動速率達(dá)到后，并且此后需要增加流速，在手柄移動以調(diào)整水流速率時就必須小心以避免改變溫度。一個相似的考慮是，一旦設(shè)置了所需的流動速率，然后溫度就需要調(diào)整。盡管手柄運(yùn)動的自由度不會產(chǎn)生安全考慮，此類型的水龍頭的某些潛在購買者可能傾向于能夠調(diào)整一個水參數(shù)、溫度、或者流體速率，而不用特意改變另外其它的水參數(shù)。
包括改動的滾珠和套節(jié)(socket)的類型二風(fēng)格的一個問題在于靜止的滾珠，靜摩擦影響使得滾珠自由并初始運(yùn)動所需的初始力。一旦滾珠運(yùn)動，用戶感覺到動態(tài)摩擦的效果，動態(tài)摩擦小于必須克服以使得滾珠進(jìn)行初始運(yùn)動的靜態(tài)摩擦。由于類型二風(fēng)格在第一方向中的運(yùn)動或者移動不與在第二方向中的運(yùn)動或者移動相去耦，一旦滾珠上的靜態(tài)摩擦得以克服，用戶就難于感覺到運(yùn)動的兩個方向中的任何差異或者這兩個方向的組合，諸如矢量積。即使用戶選擇一個方向作為他“優(yōu)選的”運(yùn)動方向，也很難于感覺到是否離開了所選路徑。因?yàn)檫\(yùn)動或者傳輸?shù)姆较虿蝗ヱ?，使得滾珠自由以在一個方向中進(jìn)行初始運(yùn)動也使得滾珠在另外的方向中自由。
在回顧了現(xiàn)有的流體控制閥技術(shù)、對用戶所感興趣或者感到重要的特征以及可獲得的產(chǎn)品后，本發(fā)明的發(fā)明人得出結(jié)論如果單手柄控制的運(yùn)動的益處和優(yōu)點(diǎn)能夠與兩個水流動變量、即溫度和流動速率的去耦控制相結(jié)合，將是一種改良，所述運(yùn)動與類型一風(fēng)格的運(yùn)動相類似。本發(fā)明人也預(yù)見到，通過使用改進(jìn)的摩擦鉸鏈，流體控制閥的結(jié)構(gòu)將具有兩個圍繞相正交軸的手柄運(yùn)動去耦方向，手柄在一個方向中的移動的摩擦力將與在手柄傳輸?shù)牧硗獾姆较虻哪Σ亮Σ煌?br> 本發(fā)明人預(yù)見到，通過選擇修改的滾珠和套節(jié)結(jié)構(gòu)，可以利用靜態(tài)摩擦相對于動態(tài)摩擦的實(shí)際情況。使用去耦的傳輸方向，一旦用戶選擇傳輸?shù)摹皟?yōu)選”方向并開始運(yùn)動，靜態(tài)摩擦得以克服并改變至較小的動態(tài)摩擦。這不影響仍然是靜態(tài)摩擦狀態(tài)的另外的傳輸方向。結(jié)果，由于較低的摩擦水平，控制手柄在所選(即優(yōu)選)的方向上更容易運(yùn)動?？刂崎y由于較小的摩擦也優(yōu)選此方向。不管用戶初始選擇去耦傳輸方向中的哪一個方向，此方向?qū)⒔o用戶提供一種較低動態(tài)摩擦力或者摩擦水平的感覺。然后為了持續(xù)所選傳輸方向變成摩擦阻力。相應(yīng)地，與改變到其它方向中相比，在該優(yōu)選方向上連續(xù)移動控制手柄將變得更加容易。任何改變到另外的方向?qū)⒖朔叩撵o態(tài)摩擦以開始運(yùn)動。
本發(fā)明人也考慮了作為摩擦鉸鏈設(shè)計一部分的在一個方向傳輸可選地增加摩擦的可能性，從而另外的方向?qū)⑹莾?yōu)選的，而不管靜態(tài)摩擦與動態(tài)摩擦之間的差異。例如，如果優(yōu)選地水流速率的調(diào)整(即更低的摩擦力)比調(diào)整水溫(即更高的摩擦力)容易，可以相應(yīng)地設(shè)計流體控制閥，作為對于本發(fā)明的摩擦鉸鏈的一個應(yīng)用。如果所說明的情況是優(yōu)選的，加入到水溫方向中的摩擦阻力必須比靜態(tài)/動態(tài)差異要大。這樣，即使水溫方向被選擇并遇到較低的動態(tài)摩擦，所增加的摩擦阻力將超過此差異，這樣水的流動速率方向仍然是優(yōu)選的。本發(fā)明人也預(yù)見了不管使用何種裝置來變化兩個運(yùn)動方向之間的摩擦力，摩擦力水平可以得以調(diào)整，這樣其可以特別地配置到各特定的龍頭和控制閥結(jié)構(gòu)。
通過本發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)的評價，他們認(rèn)為本發(fā)明是對水龍頭的運(yùn)動控制裝置領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了新穎但是不是能輕易得出的改進(jìn)。特別是，本發(fā)明利用了具有通過一點(diǎn)的兩個分別正交軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)造以圍繞各軸進(jìn)行運(yùn)動的去耦控制。作為選擇，圍繞所選軸的摩擦力可以分別調(diào)整。結(jié)果是一種類型一風(fēng)格、基于改良滾珠和套節(jié)結(jié)構(gòu)的控制桿運(yùn)動，包括溫度記憶和在水溫調(diào)節(jié)方向上更高的摩擦力以“優(yōu)選”在流動速率或者容量調(diào)整方向上的運(yùn)動。
盡管以優(yōu)選實(shí)施例說明本發(fā)明，但需要注意的是本發(fā)明的應(yīng)用范圍更廣。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，一種用于控制操作部件圍繞第一軸和第二軸移動的運(yùn)動控制裝置包括主軸，所述主軸包括套節(jié)和控制臂，所述套節(jié)限定第一軸開口，樞軸部件插入所述第一軸開口，從而所述樞軸部件與所述第一軸同心轉(zhuǎn)動，樞軸部件限定第二軸開口和插入第二軸開口的樞軸銷，這樣樞軸銷與第二軸同心，其中所述主軸被構(gòu)造和布置以圍繞第一軸在第一方向和圍繞第二軸在第二方向轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種改良的運(yùn)動控制裝置。
本發(fā)明的相關(guān)目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將從下述說明中變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的包括摩擦鉸鏈的流體控制閥的前部正視圖。
圖2是圖1中流體控制閥的頂部平面圖。
圖3是沿著圖2中線3-3所示的圖1的流體控制閥的全剖前部正視圖。
圖4是沿著圖3中線4-4所示的圖1的流體控制閥的全剖前部正視圖。
圖5是沿著圖4中線5-5所示的圖1的流體控制閥的全剖前部正視圖。
圖6是圖4中所示流體控制閥的一部分的放大細(xì)節(jié)。
圖7是包括根據(jù)本發(fā)明的圖1的流體控制閥組成部分的部分截面的分解視圖。
圖8是包括根據(jù)本發(fā)明的圖1的流體控制閥組成部分的部分截面的分解視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的摩擦鉸鏈的子配件透視圖。
圖10是包括圖9的摩擦鉸鏈子配件的一個部件的主軸的透視圖。
圖11是包括圖9的摩擦鉸鏈子配件的另外一個部件的樞轉(zhuǎn)部件的透視圖。
圖12是包括本發(fā)明的一個組件部分的牽引簧的透視圖。
圖13是適于與本發(fā)明使用的另外的牽引簧的透視圖。
圖14是適于與本發(fā)明使用的另外的牽引簧的透視圖。
圖15是適于與本發(fā)明使用的另外的牽引簧的透視圖。
圖16是并入根據(jù)本發(fā)明具有牽引簧的單軸控制閥的部分全剖前部正視圖。
圖17是自圖16的線17-17所視的圖16控制閥的上部平面圖。
具體實(shí)施例方式
為了增加本發(fā)明原理的理解，將參照附圖中的說明本發(fā)明的實(shí)施例并使用特定的語言。但是目的不是為了限制本發(fā)明的范圍，在所述裝置中的改動和進(jìn)一步修改，以及本發(fā)明的原理的進(jìn)一步的應(yīng)用對普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。
參照圖1-5，說明了包括根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動控制裝置的流體控制閥20。根據(jù)本發(fā)明，運(yùn)動控制裝置的特定結(jié)構(gòu)是摩擦鉸鏈子配件。所參照的摩擦鉸鏈子配件的一個實(shí)施例顯示在圖3-8中。另外一個實(shí)施例顯示在圖9-11中。
繼續(xù)參照圖1-5，閥20包括作為其主要組成部分的主體21、外殼22和閥帽螺母23。此外，還在圖7和圖8中對這些組成部分進(jìn)行了說明。通過對特定的技術(shù)特征的仔細(xì)觀察，如所述那樣，外殼22的下部向下固定入主體21的中空內(nèi)部24，并且外殼22的上部向上延展，在體側(cè)壁25之上并在其之外。單一主體21包括外螺紋環(huán)形圈26，并且單一閥帽螺母23的內(nèi)螺紋環(huán)形裙座27螺紋連接至圈26。此螺紋連接將外殼22的徑向凸緣30鎖定在主體21和閥帽螺母23之間。為了在主體21內(nèi)適當(dāng)定位外殼22并防止主體21和外殼22之間的相對轉(zhuǎn)動或者旋轉(zhuǎn)，釋放槽31形成在圈26上，協(xié)作的鍵補(bǔ)翼32作為徑向凸緣30的一部分而形成。
外殼22和主體21的組合限定了內(nèi)部空間33，所述內(nèi)部空間33容納構(gòu)成閥20的剩余組成部分。這些剩余的組成部分構(gòu)成了流動控制裝置的主要組成部分，所述流動控制裝置用作流體控制閥20的一部分。所公開結(jié)構(gòu)的沿著內(nèi)部空間33的外部延展的惟一部分是單一軸35的控制桿部分34和樞軸銷36的端部。除了軸35和樞軸銷36外，構(gòu)成剩余的閥20的內(nèi)部部件包括入口墊圈40、下部外殼41、下部盤密封42、下部盤43、上部盤44、上部盤密封45、上部盤支撐46、樞軸47、牽引簧48和墊圈板49。這些部件和這些部件的軸向順序疊加將在圖7和圖8中的分解視圖中進(jìn)一步說明。
下面將更加詳細(xì)說明，主軸35、樞軸47以及樞軸銷36組裝在一起成為根據(jù)本發(fā)明的摩擦鉸鏈子配件的第一實(shí)施例，此子配件用作運(yùn)動控制裝置。盡管牽引簧48被部分地包括在優(yōu)選實(shí)施例中，它是主軸35的運(yùn)動方向之一依賴于所需的摩擦阻力的量或者水平的可選部件。如圖9-11中所示，摩擦鉸鏈子配件的第二實(shí)施例使用一對牽引簧。
從下述說明中可以進(jìn)一步理解下部外殼41和入口墊圈40相對閥主體21固定在位，并有效構(gòu)成閥體組件。相似地，閥帽螺母23和外殼22的組合也相對主體21固定在位，可以認(rèn)為構(gòu)成外殼組件，盡管在閥帽螺母23圍繞圈26被螺紋固定在位之前，外殼22和安裝入主體21中的剩余部件作為子配件一起裝配。而本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例意圖是將剩余部件作為咬接在一起的子配件進(jìn)行布置，至少可以預(yù)見一個可選方式。此可選方式是將所稱剩余部件作為獨(dú)立部分的疊加，所述獨(dú)立部分沒有進(jìn)行局部裝配。如果此可選方案被選擇，然后主體21可以通過具有所需流體開口或者通道的龍頭基部或者龍頭外殼所替代。在此可選的設(shè)計中，不需要入口墊圈40和下部外殼41。
下部外殼41限定三個開口41a、41b和41c，開口41a、41b和41c與由下部盤43所限定的三個開口43a、43b和43c軸向相對齊。為了在下部外殼41和體21之間的面至面界面圍繞開口41a-41c密封，設(shè)置了入口墊圈40。為了在下部盤43和上部盤44之間的面至面界面上圍繞開口43a-43c密封，設(shè)置了下部盤密封42。為了設(shè)計的簡化和效率，入口墊圈40是單一部件，即使三個單獨(dú)的O形環(huán)墊圈被用作三個開口41a-41c。同樣，為了設(shè)計的簡化和效率，下部盤密封42是單一部件，即使三個獨(dú)立O形環(huán)墊圈被用作三個開口41a-41c和用作三個開口43a-43c。正如此后將詳細(xì)說明的那樣，上盤44橫過下盤43的表面的運(yùn)動控制了流動速率和水溫。上盤44包括內(nèi)部開口，所述內(nèi)部開口可以設(shè)置在開口43a-43c之上以實(shí)現(xiàn)此控制。
主體21包括在基部54和圈26之間延展的環(huán)形側(cè)壁25。基部54限定一對柱凹陷55和56和三個流動開口。對流動開口21a和21b進(jìn)行了說明，第三開口21c沒有說明。但是，三個基部開口的圖案和間隔和開口41a-41c以及和開口43a-43c的圖案和間隔相同。下部外殼41包括一對放置在下部外殼41的相對側(cè)上的垂直臂57和58。自下部外殼41的下部表面59軸向向下延展的是一對相對設(shè)置的柱60和61。柱60和61被構(gòu)造和布置使得作為進(jìn)入主體21的下部外殼41的組件的一部分固定入柱凹陷55和56。柱60和61的對齊和置入柱凹陷55和56適當(dāng)定位和固定下部外殼41至體21中。如同將被說明的那樣，垂直臂57和58被構(gòu)造和布置咬接入外殼22的開口100中。如果選擇可選(非子配件)設(shè)計，那么臂57和58以及開口100將不會使用并可以除去。
下部外殼41包括限定容納凹陷66的側(cè)壁65以及徑向指向內(nèi)的鍵補(bǔ)翼67。凹陷66的獨(dú)特外圍形狀基部與下部盤43的外圍形狀相同。下部盤43也限定補(bǔ)翼凹陷68，所述補(bǔ)翼凹陷被構(gòu)造和布置用于在下部盤43向下組裝入下部外殼41的凹陷66中時容納鍵補(bǔ)翼67。如上所述，下部外殼41相對主體21被固定在位。相似地，下部盤43相對下部外殼41被固定在位。至于入口墊圈40(三個彈塑性O(shè)形環(huán)的單一集合)，通過三個由下部外殼41的下部表面59所限定的三個環(huán)形O形環(huán)槽而相對下部外殼41徑向固定。槽71a和71b的部分如圖8中所示。凹陷66的上部表面72限定用于容納下部盤形密封42(三個彈塑性O(shè)形環(huán)的單一集合)的三個環(huán)形O形環(huán)槽73a-73c。以這種方式容納下部盤密封42保證下部盤密封42相對下部外殼41和相對下部盤43(參看圖8)被徑向固定。
從用作居民水龍頭的單杠桿控制閥的通常理解上可以知道，例如，一個用于傳輸熱水的進(jìn)入導(dǎo)管或者管線，另外一個用于傳輸冷水的進(jìn)入管線，第三個管線用于使得水流出，而不管是熱、冷或者混合物。這三個管線對應(yīng)下部外殼41中的三個開口41a-41c，主體21(只有21a和21b被說明)中的三個流動開口、以及下部盤43中三個開口43a-43c。
為了能夠控制來自龍頭或者出口的水流的流動速率和溫度，有必要能夠自完全打開至完全閉合變化不同開口的側(cè)向或者橫截面流動面積，所述龍頭或者出口由流體控制閥20控制。此功能通過流體控制閥20的可移動部件的形狀和定位來執(zhí)行，特別是上盤44滑動橫過下盤43的上部表面的方式、上盤44的內(nèi)部開口和開口43a和43b之一、兩者或者兩者都不對齊，而將內(nèi)部開口與開口43c的一部分相對齊。
繼續(xù)參照圖7和圖8，上部盤44是一體的、可移動部件，其被構(gòu)造和布置以通過滑過下部盤43的上表面76來移動。環(huán)形側(cè)壁77限定三個釋放槽77a-77c的圖案和內(nèi)部區(qū)域78，釋放槽均勻地圍繞側(cè)壁77的外圍分開，內(nèi)部區(qū)域78的獨(dú)特結(jié)構(gòu)用于管理流動和進(jìn)行控制。環(huán)形上部盤密封45(O形環(huán)形狀)被放置在上部盤支撐46和上部盤44之間，并容納在上部盤支撐46所限定的O形環(huán)槽中。
上部盤支撐46包括側(cè)壁79，側(cè)壁79限定三個軸向向下延展的補(bǔ)翼的圖案，所述補(bǔ)翼被構(gòu)造和布置以分別固定在釋放槽77a-77c內(nèi)。補(bǔ)翼80a和80c得到了說明，而補(bǔ)翼80b未顯示在圖8中。上部盤支撐46和上部盤44的相交意味著這兩個部件以及上部盤密封45作為一個單元進(jìn)行移動。上部盤支撐46的基本扁平的上部表面81限定盲容納凹陷82，所述盲容納凹陷被構(gòu)造和布置用于提供軸35的支撐基部。凹陷82包括放大的中心區(qū)域82a和向外延展的開口區(qū)域82b和82c，其相對放置在放大中心區(qū)域82a的相對側(cè)面上。
軸35容納牽引簧48和樞軸47，此組合(此后稱為“軸組件”83)產(chǎn)生部分球形控制部件，所述球形控制部件被外殼22所捕獲并通過樞軸銷36銷定位在外殼22內(nèi)。外殼22包括一對相對放置的銷孔84，每個容納樞軸銷36的自由末端。外殼22向下固定在軸組件83上，允許控制杠桿部分34延展通過中心開口88。當(dāng)軸組件83的樞軸部分89插入凹陷82并且外殼22被放置，樞軸銷36被推動通過一個銷孔84、通過軸組件83的孔徑并最終進(jìn)入相對的銷孔84中。樞軸銷36的滑動固定是可以接受的，因?yàn)殚y帽螺母23覆蓋了樞軸銷36的兩個自由端，防止任何能夠感覺到的軸向運(yùn)動，所述軸向運(yùn)動允許樞軸銷和兩個銷孔84之一脫離配合。此外，需要樞軸銷36的緊密管線至管線或者滑動配合，以在其圍繞樞軸銷36轉(zhuǎn)動改變方向時消除軸35運(yùn)動中的任何回切或者滯后作用。樞軸部分89的形狀通常與凹陷82相一致，包括由較小直徑圓柱狀部分89b所限制的較大直徑圓柱部分89a。所有三個部分89a和89b彼此同軸并具有相同軸中心線。
墊圈板49被構(gòu)造并布置以設(shè)置在外殼22的徑向擱板(radial shelf)93的下表面92上。墊圈板49基本是扁平、單一部件，所述部件限定了中心開口94和對齊切口95。墊圈板49向下滑動到軸組件83之上并放置在上部盤支撐46的上表面81上。以這種方式，墊圈板49限定了上部盤支撐46和外殼22之間的軸向分離距離。
外殼22還包括環(huán)形側(cè)壁98，所述環(huán)形側(cè)壁限定了中空內(nèi)部99。側(cè)壁98限定了一對搭接配合開口100和下邊102中的對齊切口101。徑向擱板93通常與環(huán)形側(cè)壁98以及限定中心開口88和一對相對放置的銷孔84的上部103同心，開口88的形狀和結(jié)構(gòu)用于控制和限制軸35的控制杠桿部分34的移動的范圍以及可獲取傳輸方向。特別參照上部103，環(huán)形唇緣或者擱板104將頂部105自基部106分離。依照組成部分的公差，靠近擱板104放置的閥帽螺母23的內(nèi)部環(huán)形唇緣107，實(shí)際上可以接觸擱板104，或者可以在閥帽螺母23被螺栓連接到圈26時自擱板104分離。
下部外殼41的垂直臂57和58的結(jié)構(gòu)上具有棘爪狀端部110，所述棘爪狀端部構(gòu)造和布置可以咬住由側(cè)壁98所限定的兩個咬接配合開口100中對應(yīng)之一。各端110的傾斜錐形允許對應(yīng)的垂直臂57和58在通過側(cè)壁98相遇時向內(nèi)彎曲直到咬接配合開口100。此時，臂57和58向外彈出，從而允許斜面的底切和各開口100的下表面相配合以由此產(chǎn)生咬接配合組件。對齊切口101被構(gòu)造和安置用于容納下體41的補(bǔ)翼111。此對齊特性保證了兩個垂直臂57和58將與兩個咬接配合開口100環(huán)形對齊。軸向的尺寸和關(guān)系使得切口至補(bǔ)翼的配合在端部110和開口100相遇之前開始配合。如前所述，如果選擇了非子配件可選設(shè)計，就不再需要臂57和58以及開口100。
基于圖7和圖8的組成部分的說明，很顯然自底部入口墊圈40至上部的外殼22的任何物體可以手工組裝為單個、完整的子配件。一旦組裝，當(dāng)所有部件相互配合，一起咬接并如上銷住，此子配件能夠向下落入主體21的中空內(nèi)部24。一旦在位，剩余的步驟就是將閥帽螺母23螺紋連接到圈26并緊固閥帽螺母在位。
所述結(jié)構(gòu)和子配件的細(xì)節(jié)將通過圖1-6進(jìn)一步詳細(xì)提供。盡管所選截面視圖的切平面不能顯示各組成部分的每個結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，圖7和圖8補(bǔ)充了這方面的任何不足。圖1-6清晰說明了補(bǔ)充部分是如何組裝以及它們對流體控制閥20的結(jié)構(gòu)是如何相互協(xié)作。
如背景技術(shù)中所述，單手柄控制閥典型的構(gòu)造和布置使得具有兩個控制功能，自最大流動至完全被切斷的流動速率以及所需的水溫。上部盤44通過軸35的移動和定位，以及上部盤的特定結(jié)構(gòu)導(dǎo)致限定在下部盤43中的三個流體通道、下部外殼41，以及閥體21不同程度的打開或者閉合，并由此指示液體流的狀態(tài)或者條件。在此說明的上下文中，可以注意到主體21中的三個開口、下部外殼41和下部盤43都是軸向?qū)R，這樣它們協(xié)作來限定所述三個所引流動通道。此外，在說明控制功能過程中，可以注意到當(dāng)出口流完全打開(即沒有閉合)，流動速率達(dá)到最大。至于水溫，熱水和冷水的混合率由相應(yīng)通道的側(cè)向橫截面和下部盤43上的上部盤44的滑動位置所控制。閉合部分冷水通道導(dǎo)致水溫更高。較低的水溫可以通過打開冷水通道或者通過閉合熱水通道的一部分來實(shí)現(xiàn)，或者采用兩種方法。但是，如果需要完全流動速率，優(yōu)選的是打開進(jìn)入水通道。單手柄流體控制閥此方面的一般功能被認(rèn)為是公知的。使得本發(fā)明和現(xiàn)有設(shè)計不同的是軸組件83的結(jié)構(gòu)和布置、牽引簧48的使用，以及上部盤44橫過下部盤43的滑動作用，注意滑動作用發(fā)生在運(yùn)動的兩個方向。盡管和流體控制閥20的總體設(shè)計和構(gòu)造具有很多相關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所述流體控制閥被認(rèn)為在部件制造、組裝、使用過程中進(jìn)行了改良，牽引簧48的結(jié)構(gòu)和布置對軸的控制、功能以及“感覺”上提供了一種新穎和非顯而易見的進(jìn)步。上部盤44相對下部盤43在運(yùn)動的兩個方向的滑動動作也被認(rèn)為是對現(xiàn)有技術(shù)的新穎和非顯而易見的進(jìn)步。
考慮包括軸35、牽引簧48以及樞軸47的軸組件83，可以注意到軸35和樞軸47和捕獲在其間的牽引簧48組裝在一起。更為具體而言，牽引簧48通過軸35捕獲并保持固定在軸35內(nèi)，這樣與樞軸47相比較，軸35的任何相對運(yùn)動包括牽引簧48的對應(yīng)運(yùn)動。
軸35包括控制杠桿部分34并和其作為單一結(jié)構(gòu)的滾珠部分115以及樞軸部分89。滾珠部分115限定了中心孔116和垂直于中心孔軸的側(cè)向通道117。兩個弧狀唇緣118和119位于孔軸的相對側(cè)和側(cè)向通道117的相對側(cè)面上。通過圓柱部分89a和89b延展的軸向中心線基本平行于中心孔116的縱向軸，樞軸銷36的縱向中心線基本垂直于中心孔116的軸并基本垂直于部分89a和89b的軸中心線。由于樞軸銷36相對中心孔116的軸的位置，可以理解樞軸銷36的縱向軸和中心孔116的縱向軸相正交，這些正交軸在一點(diǎn)相交。
樞軸47是單一結(jié)構(gòu)，包括部分球形部分122、圓柱形桿123、橫臂124和由桿123所限定的樞軸銷孔125。橫桿124每個輪廓具有彎曲下表面126以和樞軸銷36具有間距。在將樞軸47組裝到軸35中時，桿123緊密固定到中心孔116中并且橫臂124固定到側(cè)向通道117中。將這兩個部件分離的惟一方式是沿著桿123的縱向軸的方向中拉開樞軸47和軸35。在最后的組裝中，此類型的運(yùn)動通過外殼21的包圍和捕獲屬性而得以防止(參看圖3-5)。桿123的縱向軸基本和中心孔116的縱向軸重合。
牽引簧48的放置在圖3和圖4最佳顯示，此外也通過圖6的放大細(xì)節(jié)顯示。如圖所示，牽引簧48向下插入滾珠部分115的中心孔116。中心孔116包括更大直徑的第一部分116a，第一部分與更小直徑部分116b同心。部分116a和116b之間的界面限定了環(huán)形肩部116c。牽引簧48放置在肩部116c上并定位在部分116a和圓柱桿123之間。桿123在部分116b內(nèi)管線至管線配合。樞軸銷36被插入在將樞軸銷36橫過牽引簧48的端部的位置上，這樣牽引簧48放置在環(huán)形肩部116c和樞軸銷36之間，參看圖3-6。
從如圖3、4、7和8所示的組成部分的組裝可以清楚看出，例如，控制杠桿部分34在圍繞圓柱桿123的軸向中心線的第一方向中移動。部分34在此方向中的運(yùn)動在傳輸端點(diǎn)通過將側(cè)向通道117的邊和樞軸銷36鄰接而受到限制。由于轉(zhuǎn)動軸(即桿123的中心線)放置在控制杠桿部分34和樞軸部分89之間，部分34的運(yùn)動導(dǎo)致部分89在相反的方向中運(yùn)動。這反過來使得樞軸部分89響應(yīng)控制杠桿部分34的運(yùn)動而移動上部盤支撐46。當(dāng)上部盤部分46，以及反過來上部盤44通過滑動運(yùn)動而移動，從對應(yīng)龍頭的水流動的流動參數(shù)得以變化或者調(diào)整。在這種操作模式下，上部盤支撐46以及特別是上部盤44使用滑動動作移動橫過下部盤43的上表面。此側(cè)向滑動動作變化水流開口43a和43b的橫截面積。由于這兩個開口對應(yīng)熱水和冷水管線，此第一運(yùn)動方向控制水溫。
由于樞軸銷36的端部分別通過外殼22容納，特別通過一對銷孔84容納，樞軸47相對外殼22通過樞軸36在控制杠桿部分34在第一方向中移動時固定在位。這使得軸35相對樞軸47轉(zhuǎn)動運(yùn)動并且牽引簧48放置在運(yùn)動界面上。單一牽引簧48包括鍵槽(key way)補(bǔ)翼129，所述補(bǔ)翼通過軸35中的鍵槽切口而容納，尤其是在與中心孔116相鄰的滾珠部分115的內(nèi)部中。無論牽引簧48在軸35和樞軸47之間的界面運(yùn)動產(chǎn)生任何的阻力系數(shù)，在調(diào)整或者改變將自對應(yīng)的龍頭中傳輸?shù)乃乃疁貢r都影響部分34的運(yùn)動的觸覺或者感覺。
控制杠桿部分34所允許的其它(第二)方向運(yùn)動是圍繞樞軸銷36的軸向中心線的轉(zhuǎn)動方向。可以理解軸組件83能夠作為一個整體單元圍繞樞軸銷36轉(zhuǎn)動。由于樞軸銷36的軸向中心線位于部分34和樞軸部分89中間，這意味著部分34在一個方向的運(yùn)動導(dǎo)致樞軸部分89在相反方向中的運(yùn)動。將樞軸部分89放置如上部盤46的凹陷82中將控制杠桿部分34的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為橫過下部盤43的上部表面的上部盤44的滑動運(yùn)動。在此第二方向中的部分34的運(yùn)動(即圍繞樞軸銷36的轉(zhuǎn)動傳輸)被用于調(diào)整完全流動條件和切斷(沒有流動)條件之間的水流離開的流動速率。流動速率通過開口43c的打開或者閉合的程度來調(diào)整。完全流動在開口43c的主要部分被上部盤44所揭開來實(shí)現(xiàn)，至少43a或者43b的一部分被揭開。切斷條件在上部盤44被移動以完全覆蓋開口43a和43b時實(shí)現(xiàn)。
軸35的兩個轉(zhuǎn)動方向的運(yùn)動，即第一個是圍繞圓柱桿123，第二個是圍繞樞軸銷36，彼此獨(dú)立，這樣一旦通過圍繞圓柱桿123的軸35的運(yùn)動來進(jìn)行選擇，水流可以在不改變所選溫度設(shè)置的情況下進(jìn)行調(diào)整。這意味著流體控制閥20通過使得水溫相對水流速率能夠獨(dú)立調(diào)整以及通過兩個獨(dú)立軸運(yùn)動的設(shè)計而具有溫度記憶功能。
在此諸如流體控制閥20的具有正方形圖案運(yùn)動(歐洲風(fēng)格)的單手柄或者單杠桿風(fēng)格的流體控制閥的設(shè)計中，運(yùn)動的一個方向控制水溫，另外一個運(yùn)動方向獨(dú)立于第一方向控制流體流動速率。當(dāng)流體控制閥的用戶手工調(diào)整水溫和流動速率時，就有可能無意地在不是所需的方向中移動控制桿。例如，如果所需的溫度被選擇，并且流動速率被調(diào)整，就有可能無意地在溫度方向中移動杠桿，由此改變以前所選的理想的溫度。盡管此無意的改變由于運(yùn)動方向的獨(dú)立性而不太可能，但是，尤其是鑒于控制桿杠桿和可以在兩個方向中運(yùn)動的事實(shí)仍然有這種可能性。如果控制控制桿杠桿的運(yùn)動自由度的摩擦力在兩個方向中相同，那么在操縱控制桿就沒有觸覺或者感覺，所述控制桿使得用戶可以知道何時控制桿杠桿在所需的方向中移動。本發(fā)明通過使用牽引簧48解決此問題。
牽引簧48由所選金屬合金中之一而制造為多變形軸套，所述金屬合金包括磷青銅和不銹鋼，以在牽引簧48和圓柱桿123之間提供平滑運(yùn)行的界面。如圖所述及所述那樣，現(xiàn)在參照圖6的放大細(xì)節(jié)，牽引簧48放置在環(huán)形空間130中并放置在軸35的中心孔116的內(nèi)徑和圓柱桿123的外徑之間。雖然六角形狀被選擇作為用于說明流體控制閥20的結(jié)構(gòu)的牽引簧48的優(yōu)選實(shí)施例，許多多邊形形狀是有可能的，可以根據(jù)不同的尺寸，與操作理論相一致。環(huán)形余隙空間130的徑向尺寸或者寬度非常重要，并與桿123的徑向尺寸協(xié)作來指示牽引簧48的優(yōu)選多邊形形狀的側(cè)面數(shù)。牽引簧48的各側(cè)(總共六個)的端部(拐角)通過孔116的內(nèi)徑接觸，而牽引簧48的各側(cè)面的中點(diǎn)在切點(diǎn)和桿123相接觸。從三角學(xué)可以理解孔116的內(nèi)徑和桿123的外徑之間的關(guān)系，如果所述的接觸點(diǎn)、端部和各側(cè)面的中點(diǎn)接觸必須維持時，牽引簧48的各側(cè)的長度、桿123的外徑和環(huán)形空間130的徑向?qū)挾戎甘緺恳伤试S的多邊形側(cè)面的數(shù)目。當(dāng)孔116的內(nèi)徑推到各側(cè)的端部上，即六角形狀的“拐角”，所述側(cè)面被推靠在桿123的外徑上。推靠在桿123的外徑上的各六角側(cè)面的接觸壓力在其被移動調(diào)整水溫時在軸35上產(chǎn)生阻力。牽引簧48用六角形狀的各側(cè)的長度也是一個設(shè)計考慮，因?yàn)殚L度越短，“梁”就“越堅硬”。
通過所公開的組成部分的結(jié)構(gòu)布置而產(chǎn)生的流體控制閥20提供了一種涉及兩個獨(dú)立的轉(zhuǎn)動軸的歐式運(yùn)動正方形圖案的裝置。一個方向控制水溫，而另外一個方向控制流動速率。由于這些轉(zhuǎn)動軸彼此獨(dú)立，閥20具有溫度記憶特征。重要的是，圍繞兩個轉(zhuǎn)動軸的杠桿部分的轉(zhuǎn)動在兩個方向中轉(zhuǎn)變?yōu)樯喜勘P44橫過下部盤43的上表面的滑移運(yùn)動。這反過來不管調(diào)整水溫或者是調(diào)整流動速率作為流體控制閥20的部分來進(jìn)行穩(wěn)定和精確的控制。牽引簧48的使用增加了溫度控制方向中的摩擦力，并且相比較而言，在流動速率方向中更自由的移動。
本發(fā)明的第一實(shí)施例并入流體控制閥，從而通過操作手柄控制的運(yùn)動的兩個方向涉及水流速率和水溫。在此特定的應(yīng)用中，主軸35、樞軸47和樞軸銷36的設(shè)計通過控制閥結(jié)構(gòu)的剩余部分以及通過所需要的功能進(jìn)行影響。在摩擦鉸鏈83的結(jié)構(gòu)中，只使用了一個牽引簧48。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，公開了一種略微不同的摩擦鉸鏈結(jié)構(gòu)。
參照圖9-12，摩擦鉸鏈150包括主軸151、樞軸152、樞軸銷153，以及一對牽引簧164。主軸151包括套節(jié)或者耳軸155，所述耳軸155限定用于容納樞軸或者鏈節(jié)銷152的通過156。使用術(shù)語“耳軸”和“鏈節(jié)銷”是為了與圖9中作為“摩擦鉸鏈”的圖9的運(yùn)動控制裝置相一致。主軸151包括手柄157或者控制臂，所述控制臂通過用戶或者另外的裝置來進(jìn)行控制以在通過摩擦鉸鏈150的結(jié)構(gòu)升跌在運(yùn)動的兩個方向之一或者另外的方向中運(yùn)動。在本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，參照圖16、17，牽引簧用于在只有一個軸轉(zhuǎn)動時用于摩擦控制。
繼續(xù)說明摩擦鉸鏈150，鏈節(jié)銷152限定了中間、側(cè)面孔158，協(xié)作槽159通過耳軸155的側(cè)壁限定。如上所述，鏈節(jié)銷152以滑動配合插入通孔156，以和耳軸155的相對平面160和161之下的稍微的凹陷相平齊。樞軸銷153通過一個槽159插入并通過孔158和通過相對側(cè)槽159。樞軸銷153具有足夠的長度，這樣各端延展超出耳軸155的對應(yīng)槽限定表面。這些自由端153a和153b提供了一種支撐摩擦鉸鏈150的剩余部分的方式。主軸151還包括通常為球形的下部支撐162，所述支撐相對耳軸155位于中部并在手柄157的縱向中心線157a上居中。下部支撐162也用于摩擦鉸鏈150的剩余部分的支撐。
圍繞各槽159的耳軸155的壁部分被升高以在耳軸155和樞軸銷153之間提供更長(或者更寬)的表面面積。通孔156的外端部分156a和156b各自鏜孔并分別限定對應(yīng)的環(huán)形徑向擱板156c和156d。鏈節(jié)銷152的外徑和部分156a和156b的最大內(nèi)徑之間有均勻的直徑公差。這種布置產(chǎn)生的時與各平表面160、161相鄰的環(huán)形余隙空間163，牽引簧154插入各余隙空間163中。
參照圖12，各牽引簧154與牽引簧48在設(shè)計和結(jié)構(gòu)上基本相同，包括六角套筒設(shè)計和自由端154b和154c之間的分離間隙。牽引簧154的合適材料是不銹鋼，牽引簧154被設(shè)計在插入時被壓彎。這樣，各界面上的預(yù)載荷不是完全依賴于部分的公差并由此自配件至配件更加一致。
與摩擦鉸鏈83以及其用作流體控制閥20的部分的說明相一致，手柄157的可獲取的方向和運(yùn)動范圍包括圍繞第一軸的轉(zhuǎn)動運(yùn)動的第一方向，第一軸對應(yīng)鏈節(jié)銷152的縱向中心線152a，并通過槽159的長度限制。轉(zhuǎn)動方向的第二方向圍繞第二軸，第二軸對應(yīng)樞軸銷153的縱向中心線153c。在第二方向中的傳輸程度可以通過任何預(yù)摩擦鉸鏈150相關(guān)的環(huán)繞機(jī)械結(jié)構(gòu)所限制。
第一軸和第二軸彼此正交，在優(yōu)選實(shí)施例中，這兩個軸彼此在幾何點(diǎn)位置相交，所述幾何點(diǎn)位于耳軸155的內(nèi)部。但是，需要注意的是所述兩軸保持彼此正交，與本發(fā)明相一致，沒有相交。例如，樞軸銷結(jié)構(gòu)和其相對剩余摩擦鉸鏈組件的位置可以被移動到更低的點(diǎn)并組裝到主軸和樞軸組合，并仍然提供兩個方向的運(yùn)動以及不交叉的正交軸的兩個自由度。還需要注意的是本發(fā)明的牽引簧可以被用于具有單軸轉(zhuǎn)動的控制閥，諸如圖16、17所示的控制閥。
摩擦鉸鏈83在流體控制閥的背景中說明。摩擦鉸鏈150作為本發(fā)明的第二實(shí)施例已經(jīng)被說明，不管是用作流體控制閥的一部分還是用作其它裝置的一部分。如在背景技術(shù)中所提及那樣，根據(jù)本發(fā)明，摩擦鉸鏈83和150適于用作其它裝置的一部分。例如，考慮淋浴頭以及需要將其保持在所選擇的方向中，即使其基于淋浴頭的重量通過重力作用可能足以將其從預(yù)定的方向移動偏離。如果，通過本發(fā)明，設(shè)置在可移動和靜止的部件之間的摩擦力處于超過淋浴頭的重力拉力，那么，淋浴頭將仍然保持在其所選定的方向中。
通過本發(fā)明的摩擦鉸鏈所產(chǎn)生的摩擦“干涉“的可選或者可調(diào)節(jié)的水平是由于鏈節(jié)銷152和孔156相對牽引簧154尺寸的尺寸和公差的結(jié)果(這對于摩擦鉸鏈83的對應(yīng)部件也是相同的)。除了鏈節(jié)銷152和孔156的尺寸和公差外，從圖13-15中所示的可選設(shè)計和選項中可見，牽引簧本身可以包括能夠改變摩擦干擾程度的結(jié)構(gòu)特征。在決定摩擦干擾的合適的水平時，考慮了可選放置的部件的重量以及任何作用在相對其所選的方向的部件上的任何重量的方式或者屬性。在淋浴頭的例子中，摩擦干擾的程度或者水平可以適當(dāng)以防止任何的顫動或者位置的變化。但是，如果淋浴頭在懸臂或者水平位置的多個方向取向，那么頭上的重力拉力相當(dāng)大，摩擦干擾的程度或者水平將更高。由于摩擦干擾的水平和程度在摩擦?xí)r設(shè)定在組件中，”那么需要順應(yīng)“更壞情況”的設(shè)計方法。
與本發(fā)明的原理相一致，一旦所述部件被手工移動并放置在預(yù)定的方向，由牽引簧所產(chǎn)生的摩擦干擾以及其與周圍部件的關(guān)系用于在所選位置保持部件。盡管在初始克服摩擦力和摩擦干擾需要手動力，一旦可移動部件被定位，目的就是使得其在使用的過程中保持在那個位置。
參照圖13-15，說明了三個可選牽引簧設(shè)計，每個適于和本發(fā)明所公開的實(shí)施例相結(jié)合使用。如將所述的那樣，公開了不同的可選方式和可選項，這些可以和也可以不和其它部件相結(jié)合使用，可能的變化的數(shù)目將基于將被說明的三個來進(jìn)行說明。
首先考慮圖12的牽引簧154(和48)的設(shè)計，可以理解牽引簧具有六個基本扁平的側(cè)面和五個“拐角”，分離間隙154a通常位于第六拐角位置。自由端154b和154c限定分離間隙154a。外邊表面154d和154e基本扁平并彼此平行。相同的基本結(jié)構(gòu)適用于圖13-15所示的牽引簧上，除了由于分離間隙的重定位和由于摩擦補(bǔ)翼的附加產(chǎn)生的明顯例外。
在圖13的可選設(shè)計中，牽引簧170結(jié)構(gòu)上與牽引簧48和154相同，除了增加了摩擦補(bǔ)翼171。補(bǔ)翼171和六角套筒形狀的一側(cè)172整體形成并自自由端173延展離開。補(bǔ)翼171的使用是為了增加將被施加到或者鏈節(jié)銷或者耳軸的摩擦阻力或者干擾。而摩擦補(bǔ)翼171被顯示與側(cè)面172共平面，在實(shí)際使用中，摩擦補(bǔ)翼171被彎曲并向內(nèi)或者向外形成，這將進(jìn)行說明。
為了增加施加到鏈節(jié)銷的摩擦力的水平，摩擦補(bǔ)翼171向內(nèi)彎曲以接觸鏈節(jié)銷。補(bǔ)翼至鏈節(jié)銷的干擾的程度或者范圍控制所添加(增加)的摩擦力的量或者水平。為了增加施加到耳軸的摩擦力的水平，摩擦補(bǔ)翼171向外彎曲以接觸耳軸。補(bǔ)翼至耳軸干擾的程度或者范圍控制了所添加(增加)的摩擦力的量或者水平。
參照圖14，牽引簧180提供了一種相對分離間隙如何并入牽引簧的設(shè)計中的略微不同的原理。如牽引簧48和154的上下文中所述的那樣，分離間隙設(shè)置在六角套筒結(jié)構(gòu)的“拐角”上。這使得六側(cè)與鏈節(jié)銷直接接觸，而通過耳軸在各側(cè)的“端部”施加力。在分離間隙181位于牽引簧180用六角套筒形狀的側(cè)面之一的合適中心時，諸如側(cè)面182，這就消除了典型地將摩擦載荷或者摩擦干擾施加至鏈節(jié)銷的表面的六側(cè)之一的側(cè)面。
通過這種方式放置分離間隙181(即，在拐角相對的側(cè)面)，可以由六面接觸的總的摩擦力可以減小六分之一。
圖15的牽引簧190是牽引簧180和牽引簧170的組合，并具有將被說明的進(jìn)一步方面。牽引簧190包括分離間隙191，所述分離間隙和牽引簧180相似位于側(cè)面192的中央。此外，牽引簧190包括摩擦補(bǔ)翼193，與摩擦補(bǔ)翼171的結(jié)構(gòu)和使用相類似。
一個另外的選項是將自由端194和195如所述那樣向內(nèi)或者向外彎曲。通過向外彎曲或者轉(zhuǎn)動自由端194和195，與耳軸的孔相接觸。通過向內(nèi)彎曲或者轉(zhuǎn)動自由端194和195，就與鏈節(jié)銷或者組件的軸相接觸。這種“接觸”增加了牽引簧190和通過自由端194和195相接觸的對應(yīng)的部件之間的摩擦水平。
盡管分離間隙在側(cè)面(參看圖14和15)的中央放置有效地消除側(cè)面與組件的摩擦接觸的增加或者有助于增加，補(bǔ)翼193(向內(nèi)或者向外的彎曲)的使用和/或者自由端194和195的使用(向內(nèi)或者向外彎曲)將為所述組件增加額外的摩擦接觸或者干擾。已經(jīng)說明的本發(fā)明的牽引簧具有不同的結(jié)構(gòu)特征和選項包括分離間隙的放置位置、或者是在拐角或者在側(cè)面內(nèi)，可以向內(nèi)或者向外彎曲的摩擦補(bǔ)翼的添加，或者向內(nèi)或者向外彎曲分離間隙的自由端的選項，以增加總體組裝的摩擦水平。
參照圖16和17，說明了根據(jù)本發(fā)明的控制閥200，包括靜止、環(huán)形體201、通常是圓柱狀、可轉(zhuǎn)動軸202和牽引簧203?？刂崎y200用于表示本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用，在此情況下，具有單軸轉(zhuǎn)動(軸202相對體201)的裝置被軸204所表示。牽引簧200的使用的例子是頭閥，所述頭閥將被設(shè)置在兩個手動旋塞中，所述旋塞具有分離的熱和冷閥。
牽引簧203的結(jié)構(gòu)和布置基本與牽引簧48和/或者154相同。此外，牽引簧203的所述和所說明的使用，作為控制閥200的一部分，與由牽引簧170、180和190表示的圖13-15的設(shè)計選項相匹配。更具體而言，盡管牽引簧203的基本設(shè)計基本上和圖12所述的情況相同，牽引簧203可以包括摩擦補(bǔ)翼作為一個選項，并可以具有位于六角側(cè)面中的分離間隙作為另外選項。摩擦補(bǔ)翼可以向內(nèi)或者向外彎曲，六角套筒(牽引簧)的自由端可以向內(nèi)或者向外彎曲，并作為牽引簧設(shè)計的進(jìn)一步的選項。
環(huán)形體201限定了圓柱狀孔部分205，軸202的圓柱狀表面206與部分205同心。部分205和206之間的徑向分離限定了環(huán)形余隙空間207，所述環(huán)形余隙空間容納牽引簧203。即使控制閥200可以用于諸如水旋塞用熱和冷手柄的流體控制裝置中，牽引簧203的實(shí)際使用是為了移動控制的目的。牽引簧203進(jìn)入余隙空間207是緊配合，這與所述的牽引簧48和154相一致，并可以應(yīng)用到牽引簧170、180和190。
盡管對附圖進(jìn)行了詳細(xì)的說明，只是處于說明而不是限制的目的，可以理解可以對所述的優(yōu)選實(shí)施例在本發(fā)明的精神之內(nèi)進(jìn)行改變和修改，其范圍落入權(quán)項要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于控制操作部件圍繞第一軸轉(zhuǎn)動的運(yùn)動控制裝置，所述運(yùn)動控制裝置包括限定內(nèi)部孔的外殼部件；旋轉(zhuǎn)軸部件，所述旋轉(zhuǎn)軸部件位于所述內(nèi)部孔中并包括控制表面，所述控制表面和所述內(nèi)孔在其間限定余隙空間；以及牽引簧，所述牽引簧設(shè)置在所述余隙空間中并與所述控制表面接觸，以增加所述可旋轉(zhuǎn)軸部件上的摩擦水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動控制裝置，其特征在于，所述牽引簧被構(gòu)造和布置具有六角套筒形狀，所述六角套筒形狀包括由兩個自由端限定的分離間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動控制裝置，其特征在于，所述牽引簧包括可彎曲摩擦補(bǔ)翼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動控制裝置，其特征在于，所述牽引簧的分離間隙位于六角套筒形狀的拐角上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動控制裝置，其特征在于，所述牽引簧的分離間隙位于所述六角套筒形狀的六角側(cè)面內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)動控制裝置，其特征在于，各自由端向內(nèi)可以彎曲以增加相對所述可轉(zhuǎn)動軸的摩擦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動控制裝置，其特征在于，所述牽引簧具有多邊形外形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動控制裝置，其特征在于，所述牽引簧具有包括由兩個自由端限定的分離間隙的多邊形外形。
9.一種用于控制操作部件圍繞第一軸轉(zhuǎn)動的運(yùn)動控制裝置，所述運(yùn)動控制裝置包括限定內(nèi)部孔的外殼部件；旋轉(zhuǎn)軸部件，所述旋轉(zhuǎn)軸部件位于所述外殼部件中并包括控制表面，所述控制表面和所述內(nèi)孔在其間限定余隙空間；以及六角套筒形牽引簧，所述牽引簧設(shè)置在所述余隙空間中，以增加所述可旋轉(zhuǎn)軸部件上的摩擦水平。
全文摘要
一種用于控制操作部件圍繞第一軸和第二軸移動的運(yùn)動控制裝置包括主軸，所述主軸包括套節(jié)和控制臂，其中套節(jié)限定第一軸開口。所述裝置包括插入第一軸開口的圓柱狀樞軸部件，所述樞軸部件與第一軸同心。所述樞軸部件限定第二軸開口，所述裝置包括插入第二軸開口的圓柱狀樞軸銷并和第二軸同心。主軸被設(shè)計以在第一方向圍繞第一軸樞轉(zhuǎn)以及在第二方向圍繞第二軸轉(zhuǎn)動，其中所述第一和第二軸彼此正交。在一個實(shí)施例中，六角牽引簧插入在樞軸部件和主軸之間以影響運(yùn)動的兩個方向之一的摩擦阻力。
文檔編號F16K31/44GK1831700SQ200610006199
公開日2006年9月13日 申請日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者漢斯－克里斯托夫·亨萊因 申請人:麥斯克公司