專利名稱：螺紋構(gòu)件的嚙合方法和器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聯(lián)接裝置，這種聯(lián)接裝置使螺紋構(gòu)件能迅速嚙合和拆卸。常規(guī)的螺母和螺栓之類的螺紋聯(lián)接裝置，在高度專門化的應(yīng)用中，例如在要求速度、或者在不希望有延續(xù)的轉(zhuǎn)動的場合中，常常被證實其效果是很差的。人們曾經(jīng)努力去設(shè)計各種螺紋聯(lián)接裝置，這些聯(lián)接裝置在進行組裝時，可以通過快速直線運動之后將其中一個構(gòu)件相對另一個構(gòu)件轉(zhuǎn)動以便最后擰緊。和要求快速和方便地組裝螺紋構(gòu)件時的情況一樣，還要求簡化和加速拆卸螺紋聯(lián)接裝置的過程。
本發(fā)明的聯(lián)接裝置包括一個設(shè)有外螺紋的第一構(gòu)件和一個在其上具有開孔以便插入第一構(gòu)件的第二構(gòu)件。第二構(gòu)件設(shè)有多個可移動安裝的內(nèi)螺紋元件，用以容納第一構(gòu)件的外螺紋。提供一種結(jié)構(gòu)，由此使第一構(gòu)件可通過預定距離的直線滑動運動插入第二構(gòu)件中。之后，可轉(zhuǎn)動第一構(gòu)件以與第二構(gòu)件緊密嚙合。實現(xiàn)第一構(gòu)件的釋放時，可以簡單地按相反方向稍微轉(zhuǎn)動第一構(gòu)件，之后簡單地手工操縱第二構(gòu)件，解除螺紋元件的嚙合，使第一構(gòu)件可以從第二構(gòu)件滑動卸下。因此，應(yīng)用本發(fā)明，可以用最少的轉(zhuǎn)動動作來快速地裝拆螺紋聯(lián)接裝置。
附圖的簡要說明

圖1是概括顯示聯(lián)接裝置的透視圖，其中包括第一外螺紋構(gòu)件和接受該第一構(gòu)件的第二內(nèi)螺紋構(gòu)件;
圖2是第二聯(lián)接構(gòu)件各個零件的分解透視圖，詳細示出可移動安裝的內(nèi)螺紋元件和鍵元件的結(jié)構(gòu)，該鍵元件用以解除內(nèi)螺紋元件，促使第一構(gòu)件易于沿著軸向的直線路徑滑動卸下;
圖3是沿圖1中3-3線的剖面圖，詳細示出第二聯(lián)接構(gòu)件內(nèi)的各個截頭圓錐面;
圖4是可移動安裝螺紋元件的螺紋的放大剖面圖;
圖5是可移動安裝螺紋元件之一的放大剖面圖，其中詳細示出施加向下壓力的彈簧偏壓墊圈，在常態(tài)下沿徑向向內(nèi)推壓該螺紋元件，還示出與之關(guān)聯(lián)的鍵元件，由使用者手工操作，沿徑向向外推壓該螺紋元件，以釋放第一聯(lián)接構(gòu)件;
圖6是聯(lián)接裝置的剖面圖，示出在裝入第一構(gòu)件之前，第二聯(lián)接接構(gòu)件各個零件的位置情況;
圖7是聯(lián)接裝置的剖面圖，示出在第一外螺紋構(gòu)件向第二內(nèi)螺紋構(gòu)件移動過程中，第二聯(lián)接構(gòu)件各個零件的位置情況;
圖8是聯(lián)接裝置的剖面圖，示出在第一聯(lián)接構(gòu)件完全被擰入時，第二聯(lián)接構(gòu)件各個零件的位置情況;
圖9是聯(lián)接裝置的剖面圖，示出在施加人力解除第二聯(lián)接構(gòu)件的螺紋元件以便釋放第一聯(lián)接構(gòu)件使之沿直線路徑向外滑動時，第二聯(lián)接構(gòu)件各個零件的位置情況;
圖10是示出在第一構(gòu)件滑動進入第二聯(lián)接構(gòu)件的過程中，第一構(gòu)件或螺栓10的螺紋16與螺紋元件段28的螺紋29的牙頂對牙頂?shù)年P(guān)系示意圖。
實施本發(fā)明的最佳模式從圖1中可看到，本發(fā)明的聯(lián)接裝置包括一個設(shè)有螺紋的第一構(gòu)件10和一個開有螺紋孔的第二構(gòu)件12，第一構(gòu)件10可按照鎖緊關(guān)系插入該螺紋孔中。更具體地說，在最佳的實施例中，該第一構(gòu)件10是一個螺栓，設(shè)有螺栓頭14和在其軸部上的螺旋螺紋16。下面參照圖2、3和6說明第二構(gòu)件12。
第二構(gòu)件12包含一套筒18，其中滑動安裝一圓筒體20。圓筒體20設(shè)有一系列槽孔22，各相應(yīng)的鍵24穿過其中。鍵24用緊固件26固定在套筒18上。
從圖3中可清楚地看到，圓筒體20上設(shè)有截頭圓錐面19。更具體地說，截頭圓錐面19是一個旋轉(zhuǎn)面，與套筒18和圓筒體20的縱向軸線成一銳角α地延伸，第一構(gòu)件10沿著該縱向軸線移動。圓筒體20內(nèi)設(shè)有第二截頭圓錐面21，與套筒18和圓筒體20的縱向軸線成一銳角α地延伸。
多個由標號28泛指的可移動安裝的外螺紋元件配置在圓筒體20底腔內(nèi)?？梢苿影惭b的螺紋元件28在本實施例中的數(shù)量是3個，它們由墊圈32保持在位和被向下推壓在腔30內(nèi)，這一點在后面要進行說明。如圖4中所示，可移動安裝的螺紋元件28設(shè)有與圓筒體20同軸的內(nèi)螺紋29。該內(nèi)螺紋29具有頂角β。
第二構(gòu)件12具有一蓋34，可相對套筒18移動。蓋34具有肩部36，其上設(shè)有螺紋38，與圓筒體20的螺紋39嚙合，使蓋34可在圓筒體20內(nèi)螺接在位。肩部36上設(shè)有孔35，用以容納穿過圓筒體20的孔21的鎖銷37。按此方式，確保了蓋34、帶有槽孔22的圓筒體20、鍵元件24、套筒18及螺紋元件28之間的正確對齊。從圖2、3中可見，螺旋彈簧40配置在蓋34外壁和套筒18內(nèi)壁之間的空隙42中。螺旋彈簧40在常態(tài)下按相反方向推壓蓋34和套筒18。
第二螺旋彈簧44配置在蓋34的肩部48與墊圈32的凸緣50之間的腔46內(nèi)。第二螺旋彈簧44常態(tài)下向下推壓墊圈32，使其凸緣50嚙合可移動安裝螺紋元件28的上緣54，如圖5中所示。
各可移動安裝內(nèi)螺紋元件28的斷面示于圖3、5和6中。各螺紋元件28內(nèi)表面頂部上具有截頭圓錐面52，其上部終止于上緣54，墊圈32的凸緣50的底面與該上緣54抵接。每個元件28還設(shè)有截頭圓錐面55，與套筒18的軸線成一銳角α地延伸，這樣使截頭圓錐面21和55之間易于滑動。
另外，各可移動安裝內(nèi)螺紋元件28的靠近其底部處設(shè)有截頭圓錐面56，與圓筒體20的軸線成一銳角α地延伸。從而使可移動安裝的螺紋元件28的截頭圓錐面56適于在圓筒體20的截頭圓錐面19上軸向抵接和滑動。此外，各元件28的截頭圓錐面56抵接各鍵24的傾斜面58。
在本發(fā)明的最佳實施例中，上述各截頭圓錐面的銳角α(圖3)比元件28的螺紋29的頂角β小。這樣，螺紋29的傾斜表面與圓筒體20的截頭圓錐面相比，以相對圓筒體20的軸線的更大的銳角延伸。下面僅作為一個實例，當螺栓的螺紋16和元件28的螺紋29的頂角為60°時，有利的是使上述截頭圓錐面的角α為大約45°。
下面說明鍵24和可移動安裝內(nèi)螺紋元件28的結(jié)構(gòu)關(guān)系及其工作情況。各個鍵24穿過形成在圓筒體20上的槽孔20并嚙合在可移動安裝螺紋元件28的斜面56上。如圖5中所示，每個螺紋元件28上設(shè)有槽口57，限定了向下傾斜接觸面區(qū)56，它們的構(gòu)形與鍵24的向下傾斜接觸面58互補。這樣，當用人工將蓋34移近套筒18時，鍵24向上移動，導致螺紋元件28向外移，使其螺紋29與第一構(gòu)件10的螺紋16脫開嚙合。
圖6示出了在第一構(gòu)件或螺栓10插入第二構(gòu)件12之前，可移動安裝內(nèi)螺紋元件28的位置情況。顯然，螺紋元件組28被第二彈簧44的彈簧力沿著軸向向內(nèi)彼此相互推壓。圖7示出了當?shù)谝粯?gòu)件或螺栓10通過滑動、即螺栓10不被旋轉(zhuǎn)而只被向內(nèi)推動而移入第二構(gòu)件時，各個零件的位置情況。很明顯，當?shù)谝粯?gòu)件10的螺紋16與各螺紋元件28的螺紋29相嚙合時，使元件28沿徑向向外移動。參照圖10的示意圖，可以看出，在螺栓10的滑動過程中，螺紋16和29處于牙頂對牙頂?shù)年P(guān)系。螺紋16和29處于該位置時，需要時可使螺栓10通過旋轉(zhuǎn)而前進，但是按照本發(fā)明的目的，只采用滑動移動。
圖8示出了第一構(gòu)件或螺栓10完全插入第二構(gòu)件之中。在第一構(gòu)件或螺栓10被完全推入第二構(gòu)件12之中或者按照需要或?qū)嶋H盡可能接近之后，用人工轉(zhuǎn)動螺栓頭14直至螺栓頭14的內(nèi)面61抵接套筒18的底面62，從而將第一構(gòu)件10鎖緊在第二構(gòu)件12內(nèi)。應(yīng)該理解，由于螺紋元件28是可移動地安裝在圓筒體20內(nèi)，即使當螺栓10正被插入在元件28內(nèi)，還存在一些移動能力。這樣，當螺栓10的螺栓頭14被轉(zhuǎn)動，螺紋16和29之間的摩擦力被螺紋元件28和螺栓10之間的彈性嚙合而增大了。也就是說，因為螺紋元件28不是如大多數(shù)緊固螺母的情況那樣被剛性地配置在圓筒體20內(nèi)，因此螺栓10的轉(zhuǎn)動而引起的擰緊就會向下彈性推壓螺紋元件28，提供了非常緊的鎖緊作用。因此提供了安全性能以防止意外的松開。蓋34是基板上的連續(xù)金屬，以防止“沖擊釋放”。套筒18的肩部35必須被拉向蓋34以實現(xiàn)釋放。而且，直到螺紋之間的張力被釋放，套筒的肩部35才能被移向蓋34。
圖9示出第一構(gòu)件10的釋放。具體地說，當蓋34和套筒18的肩部35頂著第一螺旋彈簧40的力而被相互移近時，鍵24的向上移動和由此引起的鍵24的支承面58與螺紋元件28的支承面56之間的滑動，使各螺紋元件28沿著徑向彼此向外離開，從而將第一構(gòu)件10的螺紋16和螺紋元件28的螺紋29之間的嚙合釋放開，這樣使第一構(gòu)件10可以通過直線滑動而卸下。返回至圖8，應(yīng)該注意，如前文所述，第一構(gòu)件或螺栓10是通過旋轉(zhuǎn)而被牢固鎖緊在位的。因此，在第一構(gòu)件10能夠被釋放之前，必須逆時針方向稍微轉(zhuǎn)動第一構(gòu)件10，將螺紋16和29之間的銷緊作用釋放開。考慮上述情況，在將第一構(gòu)件10稍微逆時針方向轉(zhuǎn)動之后，將套筒18的肩部35向蓋34移動，這樣拉開螺紋元件28以釋放第一構(gòu)件10。舉例來說，如果本發(fā)明的聯(lián)接裝置是如圖9所示那樣垂直定向，在擰松螺栓10并且將套筒18的肩部35向著蓋34上移，螺栓10實際上就會在重力的作用下從該組件自由下落。
雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的一個最佳實施例，應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以存在其它的各種實施例和進行變化。
權(quán)利要求
1.一種用于快速嚙合和脫開分別帶有外螺紋和內(nèi)螺紋的第一和第二聯(lián)接構(gòu)件的方法，包括以下的步驟將第一聯(lián)接構(gòu)件插入第二聯(lián)接構(gòu)件之中；將第二聯(lián)接構(gòu)件的內(nèi)螺紋彼此相互移開；通過滑動運動將第一聯(lián)接構(gòu)件繼續(xù)在第二聯(lián)接構(gòu)件中移動；稍微轉(zhuǎn)動第一構(gòu)件，使其外螺紋緊密嚙合第二聯(lián)接構(gòu)件的內(nèi)螺紋，將聯(lián)接構(gòu)件鎖緊在一起；按相反的方向轉(zhuǎn)動第一聯(lián)接構(gòu)件，將第一聯(lián)接構(gòu)件的外螺紋和第二聯(lián)接構(gòu)件的內(nèi)螺紋之間的緊密嚙合釋放開；將第二聯(lián)接構(gòu)件的內(nèi)螺紋彼此相互移開；通過滑動運動將第一聯(lián)接構(gòu)件從第二聯(lián)接構(gòu)件上卸下。
2.一種聯(lián)接裝置，包括一個設(shè)有螺紋的第一構(gòu)件;一個具有沿縱向軸線的開孔的第二構(gòu)件，所述第一構(gòu)件可以插入該開孔中;可相對所述第二構(gòu)件移動安裝的螺紋元件;一個裝置，在所述第一構(gòu)件被插入所述開孔中并通過滑動運動沿著所述軸線移動時，可使所述螺紋元件沿徑向向外移動，在此之后，所述第一構(gòu)件的稍微轉(zhuǎn)動可使所述第一構(gòu)件與所述第二構(gòu)件進入緊密嚙合;將所述螺紋元件沿徑向向外移動的裝置，使所述第一構(gòu)件可以通過滑動運動沿著所述軸線向外移動。
3.如權(quán)利要求2的聯(lián)接裝置，其中所述螺紋元件包括多個內(nèi)螺紋元件，它們具有截頭圓錐面，與第二構(gòu)件內(nèi)的相應(yīng)截頭圓錐面配合，從而使所述螺紋元件可以沿著徑向相對第二構(gòu)件向內(nèi)和向外移動;還包括將所述螺紋元件在所述第二構(gòu)件內(nèi)向內(nèi)偏壓的裝置。
4.如權(quán)利要求3的聯(lián)接裝置，其中將所述螺紋元件沿徑向向外移動的所述裝置，包括一個與每個所述內(nèi)螺紋元件相關(guān)連并且設(shè)有一傾斜支承面的可移動安裝的鍵元件，每個所述螺紋元件具有一相應(yīng)的傾斜支承面，使所述鍵元件的移動引起所述螺紋元件沿著所述傾斜支承面的結(jié)合面的滑動，將所述內(nèi)螺紋元件向外移動。
5.如權(quán)利要求4的聯(lián)接裝置，其中將所述螺紋元件向外移動的所述裝置還包括一個與所述第二構(gòu)件相關(guān)連的蓋，將所述蓋從所述第二構(gòu)件偏移開的裝置，所述螺紋元件可隨所述蓋移動，而所述鍵元件隨所述第二構(gòu)件移動，使得所述蓋和所述第二構(gòu)件頂著所述偏壓裝置的力而相互移近的移動，可引起所述鍵元件的上述移動。
6.如權(quán)利要求2的聯(lián)接裝置，其中所述第二構(gòu)件包括一個其上設(shè)有多個槽孔的圓筒體;多個螺紋元件;安裝使得所述螺紋元件可在第一內(nèi)部位置和第二外部位置之間進行移動的裝置，在該第一內(nèi)部位置時，使元件的螺紋配置成與所述第一構(gòu)件的螺紋相嚙合，而在該第二外部位置時，使元件的螺紋與所述第一構(gòu)件的螺紋脫離嚙合;將所述螺紋元件壓向所述第一內(nèi)部位置的裝置;所述螺紋元件內(nèi)的槽孔部具有傾斜支承面;其中將所述螺紋元件向外移動以使所述第一構(gòu)件可通過滑動運動沿所述軸線向外移動的裝置，包括鍵元件，它穿過所述圓筒體的所述槽孔延伸，并具有與所述螺紋元件的支承面相嚙合的傾斜支承面;還包括將所述鍵元件向上移動的裝置，當鍵元件的支承面和螺紋元件的支承面之間存在滑動運動時，使所述螺紋元件向著所述第二位置向外移動。
7.如權(quán)利要求6的聯(lián)接裝置，其中將所述鍵元件進行移動的裝置包括一個套筒，所述鍵元件固定在所述套筒上;一個與所述圓筒體相連的蓋;將所述蓋和套筒彼此推開的彈簧裝置，使得用人工將所述蓋和套筒相互移近時可將所述鍵元件進行移動，所述鍵元件和螺紋元件的所述支承面之間的滑動動作將所述螺紋元件移動至其第二外部位置。
全文摘要
一種聯(lián)接裝置，包括一個設(shè)有外螺紋(16)的第一構(gòu)件(10)和一個具有開孔的第二構(gòu)件(12)，第一構(gòu)件插入該開孔中。第二構(gòu)件設(shè)有多個可移動安裝的內(nèi)螺紋元件(28)，用以容納第一構(gòu)件的外螺紋。提供一種結(jié)構(gòu)，由此使第一構(gòu)件(10)可以通過直線滑動運動插入第二構(gòu)件(12)中，在此之后，轉(zhuǎn)動第一構(gòu)件(10)，與第二構(gòu)件(12)進入緊密嚙合。實現(xiàn)釋放第一構(gòu)件(10)時，按相反方向稍微轉(zhuǎn)動第一構(gòu)件(10)，之后簡單地手工操縱第二構(gòu)件(12)，解除螺紋元件(28)的嚙合，使第一構(gòu)件可以從第二構(gòu)件中滑動卸下。
文檔編號F16B37/08GK1104835SQ94190197
公開日1995年7月5日 申請日期1994年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月16日
發(fā)明者羅伯特·L·富勒頓 申請人:羅伯特·L·富勒頓