專利名稱：凸輪和楔形自鎖機構(gòu)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及刀具鎖緊裝置，更具體地涉及刀具用的凸輪和楔形自鎖機構(gòu)。
背景技術(shù)：
在刀具工業(yè)中，快換刀夾很普遍并用于各種各樣用途。目前廣泛使用的一種此類快換刀夾是由美國賓夕法尼亞州Latrobe市的肯納金屬(Kennametal)公司制造和銷售的KM系列。為了完整而統(tǒng)一地理解KM型刀夾，可以參考下列美國專利4,836,068；4,747,735；4,736,659；4,726,269；4,723,877；4,708,048；及5,169,270。KM刀夾系列使用一個球-鎖緊系統(tǒng)將刀夾保持在刀架內(nèi)。刀夾包括一個其中形成一個或多個洞孔的柄。一個螺紋鎖桿穿過刀架和刀夾裝置的中心部分伸出。在鎖桿上形成一個斜坡或凸輪，它有效地嚙合設(shè)置在鎖桿和柄的洞孔之間的一個或多個鎖緊球。為了將刀夾鎖定在刀架內(nèi)，鎖桿這樣前進，使得斜面或凸輪嚙合鎖緊球并向外推動它進入與柄中形成的洞孔的鎖緊嚙合。為了從刀架內(nèi)脫開刀夾，沿相反方向退回鎖桿，使球能滾下斜坡或凸輪并退出與刀夾柄洞孔的鎖定位置。因此，正是鎖桿本身的軸向運動和斜坡構(gòu)造造成球與刀夾的向內(nèi)脫開或向外嚙合。通常，該法要求幾次轉(zhuǎn)動一個與鎖桿的一部分螺紋嚙合的螺母，以得到充分嚙合或松開刀夾所需的軸向運動量。
為了便于更快和更有效地嚙合和脫開刀夾，Krupp Widia研制了一種機構(gòu)，后者公開于歐洲專利申請No.0369211中。在該設(shè)計中，一個包括可以轉(zhuǎn)動的軸和一個安置在軸的遠端上的凸輪表面將球驅(qū)入一個與刀夾的柄的鎖緊位置并保持鎖定關(guān)系。當(dāng)凸輪裝置轉(zhuǎn)動時，并不是機構(gòu)的軸向運動鎖定或脫開球，而是凸輪構(gòu)造本身的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生鎖定關(guān)系。為了使刀夾與柄鎖定，凸輪受到轉(zhuǎn)動，在此過程中凸輪表面嚙合一個或多個鎖定球并將它們向外驅(qū)入與刀夾柄的鎖緊嚙合。該凸輪裝置被支承在一個座架內(nèi)，后者形成對軸的過盈配合以阻止軸的轉(zhuǎn)動。在松開鎖定或脫開嚙合的位置中，球擱置在凸輪裝置的凹槽部分中。只要凸輪保持在選定的位置，凸輪表面的角度就將鎖緊球保持在一個嚙合或松開的位置中。該凸輪裝置允許更快更有效地鎖緊和松開刀夾，因為充分嚙合或松開鎖緊球只需要轉(zhuǎn)動180°或更少。
Krupp Widia的凸輪裝置設(shè)計確實有許多優(yōu)點，但是在某些用途中凸輪裝置有一種自身松開的傾向。凸輪裝置有時由于通過球回傳給螺旋的大的力克服過盈配合產(chǎn)生的摩擦力而“退回松開”。軸的由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致凸輪位置改變，并由此完全地或部分地松開球。由于許多常規(guī)刀夾的物理限制，改變凸輪的角度以避免此種自身松開實際上是不可能的。
在另一種應(yīng)用中，肯納金屬公司研制了一種可以壓縮和可以膨脹的螺釘鎖緊機構(gòu)，用于與一個鎖桿和球鎖緊裝置連接。這種可以壓縮和可以膨脹的螺釘鎖緊機構(gòu)公開和表示在美國專利NO、5,169,270中。雖然按照這種設(shè)計的本性該可以壓縮和可以膨脹的螺釘鎖緊機構(gòu)有許多優(yōu)點，但發(fā)現(xiàn)在極少情況下，當(dāng)振動具有穿過刀架和刀夾的某些諧波頻率時，這種機構(gòu)也會“退回松開”。
因此，有必要和繼續(xù)需要一種自鎖機構(gòu)，它能夠阻止由于通過鎖桿向后作用的力或某些通過刀夾和刀架作用的諧波頻率而產(chǎn)生的“退回松開”。
發(fā)明概要和目的本發(fā)明提出一種自鎖機構(gòu)，用于牢固地鎖定螺釘、軸、鎖桿或類似物件。本發(fā)明的自鎖機構(gòu)包括一個可以轉(zhuǎn)動地安裝在刀架或座架內(nèi)的轉(zhuǎn)動卡頭。該轉(zhuǎn)動卡頭包括至少一個楔形表面，后者設(shè)計成與操作地連接到待鎖定的構(gòu)件(如鎖桿)的凸輪表面相嚙合和結(jié)合。提供一個驅(qū)動器，用于當(dāng)待鎖定的構(gòu)件在鎖定位置和脫開位置之間運動時使轉(zhuǎn)動卡頭、楔形表面和凸輪表面一起轉(zhuǎn)動。但是，本發(fā)明的自鎖機構(gòu)設(shè)計成當(dāng)鎖桿或待鎖定的特定構(gòu)件取鎖定位置時自動地占據(jù)楔形鎖緊位置。為了松開自鎖機構(gòu)，驅(qū)動器設(shè)計成彼此相對地轉(zhuǎn)動楔形表面和凸輪表面，使得它們從楔入鎖定位置脫開而凸輪和楔形表面可以同時一起轉(zhuǎn)動。這使得楔形表面、凸輪表面和待轉(zhuǎn)動的鎖桿可以一起轉(zhuǎn)動并使鎖桿或其它鎖緊件從座架(如刀架)中的鎖定位置轉(zhuǎn)動到松開位置。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種鎖桿或其它類型的轉(zhuǎn)動鎖緊件用的自鎖機構(gòu)，它克服先有技術(shù)自鎖機構(gòu)的缺點，能夠承受由鎖桿等回傳給自鎖機構(gòu)的“退回松開”力，還能承受和阻止由于通過刀具和刀夾傳送的某些諧波頻率而產(chǎn)生的松開。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣設(shè)計的自鎖機構(gòu)，它很容易制成與現(xiàn)有的常規(guī)快換刀具系統(tǒng)兼容。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種容易使用而可靠的自鎖機構(gòu)。
研究僅作為本發(fā)明示例的下述說明和附圖，可以清楚地理解本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明的自鎖機構(gòu)設(shè)計的分解透視圖。
圖2是圖1所示設(shè)計的轉(zhuǎn)動卡頭的部分轉(zhuǎn)動的端視圖。
圖3是一種具有凸輪頭的鎖桿的端部的部分轉(zhuǎn)動的視圖，該凸輪頭形成圖1中所示設(shè)計的一部分。
圖4是組成本發(fā)明一部分的驅(qū)動器轉(zhuǎn)動頭的部分轉(zhuǎn)動的端視圖。
圖5是表示結(jié)合到常規(guī)的刀夾和刀架裝置中的本發(fā)明自鎖機構(gòu)的部分截面圖。
圖6—14是一系列視圖，例示圖1表示的自鎖機構(gòu)從松開位置轉(zhuǎn)動到鎖定位置，然后返回到松開位置。
圖15是一個端視圖，例示在轉(zhuǎn)動卡頭和固定在鎖桿上的凸輪頭之間存在的鎖定角。
發(fā)明的詳細說明參照附圖特別是圖1—5，圖中表示本發(fā)明的自鎖機構(gòu)，該機構(gòu)總體用編號10指示。如可從本公開的后續(xù)部分中理解的，該自鎖機構(gòu)10設(shè)計成鎖定一個轉(zhuǎn)動的鎖緊件如螺釘或螺栓。在此處例示的實施例的情況下，該轉(zhuǎn)動鎖緊件通常用編號12指示并表示成鎖桿50的形式，鎖桿安置在一個適合于接受和保持刀夾126(圖5)的刀架內(nèi)。鎖桿50包括一個總體用編號56指示的凸輪頭。凸輪頭56可以轉(zhuǎn)動地包含在總體用編號14指示的轉(zhuǎn)動卡頭內(nèi)。一個總體用編號16指示的驅(qū)動器設(shè)計成轉(zhuǎn)動或驅(qū)動轉(zhuǎn)動卡頭14以及轉(zhuǎn)動鎖緊件12。如可以從本公開的后續(xù)部分中理解的，該自鎖機構(gòu)10基本上包括轉(zhuǎn)動卡頭14和固定在轉(zhuǎn)動鎖緊件12上的凸輪頭56。本質(zhì)上，自鎖機構(gòu)10設(shè)計成采取適應(yīng)轉(zhuǎn)動鎖緊機構(gòu)12和轉(zhuǎn)動卡頭14的楔形鎖定方式，鎖緊機構(gòu)12和卡頭14彼此占據(jù)選定的相對位置。此外，驅(qū)動器16設(shè)計成在轉(zhuǎn)動卡頭14和轉(zhuǎn)動鎖緊件12之間形成相對轉(zhuǎn)動以便脫開兩者。此后，再一次可從本公開的后續(xù)部分中理解到，驅(qū)動器16設(shè)計成同時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動卡頭14和轉(zhuǎn)動鎖緊件12，使得轉(zhuǎn)動鎖緊件12可以在鎖定和松開的位置之間轉(zhuǎn)動。
轉(zhuǎn)向討論轉(zhuǎn)動卡頭14，可以看到該卡頭是一個敞開式套管結(jié)構(gòu)并包括一個環(huán)形圈20和一個頂部22。一個三角形開口24形成于頂部內(nèi)并包括三個側(cè)面24a、24b和24c。一系列周邊楔形表面26從環(huán)形圈20上垂掛下來。圍繞轉(zhuǎn)動卡頭14的外部特別是圍繞楔形表面26的外部，可以看見轉(zhuǎn)動卡頭14包括外螺紋28。此外，在轉(zhuǎn)動卡頭14的側(cè)面中形成一個細長槽30，以便對轉(zhuǎn)動卡頭形成一定程度的彎曲度。
雖然在本文的整個討論中和在附圖中例示的是圍繞轉(zhuǎn)動卡頭14的外螺紋28，后者嚙合刀夾126中的一組配合的螺紋(圖5)，但應(yīng)當(dāng)理解，轉(zhuǎn)動卡頭14可以通過過盈配合產(chǎn)生的摩擦嚙合在刀夾126中，從而不需要配合螺紋。在這種情況下，凸輪頭56和轉(zhuǎn)動卡頭14間的楔形作用將增加這種摩擦，以進一步將轉(zhuǎn)動卡頭14固定在刀夾126中。
再論轉(zhuǎn)動鎖緊件12，此處圖示的鎖緊件為鎖桿50形式。隨后說明的在刀架和刀夾中使用的鎖桿包括一個嚙合一串鎖定球54中每一個用的斜面52。如將在本公開的后續(xù)部分中能夠理解的，鎖桿50通常固定在刀夾裝置中，并可以操作而推動鎖定球54進入和退出在刀夾的柄部中形成的許多洞孔。
固定到鎖桿50的遠端的是總體用編號56指示的凸輪頭。凸輪頭56設(shè)計成凸入轉(zhuǎn)動卡頭14并與其配合鎖定鎖桿50。凸輪頭56包括一個開口的中心部分58，它由側(cè)面58a、58b和58c圍繞形成。每個側(cè)面58a、58b和58c包括一個凸輪表面，后者在本實施例的情況下設(shè)置在每個側(cè)面的中間，通常為曲面或拱形。為清楚起見，附圖將凸輪表面60例示成具有明顯邊緣的表面。但是，雖然這樣一種實施例是可行的，優(yōu)選配置卻包括一個平滑彎曲的凸輪表面60。在每個側(cè)面58a、58b和58c上在凸輪表面60旁邊延伸一個導(dǎo)引的非楔形扁平表面62。在凸輪表面60的相對側(cè)面上是一個后夾角表面64。
轉(zhuǎn)動卡頭14與凸輪頭56配合而將鎖桿50固定在鎖定位置中。如將從本公開的隨后部分中將會理解的，各個凸輪表面60可以以這樣一種方式操作而嚙合轉(zhuǎn)動卡頭14的各個楔形表面26，使得在凸輪頭56和轉(zhuǎn)動卡頭14之間形成楔形鎖定關(guān)系。
通常用編號16指示的驅(qū)動器用來完成自鎖機構(gòu)10。驅(qū)動器16包括一個具有在一端形成的插座82的主體80。在主體80的另一端上形成一個旋擰頭84。旋擰頭84設(shè)計成穿過轉(zhuǎn)動卡頭14的三角形開孔24插入并通過凸輪頭56的開口中心58。如圖4中所示，該旋擰頭包括許多個分開的側(cè)面。這些側(cè)面稱作側(cè)面86、88、90、92、94、96、98、100和102。這些側(cè)面特別設(shè)計成統(tǒng)一擰動轉(zhuǎn)動卡頭14和凸輪頭56。同時，如將從本公開的隨后部分中將會理解的，驅(qū)動器16設(shè)計成賦予轉(zhuǎn)動卡頭14和凸輪頭56之間的相對轉(zhuǎn)動，以便將兩個部件從楔入和鎖定位置移動到松開位置。
轉(zhuǎn)到圖5，圖示出結(jié)合到總體用編號120指示的刀架和刀夾裝置中的自鎖機構(gòu)。刀架和刀夾裝置120可以是由美國賓夕法尼亞州Latrobe的肯納金屬公司制造和出售的那種類型，標記為KM刀具。KM是肯納金屬公司用于識別快換工具的商標。為了例示自鎖機構(gòu)10，刀架和刀夾裝置120被示出并包括一個具有空腔124的刀架122，其中刀架120被設(shè)計成接受和容納刀夾126。如圖5中所見，鎖桿50可以轉(zhuǎn)動地安裝在刀架122中，并可以從松開位置轉(zhuǎn)到鎖定位置。在鎖定位置中，鎖桿通過其凸輪表面52嚙合鎖緊球54并將鎖緊球向外推入與刀夾126的柄鎖定嚙合。本發(fā)明解決的問題是，將鎖桿50固定在鎖定位置中，使得“退回松開”的力和由于某些諧波頻率而產(chǎn)生的振動不會將鎖桿50從鎖定位置推向松開位置。
這樣，在圖5中可見，轉(zhuǎn)動卡頭14擰入刀架122的洞孔中，而固定在鎖桿50的外終端上的凸輪頭56伸入轉(zhuǎn)動卡頭14的中心孔內(nèi)，使得相應(yīng)的楔形表面26圍繞凸輪頭56的凸輪表面60。最好是，轉(zhuǎn)動卡頭這樣固定在刀架122中，使得當(dāng)轉(zhuǎn)動卡頭14轉(zhuǎn)動時有一個拉力作用在轉(zhuǎn)動卡頭14上。這可以通過在刀架122的螺孔和轉(zhuǎn)動卡頭14的外螺紋28的表面之間形成約0、010英寸的過盈來獲得。
轉(zhuǎn)向圖6-14，這一系列圖例示本發(fā)明的自鎖機構(gòu)10從非楔入和松開方式轉(zhuǎn)到楔入和鎖定方式而后回到非楔入和松開方式。
首先，考慮處于松開位置中的鎖桿50。在松開位置中，自鎖機構(gòu)10處于非楔入和松開的工況。這例示于圖6。注意凸輪頭56的主要非楔入平表面62鄰近每個楔形表面26的一部分齊平地安置。在這種工況中，三角形的各側(cè)面24a、24b和24c基本上與凸輪頭56的側(cè)面58a、58b和58c對準。
為了將鎖桿50從其松開位置(圖6)轉(zhuǎn)到鎖定位置，穿過轉(zhuǎn)動卡頭14的三角形開孔24和凸輪頭56的敞開中心58插入驅(qū)動器16。這示于圖7。通過順時針轉(zhuǎn)動驅(qū)動器16，驅(qū)動器的旋擰頭84嚙合轉(zhuǎn)動卡頭14和凸輪頭56并使兩者一起轉(zhuǎn)動。因為凸輪頭56連接在鎖桿50上，所以轉(zhuǎn)動凸輪頭56造成鎖桿50也向著鎖定位置順時針轉(zhuǎn)動。
圖8表示旋擰頭84大約順時針轉(zhuǎn)動四分之一圈并將鎖桿50有效地安置在其鎖定位置上。其次，如圖9中所示，旋擰頭84被移走。
一旦旋擰頭84被移走，凸輪頭56有一種由于作用在刀夾126內(nèi)的刀具上的力而“退回松開”或逆時針轉(zhuǎn)動的傾向。注意在圖10中凸輪頭56由于這種外力而已經(jīng)沿逆時針方向稍許轉(zhuǎn)動。在如圖10中所示的沿逆時針方向的稍許轉(zhuǎn)動中，可以看出，設(shè)置在每個側(cè)面58a、58b和58c上的凸輪表面60已經(jīng)對著形成轉(zhuǎn)動卡頭14的一部分的相應(yīng)的楔形表面26楔入。這種凸輪表面60承載相應(yīng)的楔形表面26的楔入動作造成轉(zhuǎn)動卡頭14膨脹和鎖定，從而阻止任何逆時針轉(zhuǎn)動。因此，鎖桿50由轉(zhuǎn)動鎖緊機構(gòu)10牢固地鎖定。
為了使鎖桿50從圖10中所示的鎖定位置轉(zhuǎn)動，將驅(qū)動器16穿過轉(zhuǎn)動卡頭14內(nèi)的三角形開孔24插入并繼續(xù)穿過凸輪頭56的敞開中心58，如圖11中所示。當(dāng)自鎖機構(gòu)10處于圖10中所示的楔入和鎖定位置中時，可以理解，構(gòu)成三角形開孔24的內(nèi)側(cè)面(側(cè)面24a、24b和24c)和組成凸輪頭的敞開中心58的側(cè)面(側(cè)面58a、58b和58c)并不對準。事實上，由于在轉(zhuǎn)動卡頭14和凸輪頭56之間存在的楔入關(guān)系，這些側(cè)面稍許不對準。但是，驅(qū)動器16的旋擰頭84的側(cè)面是這樣設(shè)計的，使得當(dāng)自鎖機構(gòu)設(shè)置在楔入和鎖定位置中時，旋擰頭84可以插入轉(zhuǎn)動卡頭14的三角形開孔24中并進入凸輪頭的敞開中心58中。注意在圖11中旋擰頭84的各側(cè)面嚙合轉(zhuǎn)動卡頭14的三角形開口24的側(cè)面24a、24b和24c。同時注意到，驅(qū)動器16的旋擰頭84在其嚙合凸輪頭56的敞開中心58的內(nèi)部側(cè)面58a、58b和58c之前可以自由地稍許沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)脫開自鎖機構(gòu)10時，驅(qū)動器16從圖11中所示位置沿逆時針方向稍許轉(zhuǎn)動到圖12中所示位置。在這種運動期間，凸輪頭56保持靜止而轉(zhuǎn)動卡頭14與驅(qū)動器16一起轉(zhuǎn)動。實際上，轉(zhuǎn)動卡頭14沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，使得其楔形表面26從凸輪頭56的凸輪表面60移開。如圖12中所示，當(dāng)主要表面62與鄰近的對應(yīng)楔形表面26對準和齊平時，移開的位置就出現(xiàn)了。轉(zhuǎn)動卡頭14和與鎖桿50一起的凸輪頭56可以沿逆時針方向轉(zhuǎn)動到圖13所示的松開位置。其后，旋擰頭84可以如圖14中所示從轉(zhuǎn)動卡頭14和從凸輪頭56上卸下來并使裝置返回到圖6中所示的松開構(gòu)形。要再一次鎖緊鎖桿50，就重復(fù)圖6-10中所示的步驟。
圖15表示與圖10相同的構(gòu)形，圖中例示產(chǎn)生的鎖定角，此時自鎖機構(gòu)10處于楔入和鎖定位置。如圖15中所示，鎖定角由構(gòu)造線130和構(gòu)造線128形成，構(gòu)造線130與轉(zhuǎn)動卡頭14的表面26對準或共平面，而構(gòu)造線128與在凸輪頭56的敞開中心58的側(cè)面上形成的凸輪表面60相切。上述鎖定角范圍為2°—10°，在一種優(yōu)選設(shè)計中，認為鎖定角為大約5°—8°。在這樣一種方式中，轉(zhuǎn)動卡頭14和轉(zhuǎn)動鎖緊件12之間的相對運動將產(chǎn)生楔形表面26和凸輪表面60之間的運動，從而產(chǎn)生由機械效益放大的力，將轉(zhuǎn)動卡頭14并由此將轉(zhuǎn)動鎖緊件12固定在刀夾126內(nèi)(圖5)。
應(yīng)當(dāng)理解，轉(zhuǎn)動卡頭14的楔形表面和凸輪交替地與轉(zhuǎn)動鎖緊件12或轉(zhuǎn)動卡頭14聯(lián)結(jié)。
從以上說明和討論，可以理解，本發(fā)明的自鎖機構(gòu)10為將一根鎖桿或其它轉(zhuǎn)動鎖緊件自鎖在鎖定位置中提供一種可靠的方法。
最后，上述討論是該自鎖機構(gòu)應(yīng)用在一種轉(zhuǎn)動地鎖定一根鎖桿的配置中。應(yīng)當(dāng)理解，作為討論主題的自鎖機構(gòu)可以使用在其中一種構(gòu)件受到轉(zhuǎn)動并被鎖定在某個位置的許多其它應(yīng)用中。
權(quán)利要求
1.一種自鎖機構(gòu)(10)，用于將一個可以轉(zhuǎn)動的鎖桿(50)安裝在刀架(122)內(nèi)，從而將刀來(126)固定在刀架(122)內(nèi)，它包括(a)至少一個與鎖桿(50)整體形成的凸輪表面(60)；(b)一個中心開口的轉(zhuǎn)動卡頭(14)，它通常保持在刀架(122)中并圍繞鎖桿(50)的凸輪表面(60)；(c)該轉(zhuǎn)動卡頭(14)有一個設(shè)置在凸輪表面(60)附近的面向內(nèi)部的楔形表面(26)，其中楔形表面(26)和凸輪表面(60)是這樣設(shè)置和定位的，使得當(dāng)鎖桿(50)在鎖定和松開位置之間移動時轉(zhuǎn)動卡頭(14)、凸輪表面(60)和鎖桿(50)可以一起轉(zhuǎn)動；(d)一個可以與鎖桿(50)嚙合的驅(qū)動器(16)，用于在鎖定和脫開位置之間轉(zhuǎn)動鎖桿，并用于當(dāng)鎖桿(50)在鎖定和松開位置之間轉(zhuǎn)動時同時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動卡頭(14)和凸輪表面(60)兩者；(e)其中，轉(zhuǎn)動卡頭(14)的楔形表面(26)和與鎖桿(50)整體結(jié)合的凸輪表面(60)這樣彼此相關(guān)地設(shè)置和定位，使得鎖桿(50)從松開位置轉(zhuǎn)動的任何傾向造成凸輪表面(60)與楔形表面(26)嚙合，產(chǎn)生一個阻止鎖桿(50)的任何進一步松開運動的制約作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自鎖機構(gòu)(10)，其可以操作驅(qū)動器(16)以嚙合轉(zhuǎn)動卡頭(14)或凸輪表面(60)，并這樣使一個相對于另一個轉(zhuǎn)動，就是松開楔形表面(26)和凸輪表面(60)之間的楔入動作，并允許轉(zhuǎn)動卡頭(14)和鎖桿(50)一起轉(zhuǎn)動，使得鎖桿(50)可以從其鎖定位置運動到松開位置而使刀夾(126)從刀架(122)上卸下來。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，轉(zhuǎn)動卡(14)個外環(huán)形圈(20)，而且其中，該楔形表面(26)設(shè)置在環(huán)形圈(20)的內(nèi)側(cè)上并從其面向內(nèi)，而且其中，凸輪表(60)凸入環(huán)形圈(20)并向外面向楔形表面(26)，使得楔形表面(26)和凸輪表面(60)設(shè)置成彼此相鄰和彼此面對。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，設(shè)置了一系列從環(huán)形圈(20)面向內(nèi)的沿圓周面隔開的楔形表面(26)，而且其中設(shè)置了許多個與鎖桿(50)整體結(jié)合的凸輪表面(60)，后者向外凸出并面對相應(yīng)的楔形表面(26)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，在楔入和鎖定狀態(tài)下，在楔表面(26)和凸輪表面(60)之間形成一個鎖定角，而且其中該鎖定角大約人2-10°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，該轉(zhuǎn)動卡頭(14)包括外螺紋(28)并擰在刀架(122)中形成的螺孔內(nèi)，而且其中轉(zhuǎn)動卡頭(14)的尺寸是這樣的，使得當(dāng)擰在刀架(122)的洞孔中時產(chǎn)生一種過盈配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，凸輪表面(60)至少為輕微彎曲的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，該自鎖機構(gòu)(10)包括置于轉(zhuǎn)動卡頭(14)和鎖桿(50)之間的的偏壓機構(gòu)(190)，用于偏壓和推進兩者之間的相對轉(zhuǎn)動，從而在轉(zhuǎn)動卡頭(14)和鎖桿(50)之間產(chǎn)生一個楔入和鎖定的關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，該偏壓機構(gòu)包括一個螺簧(190)，后者的一端與轉(zhuǎn)動卡頭(14)嚙合而其另一端與鎖桿(50)嚙合，從而產(chǎn)生一個偏壓作用，該作用推動轉(zhuǎn)動卡頭(14)和鎖桿(50)彼此相反地轉(zhuǎn)動。
10.一種自鎖機構(gòu)(10)，用于將一個轉(zhuǎn)動件(12)鎖定在鎖定位置中，它包括(a)一個可以在鎖定和松開位置中轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動件(12)；(b)一個用于將該轉(zhuǎn)動件(12)鎖定在鎖定位置中的自鎖機構(gòu)(10)，它包括(1)一個轉(zhuǎn)動卡頭(14)；(2)一個互鎖凸輪表面(60)和楔形表面(26)，可以操作地相互連接在轉(zhuǎn)動卡頭(14)和轉(zhuǎn)動鎖緊件(12)之間，用于(1)在松開工況中一起轉(zhuǎn)動；(2)在鎖定工況中互鎖；(3)該楔形表面(26)固定于轉(zhuǎn)動卡頭(14)上并可與其一起轉(zhuǎn)動，或者轉(zhuǎn)動件(12)和凸輪表面(60)彼此固定并可彼此一起轉(zhuǎn)動；(4)一個驅(qū)動器(16)，用于(1)同時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動件(12)、轉(zhuǎn)動卡頭(14)與楔形和凸輪表面(26、60)；(2)當(dāng)楔入和鎖定在一起時移動凸輪和楔形表面(60，26)，使得凸輪和楔形表面(60、26)以及轉(zhuǎn)動件(12)和轉(zhuǎn)動卡頭(14)可以聯(lián)合在一起轉(zhuǎn)動；(5)其中，該凸輪表面(60)和楔形表面(26)是這樣間隔和取向的，使得相應(yīng)的表面(60，26)可以隨著趨向于從鎖定位置轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動卡頭(14)和轉(zhuǎn)動件(12)而楔入和鎖定在一起。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，轉(zhuǎn)動件(12)和轉(zhuǎn)動卡頭(14)通常沿軸向?qū)剩移渲?，凸輪和楔形表?60，26)沿徑向?qū)什⒈舜烁糸_。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，該驅(qū)動器(16)包括一個可以與轉(zhuǎn)動卡頭(14)和轉(zhuǎn)動件(12)嚙合的轉(zhuǎn)動頭(84)，用于通過使一個相對于另一個轉(zhuǎn)動而對準兩者并用于當(dāng)對準時一起轉(zhuǎn)動兩者。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，轉(zhuǎn)動卡頭(14)是這樣一種形式的轉(zhuǎn)動卡頭，它包括一個環(huán)形圈(20)，在其一部分中有一個槽(30)，該槽使環(huán)形圈(20)可以膨脹和收縮。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，固定在轉(zhuǎn)動卡頭(14)上的楔形或凸輪表面(26，60)固定在環(huán)形圈(20)上，并包括一個從其指向內(nèi)部的面。
15.一種自鎖機構(gòu)(10)，用于牢固地將一個轉(zhuǎn)動件(12)鎖定在鎖定位置中，它包括(a)一個轉(zhuǎn)動件(12)；(b)一個轉(zhuǎn)動卡頭(14)，可以轉(zhuǎn)動地保持在外罩(122)中并通常與轉(zhuǎn)動件(12)沿軸向?qū)剩?c)配合的楔形的凸輪表面(26，60)，安置在轉(zhuǎn)動卡頭(14)和轉(zhuǎn)動件(12)之間，使楔形表面(26)固定在轉(zhuǎn)動卡頭(14)或轉(zhuǎn)動件(12)上，而凸輪表面(60)固定在其中另一個止；(d)其中，凸輪和楔形表面(60，26)通常沿徑向?qū)什⒏糸_，處于面對面的關(guān)系中，并且當(dāng)轉(zhuǎn)動卡頭(14)和轉(zhuǎn)動件(12)轉(zhuǎn)動時圍繞一根大體共同的軸轉(zhuǎn)動；(e)楔形表面(26)和凸輪表面(60)是這樣彼此相對地設(shè)置的，使得在松開工況下，這兩者彼此相靠地設(shè)置在對準位置中，當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)卡頭(14)和轉(zhuǎn)動件(12)轉(zhuǎn)動時兩者一起轉(zhuǎn)動；(f)其中，楔形表面(26)和凸輪(60)制成這樣的形狀，使得根據(jù)選擇性相對轉(zhuǎn)動一個表面將對著另一個楔入，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動件(12)占據(jù)具有楔形表面(26)和凸輪表面(60)的楔入作用的鎖定位置，從而防止轉(zhuǎn)動件(12)從其松開位置轉(zhuǎn)動；(g)一個用于在凸輪表面(60)和楔形表面(26)之間施予相對轉(zhuǎn)動運動的驅(qū)動件(16)，以便從楔入和鎖定位置移動凸輪和楔形表面(60，26)，而后聯(lián)合一起地轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動卡頭(14)和轉(zhuǎn)動件(12)、凸輪表面(60)和楔形表面(26)，使得轉(zhuǎn)動(12)可以在其鎖定和松開位置之間運動。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的自鎖機構(gòu)(10)，其中，凸輪表面(60)為非平面并包括一個用于與楔形表面(26)準直的大體平面的區(qū)段(62)，而且其中該凸輪表面(60)還包括一個凸輪區(qū)段(60)，后者至少稍許彎曲，并且可以操作而對著楔入表面(26)嚙合和楔入，從而將轉(zhuǎn)動件(12)基本上鎖定在鎖定位置中。
17.一種自鎖一個轉(zhuǎn)動的鎖緊件(12)的方法，它包括下列步驟(a)使轉(zhuǎn)動的鎖緊件(12)在鎖定和松開位置之間轉(zhuǎn)動；(b)當(dāng)轉(zhuǎn)動的鎖緊件在鎖定位置和松開位置之間往復(fù)運動時，使自鎖機構(gòu)(10)與轉(zhuǎn)動鎖緊件(12)一起往復(fù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動；(c)通過傳動一個與自鎖機構(gòu)(10)聯(lián)結(jié)的楔形表面(26)進入楔入和鎖定位置，使凸輪表面(60)也與自鎖機構(gòu)(10)聯(lián)結(jié)而將轉(zhuǎn)動的鎖緊件(12)鎖緊，并從而鎖緊自鎖機構(gòu)(10)防止轉(zhuǎn)動；(d)使自鎖機構(gòu)(10)與轉(zhuǎn)動鎖緊件(12)有效地連接，使得當(dāng)自鎖機構(gòu)(10)位于其鎖定位置時，該轉(zhuǎn)動的鎖緊件(12)不能從其鎖定位置轉(zhuǎn)動；(e)使自鎖機構(gòu)(10)松開，方法是轉(zhuǎn)楔形和凸輪表面(26，60)使其互相分開，從而移動自鎖機構(gòu)(10)，然后轉(zhuǎn)動自鎖機構(gòu)(10)與轉(zhuǎn)動的鎖緊件(12)，并使轉(zhuǎn)動的鎖緊件從鎖定位置轉(zhuǎn)動到松開位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，使自鎖機構(gòu)(10)松開的步驟包括使楔形表面(26)從進入固定位置轉(zhuǎn)動而離開凸輪表面(60)，同時轉(zhuǎn)動的鎖緊件(12)保持相當(dāng)程度的不轉(zhuǎn)動。
全文摘要
一種自鎖機構(gòu)(10)，用于鎖緊可轉(zhuǎn)動件如螺釘、螺栓、鎖桿等。鎖桿(50)將刀夾(126)固定在刀架(122)內(nèi)，自鎖機構(gòu)(10)包括至少一個凸輪表面(52)，連接在鎖桿(50)和具有至少一個楔形表面(26)的轉(zhuǎn)動卡頭(14)之間。轉(zhuǎn)動卡頭(14)、楔形表面(26)和凸輪表面(62)的形狀和位置使它們當(dāng)鎖桿(50)在鎖定和松開位置之間轉(zhuǎn)動時可由驅(qū)動器(16)聯(lián)合轉(zhuǎn)動。但是，它們(14，26，52)的位置和形狀使得在鎖桿(50)取鎖定位置后凸輪表面(52)和楔形表面(26)在鎖桿影響下將移至楔入自鎖位置。驅(qū)動器(16)相對于轉(zhuǎn)動卡頭(14)、楔形表面(26)和凸輪表面(52)這樣設(shè)計，使得驅(qū)動器(16)將互相有關(guān)地轉(zhuǎn)動凸輪表面(52)和楔形表面(26)，使它們從楔入鎖定位置移動，然后當(dāng)鎖桿(50)本身從鎖定位置轉(zhuǎn)到松開位置時，轉(zhuǎn)動卡頭(14)、楔形表面(26)和凸輪表面(52)可聯(lián)合轉(zhuǎn)動。
文檔編號F16B39/02GK1133022SQ94193712
公開日1996年10月9日 申請日期1994年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月12日
發(fā)明者羅伯特·A·埃里克森 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司