CN1006858B - 夹紧器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快速松开、能自锁的四分之一转型夹紧器。该夹紧器可把两块或两块以上的面板固接在一起。被夹紧的面板受到载荷作用时，可防止面板脱开。该夹紧器带有短轴组件10和插座组件12，在插座套41内的凸轮螺母42相对于短轴组件是这样安置的，即需要找出凸轮螺母在插座套41内的适当位置，以保证夹紧后的面板不会脱开。此外，该夹紧器还可用于夹紧尺寸变化较大的各种场合，一个夹紧器若配以不同长度的短轴组件，便能完成多种夹紧任务。

Description

本发明涉及面板夹紧器，尤其涉及快速松开的四分之一转型夹紧器。当面板受载荷作用时，该夹紧器可防止面板分开。

本发明是对四分之一转型夹紧器在技术上的一个重大进步。数十年来，四分之一转型夹紧器为各工业部门提供了快速夹紧和快速松开的夹紧器，该夹紧器实际上只需旋转四分之一转便能接合和卸开夹紧器的有关件。这种型式的夹紧器在备受欢迎，使用范围不断扩大的同时，却尚未解决在使用中存在的一些问题。一个问题是被夹紧的面板在震动或其他正常工作载荷的作用下会分开。在某些使用场合，即使面板还彼此松松地夹住，也将会出现间隙，而使需要保持夹紧面板的系统或机器受到损害。另一个问题是这种夹紧器不能适应于各种夹紧尺寸即各种面板厚度。被夹紧面板的组合厚度即使稍有变化都会导致四分之一转型夹紧器不能工作，这是由于此夹紧器不能随夹紧尺寸的改变而调节所致。

为了解决这些问题，工业部门曾多次进行设计，但时至今日，问题尚未取得解决。假如说过去有装置曾解决问题的话，也只是使四分之一转型夹紧器的结构更复杂而已。在以前的实例中包括美国第2878542号专利中所表述的四分之一转夹紧器，该专利是在1959年3月24日颁布，是J·M·萨默斯（Summers）等人申报的。作为特有的四分之一转夹紧器的最早结构是在美国第2486411号专利中表述过，该专利是在1949年11月1日颁布，由O·J·许尔斯特（Huelster）申报。上述两者在推动技术发展方面是令人钦佩的， 但是，问题尚没有解决。例如，萨默斯夹紧器的结构已比较复杂，而许尔斯特夹紧器的设计则更复杂，而且夹紧后的面板在低的工作载荷作用下就会分开。再有，许尔斯特的装置要求用专用工具来调节部件。虽然萨默斯的夹紧器是一种四分之一转夹紧器，但需用独特的方法来接合和松开。由于面板的正常翘曲、面板的配合不良以及偶尔在面板之间落入碎屑等原因，故萨默斯的夹紧器接合时，操作者必须首先把短轴部分反时针旋转至少四分之一转，然后顺时针旋转至少二分之一转才能与插座接合。

从已有的技术可知，可以相信本发明装置是四分之一型夹紧器在技术上的又一重大进步。本发明装置解决了在工业生产中重复出现的几个问题。在阅读下面的阐述后，对此会有全面的了解。

本发明装置是一种把两块面板或类似构件固接在一起的夹紧器，当任一面板受到载荷作用时，该夹紧器可防止两面板分开。为了接合或脱开夹紧器构件，本装置要转过大于四分之一转而小于一转的角度。

本发明装置由两个组件组成，即装在第一面板上的短轴组件和装在第二面板上的插座组件。

短轴组件有一可转动的短轴，短轴杆的一端是轴头，另一端带横销或凸轮随动件。一螺旋弹簧套在轴杆上并位于轴头和横销之间。带中心通孔的环管放置于面板的孔内。螺旋弹簧座套装于弹簧外，并配装在环管的孔中。环管与弹簧座一起构成把短轴头停在预定位置的机构。

插座组件由圆筒形插座套和凸轮螺母组成，插座套固定于第二面板上，凸轮螺母可在插座内作轴向运动，凸轮螺母上有锁定横销部分。

本发明装置可以自锁，使夹紧后的面板不会分开，短轴横销首先 由凸轮螺母卡住，然后凸轮螺母作轴向运动把夹紧器构件夹紧，从而使面板不可分地接合在一起。如要卸开夹紧器，则把操作程序反过来即可。本夹紧器无论在什么条件下均可使用，例如，若有碎屑落入任一组件中，造成所需的夹紧尺寸改变时，本夹紧器仍完全可以工作。由于插座组件的结构能使装入的短轴组件在插座凸轮螺母尚未转动前即已先由插座组件卡住，因此，不管由于诸如面板翘曲、碎屑落入等在未夹紧时所造成的面板总厚度的变化，本夹紧器都能找出适宜的锁紧位置。因此，本发明装置具有一定程度的适应性，在比较大的夹紧尺寸范围内保证接合可靠。由于本发明装置在实现不分离接合时需要超过四分之一转的旋转，故它不是四分之一转夹紧器，但却是该专有技术的一项进步。

本发明装置与过去已知的夹紧器比较，其特性和优点将在下面详细讨论。

图1是本发明所申请装置的部件分解透视图。

图2是图1所示装置中，其插座组件的凸轮螺母的顶视图。

图3是图2所示凸轮螺母的轴向剖视图。

图4是图2及图3所示凸轮螺母的底视图。

图5是所申请装置组装后，正处于夹紧过程中的剖视图。

图6是所申请装置经夹紧后的剖视图，图中表示面板处于紧固时各零件的位置情况。

图7所示剖视图与图5所示的相同，只是其顶面板比图5所示的要厚得多。

图8是图7所示装置处于紧固状态时的剖视图。

请参看图1～4，对本发明夹紧器加以阐述：图1是该装置在装 配之前各零件相互关系的分解图。本发明装置包括两个组件，即固定于第一面板（即顶面板）上的短轴组件10和固定于第二面板（即底面板）上的插座组件12。

本装置的短轴组件10由短轴13、螺旋弹簧14、弹簧座15、环管16和挡圈17组成。短轴13采用普通的设计形式，其头部18带有向上延伸的固定翼板19，供操作者转动短轴用，其杆部20的长度经预先确定，在杆部20上与头部18相对称的另一端是加工成锥面的自由端21，在靠近自由端处开有通孔22，有相应尺寸的凸轮随动件（即横销）23紧固于通孔22内。

所选择的螺旋弹簧14的内径应大于短轴杆部20的外径。弹簧座15由以下部分组成：外壁24、内壁25、带有孔27的底面26、外径比座体其余部分都要大的顶面28，以及连接顶面28和内壁25的斜面29。整个内壁25都制作得很光滑。底壁26上孔27的直径大于短轴杆部20的外径，但小于螺旋弹簧14的外径。孔27的孔径要选得只允许短轴杆20毫无阻碍地通过而螺旋弹簧14和短轴头18却不能通过。弹簧座15具有由内壁25所围成的内部空间。

环管16制成能装入在第一面板即顶面板的孔30中。环管的高度与面板31的厚度有关。在环管16的顶端即第一端面上，有台肩即法兰33，其外径大于面板孔30的孔径。从法兰33的下面向下，是由环形槽34构成的中间体部分，该中间体部分的外径比面板孔30的孔径小。在环管上与法兰33相对的另一端有另一较小的台肩即法兰35，下法兰35的外径小于面板孔30的孔径，但大于中间体部分的外径。环管的内部是中空的，由内壁36围成，在靠近下法 兰35处的内壁36上有凸缘即台肩37。为使环管16卡紧在面板的孔30内，用了一个普通开缝结构的挡圈17，挡圈17的外径比面板孔的孔径和环管下法兰35的外径都大，挡圈17的内径小于面板孔30的孔径，但大于环管中间体的外径。在某些使用场合，在上面板31对着另一面板的表面38处镗有阶梯孔的沉孔39，其大小足以容纳挡圈17，使两块面板紧固在一起时贴合无缝，如图7所示。

本装置的插座组件12由两部分组成，即插座套41和凸轮螺母42。插座套41具有由外壁43和带螺纹的内壁44组成的筒形结构。插座套的底部是敞口的。本装置插座套41的顶部是做成可与第二面板45紧固在一起。在图例中可见，插座套体的上端有向外延伸的平展面46，其上有两耳状部分47和48，分别开有孔49和50，分别用铆钉51和52穿过，便把插座套41固接到第二面板45上。插座套内部是空心的。

凸轮螺母42是做成可用螺纹拧入于插座套内的形式，螺母42外表面全带外螺纹53。在本装置中，所示的最好的凸轮螺母是带有大螺旋角的螺纹，即采用多头螺纹（四头）。通晓技术的人会懂得，其他形式的螺纹也可能达到此目的，即以最小的转角，使凸轮螺母在带螺纹的插座套内作快速的轴向运动。

参看图1～4，就能更好地了解凸轮螺母42的内部结构：凸轮螺母有内壁54。在凸轮螺母的上部，有一对与内壁连成一体的，大体上呈三角形的表面55和56。表面55和56各自的顶端57和58位于或靠近凸轮螺母42的上端面59。三角形面55和56的斜面分别从各自的顶端向下延伸至顶面62处。三角形面55和56是引导短轴上的横销23对中用的，并使之进入凸轮螺母42的中心 定位孔63内。

螺母42的凸轮部分与其内壁54成为一体，它大体上位于螺母内壁的下面部分。如图3和图4所示的凸轮部分结构是普通的形式，并有顶面62，中心定位通孔63中有一对位置对称的孔槽，能容纳短轴上的横销23，而圆孔部分则供容纳短轴杆20。从顶面62至底面66之间，有一对对称设置的凸轮表面（斜面）64和65，斜面64和65分别终止于底面66上面的止动槽68和69处，后者作为短轴上的横销23的销定机构。

使用本装置时，其装配步骤如下：把环管16装入第一面板的孔30内，同时把挡圈17套入下法兰35上的环形槽34上。将弹簧座15放入环管16中，然后放入螺旋弹簧14，最后，把短轴杆20穿过弹簧、弹簧座和环管中。当短轴杆的锥端21伸出弹簧座的底部时，就把横销固定于短轴杆的孔22内，这样，短轴组件便准备就绪。

把凸轮螺母拧入插座套内，直至凸轮螺母42的顶端59与插座套的顶面46相平或稍低于顶面46之后，该插座组件便可供装配使用。插座套41在与凸轮螺母42装配之前，使表面43形变成椭圆形，这样，在螺纹之间的配合就有所需的过盈量，而又使螺母仍能在套内转动，以实现在套内的轴向运动。于是，在第二面板45的孔71与凸轮螺母的内部结构对正之后，便可把插座套铆接到第二面板45的底面70上，这样，本发明装置便可以使用了。本发明装置在使用时具有优越的性能。

现在参看图5～8，对其功能加以阐述。本发明装置能使两块面板紧固在一起，以防面板在正常工作载荷下分开，本装置还给用户提 供象已知的四分之一转夹紧器那样的快松特性，而没有该种夹紧器的缺点，

图5表示短轴组件10插入与其相配的插座组件12后的情况。短轴杆20和横销23以规定的方式通过凸轮螺母的中心孔63，把短轴头旋转四分之一转后横销23即进入止动部分即止动槽68和69内，处于“锁定”状态。在到达这一位置以前，凸轮螺母还没有被转动。为使横销置于凸轮的止动槽68和69内，短轴只转动了不到90°。从图5可以看到，在锁紧过程中，短轴头还没有与环管的上法兰33齐平。弹簧座的底面26还靠在顶面62上，而弹簧14尚末受到压缩。在这一位置上，由于弹簧未经压缩，容许顶面板从底面板处向上拔出，而两板离开。

为把两块面板紧固在一起，使面板间完全没有缝隙，即保证两块面板不会分开，操作者只需把短轴旋转大约八分之三转到四分之三转，由于这一转动压缩了弹簧，并压下环管内的弹簧座，如图6所示。同时使凸轮螺母在插座套内作轴向向下运动。在首次使用此夹紧器时，就要从凸轮螺母与短轴组件联在一起的最初起始点来找出在插座套内的适当位置，以保证面板的不可分的紧固连接。操作者能知道何时便能达到这一条件，因为这时轴头与环管或面板的顶面齐平。夹紧器是自锁的，无需附加机构来保持锁紧。采用本发明这一特有结构时，被接合的构件不会因震动或受其他载荷而脱开。

本发明的另一显著特点是适应性广，一个夹紧器可用于一定的夹紧尺寸范围。图7和图8中所示的夹紧器与图5和图6中所示的相同。该四个图中的零件除了两件例外，其余都是相同的，图中示出了不同的夹紧范围，本发明装置在图5和图6所示的顶面板31表示 出夹紧器在夹紧范围的一种极端情况;而图7和图8所示的顶面板31′表示出夹紧器在夹紧范围的另一种极端情况。图7和图8所示的顶面板31′比顶面板30要厚得多。面板31′的底面38′镗有阶梯孔，为了加工出前述的沉孔39，以供容纳环管的挡圈17。

从图7和图8中可见，其夹紧过程与图5和图6所表述的相同。当两块面板夹紧时（见图8）其凸轮螺母的轴向下移量比图6所示的小，这是由于增加了顶面板31′的厚度所致。而两者在使用效果上是一致的，即由本发明装置紧固在一起的面板不会因外加载荷的作用而分开，除非使用者把夹紧器松开。为了找出和达到与面板厚度相适应的位置，夹紧器在首次连接时，其凸轮螺母需要多转动一些，特别是当面板厚度在夹紧范围内的最小值时更是如此。可是，必须注意，这是本夹紧器的一种自动功能，无需操作者在操作此装置时附加其他知识。一旦夹紧器在一开始自动调整到适当的位置上后，以后夹紧器的装、卸都可按传统的四分之一转夹紧器的性能处理。

对于特殊的夹紧器，只要夹紧器的夹紧范围是在设计范围内，则本发明装置就能可靠地重复使用无数次。要松开夹紧器，只需转动短轴使凸轮螺母旋转并向上移动至弹簧从压缩状态松开即可。在预定的转动载荷下，横销从凸轮的止动槽脱开，凸轮螺母不再转动。在这一点上，本夹紧器的工作极象传统的四分之一转型夹紧器。根据凸轮螺母螺旋角的大小，转动不到八分之三转便可实现快速装、卸。因此，当本发明装置必须作再夹紧时，凸轮螺母已处于插座套内某一深度位置，使得横销沿着凸轮斜面进入锁定的止动槽中并停在那里，弹簧已经压缩到足够的程度。然后把凸轮螺母在插座套内转动至合适的位置，以便使两块面板能紧密地固定在一起。

从上所述可知，本发明是夹紧器技术上的重大进步，本装置的优点在于，它具有众所周知的四分之一转夹紧器的快速松开特点，而且在载荷作用下，经夹紧后的面板不会松开，这样，面板之间不会出现间隙。

本发明装置结构极其简单，它适用于多种夹紧尺寸范围。短轴横销在凸轮螺母转动前必须锁定在凸轮的止动槽中，因此，操作者不会因疏忽大意而把凸轮螺母从插座套内旋转出来。此外，本装置的制造成本低，设计结构简单，优点非常显著。

要知道，对于技术熟练者来说，可根据设计上的选择对本装置的结构进行修改，例如，轴头上的固定翼板可用改锥槽或其他可带动旋转的槽来代替。把插座套固定到第二面板上时也不仅限于铆接。因此，本发明装置不限于图中所示结构，而仅限制在下列保护权利要求的范围内。

Claims (2)

1、一种把两块面板或类似构件夹紧在一起的装置，夹紧后的任一面板受各种载荷作用时，面板不会分开，该装置包括：

(1)固定于第一面板上的短轴组件，它包括一可转动的短轴，一套在短轴上的螺旋弹簧，和能装螺旋弹簧的装置；

(2)固定于第二面板上的供短轴组件装入的插座组件，它包括一适合固定于第二面板上的内壁带螺纹的插座套，一外壁带外螺纹而内壁是凸轮部分的凸轮螺母；

本发明的特征是：

(3)该短轴组件还包括一固定于第一面板孔内的环管，以及为了把环管紧固在第一面板孔内的装置；

(4)短轴组件和插座组件做成这样的结构，即当凸轮部分的卡紧短轴结构把短轴卡住后，继续旋动短轴才能允许凸轮螺母在插座组件内靠螺纹作轴向移动；

因此，凸轮螺母在插座套内作第一次轴向运动时能把两块面板不可分离地紧固在一起；在凸轮螺母作与第一次方向相反的第二次轴向运动时，则可松开面板。

2、如权利要求1中所规定的装置，其特征为该凸轮螺母的外壁螺纹是大螺旋角螺纹。

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