CN101151473A - 使用径向和轴向弹簧的球保持、锁栓和锁定装置 - Google Patents
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Abstract
一种锁栓机构包括：壳体，其中具有空腔并且其上具有开口；球，具有其直径小于所述球并从中延伸的柄部，所述球设置尺寸以便经由所述开口插入壳体空腔；至少一个凹槽，靠近空腔开口位于壳体空腔内；螺旋弹簧，布置在凹槽内并且保持所述球，以便在所述空腔内转动，所述柄部相对于壳体中心线位于所选锥形角度上。
Description
技术领域
本发明涉及锁栓部件，并且更特别是涉及能够转动和圆锥运动的球形部件的锁栓。
背景技术
扭曲(canted)螺旋弹簧在需要纵向和转动运动的连接器中已经广泛用作锁栓装置。本发明通过使其用于具有球和插口配置的锁栓机构中来增强扭曲螺旋弹簧的应用。
已经深入地描述过用于保持装置中的连接器，例如授予Balsells的美国专利4974821、5139276、5082390、5545842、5411348以及其它专利。所有这些专利这里结合于此作为参考。
其中所述的美国专利4974821总体描述一种扭曲螺旋弹簧和用于定向主轴径向加载的弹簧的凹槽，从而具有特定预选性能以响应弹簧加载。
美国专利5082390教导一种用于相互保持和锁定第一和第二构件的扭曲螺旋弹簧。
美国专利5139276披露一种位于凹槽内的径向加载弹簧以便控制弹簧的弹性性能。
美国专利5411348和5545842教导了优选地将两个构件锁定在一起的弹簧机构。
这些所述对比文件和任何其它现有技术都不能使得球进行圆锥运动。
发明内容
按照本发明的锁栓机构总体包括其中具有空腔并且其上具有开口的壳体。设置尺寸以便经由开口插入壳体空腔的球包括柄部，柄部具有小于球的直径，它从球延伸。
壳体空腔内的至少一个凹槽靠近空腔开口设置，并且螺旋弹簧布置在凹槽内，保持球不使其转动离开空腔，柄部相对于壳体中心线位于所选锥形角度上。
在一个实施例中，凹槽是周向的，并且螺旋弹簧是连续吊装式弹簧。在另一实施例中，多个弧形凹槽设置在壳体空腔内，并且弧形螺旋弹簧部段布置在每个弧形凹槽内。
多个隔开的周向凹槽可用于壳体空腔内，其中连续的吊装螺旋弹簧布置在每个凹槽内，使得球在壳体内定位在不同的横向位置上。
在一个实施例中，凹槽和弹簧构造成将球锁定在壳体空腔内，并且本发明的另一实施例，空腔是球形的。在此实施例中，两个凹槽布置在壳体空腔内，螺旋弹簧位于其中，凹槽布置在球的相对半球内。
附图说明
结合附图，通过以下描述将更好地理解本发明的优点和特征，附图中：
图1是按照本发明的机构的部分截面的侧视图，总体表示壳体和其中的空腔以及其上的开口，经由开口插入其中的球具有从中延伸的柄部，壳体空腔内的凹槽靠近空腔开口，螺旋弹簧布置在凹槽内以便保持球，从而在空腔内转动和圆锥运动；
图2是类似于图1的采用不同凹槽构造的本发明实施例的的视图，并且还表示球从壳体空腔脱离；
图3是本发明的截面图，表示其中采用弧形凹槽和弧形螺旋弹簧的本发明的一个实施例；
图4是本发明另一实施例的截面图，表示连续周向凹槽和连续吊装式螺旋弹簧的使用；
图5表示利用多个弹簧和凹槽的本发明的另一实施例；
图5A表示在壳体空腔内在横向上进行运动的特定凹槽和螺旋弹簧构造；
图6表示凹槽和弹簧两者之间定位的球；
图7表示球在空腔内的另一位置；
图7A表示用于将球锁定在空腔内以便防止从中拆卸的凹槽和弹簧构造；以及
图8是采用两个凹槽和螺旋弹簧的本发明另一实施例的截面图，其中空腔具有球形部分。
具体实施方式
参考图1，表示按照本发明的锁栓机构10，该机构总体包括其中具有空腔14以及开口16的壳体12。具有从中延伸柄部24的球22布置在空腔14内，其中球22设置尺寸以便如所示经由开口16插入壳体空腔14。径向扭曲螺旋弹簧28布置在V形凹槽30内，以便保持球22在空腔14内转动，其中柄部位于图1箭头34、36所示的所选锥形角度上。用来提供特定预选性能的适当弹簧和凹槽在此前参考的美国专利中描述过，这些专利结合于此作为参考。
简单来说，弹簧28保持在空腔30内，并且径向力沿着次轴40施加在螺旋弹簧28上。弹簧28开始通过大于空腔14的ID的弹簧OD保持在空腔内，因此形成将弹簧保持在空腔14内的力。凹槽宽度(GW)大于弹簧的螺旋宽度(GW)，即(GW＞CW)。此类型的结构产生大约1比1的连接-断开比。本发明相关部分的其它构造在此前参考的美国专利中描述。
将球22插入和脱离壳体12所需的力受到接触角度的影响，接触角度越大，所需连接或脱离的力越小。这种接触角度通过凹槽构造来确定。
参考图2，可选择的实施例46包括具有壳体50以及插入其中的球52的壳体48，球具有延伸柄部54，利用包括倾斜底部的不同的凹槽58的构造。底部处的凹槽宽度小于凹槽螺旋宽度，表示弹簧60可以保持在凹槽58和空腔50内的另一方法，其中插入和脱离的力是变化的，需要更多的力连接和脱离，并且这是由于凹槽和弹簧组件的几何形状。再者，弹簧的进一步脱离是可以在被结合的美国专利中找到的凹槽构造。
如图3和4所示，螺旋弹簧28可包括弧形部段，并且相应的凹槽30也是弧形部段，而如图4所示，螺旋弹簧60与空腔50内周向连续的凹槽58连续。
图5、6和7所示的实施例10、46以及70和图8所示的实施例72的构造材料包括由例如金属或类似物的适当刚性材料形成的壳体12、48、74和76，与球22、52和80、82相同。
特别参考图5、6和7，壳体72包括具有三个隔开凹槽以便支承弹簧98、100、102的空腔86，因此使得球80横向定位在空腔86内，如图5、6和7逐一描述那样。多种弹簧和凹槽构造可用来控制连接和脱离力。如图5a所示，凹槽90和弹簧构造使得球80以及柄部通过，而图7a所示的凹槽94和构造102锁定球80，以便防止脱离壳体空腔86。
图8所示的实施例72采用具有球形内部形状114的空腔110，并且还包括其中具有弹簧122、124的两个凹槽118、120，以便通过凹槽118和弹簧122在球82上提供更大的保持力，凹槽120和弹簧122布置在球82的相对或相反的半球128、130上。
虽然此前出于说明有利地利用本发明的方式的目的，描述了按照本发明的使用径向和轴向弹簧的特定球保持、锁栓和锁定装置，应该理解到本发明不局限于此。即，本发明可适当包括、包含或大致具有所述元件。另外，这里示例性描述的本发明可以在这里没有特别披露的任何元件在场的情况下适当地实施。因此，本领域普通技术人员想到的任何和所有变型、改型或等同配置应该认为在由所附权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种锁栓机构，包括：
壳体，其中具有空腔并且其上具有开口；
球，具有其直径小于所述球并从中延伸的柄部，所述球设置尺寸以便经由所述开口插入壳体空腔并从壳体空腔取出；
至少一个凹槽，靠近空腔开口位于壳体空腔内；
螺旋弹簧，布置在凹槽内，使得所述球在所述空腔内转动，所述柄部相对于壳体中心线位于所选锥形角度上，所述螺旋弹簧具有与球的接触角度，该角度通过凹槽构造确定，以便控制球插入和球脱离的力。
2.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述凹槽是周向的，并且所述螺旋弹簧是连续弹簧。
3.如权利要求1所述的机构，其特征在于，多个弧形凹槽布置在壳体空腔内，并且弧形螺旋弹簧部段布置在每个弧形凹槽内。
4.如权利要求1所述的机构，其特征在于，多个隔开的周向凹槽布置在壳体空腔内，其中连续的螺旋弹簧布置在每个凹槽内，使得所述球在所述壳体内定位在不同横向位置上，并且控制球插入和球脱离的力。
5.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述空腔的一部分是球形的。
6.如权利要求5所述的机构，其特征在于，两个凹槽布置在壳体空腔内，其中螺旋弹簧位于其中，凹槽布置在所述球的相对半球上。
7.一种锁栓机构，包括：
壳体，其中具有空腔并且其上具有开口；
球，具有其直径小于所述球并从中延伸的柄部，所述球设置尺寸以便经由所述开口插入壳体空腔并从中取出；
至少一个凹槽，靠近空腔开口位于壳体空腔内；
螺旋弹簧，布置在凹槽内，使得球在所述空腔内转动，所述螺旋弹簧具有与球的接触角度，该角度通过凹槽构造确定，以便控制球插入和球脱离的力。
8.如权利要求7所述的机构，其特征在于，所述凹槽是周向的，并且所述螺旋弹簧是连续弹簧。
9.如权利要求7所述的机构，其特征在于，多个弧形凹槽布置在壳体空腔内，并且弧形螺旋弹簧部段布置在每个弧形凹槽内。
10.如权利要求7所述的机构，其特征在于，多个隔开的周向凹槽布置在壳体空腔内，其中连续的螺旋弹簧布置在每个凹槽内，使得所述球在所述壳体内定位在不同横向位置上，并且球插入和球脱离的力。
11.如权利要求7所述的机构，其特征在于，所述空腔的一部分是球形的。
Claims (14)
1.一种锁栓机构，包括：
壳体，其中具有空腔并且其上具有开口；
球，具有其直径小于所述球并从中延伸的柄部，所述球设置尺寸以便经由所述开口插入壳体空腔；
至少一个凹槽，靠近空腔开口位于壳体空腔内；
螺旋弹簧，布置在凹槽内并且保持所述球，以便在所述空腔内转动，所述柄部相对于壳体中心线位于所选锥形角度上。
2.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述凹槽是周向的，并且所述螺旋弹簧是连续吊装式弹簧。
3.如权利要求1所述的机构，其特征在于，多个弧形凹槽布置在壳体空腔内，并且弧形螺旋弹簧部段布置在每个弧形凹槽内。
4.如权利要求1所述的机构，其特征在于，多个隔开的周向凹槽布置在壳体空腔内，其中连续的吊装螺旋弹簧布置在每个凹槽内，使得所述球在所述壳体内定位在不同横向位置上。
5.如权利要求1所述的机构，其特征在于，凹槽和弹簧构造成将所述球锁定在壳体空腔内。
6.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述空腔的一部分是球形的。
7.如权利要求6所述的机构，其特征在于，两个凹槽布置在壳体空腔内，其中螺旋弹簧位于其中，凹槽布置在所述球的相对半球上。
8.一种锁栓机构，包括：
壳体，其中具有空腔并且其上具有开口；
球，具有其直径小于所述球并从中延伸的柄部，所述球设置尺寸以便经由所述开口插入壳体空腔并从中取出；
至少一个凹槽，靠近空腔开口位于壳体空腔内；
螺旋弹簧，布置在凹槽内并且将所述球保持在所述空腔内。
9.如权利要求8所述的机构，其特征在于，所述凹槽是周向的，并且所述螺旋弹簧是连续吊装式弹簧。
10.如权利要求8所述的机构，其特征在于，多个弧形凹槽布置在壳体空腔内，并且弧形螺旋弹簧部段布置在每个弧形凹槽内。
11.如权利要求8所述的机构，其特征在于，多个隔开的周向凹槽布置在壳体空腔内，其中连续的吊装螺旋弹簧布置在每个凹槽内，使得所述球在所述壳体内定位在不同横向位置上。
12.如权利要求8所述的机构，其特征在于，凹槽和弹簧构造成将所述球锁定在壳体空腔内。
13.如权利要求12所述的机构，其特征在于，所述空腔的一部分是球形的。
14.如权利要求8所述的机构，其特征在于，两个凹槽布置在壳体空腔内，其中螺旋弹簧位于其中，凹槽布置在所述球的相对半球上。
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