CN101243261B - 带式紧固件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适合于可松脱地固定第一元件(12)和第二元件(14)的紧固件(10)。该紧固件(10)包括具有多个间隔开的锁扣装置(28)的通道(22)。该锁扣装置(28)可移入通道(22)中。紧固件(10)还包括具有多个间隔开的挡决(32)的锁定舌片(30)。该锁定舌片(30)可在通道(22)内在锁定位置和解锁位置之间移动，在该锁定位置，挡块(32)阻止锁扣装置(28)移入通道(22)，在该解锁位置，并不阻止锁扣装置(28)移入通道(22)。
Description
技术领域
本发明涉及一种紧固件。尤其是，本发明涉及一种可制作成各种长度的紧固件，在下文中通常将其称为“带式紧固件”。
背景技术
带式紧固件方便有效地用于紧固面板、门、窗及其它元件，并且可以提供连续的密封。
在国际专利申请No.PCT/AU99/00185的公开说明书中，尤其是结合该说明书的附图25-39，公开了带式紧固件的多种方案。该国际专利申请的内容在此引入以供参考。
至少在某些方面，本发明可被认为是对在此引入的该国际申请中公开的带式紧固件的改进。
至少在某些实施例中，本发明涉及在受到激活时收缩的材料。接下来陈述有关这种材料的实例的进一步说明。这种材料可能存在一些问题，并且这些问题接下来也要论述。本发明，至少在某些实施例中，目的在于克服或减轻这些问题。
发明内容
本发明提供了一种适合于可松脱地固定第一元件和第二元件的紧固件，该紧固件包括：
通道，具有多个间隔开的锁扣装置(l0cker)，所述锁扣装置形成该通道的相对壁并且可移入该通道中；和
锁定舌片，具有多个间隔开的挡块和一形成通道基部的基部，该锁定舌片可在通道内在锁定位置和解锁位置之间移动，在该锁定位置，挡块阻止锁扣装置移入通道中，在该解锁位置，并不阻止锁扣装置移 入通道。
第一元件和第二元件可以是任何适合的元件。第一元件的一个例子是固定面板而第二元件的一个例子是可拆装面板，或者诸如门的闭合件。然而，本发明不限于这些实施例。第一和第二元件可以从各种各样形式中进行选择。
优选地，通道具有位于两个带中的每一个上的多个间隔开的锁扣装置，这两个带一起形成通道的相对壁。在这个实施例中，位于两个带中的每一个上的锁扣装置都适于朝向通道的中心枢转或通过挡块保持在锁定位置。
锁定舌片优选地可在通道内纵向移动。在一个特别优选的实施例中，形成通道基部的基部可在其中滑动。
挡块优选地具有与锁扣装置近似的尺寸。同样地，相邻挡块之间的间隔优选为与锁扣装置之间的间隔相同或近似。利用这种构型，当锁定舌片移到解锁位置时，锁扣装置设置为邻近挡块之间的间隔并且可朝向通道的中心枢转而不受挡块约束。当阻挡舌片移动就位时，该紧固件的部分接合在一起，拉紧接头。
锁扣装置和挡块优选由金属构成，以便为高载荷应用提供结实稳固的装置。对于低载荷要求，锁扣装置还可由适合的工程塑料制成。用于特定应用的适当材料选择对本领域技术人员是显而易见的。
优选地，锁扣装置以枢转方式运动。在一个实施例中，间隔开的锁扣装置位于一起形成通道的相对壁的两个带上，当锁扣装置的顶部朝向彼此向内倾斜时，该锁扣装置以枢转方式运动到通道中。在另一个实施例中，锁扣装置形成通道的平行壁并朝向彼此向内移动，保持其平行位置。
优选地，该通道形成柔性组件的一部分。这样的目的是允许紧固件弯曲以使其可用于紧固可能弯曲或其它非线性的元件。为了允许具有柔性，优选地，锁扣装置、挡块和锁定舌片在它们的基部处具有较薄的部分以便允许发生垂直弯曲从而沿循诸如面板中的弯曲部分。
本发明的紧固件可通过任何适合的装置附接至第一元件。尤其优选的是，将该紧固件保持在第一元件中的或附接于第一元件的平台(rig)中的保持导向件内，例如该平台结合到第一元件。优选地，锁扣装置适于保持在第二元件中的锁定槽或其它适合形状的轮廓内。当紧固件被锁定时，锁扣装置与锁定槽接合并且在挡块防止锁扣装置枢转到通道中时不能松脱。当移动挡块以使它们不再干涉锁扣装置并且锁扣装置能够充分移入通道以便脱离锁定槽时，第二元件可从第一元件中拆除。
优选地，通过适于在激活时收缩的材料而使锁定舌片在锁定位置和解锁位置之间移动。
适于在激活时收缩的材料优选为形状记忆合金带。形状记忆合金是已知的，并且通常主要或全部由钛和镍制成。它们还可以包括其它材料，例如铝、锌铜及其它类似的材料。形状记忆合金能够在预定的转变温度以下呈现一种形状，一旦其温度超过转变温度就变为第二形状。相反地，当形状记忆合金冷却到低于转变温度以下时，又能够再次呈现第一形状。就本发明而言，优选地，当在原处加热时，形状记忆合金收缩。当前可得到的形状记忆合金带，例如以名称Nitinol销售的形状记忆合金带，能够在通过加热而激活时多次循环收缩大约3％。
适于在激活时收缩的材料的激活优选地利用供向该组件的电线通过电阻加热来实现。形状记忆合金带的激活可以例如使用飞机或汽车的布线系统从中央位置启动。由远程装置启动这种激活操作也包括在本发明的范围内，例如通过使用任何适合形式的能量操作的手持工具，包括微波、电磁、磁、声学、红外线、射频等等。
本发明的范围不必限制为使用形状记忆合金。也可使用其它材料。另外，虽然激活可以通过加热实现，但其它激活的方式也可适用并且也在本发明的范围内。
尽管其它结构也可使用，但优选地使用一个形状记忆合金带来将舌片移动到锁定位置，并使用第二形状记忆合金带来将舌片移动到解锁位置，因此本发明的紧固件是双稳定的。当使用两个带时，该紧固 件可被设计为保持在锁定或解锁状态直到相反的带被激活为止。
可能希望通过连杆(push link)或其它装置来连接锁定和解锁带，因此对于该机构只存在单个致动器连接。这允许该机构在连接到直线致动器时发生弯曲。
紧固件优选为带形式的紧固件。更优选地，紧固件由多个模块组成。例如，最小模块长度可以是400mm。对于这个尺寸，形状记忆合金带可具有300mm的有效长度并具有截面为0.2×5mm的带型。激活操作需要以24安培、13.8伏加热1秒，并且可提供17daN拉力。如果加热持续3到5秒，则可能需要较少的安培。
模块可以接任何需要的方式连在一起，例如使用可连接相邻模块的致动器板。
在模块形式中，不必同时激活所有模块。因此，小电源可足以用来激活每个模块长度。
在高环境温度或过热状态的情况下，本发明的紧固件可以包括故障保险元件来确保紧固件停留在锁定位置。例如，紧固件可以包括解锁驱动销，并且在过热状态下，故障保险元件能够向上移动并阻挡驱动销，以使该紧固件停留在锁定位置。
优选地，形状记忆合金致动器通过滑动密封件进行密封以防流体和尘土，该滑动密封件可位于凹穴中并随着致动器的锁定和解锁动作来回移动。
应当理解，除了形状记忆合金带之外的其它致动器可与本发明的紧固件结合使用，例如伺服马达和液压缸。
优选地，两个位置传感器和一个温度传感器集成到紧固件中以监测和控制机构功能。它们提供紧固件是处于锁定状态还是处于解锁状态的信息。温度传感器用来测量内部环境温度以便优化总体性能并且在高于或低于工作温度阈值时提供停机保护。超温故障保险装置的启动也可以是这种设置结构的一部分。
在阅读以下对附图的说明和对本发明优选实施例的详细说明之后，本发明的其它优点和方面将变得显而易见。
附图说明
图1示出了在原处的本发明的紧固件的一个实施例的剖视侧视图，用于紧固为可拆装面板的第一元件和为固定面板的第二元件，该紧固件处于锁定位置；
图2示出了处于锁定位置的、图1所示的紧固件的锁扣装置和挡块的俯视图；
图3除了所示的紧固件处于解锁位置之外，其它都与图1的实施例相对应；
图4是处于解锁位置的锁扣装置和挡块的俯视图；
图5是处于锁定位置的紧固件的端部的透视图；
图6是正向解锁位置前进的紧固件的端部的透视图；
图7是与图5和6一样的视图，但是处于完全解锁位置；
图8是图5所示实施例的部分部件分解图，示出了锁定位置，还示出了致动器的一部分，但是出于清楚目的省略了锁扣装置的一个带；
图9是与图8相对应的视图，以与图6进行比较；
图10示出了图8和9的实施例，与图7相对应；
图11是处于锁定位置的上述附图中的致动器的透视图；
图12示出了处于解锁位置的致动器；
图13是适合于本发明的紧固件的致动器的第二实施例的俯视图；
图14是图13中的致动器的侧视图；
图15是紧固件的模块的实施例的部件分解图，示出了结构；
图16是图15的细部，示出了如何将锁扣装置和挡块组装到紧固件的模块中；
图17示出了两个紧固件模块之间的节点；
图18是模块的连接的进一步细节；
图19以侧视图(锁定位置)示出了致动器如何能够连接在模块之间；
图20是图19的透视图；
图21示出了处于解锁位置的致动器联接的细部；
图22示出了将紧固件组装到结构上的情况；和
图23示出了图22的细部。
具体实施方式
在附图中，示出了紧固件10(见图2和图4)将可拆装面板12可松脱地固定到固定面板14(见图1和图3)。
保持引导器18形成在平台托架16中以便保持紧固件10的元件。平台托架16结合或者固定到固定面板14。
锁定槽20加工于可拆装面板12中，用来与紧固件10接合。可拆装面板12和固定面板14的对齐通过保持引导器座中的保持引导器18和可拆装面板12中的锁定槽20的公差定位来帮助实现。
特别参考图2、4、5和6，紧固件10具有形成在各锁扣装置28的两个带24、26之间的通道22。通道22具有由可滑动的锁定舌片30形成的基部。舌片30具有挡块32。优选地，各锁扣装置28以10mm节距相隔(与挡块32一样)，并且挡块32之间的间隔36足够大以便容纳锁扣装置28。
当将舌片30从图5所示的锁定位置拉到图6所示的解锁位置时，锁扣装置28可朝向通道22的中心向内枢转，如图7所示。将此与图1和图3进行比较，在锁定位置，锁扣装置28由挡块32保持在锁定槽20中(图1和图2)，但是在挡块32移出与锁扣装置28配准的位置时，锁扣装置28可向内枢转从而脱离锁定槽20(图3和图4)，以便将面板12从面板14拆卸下来。
接下来，结合图8到12描述部件38、40、41和44。
图8到12示出了紧固件10的致动器的一个实施例的元件。各致动器元件包容在致动器外壳38中，在本实施例中，该致动器外壳由铝制成。塑料注塑的衬套42用来支承和隔离致动器的电子元件和形状记忆合金带或条。
图示的致动器是双稳定的并且具有两个形状记忆合金(SMA)条 48和50。SMA条48用来解锁紧固件10，而SMA条50用来锁定紧固件10。紧固件10可保持在被锁定或解锁状态，直到激活相反的SMA条为止。SMA元件由SMA连杆41在内部连接，因此只存在一个致动连接机构。这允许该机构在连接到直线致动器时弯曲。SMA条48固定在端部60(图8到10)，而SMA条50固定在端部62(图12)。
在该双稳定实施例中，当紧固件10设置成多模块时(参考下文)，不必同时激活所有模块。可使用小电源来顺序地激活每个模块长度。
如在图8、9和10中所见，锁扣装置28的带24具有底部连接部分52。同样地，舌片30具有支承挡块32的底部连接部分54。在这个实施例中，两个连接部分52和54都比较薄，因此它们允许发生垂直弯曲以便沿循诸如面板中的弯曲部分。
锁扣装置带24、26和舌片30都可由金属制成以便为高载荷应用提供非常结实稳固的连接。替代地，低载荷要求的锁扣装置带24和26可使用工程塑料。工程分析法可为特定应用确定适当的材料选择。
致动器元件还包括解锁驱动销44(位置示于图11和12中)和锁定驱动销46。
在图8到10中还可看到过应力弹簧56和电源线回路58。
正如可从图8到9和10的连续进程看到的一样，当锁定舌片30移出与锁扣装置带24(和未示出的锁扣装置带26)配准的位置时，挡块32脱离锁扣装置28。当锁扣装置28完全脱离挡块32时，锁扣装置28朝向彼此枢转或倾斜。图10示出了带24上的锁扣装置28的这种情况。带26上的锁扣装置28(未示出)朝向带24上的锁扣装置28倾斜。在这种构型中，紧固件10不再接合于锁定槽20中(参考图3)，可拆装面板或门12从固定面板14上松脱。
现在参考图13和图14的实施例。将使用相同的数字来指代这些图中与如上所用相同或等同的部件。
致动器外壳38包括凹槽64(图14)以用来容纳用于致动器元件的电子元件。在图示的实施例中，紧固件10表示具有400mm最小模块长度的模块。SMA条48和50具有300mm的有效长度并且属于截 面为0.2mm×5mm的带型。激活操作需要以24安培、13.8伏加热1秒，并且可提供17daN拉力。如果加热进行3到5秒，则可能需要较少的安培。
图13中示出了四个致动器外壳螺钉66和SMA引导肋68。该致动器组件包括六个致动器定位螺钉70，出于清楚目的只标示了其中一个。
在图13中示出了也在图1中示出的SMA连杆41。SMA连杆41连接SMA元件，因此只存在一个与该机构的致动连接，并且该机构可以是弯曲的。
图13中包括故障保险元件72。该元件确保SMA锁定条50在过热状态下停留于锁定模式中。故障保险元件72定位在驱动销46下方，并且在过热状态下，故障保险元件72向上移动并将驱动销46阻挡在锁定位置。
图14中示出了滑动密封件40。该滑动密封件40还示于图1中。滑动密封件40用来密封致动器以防流体和灰尘。滑动密封件40是致动器组件的一部分并提供与驱动销46的连接。滑动密封件40定位在铝制支承托架中的凹穴(未示出)中并随着致动器的锁定和解锁动作来回移动。
图15是紧固件10的模块的一个实施例的部件分解图并示出了结构。正如从图15中看到的一样，可拆装面板12具有形成在其中的锁定槽20。图中示出了紧固件的两个模块10A和10B。应当理解，几个紧固件10可以连接在一起。
在该实施例中，固定面板14设置有框架延伸部74，而非平台托架16。框架延伸部74包括鸠尾形突出部(dove-tailed protrusion)76以便装配到固定面板14中的互补槽78内。框架延伸部74包括用于带有挡块32的锁定舌片30和具有锁扣装置28的带24、26的通道80(出于清楚目的，只示出了紧固件10A的一个带24)。示出了安装在紧固件10B中的通道80中的带24、26和锁定舌片30。
在图15中还示出了致动器滑块82、致动器板84、键板86和致动 器联接件88。参考下文的进一步论述。
图16中示出了模块化紧固件10的组装方式的一个实施例。图中示出了带有通道80的框架延伸部74。带有锁扣装置28的每个带24或26(示出了24)可如箭头89所示从上方组装到通道80中，或者可如箭头90所示从端部滑入。然后，带有挡块32的舌片30可如箭头92所示从端部滑入。
图17示出了如何在节点94将一个紧固件10A链接到第二紧固件10B。图17示出了已准备好拧入到通道80的致动器板84(致动器板84还示于图15中)。致动器板84包括在96处标示的、将致动器板84用键固定到通道80的细部。为了将锁扣装置28保持就位，致动器板84还包括多个细部，其中一个细部标示在98处。
在组装期间，为了组装致动器板84，使舌片30和带24、26(图17中仅仅示出了一个)超程。将致动器板84拧入到通道80中。然后将舌片30和带24、26推回到其正确位置。
现在转到图18，其示出了使用致动器滑块82和定位件86来连接紧固件10A和10B的模块。致动器滑块82键入舌片30和定位件86中。突肩100为定位件86提供了止挡器以去除结合。
定位件86涂有特富龙(Teflon)或由模切特富龙垫制成。
图19和20示出了插入定位件86后、处于锁定位置的致动器滑块82。正如已经提过的，定位件86涂有特富龙或由特富龙制成。这减少了定位件86和延伸部74之间的摩擦。箭头102指示了在致动器作用下舌片30的运动方向。
图21与图19和20中的设置相对应，但是示出了解锁位置。
图22示出了组装后的系统。可拆装面板12通过紧固件10组装到固定面板14，出于清楚目的，该紧固件已经从图22和23中省略。在这个实施例中，在延伸部74和固定面板14上的槽78之间存在环氧树脂界面。该环氧树脂界面可延伸到图示的侧凸缘，因此可获得相当大的表面积。因为公差可以被吸收，所以使用环氧树脂界面可以确保齐平安装。
以上描述涉及本发明的优选实施例并以图示说明的方式给出。可在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行改变、改进和变化。
在说明书和权利要求书全文中，措辞“包括”及其派生词意思是指包括在内而非排他的含义，除非上下文另外要求。
工业实用性
正如各领域技术人员容易理解的那样，这里所公开的发明不限于所陈述的实例而是在许多领域具有广泛应用。本发明代表了固定和松脱技术领域的重大进步，特别是在带式紧固件方面。
Claims (17)
1.一种适合于可松脱地固定第一元件和第二元件的紧固件，其特征在于，该紧固件包括：
通道，具有多个间隔开的锁扣装置，所述锁扣装置形成该通道的相对壁并且可移入该通道中；和
锁定舌片，具有多个间隔开的挡块和一形成通道基部的基部，该锁定舌片可在通道内在锁定位置和解锁位置之间移动，在该锁定位置，挡块阻止锁扣装置移入通道中，在该解锁位置，并不阻止锁扣装置移入通道。
2.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述形成该通道的相对壁的间隔开的锁扣装置位于两个带上，并且所述间隔开的锁扣装置适于通过枢转而移入通道中。
3.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，该锁定舌片能沿着通道的基部滑动。
4.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，挡块和锁扣装置具有相似的尺寸。
5.如权利要求4所述的紧固件，其特征在于，挡块之间的间隔与锁扣装置之间的间隔具有相似的尺寸。
6.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件形成柔性组件的一部分。
7.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，利用适于在激活时收缩的材料使锁定舌片在锁定位置和解锁位置之间移动。
8.如权利要求7所述的紧固件，其特征在于，适于在激活时收缩的材料是形状记忆合金条。
9.如权利要求8所述的紧固件，其特征在于，该形状记忆合金条远程地激活或通过硬连线激活。
10.如权利要求9所述的紧固件，其特征在于，利用通过使用选自微波、电磁、磁、声学、红外线和射频能量的适合能量形式而操作的手持工具来激活该形状记忆合金条。
11.如权利要求8所述的紧固件，其特征在于，使用第一形状记忆合金条来将舌片移动到锁定位置，而使用第二形状记忆合金条来将舌片移动到解锁位置。
12.如权利要求11所述的紧固件，其特征在于，第一和第二形状记忆合金条通过连杆连接。
13.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件包括用来在超过选定温度时锁定紧固件的装置。
14.如权利要求8所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件包括用来密封以防流体和灰尘的滑动密封件。
15.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件包括至少一个传感器。
16.如权利要求15所述的紧固件，其特征在于，该传感器适于感应位置和/或温度。
17.多个如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述多个紧固件作为模块连接起来。
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