CN101410661A - 可脱开的心轴驱动装置 - Google Patents

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CN101410661A CN200780011499.4A CN200780011499A CN101410661A CN 101410661 A CN101410661 A CN 101410661A CN 200780011499 A CN200780011499 A CN 200780011499A CN 101410661 A CN101410661 A CN 101410661A
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Abstract

一种轴驱动装置，包括：驱动部件(402)；从动轴(100)；可脱开的驱动机构(202，204，302)，该机构适于连接所述轴和所述驱动部件；所述机构包括一个或多个接合凹槽(304)以及一个或多个接合部件(202，204)；每个接合部件都适于与接合凹槽配合；和脱开部件(312)，该脱开部件适于使所述接合部件或每个接合部件和与之接合的接合凹槽脱开。

Description

可脱开的心轴驱动装置
技术领域
本发明涉及用于旋转轴，诸如龙头阀杆的脱开机构。
技术背景
需要提供一种用于使驱动部件与从动轴脱开的装置。特别是，儿童能够旋开龙头并使龙头运行，这浪费水。当在水槽或者浴盆中有塞子时还可能导致水损害。还可能带来烫伤的危险。
因此希望提供一种脱开机构，该脱开机构对于儿童来说难于克服，但对于成人或者较大的孩子来说容易操作。
发明内容
本发明提供一种轴驱动装置，包括：
驱动部件；
从动轴；
可脱开的驱动机构，该机构适于连接所述轴和所述驱动部件；
所述机构包括一个或多个接合凹槽以及一个或多个接合部件；
每个接合部件都适于与接合凹槽配合；和
脱开部件，该脱开部件适于使所述接合部件或每个接合部件和与之接合的接合凹槽脱开。
所述接合凹槽可以连接到所述轴，而所述接合部件可以连接到所述驱动部件。
所述接合部件可以连接到所述轴，而所述接合凹槽可以连接到所述驱动部件。
所述接合部件可以是枢转臂。
所述脱开部件可以是围绕所述轴的圆筒，并且适于平行于所述轴的轴线移动从而与所述接合部件接触并使所述接合部件枢转而与所述接合凹槽脱开接合。
所述接合部件可以被弹性偏压。
所述接合部件可以被磁性偏压。
所述接合部件可以被重力偏压。
所述轴驱动装置可以包括保持装置，该保持装置用于在不使用时将离合器保持在脱开位置。
所述脱开部件可以被重力偏压。
所述脱开部件可以被弹簧偏压。
所述脱开部件可以被磁性偏压。
所述脱开部件可以被偏压到脱开状态。
所述轴可以是阀操作的轴。
所述驱动部件可以布置成用于在所述驱动脱开时防止所述阀操作。
附图说明
图1示出适用于本发明一个实施例的龙头的心轴的局部视图；
图2示出与图1的心轴一起使用的接合部件的实施例；
图3示出根据本发明一个实施例的可脱开的离合装置的主要元件的分解视图；
图4示出适于与图3所示的本发明的实施例一起使用的手柄组件；
图5示出适于与图3的实施例一起使用的脱开元件；
图6示出适于与图5的脱开元件一起使用的心轴装置，该心轴装置包括导向表面；
图7示出一个可供选择的实施例，其中接合元件连接到手柄；
图8示出接合元件的弹簧加载形式；
图9A示出处于脱开状态的龙头；
图9B示出处于接合状态的龙头；
图10示出本发明的一个可供选择的实施例；
图11示出图10的实施例的分解视图；
图12示出图10的凸耳组件的详图；
图13示出本发明的另一个实施例；
图14示出用于保持磁体的一个可供选择的装置。
实施方式
参考附图示出的实施例对本发明进行描述。
图1示出适于用在本发明一个实施例中的龙头的心轴100的局部视图。所述心轴具有一个台阶状延伸部102，该延伸部可以用于安装手柄(未示出)。延伸部102可以带有螺纹以便安装盖，所述盖可以指示龙头是用于热水还是冷水。狭槽104设置成穿过心轴，并且横向于该狭槽钻出枢轴孔106。阀操作机构的主体可以是一个标准阀操作机构，并且总体由开口的长方形108指示。
图2示出适于与图1的心轴一起使用的接合装置200的实施例。一对接合部件202、204背靠背安装。接合部件204用虚线示出以便与接合部件202区分。每个接合部件具有一个枢轴孔，并且这些枢轴孔在206处对准。
每个接合部件具有一个倾斜边缘208和一个闭锁突起210。
如图2的分解视图所示，接合部件202、204经由穿过孔106、206插入的枢销安装在狭槽104中。接合部件202、204可以彼此独立地绕所述枢销自由旋转，或者如图8所示它们可以被弹簧偏压。
所述接合部件202、204可以设计成在缩回位置上，它们的重心在穿过枢轴点206的竖直线的“外侧”，以便提供重力偏压，从而使自由端趋向于从所述心轴向外倾倒。
参考图3，脱开元件312适于装配在心轴100上，并且在装配好后位于所述接合部件的下方。套管312可以滑动配合在圆柱形主体108或者垫圈或O形圈314上，所述垫圈或O形圈314可以设置用于提供滑动配合。可以具有一个以上的O形圈，如在316处所示。可以设置附加的O形圈315、317，所述附加的O形圈就位于所述脱开部件312外表面上的O形圈槽中。
脱开元件312适于平行于心轴100的轴线向上滑动，如箭头310所示，并且与所述接合部件的倾斜边缘208接合。脱开元件312的进一步滑动促使接合元件202、204回到凹槽104中。
一对接合凹槽304设置在接合套管302中。接合套管302连接到手柄402，如图4所示。当脱开元件312向下滑动并与接合部件202、204脱开时，接合部件202、204被偏压而枢转，从而闭锁端部210沿以枢轴206为中心的弧线运动，所述运动具有一个径向分量，该径向分量使闭锁端部210接触接合套管302的壁。由于接合套管302附连到手柄，当手柄转动时，接合套管302也转动，如箭头305所示。在半圈内，接合凹槽304与闭锁突起210对准，并且所述闭锁突起在向外偏压的作用下与所述凹槽接合。当这种情况发生时，通常在转动龙头的作用经由接合部件202、204施加在轴100上时可以操作龙头。可以围绕接合套管设置两个以上的接合凹槽，从而在转动手柄和轴100开始转动之间的最大滞后小于半圈。
如图4所示，手柄402包括中空的套筒404，以允许手柄能够绕心轴100的端部102旋转。接合套管302和圆筒形套筒406，例如通过焊接或者另外地通过结合到位于手柄402底部的盘形片(未示出)而连接到手柄402。套筒404允许心轴的螺纹端部进入，用于盖或带标志的“旋钮”旋拧到心轴上。可供选择地，心轴端部的外表面可以是光滑的。在另一个改进形式中，心轴的端部可以在内部带有螺纹。可供选择地，指示盖可以通过压配合或螺纹连接装配到手柄上，在此情况下，所述盖将包括适于允许绕心轴的端部自由旋转的内孔。
套筒406与接合套管302同心，并且可以具有比套管302的外径大的内径，从而形成环形间隙408。
在一个实施例中，施加到接合部件202、204上的向外偏压可以由磁体提供，其中接合部件由合适的磁性材料制成。如图4所示，“马蹄”型磁体410插入所述间隙408中，并且磁体410的端部靠近凹槽304。所述磁体可以通过适当的方式固定就位，所述方法包括胶粘。可供选择地，可以使用弹性挡圈(circlip)。所述弹性挡圈应当优选地由非磁性材料制成，或者具有高磁阻以避免磁场的过度偏移而远离接合部件202、204。由于接合部件由磁性材料制成，所以它们形成磁体磁极之间的磁路的一部分。图4B示出马蹄型磁体410的详图。
在如图14所示的一个可供选择的实施例中，接合部件1402包括一对外周凸缘1406、1408，所述一对外周凸缘限定适于接收一个或两个马蹄型磁体1414、1420的周向槽1404。磁体1414、1420插入所述槽1404中，并且磁体的匹配磁极1416、1422相对，即北极对北极地与接合部件穿过其中的狭槽1410、1412对准。圆筒406的内壁将磁体1414、1420保持就位。这种布置不需要通过胶粘或通过弹性挡圈等将磁体固定就位。
还可以使用其它磁体的构造。对于每个接合部件而言，不需要使用同一个磁体。因此，单独的磁体可以用在凹槽304附近，或者另外地可以布置成在凹槽304的区域中提供磁场。
当需要从轴100上拆下手柄402时，脱开部件312向上滑动以接触接合部件202、204并且使接合部件至少部分地回到狭槽304中(如箭头308所示)，从而闭锁端部210变成与凹槽304脱开。
脱开部件312自由地装配在套管302内或者滑动配合在套管302内。
图5示出用于安装脱开套管312的离合装置500。内套筒504设置用于在接合轴或与轴脱开时由使用者抓握。该内套筒可以设有压花表面。中间圆柱形台阶502可以设置在内套筒504和脱开套管312之间。
内套筒504适于轻微摩擦配合在如图6所示的导向圆柱体602的导向表面上，从而套筒504将平滑地滑动而无需过大的力。优选地，所述表面是低摩擦表面。
中间台阶502可以形成磁性闭锁装置的一部分，所述磁性闭锁装置适于与闭锁磁体在手柄套筒406的下端接合。例如，垫圈型磁体可以设置在套筒406和接合套管302之间的间隙408中。
可供选择地可以使用闭锁装置。如上所述，套筒504可以摩擦配合在圆柱形导向件602的导向表面上。可供选择地，扭转闭锁装置连同套筒406内壁上的突出销在狭槽I中接合中间台阶502。
图7示出一个可供选择的实施例，其中接合部件706安装在套筒406的内壁上，并且与台阶702中的狭槽704接合。弹簧708将接合部件706朝向狭槽704偏压。脱开套管712可以向上滑动以便使接合部件与狭槽704脱开。
代替狭槽704，可以设置十字形臂与心轴700附连，以便接合接合部件706。
偏压弹簧770可以设置用于将脱开部件712推动到脱开位置上。所述弹簧的顶部作用在脱开部件712上，同时弹簧的另一端作用抵靠在龙头外壳(未示出)上。因此，所述脱开部件可以通过将它推靠在弹簧上从而转动龙头开或关而被手动地操作，并且当手力移除后，脱开部件712将返回脱开位置，并且驱动部件706与狭槽704脱开。这种偏压弹簧装置还可以与图3所示的实施例一起应用，其中接合部件安装在心轴上。
图8示出一种装置，其中接合部件202、204由弹簧802弹簧偏压，从而迫使所述接合部件的闭锁端部朝向接合套管302。
图9A示出龙头处于脱开状态的外部视图。承载脱开套管312的控制套筒504位于向上位置并与套筒406的下边缘接触。这意味着接合部件202、204由脱开套管312推回到狭槽104中。因此，手柄402与轴100脱开。
在图9B中，控制套筒504处于其下部位置，从而脱开套管下降，以允许接合部件202、204在偏压作用下伸出接合套管302，所述偏压作用可以例如是磁力偏压、重力偏压或弹簧偏压。
离合机构500可以设计成只有当施加轴向力而无明显的横向力时在支撑表面602上滑动。所述安装可以布置成在施加横向力时被卡住。本发明的龙头提供了一种防止非常小的儿童使用的装置。因此，龙头不能由无人监护的儿童旋开。
本发明的龙头还可以用于设定从热水和冷水流在其中混合的龙头流出的水的温度。当水流已经设定成所需温度时，龙头可以脱开。
将参考图10、11和12对本发明的一个可供选择的实施例进行描述，所述附图示出龙头1000的内部细节。该实施例使用了套管1020以便承载接合凸耳1022。参考图12对所述套管和凸耳进行较详细的描述。龙头手柄(未示出)连接到圆柱形外“离合片(clutch plate)”1002。离合片1002包括狭槽1132(图11)，以与凸耳1022接合。当内离合片1004位于降下的位置时，磁体致动器1134用于将凸耳1022拉到狭槽1132中，并且上凸缘1022允许凸耳与所述狭槽接合。离合凸耳1126的下边缘给内离合凸缘1122提供凸轮表面(cammingsurface)。图10示出离合片1004在降下的位置，其中在台阶1150(图11)和外离合片1002的底部之间具有间隙1030。这是接合位置，其中凸缘1022的位置被降下以允许凸耳被向外拉并且被拉进狭槽1132中。
在脱开位置上，内离合片1004通过磁体1014被向上拉以便接触上片1002的下凸缘。“软”磁性圈1138有助于离合片1002和1004之间的磁性吸引。上和下离合片的尺寸设计成在脱开的状态下在磁体1014和圈1138之间具有气隙。可供选择地，可以在磁体1014和圈1138之间使用非磁性垫圈。
如图12所示，套管1200为具有内凸耳1212的环1202的形式。离合凸耳1204、1206位于狭槽1210中并且绕销1208枢转。离合凸耳1204、1206由软磁性材料制成。所述套管1202还可以由磁性材料制成。在脱开位置上，所述离合凸耳可以略微地突出超过套管1202的外周，以便提供从磁体1134、1136通过离合凸耳的较低磁阻的路径。在一个实施例中，磁体1134、1136布置成物理上反向平行的，即磁体1134具有指向上的北极，而磁体1136具有指向下的北极。这形成一个附加的磁路。
在图11的分解视图中，龙头的心轴通过螺纹1118附连到手柄和相关的外离合片1102，所述螺纹防止心轴和手柄之间的轴向运动，但是不提供旋转连接。因此，手柄在心轴上自由转动，除非离合凸耳1126接合到狭槽1132中。套管1120的定位凸耳1212接合在心轴1116的狭槽1130中。心轴1116的上部可以具有减小的直径，并且心轴直径中的台阶1126、1124可以提供用于套管1120的轴向行程止动。
套管1120可以通过任何适当的方式，诸如通过螺纹连接附连到心轴上。
在龙头是壁装龙头的情况下，整流装置(fairing)1106、1124提供一个调节装置，该调节装置允许调节龙头行程，以便使阀1026就位于阀座中。所述整流装置还可以用于调节内离合片的行程，以便操作所述离合凸耳。
在不脱离本发明精神的情况下，可以有磁体和磁路的不同构造。在一个实施例中，可以用一对磁体代替图10所示的三个磁体。例如磁体1134、1136还可以用于磁性致动离合凸耳1204、1206和操作内离合片以及外离合片1004、1002。软磁性圈1138可以是矸石(discarder)，并且磁体1134、1136可以向下延伸到先前由圈1138的底部占据的位置，并且磁体1114可以由软环形磁体替换。
在图13所示的另一个实施例中，单个磁体，诸如1134可以用于提供全部的磁性致动。其它磁体可以由软磁性臂1136替换。
本发明还可应用于混合龙头，并且可以应用于接合温度设定控制机构和与温度设定控制机构脱开。
尽管参考若干特定的实施例对本发明进行了描述，但是应该明白的是本发明延展到多个可供选择的方案的组合以及等同实施例。

Claims (19)

1.一种轴驱动装置，包括：
驱动部件；
从动轴；
可脱开的驱动机构，该机构适于连接所述轴和所述驱动部件；
所述机构包括一个或多个接合凹槽以及一个或多个接合部件；
每个接合部件都适于与接合凹槽配合；和
脱开部件，该脱开部件适于使所述接合部件或每个接合部件和与之接合的接合凹槽脱开。
2.如权利要求1所述的轴驱动装置，其中所述接合凹槽连接到所述轴，而所述接合部件连接到所述驱动部件。
3.如权利要求1所述的轴驱动装置，其中所述接合部件连接到所述轴，而所述接合凹槽连接到所述驱动部件。
4.如权利要求1至3中任一项所述的轴驱动装置，其中所述接合部件或每个接合部件是枢转臂。
5.如权利要求1至4中任一项所述的轴驱动装置，其中所述脱开部件是围绕所述轴的圆筒，并且适于平行于所述轴的轴线移动从而与所述接合部件接触并使所述接合部件枢转而与所述接合凹槽脱开接合。
6.如权利要求1至5中任一项所述的轴驱动装置，其中所述接合部件被弹性偏压。
7.如权利要求1至6中任一项所述的轴驱动装置，其中所述接合部件被磁性偏压。
8.如权利要求1至7中任一项所述的轴驱动装置，其中所述接合部件或每个接合部件被重力偏压。
9.如前述权利要求中任一项所述的轴驱动装置，所述轴驱动装置包括保持装置，该保持装置用于在不使用时将离合器保持在脱开位置。
10.如前述权利要求中任一项所述的轴驱动装置，其中所述脱开部件被重力偏压。
11.如前述权利要求中任一项所述的轴驱动装置，其中所述脱开部件被弹簧偏压。
12.如前述权利要求中任一项所述的轴驱动装置，其中所述脱开部件被磁性偏压。
13.如前述权利要求中任一项所述的轴驱动装置，其中所述脱开部件被偏压到脱开状态。
14.一种包括如权利要求1至13中任一项所述的轴驱动机构的龙头，其中所述轴是阀操作的轴。
15.如权利要求14所述的包括轴驱动装置的龙头，其中所述轴驱动装置布置成用于在所述驱动脱开时防止所述阀操作。
16.一种龙头手柄，该龙头手柄包括适于允许龙头手柄绕龙头心轴自由旋转的通孔。
17.一种混合龙头，该混合龙头具有温度控制装置，该温度控制装置可使用如权利要求1至10中任一项所述的轴驱动装置接合和脱开。
18.一种轴驱动装置，该轴驱动装置基本如本文参考附图所示的实施例所描述的。
19.一种龙头，该龙头基本如本文参老附图所示的实施例所描述的。
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