CN101823252B - 螺纹引导器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紧固件引导器，其包括具有将转矩传递到紧固件的第一端和从外部源头接收转矩的第二端的轴，轴包括螺纹部分和沿着螺纹部分轴向延伸的轴向凹槽。紧固件引导器还包括相对于轴可以轴向滑动的套筒和深度调整环，套筒具有接近轴的第一端的第一端和接近轴的第二端的第二端，深度调整环，其具有用于啮合套筒的螺纹部分的螺纹内表面和选择性地啮合轴向凹槽的锁定环。

Description

螺纹引导器
技术领域
本发明涉及一种装置，其可以帮助紧固件插入材料中，诸如螺纹引导器。
背景技术
引导装置用于将诸如螺钉等紧固件以已知的或者预定的深度插入材料。当防止螺钉插入材料过深很重要时，将螺钉以已知的深度插入材料非常关键。例如，当材料比螺钉的长度薄时，防止螺钉从材料的相对侧延伸伸出重要的时候，或者当螺钉延伸通过材料的深度的大部分时，防止脆性材料断裂。另外，经常要求将螺钉这样插入材料从而螺钉头不接触材料表面，就是螺钉延伸进入，例如，当螺钉头离开材料表面位于“远离高度”。另外，在一些应用中，将多个同样长度的螺钉插入材料，其中每一个具有离开材料上面的同样的远离高度是重要的。
发明内容
在一个结构中，本发明提供紧固件引导器，其包括：
轴，其具有将转矩传递到紧固件的第一端和从外部源头接收转矩的第二端，轴包括螺纹部分和沿着螺纹部分轴向延伸的轴向凹槽；
套筒，相对于轴可以轴向滑动，套筒具有接近轴的第一端的第一端和接近轴的第二端的第二端；和
深度调整环，其具有用于啮合套筒的螺纹部分的螺纹内表面和选择性地啮合轴向凹槽的锁定环。
优选地，轴还包括接近第一端的周向凹槽，紧固件引导器进一步包括位于周向凹槽中用于限制套筒的轴向移动的止动环。
优选地，紧固件引导器还包括位于套筒的第一端并且包括聚合材料的端盖。
优选地，端盖包括直径大于套筒直径的凸缘。
优选地，深度调整环包括用于提供握持的有纹理的外表面。
优选地，紧固件引导器还包括位于深度调整环和套筒之间并且具有位于轴向凹槽中的定位凸台的防止转动环。
优选地，深度调整环包括周向凹槽，并且其中锁定环位于周向凹槽中。
优选地，深度调整环包括邻接周向凹槽的孔，并且其中锁定环包括位于孔中并且选择性地啮合轴的轴向凹槽的凸起。
在第二结构中，本发明提供紧固件引导器，其包括：
轴，具有将转矩传递到紧固件的第一端和从外部源头接收转矩的第二端，轴包括螺纹部分和沿着螺纹部分轴向延伸的轴向凹槽；
套筒，相对于轴可以轴向滑动，具有接近轴的第一端的第一端和接近轴的第二端的第二端；
深度调整环，其具有用于啮合套筒的螺纹部分的螺纹内表面；
防止转动环，其位于套筒和深度调整环之间并且具有位于轴向的凹槽中用于防止转动环转动的定位凸台。
优选地，轴还包括接近第一端的周向凹槽，紧固件引导器还包括位于周向凹槽中并且限制套筒的轴向移动的止动环。
优选地，紧固件引导器还包括位于套筒的第一端并且包括聚合材料的端盖。
优选地，端盖包括直径大于套筒直径的凸缘。
优选地，深度调整环包括用于提供握持的有纹理的外表面。
优选地，深度调整环还包括用于选择性啮合周向凹槽的锁定环。
优选地，深度调整环包括周向凹槽和邻接周向凹槽的孔，并且其中锁定环位于周向凹槽中并且锁定环包括位于孔中并且选择性地啮合轴的轴向凹槽的凸起。
考虑到详细的说明和下面的附图，本发明的其它方面是显而易见的。
附图说明
图1是处于缩进位置的自动停止的螺纹引导器的侧视图。
图2是处于延伸位置的螺纹引导器的侧视图。
图3是图1中的螺纹引导器处于缩进位置的截面图。
图4是图2中的螺纹引导器处于延伸位置的截面图。
图5是图1中的螺纹引导器处于缩进位置并且除去驱动钻头的前透视图。
图6是图2中的螺纹引导器处于延伸位置的前透视图。
图7是图1中的螺纹引导器处于缩进位置的后透视图。
图8是图2中的螺纹引导器处于延伸位置的后透视图。
图9是图1中的螺纹引导器的分解图。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，应该理解本发明并不局限于其应用的在后面的描述或者示出在后面的附图中的具体构造和部件布置。本发明可以是其它的实施例并且可以以各种方式实施或者实现。另外，可以理解的是这里使用的表达方式和技术术语是用于说明的目的并且不认为是限定。
图1-2示出了根据本发明的一种构造的自动停止的螺纹引导器10。螺纹引导器10包括下面将要详细描述的轴14，螺纹耦合到轴14的深度调整环54，可滑动地耦合到轴14的套筒82，位于深度调整环54和套筒82之间的防止转动环106和耦合到套筒82的非损伤盖94。螺纹引导器10确定了中心轴线12并且沿着中线轴线12可以在缩进位置和延伸位置之间移动，缩进位置是指套筒82啮合防止转动环106并且螺纹引导器10具有第一总长度，延伸位置是指套筒82离开防止转动环106伸展并且螺纹引导器10具有大于第一总长度的第二总长度。图1，3，5和7示出了位于缩进位置的螺纹引导器10和图2，4，6和8示出了位于延伸位置的螺纹引导器10。
轴14用于接收来自诸如钻头或者电动改锥的外部源头的转矩并且将转矩传递给诸如螺钉、螺栓或者其类似物的紧固件从而将紧固件推进材料或者工件。轴14包括螺纹圆柱部分16和将螺纹引导器10耦合到钻头的卡盘(未示出)的六边形杆部分42。
特别地，参考图3-4的截面图，轴14包括第一端18和第二端22，杆部分42位于第二端22。圆柱部分16包括沿着轴14的一部分的螺纹部分26和轴向延伸进入第一端18的凹进部分或者内腔34，凹进部分用于容纳诸如图1中示出的Phillips的圆头螺钉钻头和图3-4中示出的模型的可移动的驱动钻头。螺纹部分26包括沿着螺纹部分26的一部分长度轴向延伸的凹槽30(图6和8)。凹进部分34的尺寸制造为适合紧密地容纳驱动钻头38并且具有小于驱动钻头38的长度的深度，这样驱动钻头38由轴14的第一端18伸延。在图5中的透视图中示出的凹进部分34在示出的构造中是六边形凹口以容纳六边形形状的驱动钻头。在其它构造中，凹进部分34可以是其它的适于容纳类似形状的驱动钻头的形状。在本领域中驱动钻头是已知的并且同样可以找到各种形状和尺寸；因此，凹进部分34的特征并不是用来限制发明的范围。另外，凹进部分34可以构造为容纳与平头螺钉、螺母或者其它类型的紧固件配合使用的驱动钻头并且不限制于与图1，3和4中示出的Phillips圆头螺钉钻头使用。
第二端22包括杆42，通过提供转矩的外部源头的卡盘(未示出)夹紧杆42。示出的杆42包括颈部46，其具有较窄的直径以便与定位球在快速释放卡盘(未示出)啮合。示出的六边形杆42用于与卡盘啮合。其它的适于通过外部源头的卡盘而容纳的形状和轮廓也是可能的并且不是用来限制发明的范围。
进一步参考图3-4，轴14包括用于容纳小的永久磁铁(未示出)的磁铁空腔50。永久磁铁提供保持可移动的典型的由铁磁性材料制成的驱动钻头38的力。其它的结构可以不采用永久磁铁和空腔，这样凹进部分34可以构造成容纳非铁磁性的可移动的驱动钻头。
包括用于提供握持表面的有纹理的或者滚花的外表面58的深度调整环54在螺纹部分26上具有螺纹并且包括用于容纳锁定环66的凹槽，在这里作为环凹槽62。锁定环66包括在深度调整环54中延伸穿过孔74的凸起70。凸起70在螺纹部分26中与凹槽30啮合以阻止深度调整环54的移动(即，转动移动和因此还有的轴向移动)，除非向深度调整环54施加足够的转矩。当锁定环凸起70啮合凹槽30时，转动深度调整环54所要求的转矩的数值大于当锁定环凸起70从凹槽30分离时，转动深度调整环54所要求的转矩的数值。
具有孔74的深度调整环54、锁定环66和凹槽30在这里共同地称做锁定机构78。锁定机构78提供阻止在螺纹引导器10使用期间深度调整环54的移动(即，转动和因此还有的轴向移动)的阻力。在螺纹引导器的进一步的结构中，锁定机构78的其它的构造和结构也是可以的，诸如球锁定机构。另外，可以使用不是锁定器的其它机构以提供阻止在螺纹引导器10使用期间深度调整环54的转动需要的阻力。
深度调整环54可以通过施加需要的转矩手动调整从而围绕中心轴线12的任一方向转动深度调整环54并且轴向地沿着螺纹部分26移动深度调整环54。在示出的结构中，深度调整环54转动一周对应于在轴向方向大约1/8英寸的移动。在其它的结构中，可以将螺纹做成不同的尺寸以允许深度调整环54的更精细的调整，或者相反地，用于更粗略的调整。然而在其它的结构中，螺纹部分26可以包括与锁定机构78配合的多于一个的凹槽并且允许更精细的调整。
套筒82可滑动地耦合到轴14以用于在其上的在缩进位置(图1，3，5)和延伸位置(图2，4，6)之间的轴向的移动。套筒82的内径略大于轴14的外径从而当允许套筒82保持与轴14同轴线对准时，允许套筒82的轴向运动。套筒82优选地由钢或者黄铜制成并且包括聚合体包胶模(overmold)86，诸如尼龙包胶模，但是也可以采用其它的具有可接受的特征的材料。
防止转动环106位于深度调整环54和套筒82之间以防止深度调整环54和套筒82之间的直接接触。在操作过程中，如果过大的轴向力施加于位于外部源头和工件之间的螺纹引导器10之间，防止转动环106降低深度调整环54相对于轴14的无意地转动的可能性。防止转动环106的内径大约等于套筒82的内径，这样防止转动环106沿着轴14的外表面轴向滑动。防止转动环106包括设计为与凹槽30装配的定位凸台110(图9)并且啮合凹槽30以阻止环106响应转矩的转动。防止转动环106以轴线12为中心并且安装于轴14上，这样定位凸台110与凹槽30径向一致。防止转动环106是较薄的环，优选地具有大约1.5mm至大约2.0mm的厚度，从而实质上不影响螺纹引导器10的调整范围。在其它的结构中，厚度可以大于2.0mm并且还是根据本发明，虽然更实质地影响调整范围。在其它的结构中，螺纹引导器10可以构造为没有防止转动环106。
轴14包括接近第一端18的止动环90(图3和4)用于当完全延伸套筒82以阻止套筒82从轴14分离时，啮合套筒82内表面，或者止动面84。套筒82具有接近第二端22的略小的内径以提供用于啮合止动环90的止动面84(图3-4)。在完全缩进位置(图3)，套筒82啮合防止转动环106以阻止套筒82的进一步的移动。深度调整环54可以调整到要求的位置以在某一位置停止套筒82，某一位置对应于要求的紧固件深度或者相关于材料的紧固件离开距离，材料为紧固件被推进进入的，在下面将进行详细的说明。
优选地由诸如尼龙的聚合体制成的非损伤盖94耦合到套筒82的一端98，并且将材料啮合进入驱动的紧固件。盖94包括唇部102，或者凸缘，其增加了螺纹引导器10的表面面积(超过套筒82的直径)以将材料啮合进入驱动的紧固件。唇部102具有大于套筒82的直径的最外直径。聚合材料制成的并且增加螺纹引导件10和材料之间的接触面积的盖94通过螺纹引导器10减小材料的损伤或者刮痕。在示出的实施例中，盖94单独形成并且在间隙装配中压于套筒82的端部98上。在其它的结构中，盖94可以是胶粘的，包胶模，或者以其它合适的方式耦合到套筒82。然而在其它的结构中，盖94可以与套筒82一体形成。在其它的实施例中，整个套筒可以由聚合体形成，可以具有或不具有唇部。
在操作中，调整深度调整环54到轴14的螺纹部分26上的要求的轴向位置，其对应于要求的紧固件深度或者相关于材料的紧固件离开距离。紧固件深度是当将紧固件推进于材料的表面下面时，在紧固件头部和紧固件推进进入的材料表面之间的距离，并且紧固件远离距离是当紧固件没有完全推进进入材料时，紧固件头部和紧固件推进进入的材料之间的距离。深度调整环54，锁定机构78和凹槽30允许在几个离散的轴向位置之间的深度调整环54的移动，从而产生改善的可复制性。
参考图1，3，5和7，调整深度调整环54尽量接近轴14的第二端22，其对应于最大的紧固件深度或者最小的紧固件远离距离。为了减小紧固件深度或者增加紧固件远离距离，转动深度调整环54以将其朝向第一端18轴向移动，这样套筒82在螺纹部分26上可以不完全缩进。通过施加转矩通过转动环54轴向移动深度调整环54，所施加的转矩足够克服由锁定机构78提供的阻力。参考图2，4，6和8，调整深度调整环54至中间位置，其对应于中间紧固件深度或者类似地中间紧固件远离距离。
在操作中，当套筒82完全缩进时，深度调整环54相对于套筒82与外部源头的转矩一起转动并且啮合防止转动环106。防止转动环106也与外部源头的转矩一起转动，并且因此相对于深度调整环54静止。在完全缩进位置，深度调整环54和防止转动环106相对于套筒82转动并且可与套筒啮合。如果在操作期间在防止转动环106和套筒之间提供足够的轴向力，转矩可以通过与套筒82的摩擦啮合施加到防止转动环106。防止转动环106通过定位凸台110的方式抵抗由这样的转矩引起的转动移动，定位凸台的方式为与凹槽30啮合。通过采用防止转动环106，这样的转矩可以施加到防止转动环106，从而代替施加到深度调整环54。因此，防止转动环106本质上相对于深度调整环54阻止转动并且因此阻止传递可能无意移动深度调整环54的转矩。
如上所述，螺纹引导器10通过圆柱元件14的第二端22的方式耦合到外部源头转矩。可移动的驱动钻头38插入凹进部分34并且紧固件(未示出)与驱动钻头38啮合。设置盖94的唇部102以啮合紧固件推进进入的材料，并且操作外部源头向螺纹引导器10提供转矩直到套筒82啮合防止转动环106，其防止紧固件进一步推进进入材料。
在其它的机构中，可移动的驱动钻头的长度不同于图1中示出的驱动钻头38，轴14的第一端18和套筒82的端部98之间的距离可以更长或者更短，并且螺纹部分26的长度可以更长或者更短。在这样的情况中，在图1，3，5和7中示出的深度调整环54的位置可以对应于最小的紧固件远离距离。
虽然参考特定的优选的实施例已经详细描述了本发明，然而变形和改进存在于描述的本发明的一个或者多个独立方面的范围或者精神内。
在一个结构中，本发明可以概括为紧固件引导器，其包括具有将转矩传递到紧固件的第一端和从外部源头接收转矩的第二端的轴，轴包括螺纹部分和沿着螺纹部分轴向延伸的轴向凹槽。紧固件引导器还包括相对于轴可以轴向滑动的套筒和深度调整环，套筒具有接近轴的第一端的第一端和接近轴的第二端的第二端，深度调整环具有用于啮合套筒的螺纹部分的螺纹内表面和选择性地啮合轴向凹槽的锁定环。
在另一个结构中，本发明可以概括为紧固件引导器，其包括具有将转矩传递到紧固件的第一端和从外部源头接收转矩的第二端的轴，轴包括螺纹部分和沿着螺纹部分轴向延伸的轴向凹槽。紧固件引导器还包括相对于轴可以轴向滑动的套筒和深度调整环，套筒具有接近轴的第一端的第一端和接近轴的第二端的第二端，深度调整环具有用于啮合套筒的螺纹部分的螺纹内表面和位于套筒和深度调整环之间的防止转动环并且具有位于轴向的凹槽中用于防止转动环转动的定位凸台。
其它的概括本发明的方面为轴，其具有接近第一端的周向凹槽，紧固件引导器进一步包括位于周向凹槽中用于限制套筒的轴向移动的止动环。端盖位于套筒的第一端并且包括聚合材料。端盖包括凸缘，其直径大于套筒直径。深度调整环包括用于提供握持的有纹理的外表面。位于深度调整环和套筒之间的防止转动环并且具有位于轴向凹槽中的定位凸台。深度调整环包括周向凹槽，并且其中锁定环位于周向凹槽中。并且，深度调整环包括邻接周向凹槽的孔，并且其中锁定环包括位于孔中的凸起并且选择性地啮合轴的轴向凹槽。
因此，除了别的以外，本发明提供自动停止的螺纹引导器，其可调整设定要求的紧固件深度或者远离距离。本发明的各种特征和优点在后面的权利要求中陈述。

Claims (15)

1.一种紧固件引导器，该紧固件引导器包括：
轴，该轴具有将转矩传递到紧固件的第一端和从外部源头接收转矩的第二端，所述轴包括螺纹部分和沿着该螺纹部分轴向延伸的轴向凹槽；
套筒，该套筒能够相对于所述轴轴向滑动，所述套筒具有接近所述轴的第一端的第一端和接近所述轴的第二端的第二端；以及
深度调整环，该深度调整环具有用于啮合所述轴的螺纹部分的螺纹内表面和用于选择性地啮合所述轴向凹槽的锁定环。
2.根据权利要求1所述的紧固件引导器，其中，所述轴还包括具有接近该轴的第一端的周向凹槽，所述紧固件引导器进一步包括位于该周向凹槽中用于限制所述套筒的轴向移动的止动环。
3.根据权利要求1所述的紧固件引导器，所述紧固件引导器还包括位于所述套筒的第一端并且包括聚合材料的端盖。
4.根据权利要求3所述的紧固件引导器，其中，所述端盖包括直径大于所述套筒直径的凸缘。
5.根据权利要求1所述的紧固件引导器，其中，所述深度调整环包括用于提供握持的有纹理的外表面。
6.根据权利要求1所述的紧固件引导器，所述紧固件引导器还包括位于所述深度调整环和所述套筒之间并且具有位于所述轴向凹槽中的定位凸台的防止转动环。
7.根据权利要求1所述的紧固件引导器，其中，所述深度调整环包括周向凹槽，并且其中所述锁定环位于该周向凹槽中。
8.根据权利要求7所述的紧固件引导器，其中，所述深度调整环包括邻接所述周向凹槽的孔，并且其中所述锁定环包括位于该孔中并且选择性地啮合所述轴的轴向凹槽的凸起。
9.一种紧固件引导器，该紧固件引导器包括：
轴，该轴具有将转矩传递到紧固件的第一端和从外部源头接收转矩的第二端，所述轴包括螺纹部分和沿着该螺纹部分轴向延伸的轴向凹槽；
套筒，该套筒能够相对于所述轴轴向滑动，所述套筒具有接近所述轴的第一端的第一端和接近所述轴的第二端的第二端；
深度调整环，该深度调整环具有用于啮合所述轴的螺纹部分的螺纹内表面，和用于通过手动地握持以转动所述深度调整环的外表面；以及
防止转动环，该防止转动环位于所述套筒和深度调整环之间并且具有位于所述轴向凹槽中用于防止所述防止转动环转动的定位凸台；
其中，所述深度调整环的外表面通过手动地握持并旋转，并且所述防止转动环与所述深度调整环啮合。
10.根据权利要求9所述的紧固件引导器，其中，所述轴还包括接近该轴的第一端的周向凹槽，所述紧固件引导器进一步包括位于该周向凹槽中用于限制所述套筒的轴向移动的止动环。
11.根据权利要求9所述的紧固件引导器，所述紧固件引导器还包括位于所述套筒的第一端并且包括聚合材料的端盖。
12.根据权利要求11所述的紧固件引导器，其中，所述端盖包括直径大于所述套筒直径的凸缘。
13.根据权利要求9所述的紧固件引导器，其中，所述深度调整环的外表面包括用于提供握持的有纹理的外表面。
14.根据权利要求9所述的紧固件引导器，其中，所述深度调整环还包括用于选择性地啮合所述轴向凹槽的锁定环。
15.根据权利要求14所述的紧固件引导器，其中，所述深度调整环包括周向凹槽和邻接该周向凹槽的孔，并且其中所述锁定环位于所述周向凹槽中并且所述锁定环包括位于所述孔中并且选择性地啮合所述轴的轴向凹槽的凸起。
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