CN1068937C - 用于管状件的扩张式连接器 - Google Patents

Abstract

一种包括一个本体的连接器，该本体具有一个限定一条本体轴线的中心孔，其一端的外形与该支承件的表面相一致，其另一端的形状能同轴地靠紧在该空心件的该自由端。由该本体所带有的扩张装置用来当该本体与该自由端靠紧时，紧密的进入该空心件。驱动装置穿过该本体中心孔并且其一端适合于与该支承件相啮合，其另一端与该扩张装置相啮合，以便当该驱动装置被拉向该支承件时，把一个沿径向向外的分力作用在该支承件上。

Description

用于管状件的扩张式连接器

本发明涉及一种用于把一个侧向伸出件牢固地安装在一个支承件、特别是可以在行走器、梯子和家具的支腿和支柱上可见的这类管状件上的连接器。

对于诸如自助食堂、教室等公共机构设施中的椅子和其他家具通常必须满足若干要求，其中头等重要的是低成本和耐用性。这类家具往往以一个由若干管状件组成的框架为基础而制成，某些管状件形成了该家具的支腿。这些可以从台板近似垂直向下延伸的支腿通常用横梁连接在一起。在某些情况下，这些横向连接件的直径是不相同的。当然，这类横向连接也可以用在不是家具支腿连接的情况下。另外的实例包括用于所谓的“行走器”和梯子，特别是用于船上的连接机构中。

按照提高耐用性和降低成本的目的，这类家具的制造商将发现，通过使用连接装置在相同或不同尺寸的管状件之间形成一个牢固的横向连接是有利的，该连接装置的制造简单而且便宜，而且能以简单、快速而且经济的方式安装在管状件之间。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于把一个侧向伸出件牢固地安装在一个支承件上的连接器，特别是把一个基本上管状的第一件横向连接在一个基本上管状的第二件上。

本发明的另一个目的是提供一种能满足下述目的连接器，即它能以简单的方式最好是作为一个整体件进行制造。

本发明的再一个目的是这种连接器能够快速安装，使得例如在生产线上这种连接可以由没有经验的工人快速进行，该工人无需进行良好的培训或者具有专门的技巧。

本发明的上述和其他的目的和优点可以以广泛的方式通过一个连接器来达到，该连接器包括一个本体，本体具有一个限定一条本体轴线的本体中心孔，本体的一端的外形与支承件的表面相一致，其另一端的形状能同轴地靠紧空心件自由端。扩张装置由本体所带有，用来当本体与自由端靠紧时，紧密的进入空心件。驱动装置穿过本体中心孔并且其一端适合于与支承件相啮合，其另一端与扩张装置相啮合，以便当驱动装置被拉向该支承件时，把一个沿径向向外的分力作用在支承件上。

扩张装置可以是弹性指的形式，该指从本体悬臂伸出到空心件内，驱动件可以是一个由螺栓拉向支承件的楔形件，以推动弹性指向外。在另一种可供选择的结构形式中，扩张装置可以是一个具有多个横向伸出爪的金属夹的形式，这些爪最好被布置成能使悬臂伸出指在该爪之间穿过，以保持爪相对于本体轴线的取向。驱动装置例如可以是螺栓的形式，该螺栓可以与金属夹进行螺纹啮合并且把金属夹拉向支承件，使得爪被向外推动而与空心件相啮合。金属夹可以只具有一个光滑的通孔，一个螺母放在金属夹上面并通过该指固定就位，因而转动螺栓就可将螺母拉向支承件，从而使爪沿径向扩张。

该连接器的特征还在于，它包括一个适合于安装在支承件上的本体部分，一个扩张件，该件最好以多个固定在该本体部分并且从该本体部分向外伸出的长条状锁紧指的形式，并使每个锁紧指上具有一个凸轮面。一个凸轮随动件可以在第一方向沿着凸轮面移动以驱动该指移向一个锁紧位置与该伸出件相啮合。驱动装置可操纵地与凸轮随动件相连系，用来使随动件沿着该凸轮面移动，因而驱动装置能有效的把本体部分固定在支承件上。

更准确地说，本发明可以理解为用螺栓把一个基本上管状的第一件横向连接在基本上管状的第二件上的连接器，该连接器包括一个本体，该本体具有一个其尺寸能与该第二管状件的外形作横向啮合的弧形部分和一个其尺寸能与第一管状件基本上同轴啮合的圆柱形部分。一个扩张件位于本体的圆柱形部分内并且从该圆柱形部分同轴地伸出。扩张件包括多个当第一管状件与本体的圆柱形部分相啮合时用来进入第一管状件的基本上沿圆柱形布置的不同的指状件。该指状件限定了一个同轴的中央通道，该通道具有起着凸轮面作用的通道壁。一个以螺母或其他类似结构形式的凸轮随动件位于该通道内并且基本上与通道壁相一致。采取螺栓或螺钉形式的驱动装置，其尺寸应能当它与螺母件作螺纹啮合时拧入和横向穿过第二管状件并且同轴地穿过连接器的本体。拧动该螺栓时，该螺栓沿着通道壁拉动螺母使指扩张而与第一个管状件锁定啮合，并且也拉动第一管状件和连接器一起压紧在第二管状件上。

根据本发明的一个实施例中所述的连接器，它可以作为单个塑料件整体地制成。这种整体式塑料连接器的本体可以制成具有一个容易与该基座或支承管状件的外形的曲率相一致的弧形轮廓，而伸出指可以制成为在一个共同的基座上的不同的伸出指，每个伸出指具有足够的柔性，当螺母被拉动通过由该指状件的内壁形成的通道时，可产生弯曲。因此该整体式连接器不需要进行装配或调整。

最好是，该螺母预先装配到该扩张件内，以便更加提高生产线的效率。该装有螺母的扩张件放在待被连接到基座管状件上去的管状件的一个开口端中。然后对装有连接器的管状件定位，使得连接器的弧形轮廓与管状支承件相啮合并基本上与该支承件上的两个对准的安装孔中的一个对中。然后工人把一个螺钉插入该支承件上的外露孔、通过由连接器遮住的孔以及通过该连接器直到与该螺母相接触，然后进行螺纹啮合。另一个办法是，先把连接器装配定位在支承件上并且由螺栓或螺钉所啮合。然后把另一个管状件定位在扩张件上并且推入该连接器的本体中。作为上述两种办法的最后步骤，工人只需要拧紧螺钉使指状件扩张，从而使所有零件都拉紧在一起形成一个牢固、持久的连接。

在一个变型方案中，该整体式连接器可以被制成为其本体上的弧形轮廓是不对称的。当该连接器本体的弧形轮廓与管状支承件的外表面一致时，连接器穿过中心孔的轴线将与基座管状件的轴线形成一个锐角，例如85°。对于工厂工人来说，使用这种偏置的连接器与使用直角连接的连接器相比，不需要任何不同的技术。

本发明的上述和其他目的及优点通过下面最佳实施例的说明并连同参考附图将更加清楚，附图中：

图1是在第一与第二横向管状件之间使用本发明连接器的连接的透视图；

图2是与图1相当的连接的侧视图；

图3是沿图1的取向，把管状件取走后的连接器的透视图；

图4是沿某个不同取向把管状件取走后的图3的连接器的透视图；

图5是示于图4的连接器的立视图；

图6是示于图5的连接器转动90°后的侧视图；

图7-9示出了第二个实施例，其中一个具有横向伸出爪的有螺纹的金属夹子与一个螺栓的螺纹端相啮合，该夹子用来在螺栓拧紧时产生扩张。

图10示出了第三个实施例，除了具有多个横向伸出爪的金属夹子是通过一个与螺栓的螺纹端相啮合的螺母而扩张以外，一般与图7-9中所示的实施例相类似。

图11-13示出了第四个实施例，其中该连接器具有一个用于包围支承件的环形端。

图1示出了在具有例如1英寸直径的一个管状支承件12与另一个小一些的例如7/8英寸直径的管状支承件14之间的连接10，该连接10是通过与该两个管状件相啮合的连接器16而实现的。最好该第一或侧向伸出的管14的轴线18与该第二或支承管12的轴线20相交，以形成一个例如85°的锐角。如下面将更详细说明的那样，连接器16包括一个内凸轮面和一个可沿该凸轮面移动的相关的凸轮随动件，以便把第一管14锁住在连接器16内。用来使该随动件沿该凸轮面移动的驱动装置也可把连接器16有效地锁紧在第二管状件12上。

具体地说，该驱动装置最好为具有头部24和螺纹部分26的螺钉或螺栓22的形式，便得螺钉22能沿第一管状件14的轴线18穿过在第二管12的不连接的外侧面30上的孔28和在第二管12的连接的外侧面34上的孔32。人们可以容易地理解，示于图1的连接可以通过在连接器16与第一管状件14和第二管状件12相啮合以前或以后，把螺钉22穿过孔28，32和连接器16而形成。当转动螺钉22的头部24时，连接器将把该管状件锁紧在一起。

在要求第一和第二管状件12、14以直角连接的情况下，第一管状件的轴线18将与第二管状件的轴线20直角相交。但是，第一件14的轴线18在图示实施例中却与穿过孔28与轴线20直角相交的轴线36偏斜5°。在第二件12中的孔28和32的中心位于第一管状件14的轴线18的延长线上。

图3-6中示出了取开管状件12,14后的连接器16。图3中的连接器16的透视图示出了朝向第一管状件14用来与它相啮合的这部分结构，图4中示出了连接器16用来与管状支承件12啮合的这部分结构。

连接器16可以理解为具有一个本体38和一个从该本体伸出的限定了一排锁紧指(其中的一个图中用40A表示)的扩张件40。该本体具有一个弧形轮廓或部分42，即其尺寸能与管状支承件12的外侧面34横向啮合的有点马鞍形的部分，和一个其尺寸能与第一管状件14基本上同轴地啮合的圆柱形部分44。在图示实施例中，由于弧形部分42的低点42’相对于低点42”是不对称的，所以本体部分38不能与管状件12直角地啮合，如图5和6中所示。低点42”相对地高于低点42’，所以当两个低点与支承件12的外侧面34相接触时，连接器16将会产生轻微的偏斜，最好是偏斜5°，如图2中所示。本体38上可以带有一个如图4所示的突起46或其他类似标记，用来向装配工表示低点42，、42”中的那一个是较高的低点。

底面部分48位于连接器本体38内，用来作为在圆柱形部分44内的扩张件40的末端处的底面或停止面。底面48基本上是圆形的，至少在图3所示的这一侧是圆形的，它限定了扩张件40从其伸出的结构。中心孔50限定了连接器的轴线，在图2所示的装配情况下，该轴线与侧向伸出的第一管状件14的轴线18同轴。

扩张件40的各个锁紧指(例如40A)互相之间是不相同的，但最好所有锁紧指被整体地连接在底面部分48处的本体上。每个锁紧指具有一个外倒角的自由端和成形的内壁52。内壁52共同限定了一个与中心孔50同轴的通道壁。该通道壁52限定了沿底面48的方向互相面对面地倾斜的凸轮面。在图示的实施例中，该通道的横截面是六角形。一个凸轮随动件(例如采取具有六角周长的螺母的形式)同轴地位于该通道中并且具有用来与螺钉22(见图2)的螺纹26相啮合的内螺纹58。可以理解，当拧紧螺钉时，螺母56就被拉向底面部分48，从而使各个锁紧指40A互相相对地沿径向向外移动。该移动是可能发生的，因为各锁紧指之间具有间隔54，它对于锁紧指的半刚性特征起了作用。螺母56由于其外轮廓与通道52的轮廓相配合将不会转动，但它将随着螺钉的驱动而作为一个凸轮随动件沿着通道壁52在该凸轮面上移动。

可以理解，在中间位置时，构成扩张件40的锁紧指排限定了一个基本上与第一管状件14的内径相等的有效直径。因此，管状件14的自由端可以在扩张件40上滑动并与底面部分48齐平相接触。当螺母56被驱动通过通道52时，螺母56就作为一个楔使该锁紧指扩张，因而使锁紧指牢固地啮合并锁紧在管状件14的内侧。当继续拧动靠紧在管状件12的不连接外侧面30上的螺钉头24时，管状件14以及锁紧在其上的连接器一起被拉动而靠紧在管状件12的连接外侧面34上。因此，扩张件40把管14拉向管12的同时也拉动管14使它与底面48靠紧，从而消除了可能会造成连接松动的任何间隙。即使在图2所示的连接偏斜5°的实施例中，管14仍齐平靠紧在底面部分48上，整个弧形轮廓42仍齐平靠紧在管状件12上，因而有助于该连接的整体性。

为了更便于快速装配，每个锁紧指40A的自由端上可以形成有一个伸入通道52中的舌片60。当螺母56被迫经过舌片60进入通道52时，该舌片就把该螺母夹持在该通道中，甚至可以克服在装配该连接时螺钉“寻找”螺纹时产生的中等力。

图7-9示出了第二个实施例100，在该实施例中，扩张装置包括一个具有可被驱动螺栓穿过的中心孔104的金属夹102，以及多个横向向外伸出的爪106a-106d。金属夹102用钢制成，其上形成有用来接受螺栓螺纹的螺纹。该金属夹被装配在一个塑料衬套即一个塑料本体108中，该塑料本体具有一个限定该本体轴线112的中心孔110，塑料本体的一端114的外形与支承件的外侧表面相一致，其另一端116的形状可与空心件的自由端同轴地靠紧。在该实施例中，该塑料本体的另一端形成了一个用来容纳管子的自由端、与该塑料本体的外径同样高的凸缘。该扩张装置还包括多个从该塑料本体的另一端116悬臂伸出的伸长的弹性指118a-118d，用来与爪106相啮合并把该爪相对于塑料本体轴线112保持在一个固定的角位置。该塑料本体最好包括一个弹性指118由其整体地悬臂伸出的基座120，该基座还形成一个用来支承金属夹的支座124。应当指出，金属夹102具有一个基本上为环形的中央部或内部122，爪106就从该处倾斜地向下伸出，如图8中所示。该金属夹应被支承成当螺栓的转动使该夹的中央部分122向支承件前进时，该爪就张开咬在该空心件上，从而产生了一个十分牢固的固定。在拧紧过程中，弹性指118防止金属夹102转动。

最好该塑料本体中的通孔110做成向着金属夹的方向逐渐缩小，用来作为螺栓的导入，以保证螺栓能够方便地与金属夹中的螺纹相啮合。塑料本体的该孔的导入部分的尺寸最好能够当螺栓或螺钉的螺纹端进入该孔并且转动时，该螺栓将同该锥孔发生干涉并且在进入金属夹以前在该塑料本体中形成其自身的螺纹。这将使该螺钉连接在装配以后和由该连接器形成的连接的使用期限内都能保持拧紧状态。另一个可取的特征是，在示于图8的中间位置上，该爪的外边缘126稍微伸出到该支座的外侧一点例如0.015英寸，以便当空心件最初安置在凸缘116上时，对该空心件产生一个预加干涉载荷。此外，该弹性指最好具有一个弧形外表面128，该外表面上可以作出倒角130，以及一个凹槽表面132，以便使该夹持金属夹的尺寸达到最大。

在图10所示的第三个实施例200中，金属夹202具有一个光滑的中心孔204，该驱动装置还包括一个停靠在该金属夹的中央部分208上的内螺纹螺母206。该螺栓的螺纹端与该螺母相啮合并且拉着该螺母向下推动该爪向外，其方式与就图7-9的实施例所说明的方式相类似。虽然图中示出的是一个螺母206，但应当指出，其他布置也是可行的，从而例如可将一个驱动凸块支靠在该金属夹上，当该驱动凸块被拉向该支承件时，该凸块就推动该爪沿径向向外。弹性指212的凹槽210可防止该螺母转动。

在图11-13中所示的另一个实施例300中，该实施例的工作原理与上述两个实施例相同，不同之处仅在于，其外形与该支承件的外表面相一致的该本体304的端部302采取环306的形式，其尺寸大小应能同轴地容纳该支承件。环306具有与支承管316中的对置孔312、314相对准的对置孔308、310，使得带有相关的头部和/或垫圈的螺栓可以通过该些孔和本体中的锥孔318，以便或与一个带螺纹的金属夹320相啮合，或者与在该金属夹上的一个带螺纹的驱动凸块相啮合，如同在前述各实施例中所示的一样。本体304的另一端322形成一个圆形凹槽324，用来与该空心件的自由端同轴地相啮合。

在图12中所示出的另一个特征包括两个穿通孔36，以保证装配时管对管的接触。这样就产生了一个能防止移动或蠕动的十分牢固的连接。此外，如图13中所示，金属夹320可以具有两组爪328、330，由于在该夹的内部可以设置有附加的螺纹，因而它增加了该夹对该空心件的夹持力并且也增加了该螺钉对该夹的夹持力。

最大限度地保护螺纹牙不致剥落是这些实施例的主要优点，其中螺母被用来向下拉动压紧在该金属夹上。可以理解，通过选择一个或多个上述实施例，或者相互交换可供选择的特征，所有形状和尺寸的各种类型的相交管都可以连接在一起。它们可以被定做成特殊的产品用途或用户喜爱的各种形式。在本发明的产品用途中，包括连接一切形式的管式家俱，使用管子式构架的装配桌，使用管子式构架的桌子和柜台，梯子，用于重新改造的运输工具和船，床架和推出板(特别是用于医疗业)，医疗行走器，烘炉支架以及无数的其他用途。

Claims (13)

1．一种用于把空心件(14)的一个自由端横向连接在支承件(12)的侧向外表面上的连接器(100、200、300)，包括：

一个本体(108、304)，该本体具有一个限定一条本体轴线(112)的本体中心孔(110、318)，一个其外形与该支承件的该侧向外表面相一致的第一端(114、302)，以及一个其形状能同轴地靠紧在该空心件的该自由端上的第二端(116、322)；

由所述的本体带有的扩张装置(102、202、320)，该装置用来当所述的本体与所述的空心件的该自由端靠紧时，紧密地进入该空心件；所述的扩张装置(102、202、320)包括一个金属夹(102、202、320)，该金属夹具有一个金属夹中心孔(104、204)和多个沿横向向外延伸的爪(106a、b、c、d)，所述的扩张装置还包括多个从所述的本体的所述的第二端悬臂伸出的长条状指状件(118a、b、c、d)，用来与所述的爪(106a、b、c、d)沿侧向啮合并且由此将该爪相对于所述的本体轴线(112)保持在固定的角位置；以及

穿过所述的本体中心孔并且穿透所述的金属夹中心孔的驱动装置(22)，所述的驱动装置具有与所述的扩张装置相啮合的一端(26、206)，当所述的驱动装置的所述的一端被拉向该本体的一端时，所述的驱动装置把一个沿径向向外的分力作用在所述的扩张装置上，因而使所述的金属夹的爪径向向外移动而与所述的空心件卡紧接触。

2．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的驱动装置(22)包括一个支靠在所述的金属夹(202)上的驱动凸块(206)，使得当所述的驱动凸块被拉向所述的本体的所述的第一端时，推动所述的爪(106a、b、c、d)沿径向向外。

3．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的金属夹中心孔(104、204)限定一个带螺纹的中心孔，所述的驱动装置包括一个具有与所述的金属夹的所述的中心孔中的螺纹相啮合的螺纹(26)的螺栓(22)，并且当所述的螺栓相对于所述的金属夹转动时，推动所述的爪沿径向向外。

4．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的本体(108)包括一个基座(120)，所述的指状件(118a、b、c、d)整体地从该基座悬臂伸出并且该基座形成一个用来支承所述的金属夹(102)的支座(124)。

5．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：

所述的金属夹(102)的所述的爪(106a、b、c、d)具有径向外端(126)，所述的本体(108)包括用来容纳该空心件(14)的该自由端的一个环形凸缘(116)，所述的本体还包括一个支座部分(124)，所述的金属夹的所述的爪支承在该支座部分上并使所述的爪的径向外端沿径向伸出到所述的支座之外。

6．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的本体(108)的所述的第一端(114)具有一个马鞍形的轮廓。

7．如权利要求6所述的连接器，其特征在于：所述的马鞍形的轮廓是不对称的。

8．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的指状件(118a,b,c,d)当所述的金属夹的爪(106a,b,c,d)径向向外移动时径向保持不动。

9．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的金属夹(102、202、320)包括当所述的金属夹处于中间位置时朝向所述的本体(108、304)的所述的第二端(116、322)的第一凹面，并且，当所述的驱动装置(22)被拉向所述的本体的所述的第一端(114、302)时，所述的第一表面变形成为更加平坦的表面。

10．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的金属夹(102、202、320)包括当所述的金属夹处于中间位置时朝向所述的本体(108、304)的所述的第二端(116、322)的第一凹面，并且，所述的本体的所述的第二端与所述的金属夹的所述的第一表面在形状上并非互补的，当所述的驱动装置(22)被拉向所述的本体的所述的第一端(114、302)时，所述的第二端与所述的金属夹相配合以使所述的第一表面变形成为更加平坦的表面。

11．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的本体中心孔(110、318)从所述的本体(108、304)的第一端(114、302)朝向所述的本体的所述的第二端(116、322)径向向内逐渐缩小，所述的孔和所述的驱动装置(22)的尺寸使得允许所述的孔和所述的驱动装置之间干涉配合。

12．如权利要求1中所述的连接器，其特征在于：所述的金属夹(102、202、320)与所述的本体(108、304)的所述的第二端(116、322)相邻设置，所述的指状件(118a,b,c,d)从所述的第二端沿轴向延伸超过所述的金属夹，使得所述的金属夹设置在所述指状件之间。

13．如权利要求8中所述的连接器，其特征在于：所述的金属夹(320)与所述的本体(304)的所述的端(302)相邻设置，所述的指状件(118a,b,c,d)从所述的端沿轴向延伸超过所述的金属夹，使得所述的金属夹设置在所述指状件之间。

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