CN117881611A - 弹簧托架 - Google Patents

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CN117881611A CN202280044765.8A CN202280044765A CN117881611A CN 117881611 A CN117881611 A CN 117881611A CN 202280044765 A CN202280044765 A CN 202280044765A CN 117881611 A CN117881611 A CN 117881611A
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Abstract

一种用于在制造组装过程中接收、保持和排出螺旋弹簧的弹簧托架,包括:细长中空主体,其限定配置成接收螺旋弹簧的内腔;位于中空主体的第一近端处的开口,其用于将螺旋弹簧插入内腔中和/或从内腔中取出。中空主体包括与第一近端相对的第二远端。至少一个可偏转构件位于中空主体的第二远端附近并且包括保持结构,保持结构被配置成当螺旋弹簧位于内腔中时接合螺旋弹簧。可偏转构件能在第一无偏置位置与第二偏置位置之间移动,在第一无偏置位置,保持结构延伸到内腔中,以在螺旋弹簧位于内腔中时接合螺旋弹簧,在第二偏置位置,保持结构向外设置,以在螺旋弹簧位于内腔中时脱离螺旋弹簧。还公开了一种包括这种弹簧托架的设备以及使用这种弹簧托架操纵螺旋弹簧的方法。

Description

弹簧托架
技术领域
本发明涉及一种用于承载弹簧的装置、包括这种装置的设备、以及这种装置和设备的使用方法。
背景技术
许多装置需要一个或多个弹簧,并且用于组装这种装置的方法和设备需要精确和重复地拿取、移动和放置这种弹簧。在其组件中包括一个或多个弹簧的装置包括药剂注射装置。这种装置可以包括弹簧,以促进装置的各种功能,包括药物施用机构的操作,或者在药剂递送过程之前、期间或之后部署一个或多个安全特征。
如果以散装方式一起储存或运输,弹簧很容易缠绕在一起,并且当需要将弹簧组装到正在制造的装置中时,分离弹簧可能是困难且耗时的,因此在制造过程中效率低且成本高。在大批量生产过程中,组装线中的错误或需要暂停生产线的情况(例如由于机器中的堵塞或故障)是不希望出现的,因为这会导致生产时间的损失、生产率和产品产量的损失,并影响制造和产品成本。
因此,在包含一个或多个弹簧的产品的制造过程中,希望提供一种装置,这种装置便于在这种过程中使用的这种弹簧的重复和可靠的拿取、运输和放置,和/或有助于保护和确保弹簧的完整性。
发明内容
根据本公开文本,提供了一种用于在制造组装过程中接收、保持和排出螺旋弹簧的弹簧托架,包括:细长中空主体,其限定了被配置成接收螺旋弹簧的内腔,位于中空主体的第一近端处的开口,其用于将螺旋弹簧插入内腔中和/或从内腔中取出螺旋弹簧,中空主体包括与第一近端相对的第二远端,至少一个可偏转构件,其位于中空主体的第二远端附近并且包括保持结构,保持结构被配置成当螺旋弹簧位于内腔中时接合并保持螺旋弹簧,其中,可偏转构件能够在第一无偏置位置与第二偏置位置之间移动,在第一无偏置位置,保持结构延伸到内腔中,以在螺旋弹簧位于内腔中时接合并保持螺旋弹簧,在第二偏置位置,保持结构向外设置,以在螺旋弹簧位于内腔中时脱离螺旋弹簧。
当可偏转构件处于第二位置时,保持结构可以比当可偏转构件处于第一位置时更向外延伸。保持结构在第二偏置位置中向外设置可以包括相对于弹簧托架的中心轴线或侧壁的表面向外,并且可以径向向外。
当可偏转构件处于第二偏置位置时,保持结构可以设置在内腔的内表面的外侧。
可偏转构件可以在第一位置基本上平行于中空主体的中心轴线延伸。
可偏转构件可以在第一无偏置位置处于松弛状态,并且可以在第二偏置位置弹性变形。
可偏转构件可以包括用于与致动器接合以将可偏转构件从第一位置偏转到第二位置的致动特征。
致动特征可以包括相对于中空主体的中心轴线以锐角设置的接触表面。
致动特征可以包括位于可偏转构件远侧的头部,并且头部可以包括接触表面,该接触表面可以包括相对于中空主体的中心轴线以锐角设置的斜面。
可偏转构件可以包括抵接台阶,当螺旋弹簧位于内腔中时,抵接台阶用于与螺旋弹簧的端部接合。抵接台阶可以包括面向第一近端的表面。抵接台阶可以位于基本上垂直于中空主体的中心轴线的平面中。
保持结构可以包括从可偏转构件向内延伸的至少一个突出元件。
保持结构可以包括至少一个凹口,其被配置成当螺旋弹簧位于内腔中时接收螺旋弹簧的一部分。凹口可以限定在突出元件与头部之间。
头部可以径向向内延伸到内腔中比突出元件更大的距离。
可偏转构件可以与中空主体的侧壁一体形成。
可偏转构件可以设置在中空主体侧壁上的孔内。
中空主体可以包括连续环形部分,连续环形部分在第二端的最远侧区域处完全围绕中空主体的周边延伸并且比可偏转构件更朝向第二远端定位。
可偏转构件可以包括弹性臂,其被配置成围绕弹性臂的固定近端弯曲。
弹簧托架可以包括多个可偏转构件。多个可偏转构件可以围绕中空主体的周边等间距间隔开。弹簧托架可以包括设置在中空主体上彼此在直径方向上相对的两个可偏转构件。
中空主体可以是截面为圆形的圆柱形管。中空主体沿其长度的截面尺寸可以基本一致。
中空主体可以基本上是刚性的,并且不易从其截面形状变形。所述可偏转构件或每个可偏转构件可以相对于中空主体的侧壁在第一与第二位置之间偏转。
中空主体可以包括从中空主体径向向外延伸的凸缘。凸缘可以位于中空主体的第一近端。
弹簧托架可以包括位于中空主体的第二远端的开口。
中空主体的第二远端处的开口可以具有与内腔的截面尺寸相同的截面尺寸。
中空主体的第二远端处的开口的截面尺寸可以小于内腔的截面尺寸。
弹簧托架可以包括至少一个窗口,以允许位于弹簧托架内的螺旋弹簧通过该窗口从弹簧托架外部可见。所述窗口或每个窗口可以形成在中空主体的侧壁上,并且可以形成在中空主体的第一近端与第二远端之间的位置中的中空主体的侧壁上。所述窗口或每个窗口可以形成在至少一个可偏转构件中。所述窗口或每个窗口可以形成在侧壁和所述可偏转构件或每个可偏转构件中的一者或两者中。
中空主体的第一近端处的开口可以包括渐缩区域,使得开口朝向第一近端变宽。
中空主体的第二远端处的开口可以包括渐缩区域,使得开口朝向第二远端变宽。
中空主体的第二远端可以包括从中空主体向内延伸的一个或多个突起。所述突起或每个突起可以至少部分地延伸穿过中空主体的第二远端处的开口。中空主体的第二端可以包括向内突出的唇缘,该唇缘至少部分地围绕第二远端处的开口延伸。中空主体的第二远端可以由端壁部分封闭。
弹簧托架可以包括一个或多个取向特征,取向特征被配置为与可以使用弹簧托架的设备上的对应取向特征配合协作。所述一个或多个取向特征可允许弹簧托架在使用中准确对准。所述一个或多个取向特征可以包括凸缘中的一个或多个凹陷或槽。所述一个或多个取向特征可以包括凸缘中在直径方向上相对的槽。
突出元件可以设置在多个可偏转构件上。一个可偏转构件上的所述突出元件或每个突出元件可以在中空主体的轴向方向上与另一个可偏转构件上的所述对应突出元件或每个对应突出元件对准。一个可偏转构件上的所述突出元件或每个突出元件可以与另一个可偏转构件上的所述对应突出元件或每个对应突出元件在中空主体的轴向方向上偏移。
设置在所述可偏转构件或每个可偏转构件上的突出元件对于每个突出可以具有不同的尺寸,距离所述可偏转构件或每个可偏转构件的距离不同。突出元件可以在朝向所述可偏转构件或每个可偏转构件的自由端的方向上,和/或朝向中空主体的第二远端的方向上,增加尺寸和/或突出距离。
所述可偏转构件或每个可偏转构件可以被配置成在第二位置侧向向外偏转1mm-4mm的距离,并且可以在1mm-3mm之间,并且可以在1-2mm之间,并且可以在1.5mm左右。
所述可偏转构件或每个可偏转构件可被配置成在第二位置侧向向外偏转约4至12度的角度,并且可以在6至10度之间,并且可以在8度左右。
可偏转构件或每个可偏转构件可以包括设置在弹性臂的外部区域上的成角度的恢复表面。恢复表面可以在朝向中空主体的第二远端的方向上向内成角度。
弹簧托架可以包括从中空主体的侧壁的内表面向内突出的一个或多个定心凸耳。定心凸耳可以朝向中空主体的中心轴线突出。定心凸耳可以围绕中空主体侧壁的内圆周等间距间隔开。所述定心凸耳或每个定心凸耳可以形成为斜面,其在朝向中空主体的第二远端的方向上向内突出距离增加。
本公开文本还提供了一种设备,包括如上所述的弹簧托架和致动器,致动器被配置为与可偏转构件接合并可操作以将可偏转构件从第一位置移动到第二位置。
致动器可以包括细长杆,细长杆被配置成插入中空主体的第二远端处的开口中。致动器可以包括任何合适的材料,包括但不限于塑料、金属(例如不锈钢)和磁性材料。
致动器可包括被配置成与可偏转构件或每个可偏转构件接合的倒角或成角度的端部。
致动器端部的成角度端或倒角相对于致动器中心轴线的角度可以基本上等于可偏转构件的接触表面相对于中空主体中心轴线的角度,使得当致动器与可偏转构件接合时,成角度端/倒角和接触表面进行表面接触。
致动器可以包括延伸穿过致动器的气流通道,该气流通道被配置成连接到空气源,以生成穿过致动器并进入中空主体的气流。
空气出口可以设置在致动器的远端,并与气流通道处于流体连通,以允许空气流过致动器并从空气出口流出进入中空主体。
空气出口被配置成以锐角而不是平行于致动器的中心轴线来引导空气流出空气出口。
致动器可以包括从倒角端延伸的变窄区段,并且被配置成当螺旋弹簧位于弹簧托架内时被接收在螺旋弹簧内。致动器的变窄区段可以具有沿着变窄区段的轴向长度的恒定直径。致动器的变窄区段的直径可以沿着变窄区段的轴向长度在朝向致动器的远端的方向上减小。
致动器可包括磁性部分,该磁性部分被配置成吸引金属螺旋弹簧并将其保持在磁性部分上。这种磁性部分可以设置在致动器的远端,该远端插入使用中的弹簧托架中。在螺旋弹簧插入弹簧托架的步骤中,磁性部分可以帮助对准并保持螺旋弹簧的期望位置。
致动器可以包括至少一个可移动夹爪,可移动夹爪被配置成插入弹簧托架中,并且可移动以接合至少一个可偏转构件并将其从第一无偏置位置移动到第二偏置位置。致动器可包括多个可移动夹爪。可移动夹爪可移动远离彼此以接合所述可偏转构件或每个可偏转构件。致动器的可移动夹爪的数量可以等于致动器所被配置致动的弹簧托架上设置的可偏转构件的数量。
所述夹爪或每个可移动夹爪可以从第一脱离位置移动到第二接合位置。所述夹爪或每个夹爪可被布置成在所述第一脱离位置形成杆。所述夹爪或每个夹爪可从杆状脱离位置基本上径向向外移动到接合位置。所述致动器可包括卡盘,所述夹爪或每个夹爪可移动地安装到所述卡盘上。
本公开文本还提供了一种制造设备,包括上述设备和弹簧取出工位,弹簧取出工位被配置成接收弹簧托架并定位弹簧托架,同时致动器与弹簧托架接合以允许从弹簧托架取出螺旋弹簧。
本公开文本还提供了一种组装系统,包括如上所述的设备和螺旋弹簧制造机器,其中螺旋弹簧制造机器被配置成生产螺旋弹簧,并且所述系统还包括插入工位,插入工位被布置成将生产的螺旋弹簧送入弹簧托架中。
组装系统还可以包括具有上述取出工位的制造设备。
本公开文本还提供了一种使用如上所述的弹簧托架操纵螺旋弹簧的方法,所述方法包括将可偏转构件从第一位置移动到第二位置,将螺旋弹簧通过中空主体的第一近端处的开口插入内腔,以及将可偏转构件从第二位置移动到第一位置,使得保持结构接合螺旋弹簧以将螺旋弹簧保持在内腔中。
本公开文本还提供了一种使用如上所述的弹簧托架操纵螺旋弹簧的方法,所述方法包括将可偏转构件从第一位置移动到第二位置,使得保持结构脱离位于内腔中的螺旋弹簧,以允许螺旋弹簧通过中空主体的第一近端处的开口从内腔中取出。
在本公开文本中还提供了一种在制造组装过程中使用弹簧托架来操纵螺旋弹簧以接收、保持以及排出螺旋弹簧的方法,弹簧托架包括限定了内腔的细长中空主体、位于中空主体的第一近端处的开口、与第一近端相对的第二远端、和位于中空主体的第二远端附近并且包括保持结构的至少一个可偏转构件,所述方法包括将可偏转构件从第一位置移动到第二位置,在第一位置,保持结构延伸到内腔中,在第二位置,保持结构向外延伸;将螺旋弹簧通过中空主体的第一近端处的开口插入内腔,以及将可偏转构件从第二位置移动到第一位置,使得保持结构接合螺旋弹簧以将螺旋弹簧保持在内腔中。
所述方法可以包括使致动器与所述可偏转构件或每个可偏转构件接合,以将所述一个或多个可偏转构件从所述第一位置移动到所述第二位置,以及在螺旋弹簧插入内腔后使致动器脱离,以允许所述一个或多个可偏转构件移动到第一位置,使得所述一个或多个保持结构与螺旋弹簧接合,以将螺旋弹簧保持在内腔中。
在本公开文本中还提供了一种在制造组装过程中使用弹簧托架来操纵螺旋弹簧以接收、保持以及排出螺旋弹簧的方法,弹簧托架包括限定了内腔的细长中空主体、位于中空主体的第一近端处的开口、与第一近端相对的第二远端、和位于中空主体的第二远端附近并且包括保持结构的至少一个可偏转构件,所述方法包括将可偏转构件从第一位置移动到第二位置,在第一位置,保持结构延伸到内腔中,在第二位置,保持结构向外延伸,使得保持结构脱离位于内腔中的螺旋弹簧,以允许螺旋弹簧通过中空主体的第一近端处的开口从内腔中取出。
所述方法可以包括使致动器与所述可偏转构件或每个可偏转构件接合,以将所述一个或多个可偏转构件从第一位置移动到第二位置,使得所述一个或多个保持结构脱离位于内腔中的螺旋弹簧。
将致动器与所述可偏转构件或每个可偏转构件接合可以包括将致动器插入中空主体的第二远端处的开口中。
该方法可以包括在螺旋弹簧插入过程中将所述或每个可偏转构件移动到不同于在螺旋弹簧取出过程中的第二位置的第二位置。在螺旋弹簧取出过程中,所述可偏转构件或每个可偏转构件可比在螺旋弹簧插入过程中更向外偏转。
弹簧托架可以包括中空主体的侧壁和至少一个可偏转构件中的至少一者中的窗口,并且所述方法可以包括借助于所述窗口或至少一个所述窗口来检测中空主体的内腔中螺旋弹簧的存在或不存在。借助于一个或多个窗口检测中空主体的内腔中是否存在螺旋弹簧可以包括使用与所述一个或多个窗口对准的相机或光学传感器。
附图说明
现将仅以举例的方式参考附图来描述实施方案,其中:
图1是本发明实施方案的弹簧托架的透视图;
图2是图1的弹簧托架的剖视图;
图3是图1和图2的弹簧托架的第二端处的区域的放大剖视图;
图4是图1至图3的弹簧托架的第二端处的区域的放大截面视图;
图5A-图5E示出了在将螺旋弹簧插入弹簧托架期间使用图1-图4的弹簧托架的一系列步骤;
图6A-图6E示出了在从弹簧托架中取出螺旋弹簧的过程中使用图1-图5E的弹簧托架的一系列步骤;
图7A示出了类似于图5D的顺序步骤,但是是本发明另一实施方案的弹簧托架的顺序步骤;
图7B示出了图7A的一部分的放大图,示出了弹簧托架的处于偏转状态的可偏转构件和保持结构、以及致动器;
图8A示出了类似于图5E的顺序步骤,但是是图7A和图7B的弹簧托架的顺序步骤;
图8B示出了图8A的一部分的放大图,示出了弹簧托架的处于松弛状态的可偏转构件和保持结构、以及固定在弹簧托架内的螺旋弹簧;
图9A示出了类似于图6D的顺序步骤,但是是图7A至图8B的弹簧托架的顺序步骤;
图9B示出了图9A的一部分的放大图,示出了处于偏转状态的可偏转构件;
图10A示出了类似于图6E的顺序步骤,但是是图7A至图9B的弹簧托架的顺序步骤;
图10B示出了图10A的一部分的放大图,示出了处于松弛状态的可偏转构件;
图11是本发明实施方案的组装系统的示意图;
图12是示出本发明实施方案的保持结构的对置的可偏转构件的示意性截面视图;
图13是示出本发明另一实施方案的保持结构的对置的可偏转构件的示意性截面视图;
图14是替代图12和图13的实施方案的可偏转构件的示意性截面视图。
图15A是本发明实施方案的可偏转构件的一部分的放大图,示出了第一变型的保持结构;
图15B是本发明实施方案的可偏转构件的一部分的放大图,示出了第二变型的保持结构;
图15C是本发明实施方案的可偏转构件的一部分的放大图,示出了第三变型的保持结构;
图16是本发明另一实施方案的弹簧托架的侧面透视图;
图17A是本发明另一实施方案的弹簧托架的顶部透视图;
图17B是图17A的弹簧托架的底部透视图;
图17C是图17A和图17B的弹簧托架的截面视图;
图17D是图17C的一部分的放大图,但是示出了比图17C稍微向外移动的可偏转构件,以及设置在弹簧托架附近的恢复工具;
图17E示出了类似于图17D的放大视图,但是恢复工具接合可偏转构件以将它们恢复到与弹簧托架的外表面齐平;
图18是本发明另一实施方案的弹簧托架的底端的一部分的底部透视图;
图19A示出了类似于图5D和图7A的顺序步骤,但是是本发明另一实施方案的弹簧托架和致动器的顺序步骤;
图19B示出了图19A的一部分的放大图,示出了弹簧托架的处于偏转状态的可偏转构件和保持结构、以及致动器;
图20A示出了类似于图5E和图8A的顺序步骤,但是是图19A和图19B的弹簧托架的顺序步骤;
图20B示出了图20A的一部分的放大图,示出了弹簧托架的处于松弛状态的可偏转构件和保持结构、以及固定在弹簧托架内的螺旋弹簧;
图21A是与图19A至20B的弹簧托架一起使用的致动器的透视图;
图21B是图21A的致动器的截面视图;
图22示出了本发明另一实施方案的弹簧托架的部分截面视图;
图23是本发明另一实施方案的弹簧托架的透视图;
图24是图23的弹簧托架的截面视图;并且
图25A-图25E示出了使用具有致动器替代配置的本发明弹簧托架的一系列步骤。
具体实施方式
图1至图4示出了本发明实施方案的弹簧托架10,其包括中空主体11,该中空主体具有形成为管状并限定内腔13的侧壁12。中空主体11包括相对的第一近端14和第二远端15。中空主体11在截面上是圆形的,并且包括中心轴线X-X。第一开口16设置在第一近端14处。在示例性实施方案中,第二开口17设置在第二远端15处。内腔13可通过第一和第二开口16、17进入。
弹簧托架10包括两个可偏转构件18,其在所示示例性实施方案中包括弹性臂18。弹性臂18设置在中空主体11的侧壁12中。弹性臂18设置在侧壁12中的孔19内,使得围绕弹性臂18提供空间20。弹性臂18在其相应固定端21处连接到侧壁12。弹性臂18被配置成围绕固定端21弯曲。弹性臂18在相应弹性臂18的与固定端21相对的端部具有自由端22。弹性臂18包括用于与致动器30(下面更详细描述)接合的致动特征23,致动器可操作以在使用中移动弹性臂18。在所示的示例性实施方案中,致动特征包括设置在每个弹性臂18的自由端22处的头部23。
头部23包括从相应弹性臂18的自由端22的远侧部分延伸的接触表面24。接触表面24包括朝向中心轴线X-X向内延伸并以相对于中心轴线X-X的锐角θ1设置的斜面。接触表面24可以被配置成相对于中心轴线X-X成15和55度之间的角度θ1,并且可以例如在20和50度之间,并且可以在25和45度之间,并且可以在30和40度之间,并且可以在35度左右。
弹性臂18包括保持结构,在使用中,当螺旋弹簧C设置在内腔13内时,保持结构被配置成与螺旋弹簧C接合,并将螺旋弹簧C保持在内腔13内就位。保持结构包括从相应的弹性臂18延伸并向内朝向中空主体11的中心轴线X-X的突出元件25。突出元件25沿着相应的弹性臂18与相应的头部23间隔开,使得保持结构还包括凹口26,凹口限定在每个弹性臂18上的头部23与突出元件25之间。
弹性臂18基本上平行于中空主体11的中心轴线X-X延伸。弹性臂18能够通过弹性偏转而移动。当处于第一位置时,弹性臂18处于松弛状态,其中弹性臂18基本上平行于中空主体11的中心轴线X-X延伸,并且基本上与中空主体11的侧壁12齐平。弹性臂18可以偏离中心轴线X-X偏转到第二位置。弹性臂在第二位置中弹性变形。
当相应的弹性臂18处于第一放松位置时,突出元件25的最内部分可以径向地设置在中空主体11的侧壁12的内表面平面的内侧。至少在弹性臂18的第一放松位置,头部23可以比每个弹性臂18的突出元件25更向内朝向中心轴线X-X延伸。这例如可以在图4中看到,其中中空主体11的外表面与头部23的最内部分之间的距离D1大于中空主体11的外表面与突出元件25的最内部分之间的距离D2。例如,在弹性臂18的第一放松位置和弹性臂18的第二弹性变形位置,头部23比每个弹性臂18的突出元件25更朝向中心轴线X-X向内延伸。这种配置将允许当弹性臂18处于第二变形位置时,螺旋弹簧C可插入内腔13中,并且突出元件远离螺旋弹簧,但是即使当弹性臂18处于第二变形位置时,螺旋弹簧C也不能越过头部23。这将在下面参照图7A至图8B更详细地解释。然而,本发明不限于这种配置,并且在其他实施方案中,至少在弹性臂18的第一放松位置,头部23可以朝向中心轴线X-X向内延伸比每个弹性臂18的突出元件25更小的距离。
中空主体11在中空主体11的第二端的最远侧区域包括连续环形部分27。连续环形部分27完全围绕中空主体11的周边延伸,并且位于比弹性臂18更靠近第二端的位置。
凸缘28设置在中空主体11的外表面上,并在垂直于中心轴线X-X的方向上径向向外延伸。在所示的示例性实施方案中,凸缘28位于中空主体11的第一近端的最近侧区域。
在制造和组装过程中使用时,弹簧托架10可用于执行螺旋弹簧C的接收、保持、输送和排出中的至少一者。这种制造过程可包括例如制造药剂递送装置的方法,其中可能需要螺旋弹簧C作为偏压构件,以致动药剂递送机构或在药剂已经被递送后致动针安全机构。现在将参照图5A-图5E和图6A-图6E描述弹簧托架10的使用。
弹簧托架10旨在与可操作以移动弹性臂18的致动器30结合使用。致动器30和弹簧托架10可包括本发明设备的两个部件。这种设备可以包括弹簧托架设备,并且可以包括用于医疗装置的组装系统或设备的一部分,并且可以包括用于药剂注射装置的组装和/或制造设备/系统的一部分。然而,本发明并不局限于医疗装置领域,而是适用于可能需要搬运和输送一个或多个弹簧的任何技术领域。
致动器30包括具有中心轴线Y-Y的杆。致动器30被配置成在中空主体11的内腔13内滑动。在所示的示例性实施方案中,其中中空主体11的截面为圆柱形,致动器30是外直径略小于内腔13内直径的圆柱形杆。致动器30包括远端31和弯曲的外侧表面32。致动器30包括位于远端31与侧表面32之间的倒角表面33。倒角表面33相对于致动器的中心轴线Y-Y以锐角θ2延伸,如图5A所示。例如,倒角表面33可以被配置成以与头部23的倾斜接触表面24相对于中空主体11的中心轴线X-X延伸的角度θ1基本相同的锐角θ2相对于致动器的中心轴线Y-Y延伸。这可以允许在使用期间改善致动器30与头部23之间的接合,并且在重复使用期间减少相应接触表面上的磨损。角度θ2和/或角度θ1可以在10和50度之间,并且可以在15和45度之间,并且可以在20和40度之间,并且可以在25和35度之间,并且可以在30度左右。
图5A-图5E示出了将螺旋弹簧C插入弹簧托架10的方法步骤。在图5A所示的第一步中,致动器30朝向中空主体11的第二端15。致动器30的中心轴线Y-Y与中空主体11的中心轴线X-X对准并同轴。
在图5B所示的下一步骤中,如图5B中箭头B所示,致动器30沿轴向朝向弹簧托架10移动,并且致动器30的远端31插入中空主体11的第二端15中的第二开口17中。致动器30首先穿过中空主体11的环形部分27。这有助于使致动器30在中空主体11内对准,使得中空主体11和致动器30的轴线X-X、Y-Y保持同轴。中空主体11的连续环形部分27还可用于向弹性臂18周围的弹簧托架10提供结构强度,并帮助弹簧托架10保持其形状,并避免在使用它的制造和组装过程中由于重复操作而损坏。
致动器30然后接合弹性臂18。具体地,致动器30的倒角表面33抵接每个弹性臂18的头部23的倾斜接触表面24。致动器30继续朝向弹簧托架10轴向移动,直到它到达如图5B所示的加载位置。在该位置,致动器30已经使弹性臂18弹性地径向向外偏转,如图5B中的箭头D所示。弹性臂18绕其相应的固定端21弯曲。因此,每个弹性臂18的突出元件25和凹口26的保持结构也随着弹性臂18的移动而向外移动,并且从限定内腔13的中空主体11的侧壁12的内表面的轴向突出部向外移动。在本公开文本中,应当理解,术语“向内”和“向外”被用作大致相对于弹簧托架10的主体而言,例如相对于中心轴线X-X或相对于弹簧托架10的中空主体11而言。因此,弹性臂18向外的运动旨在从中心轴线X-X沿径向向外的方向。
在图5C所示的下一步中,螺旋弹簧C通过中空主体11的第一端14处的第一开口16插入内腔13,如箭头E所示。螺旋弹簧C的外直径略小于内腔13的内直径。由于弹性臂18处于径向向外偏转的位置,当螺旋弹簧C插入内腔13时,每个弹性臂18上的保持结构远离螺旋弹簧C,并允许螺旋弹簧C落入内腔13中,直到它抵接致动器30,如图5D所示。
在步骤5E中,致动器30然后在轴向方向上远离弹簧托架10移动,如箭头F所示。这使致动器30脱离与弹性臂18的接合,因此由于弹性臂18的材料的弹性恢复,弹性臂18然后移动回它们的第一静止位置,如箭头G所示。当弹性臂18到达第一松弛位置时,保持结构与螺旋弹簧C接合。也就是说,螺旋弹簧C的端部线圈被接收在每个弹性臂18的凹口26内,并且突出元件25被接收在螺旋弹簧C的端部线圈之间。螺旋弹簧C因此被牢固地保持在弹簧托架10内,并且可以在弹簧托架10内被输送到螺旋弹簧C将被使用的位置和制造/组装设备。
现在将参照图6A-图6E描述螺旋弹簧C从弹簧托架10中取出的过程。在取出过程开始之前,并且在需要螺旋弹簧C的组装或制造过程中的前一步骤,弹簧托架10从插入方法步骤中所示的取向倒置,使得弹簧托架10定向为第一端14最低,第二端15最高。弹簧托架10还位于螺旋弹簧C用于相应组装/制造过程的存放位置的正上方。例如,弹簧托架10可以竖直对准用于取出过程。这可以帮助螺旋弹簧C从弹簧托架10一致且垂直地被取出,即,在与中空主体11的中心轴线X-X对准的方向上被取出。
取出过程通常与上述插入过程相反。在图6A所示的第一步骤中,弹簧托架10基本上竖直定向,第一端14最低,致动器30从上方竖直呈现,并朝向中空主体11的第二端15向下移动。致动器30的中心轴线Y-Y与中空主体11的中心轴线X-X对准并同轴。
在图6B所示的下一步骤中,如箭头B所示,致动器30沿轴向朝向弹簧托架10移动,并且致动器30的远端31插入中空主体11的第二端15中的第二开口17中。致动器30首先穿过中空主体11的环形部分27,这也有助于致动器30在中空主体11内对准,使得中空主体11和致动器30的轴线X-X、Y-Y保持同轴。
致动器30然后接合弹性臂18。具体地,致动器30的倒角表面33抵接每个弹性臂18的头部23的倾斜接触表面24。致动器30继续朝向弹簧托架10轴向移动,直到它到达如图6B所示的释放位置。在该位置,致动器30已经使弹性臂18弹性地径向向外偏转,如箭头D所示。弹性臂18围绕它们相应的固定端21弯曲。因此,每个弹性臂18的突出元件25和凹口26的保持结构也向外移动并脱离与螺旋弹簧C的接合。
在图6C所示的下一步骤中,由于弹性臂18处于径向向外偏转的位置,每个弹性臂18上的保持结构远离螺旋弹簧C,因此螺旋弹簧C在其自身重量的作用下通过中空主体11的第一端14处的第一开口16自由下落出内腔13外。螺旋弹簧C落入弹簧托架10外部的所需位置,使得螺旋弹簧C完全从弹簧托架中取出,如图6D所示。
在步骤6E中,致动器30然后在轴向方向上远离弹簧托架10移动,如箭头F所示。这使致动器30脱离与弹性臂18的接合,因此由于弹性臂18的材料的弹性恢复,弹性臂18然后移动回它们的第一静止位置,如箭头G所示。然后,弹簧托架10可以被收集并返回,以便在随后的弹簧插入和取出过程中重新使用。
在插入过程和取出过程中,弹簧托架10可以准确地与螺旋弹簧C将要被插入/取出的位置对准,以允许螺旋弹簧C根据需要被有效地输送,并且不会阻碍弹簧托架10的端部或螺旋弹簧C将要被排出到其中的设备。以这种方式,可以减少或避免制造错误和/或为了纠正错误的生产停工。凸缘28可以通过为使用中的弹簧托架提供定位导向来帮助避免这种未对准问题。例如,在插入或取出螺旋弹簧C之前,凸缘28可以位于组装/制造设备中相应形状的凹陷内,这可以允许中空主体11的中心轴线X-X与螺旋弹簧C的中心轴线同轴。
本发明的另一实施方案的弹簧托架10如图7A-图10B所示,并且与先前描述的弹簧托架10的实施方案相同的特征保留相同的附图标记,并且不再详细描述。
图7A-图10B所示的弹簧托架10在弹性臂18的自由端22处具有不同配置的头部23。与前一实施方案一样,头部23包括倾斜的接触表面24。然而,头部23还包括更方形的抵接台阶34。抵接台阶34从倾斜的接触表面24延伸到相应弹性臂18的内表面。图7A-图10B的示例性实施方案中的抵接台阶34面向中空主体11的第一端14。在弹性臂18的放松位置(参见图8A和图8B以及图10A和图10B),其中弹性臂18与中空主体11的中心轴线X-X基本平行,并且与中空主体11的侧壁12基本齐平,抵接表面34在与中空主体11的中心轴线X-X基本垂直的平面中延伸。而第一实施方案的等效抵接台阶表面相对于中空主体11的中心轴线X-X成角度,例如成锐角。
下面将参考图7A-图8B描述抵接台阶34的功能。图7A相当于前述实施方案的图5D的操作步骤,即螺旋弹簧C已经插入中空主体11的内腔13中,并且致动器30仍然处于弹性臂18径向向外偏转的加载位置。图7B示出了图7A的一部分的放大视图,其更清楚地示出了弹性臂18的头部23和抵接台阶34、以及具有其倒角表面33的致动器30。在螺旋弹簧C插入内腔13的步骤中,螺旋弹簧C可以自由下落到内腔13中。致动器30使弹性臂18向外偏转,使得突出元件25移出螺旋弹簧C。也就是说,弹性臂18可以通过致动器30向径向向外充分偏转,使得突出元件25的最内部分布置成在中空主体11的侧壁12的内表面平面的径向向外侧。这样,螺旋弹簧C可以自由地移动越过突出元件25。这在图7B中通过平行于中空主体11的中心轴线X-X延伸并与突出元件25的径向最内部分相交的线L2特别示出。可以看到线L2设置在螺旋弹簧C的径向最外部分的径向向外侧。
在弹性臂18的偏转位置,头部23和抵接台阶34径向向内延伸得比相应突出元件25的径向最内部分更远。这在图7B中特别可以通过线L1看到,线L1平行于中空主体11的中心轴线X-X延伸并且与头部23/抵接台阶34的径向最内部分相交。可以看到线L1设置在线L2的径向内侧。
还可以看到线L1设置在螺旋弹簧C的径向最外层部分的径向内侧。因此,即使在弹性臂18的偏转位置,螺旋弹簧C也不能通过弹性臂的头部23,而是由于与相应弹性臂18的抵接表面34接触而被阻挡。
在图7A和图7B所示的实施方案中,在弹性臂18的偏转位置,致动器30的远端表面31相对于垂直于中空主体11的中心轴线X-X的方向基本上与抵接表面34齐平。因此,螺旋弹簧C的插入可以涉及螺旋弹簧C抵接抵接表面34和致动器30的远端表面31。替代地,在弹性臂18的偏转位置,致动器30的远端表面31可以不与抵接表面34齐平,使得螺旋弹簧C的插入可以涉及螺旋弹簧C仅抵接抵接表面34而不接触致动器30的远端表面31。
一旦致动器30移离弹簧托架10,由于弹性臂18的材料的弹性松弛,弹性臂18移回第一松弛位置,螺旋弹簧C保持静止在抵接表面34上,如图8A和图8B所示。图8A相当于前述实施方案的图5E的操作步骤,即螺旋弹簧C已经插入中空主体11的内腔13中,并且致动器30已经移出与弹性臂18的接合。图8B示出了图8A的一部分的放大视图。同样在该位置,弹性臂18的保持结构接合螺旋弹簧C,以在弹簧托架10的后续运动期间将螺旋弹簧C保持在内腔13内。
螺旋弹簧C的取出过程如图9A至图10B所示。图9A相当于前述实施方案的图6D的操作步骤,即螺旋弹簧C已经从中空主体11的内腔13中取出,并且致动器30仍然处于取出位置,在该位置中弹性臂18径向向外偏转。图9B示出了图9A的一部分的放大视图,其更清楚地示出了弹性臂18的头部23和抵接台阶34、以及具有其倒角表面33的致动器30。
一旦致动器30远离弹簧托架10,由于弹性臂18的材料的弹性松弛,弹性臂18移回第一松弛位置,如图10A所示。图10A相当于前述实施方案的图6E的操作步骤,即螺旋弹簧C已经从中空主体11的内腔13中取出,并且致动器30已经移出与弹性臂18的接合,并且弹簧托架10然后可以被收集并返回以在随后的弹簧插入和取出过程中重新使用。图10B示出了图10A的一部分的放大视图。
如图7B和图9B所示,当致动器30在加载和/或取出位置插入弹簧托架10时,弹性臂18从放松位置径向向外偏转角度θ3,在放松位置,弹性臂18基本上平行于中空主体11的中心轴线X-X,并且基本上与中空主体11的侧壁12齐平。角度θ3可以在本发明的范围内和/或在本文描述的本发明的任何实施方案内变化,并且可以根据各种尺寸(例如弹性臂18的长度、头部23从弹性臂18向内延伸的距离、中空主体11的直径等)而变化。然而,角度θ3可以在大约4至12度之间,并且可以在6至10度之间,并且可以在8度左右。这可以允许弹性臂18的充分偏转以实现上述功能,而不会使弹性臂18和/或中空主体11的材料过度疲劳。也就是说,弹性臂18能够反复弹性偏转并返回到相同的放松位置,而不会达到弹簧托架10的材料的延展极限,这会影响弹性臂18将其自身恢复到预期的第一放松位置的能力。弹性臂18的期望弹性性能的影响因素包括弹性臂18的长度、厚度和宽度的尺寸,以及弹性臂的弹性模量、弹性极限和韧性(快速变形时的阻力)。在本文描述的本发明的任何实施方案中,弹性模量的范围可以在1800-2500MPa之间,并且弹性极限可以是40-80MPa。此外,弹性臂18的韧性可以是150-300J/m2。在使用中,为了允许重复的弹性变形并限制对弹性臂18的材料的老化影响,臂可以仅偏转到最大弹性极限的40-80%。
图9B还示出了侧向向外偏转距离d1。这是弹性臂18在偏转位置从放松位置向外偏转的距离,在放松位置,弹性臂18的外表面与中空主体11的侧壁12的外表面齐平。这种偏转距离d1可以在本发明的范围内和/或在本文描述的本发明的任何实施方案内变化,但是可以在1mm-4mm之间,并且可以在1mm-3mm之间,并且可以在1-2mm之间,并且可以在1.5mm左右。
图7A至图10B所示的弹簧托架10的实施方案包括位于第一端14的第一开口16处的渐缩区域16A。这有助于在上述插入步骤期间引导螺旋弹簧C进入第一开口16。这种特征可以任选地适用于并提供给本文描述的本发明的任何实施方案。
上面描述了包括弹簧托架10和致动器30的弹簧托架设备的示例性实施方案。上述弹簧托架设备的变型可以包括用于便于从弹簧托架10中取出螺旋弹簧C的手段。将参照图6A-图6E描述这种变型。在上述参考图6A-图6E的取出过程中,在步骤6C所示的步骤中,一旦弹性臂18处于径向向外偏转的位置,并且每个弹性臂18上的保持结构脱离螺旋弹簧C,螺旋弹簧C在其自身重量的作用下通过中空主体11的第一端14处的第一开口16从内腔13中落下。在上述设备的变型中,该设备可以包括气流源或空气射流A,以生成通过内腔13的气流,从而将螺旋弹簧C吹出弹簧托架10。致动器30可以包括延伸穿过其中的空气通道35,在致动器30的远端31处具有至少一个开口端,并且空气通道35的另一端连接或可连接到压缩空气源A。在使用中,当致动器30将弹性臂18移动到偏转位置时,空气源A可以被连接或开启,以通过空气通道35送出气流(在图6C中由箭头A所示)并从致动器30的远端31流出。然后,气流可以带动螺旋弹簧C并迫使螺旋弹簧C离开弹簧托架10。
致动器30可以包括延伸穿过其中的多个空气通道35,和/或致动器30可以包括位于致动器30的远端31的多个空气通道出口36。所述一个或多个空气通道35和/或气流出口36可以基本上平行于致动器30的中心轴线Y-Y对准。另外地或者替代地,一个或多个气流出口36和/或气流通道35可以相对于致动器30的中心轴线Y-Y成一定角度定向。在后一种情况下,成角度的气流出口36/通道35可以促使气流撞击螺旋弹簧C的线圈,以促使螺旋弹簧C从弹簧托架10排出。在设置有中心轴向气流通道35/出口36的实施方案中,通过螺旋弹簧的气流的湍流仍然可以导致气流充分撞击螺旋弹簧C的线圈,以促使螺旋弹簧C从弹簧托架10排出。
弹簧托架10和包括弹簧托架10和致动器30的设备可以是用于制造包括一个或多个螺旋弹簧C的装置的较大组装系统或设备的一部分。这种系统可以包括多个组装机器或工位。这种组装机器/工位可以被配置为流水过程和两个或多个独立的过程。图11示意性地示出了示例性组装系统50。组装系统50包括螺旋弹簧制造系统,其整体指代为51。螺旋弹簧制造系统51可以包括制造螺旋弹簧C的盘绕工位52、加热工位53,在加热工位中经盘绕的弹簧被加热以对弹簧的材料进行回火。经加热的螺旋弹簧然后被供给到冷却工位54以冷却螺旋弹簧。此后,传送带55将冷却的螺旋弹簧C传送到插入工位56,插入工位包括具有致动器30的设备,并且弹簧托架10可以设置在该工位上。在插入工位56,如上所述操作致动器30和弹簧托架10,以将螺旋弹簧C插入弹簧托架10。其中保持有螺旋弹簧C的弹簧托架10被输送到取出工位57。在取出工位57,如上所述操作致动器30和弹簧托架10,以从弹簧托架10取出螺旋弹簧C,用于使用螺旋弹簧C的后续装置组装步骤。
弹性臂18上的突出元件25的配置和布置可以在本发明的范围内变化,并且在本发明的范围内和/或在本文描述的所有实施方案的范围内的这种变型在图12至图14中作为非详尽示例示出。
图12示出了一个实施方案的配置的示意性截面视图,并示出了处于松弛状态的对置的弹性臂18,每个弹性臂包括头部23和在每个弹性臂的轴向上间隔开的多个突出元件25。一个弹性臂18的突出元件25在弹簧托架10的轴向方向上与对置的弹性臂18的对应突出元件25对准。这由基准线Z-Z示出,基准线Z-Z在垂直于弹簧托架10的轴线X-X的方向上延伸穿过一个弹性臂18的每个突出元件25,延伸穿过相对弹性臂18上的对应突出元件25。当螺旋弹簧C保持在弹簧托架10内时,通过促进对置的突出元件25抵靠并夹紧螺旋弹簧C的区域,这可以帮助以最小的轴向运动牢固地保持螺旋弹簧C。这种布置可任选地适用于本发明的包括两个弹性臂18或两个以上的弹性臂18的弹簧托架10的实施方案。
在图12的实施方案中,一个弹性臂18的头部23也在弹簧托架10的轴向方向上与对置的弹性臂18的对应头部23对准。这由基准线W-W示出,基准线W-W在垂直于弹簧托架10的轴线X-X的方向上延伸穿过一个弹性臂18的头部23,延伸穿过相对弹性臂18上的对应头部23。这可有助于确保在如上所述由致动器30致动时每个弹性臂18的精确和同时偏转。
在图12的实施方案中,每个弹性臂18上的多个突出元件25的尺寸朝着每个弹性臂18的自由端22递增。也就是说,每个突出元件25朝向弹簧托架10的中心轴线X-X向内突出的距离越靠近弹性臂18的自由端22越大。这由与每个突出元件25的最内部分对准的线L3示出,该线L3在朝向弹性臂18的自由端22的方向上朝向中心轴线X-X向内成角度。这可以有助于将螺旋弹簧C牢固地保持在弹簧托架10内,因为更大的、更向内延伸的突出元件25可以朝向弹性臂的自由端22设置,但是当如上所述由致动器30致动时,自由端22侧向向外偏转的距离大于每个弹性臂18与自由端22间隔开的区域时,更大的突出元件25仍然足够向外移动以允许螺旋弹簧C插入。
图13示出了另一实施方案的配置的示意性截面视图,类似于图12,并且其中类似特征保留相同的附图标记。对置的弹性臂18各自包括头部23和沿每个弹性臂的轴向间隔开的多个突出元件25。图13的实施方案的不同之处在于,一个弹性臂18的突出元件25不在弹簧托架10的轴向上与对置的弹性臂18的对应突出元件25对准,而是相对于对置的弹性臂18的对应突出元件25在弹簧托架10的轴向方向上偏移。这由参考线V-V表示,参考线V-V在垂直于弹簧托架10的轴线X-X的方向上延伸穿过一个弹性臂18的每个突出元件25,而不与穿过相对弹性臂18上的对应突出元件25的那些线V-V对准。当螺旋弹簧C保持在弹簧托架10内时,通过沿着螺旋弹簧C的螺旋线圈的交错的对置的突出元件25,这可以帮助以最小的轴向运动和/或轴向对准牢固地保持螺旋弹簧C。这种布置可任选地适用于本发明的包括两个弹性臂18或两个以上的弹性臂18的弹簧托架10的实施方案。
在图13的实施方案中,一个弹性臂18的头部23在弹簧托架10的轴向方向上与对置的弹性臂18的对应头部23对准。如图12所示,这由参考线W-W示出,该参考线在垂直于弹簧托架10的轴线X-X的方向上延伸穿过一个弹性臂18的头部23,延伸穿过相对弹性臂18上的对应头部23,具有上述相同的优点。
在图13的实施方案中,如上文参考图12所述,每个弹性臂18上的多个突出元件25朝着每个弹性臂18的自由端22逐渐增加尺寸。这在图13中通过与每个突出元件25的最内部分对准的线L3示出,该线L3在朝向弹性臂18的自由端22的方向上朝向中心轴线X-X向内成角度。这可以提供上述参考图12描述的相同优点。
图14是另一实施方案的弹性臂18的配置的示意图,并且类似于图12和图13的示意图。图14的实施方案的不同之处在于,每个弹性臂18上的多个突出元件25具有相同的尺寸。也就是说,每个突出元件25朝向弹簧托架10的中心轴线X-X向内突出的距离是相同的。这由与每个突出元件25的最内部分对准的线L4示出,该突出元件与弹簧托架10的中心轴线X-X平行。这可以有助于将螺旋弹簧C牢固地保持在弹簧托架10内,因为在弹性臂18的放松位置,每个突出元件25相等地突出以接合和固定螺旋弹簧C在弹簧托架10内。
图15A至图15C是本发明实施方案的弹簧托架10的弹性臂18的放大示意图,示出了旨在落入本发明范围内并任选地适用于本文描述的所有实施方案的突出元件25的不同配置。图15A示出了突出元件25,其包括大致圆形的形状,在突出元件25从弹性臂18延伸的地方以及在突出元件25的轴向最内侧区域具有弯曲的边缘。这种配置可以便于将螺旋弹簧C插入弹簧托架10中,例如,当弹性臂18向外偏转时,如果螺旋弹簧C在插入期间接触突出元件25,则允许螺旋弹簧C跨越突出元件,以允许螺旋弹簧C移动到完全插入的位置。
图15B的突出元件25布置有一个表面25A,该表面基本垂直于弹性臂18和弹簧托架10的轴线X-X延伸。在本发明的范围内,这种表面25A可以面向弹簧托架10的第一端14或第二端16设置。此外,在本发明的范围内,突出元件25可以配置有两个这样的表面25A,这两个表面基本上垂直于弹性臂18和弹簧托架10的轴线X-X延伸,一个表面25A面对弹簧托架10的第一端14,而第二个这样的表面25A面对弹簧托架的第二端16。这种配置可以促进螺旋弹簧C在弹簧托架10内保持在期望的轴向位置,因为螺旋弹簧C的轴向运动将由于表面25A的垂直形状而受到更大的限制。
图15C示出了突出元件25,该突出元件包括大致成角度的形状,直边在突出元件25从弹性臂18延伸的角度和突出元件25的轴向最内侧区域相交。这种配置可以促进螺旋弹簧C在弹簧托架10内的接合,例如,当弹性臂18被致动器释放以返回到它们的松弛位置时,通过允许突出元件25的尖边缘更容易位于螺旋弹簧C的线圈之间。
图16示出了本发明另一实施方案的弹簧托架10,并且类似的特征保留相同的附图标记,并且不会重复其详细描述。与图7A至图10B的实施方案一样,在第一端14处的第一开口16包括具有上述优点的渐缩区域16A。与图16的实施方案的不同之处在于,窗口或切口区域60设置在中空主体11的侧壁12中并延伸穿过该侧壁。这使得能够从弹簧托架10的外部观察中空主体11的内部。特别地,这使得当螺旋弹簧C被接收在弹簧托架10内时能够被看到。这可能有利于在制造过程中使用弹簧托架10。例如,在质量控制或性能监控过程中,可以为正在生产的每个装置检查弹簧托架10内螺旋弹簧C的存在。例如,光学传感器或相机可以检查弹簧托架10内螺旋弹簧C的存在,并且可以使用窗口60来进行这种检查。例如,如果检测到由于制造过程中其他地方的插入故障,弹簧托架10上没有螺旋弹簧C,则没有所需的螺旋弹簧C,正在生产的装置可能不能正常工作,因此可以自动从生产线上剔除。可以提供一个窗口60,或者可以提供多个窗口,并且可以设置在弹簧托架10的侧壁12上的任何合适的位置。窗口60还意味着制造每个弹簧托架10所需的材料减少,这可以降低制造成本和/或还可以减轻弹簧托架的重量,这在使用弹簧托架的装置制造过程中可能是有益的。
图17A至图17E示出了本发明另一实施方案的弹簧托架10,并且类似的特征保留相同的附图标记,并且不会重复其详细描述。与图7A至图10B和图16的实施方案一样,在第一端14处的第一开口16包括具有上述优点的渐缩区域16A。弹簧托架10还包括位于第二端部15的第二开口17中的渐缩区域17A。这还可在使用期间促进致动器30在第二开口17中的插入和对准。从图17C可以看出,第一开口16的渐缩区域16A相对于弹簧托架10的轴线X-X以角度θ4延伸。角度θ4可以在本发明的范围内变化,但是可以在10至40度之间,并且可以在15至35度之间,并且可以在24度左右。此外,从图17C可以看出,第二开口17的渐缩区域17A相对于弹簧托架10的轴线X-X以角度θ5延伸。角度θ5可以在本发明的范围内变化,但是可以在3至20度之间,并且可以在5至15度之间,并且可以在10度左右。
在本发明的范围内,以及在本文描述的任何实施方案中,第一端14处的第一开口16和第二端15处第二开口17中的一个或另一个或两者旨在可以包括这种渐缩区域16A、17A,用于上述优点,并且具有上述任何尺寸。
图17A至图17C的实施方案与图16的实施方案的另一个不同之处在于,虽然设置了窗口60,但它设置在弹性臂18中,而不是中空主体11的侧壁12中。窗口60仍然提供上述的优点,即能够检测弹簧托架10内螺旋弹簧C的存在。然而,与没有在弹性臂18中设置窗口60的情况相比,窗口60还可以使弹性臂18更轻和/或更容易偏转。这可能需要较小的致动器力,以在使用弹簧托架10时使弹性臂18偏转所需的量。这种减小的力可以减小弹簧托架10的材料上的应力,并使得弹簧托架10在失效或需要更换之前具有更长的寿命周期。
图17A至图17D的实施方案的另一个特征是恢复表面64设置在弹性臂18的外部区域上。恢复表面64是在朝向第二远端15的方向上径向向内朝向中空主体11的中心轴线X-X的成角度表面。恢复表面64可以帮助弹性臂18完全返回到第一无偏置位置,在该第一无偏置位置,弹性臂18与弹簧托架10的中空主体11的外表面齐平,如下面参考图17D和图17E更详细描述的。
图17D示出了图17C所示的弹簧托架10的第二远端15的放大图。然而,在图17D中,弹性臂18被示出从第一无偏置位置稍微向外移动,因此不与弹簧托架10的中空主体11的外表面齐平。弹簧托架10的重复使用和弹性臂18的重复偏转可能导致弹性臂18的材料疲劳。这可能导致当移除致动器30时弹性臂18不能完全返回到期望的第一无偏置位置。因此,这可能导致弹簧托架10内的螺旋弹簧C不能按要求牢固地保持。为了克服这一点,可能希望主动地将弹性臂返回到正确的第一无偏置位置。这可以通过向弹性臂18施加径向向内作用的外力来实现。如图17D和图17E所示,这种力可以例如由恢复工具65施加。恢复工具65可以在弹簧托架10的第二远端15上滑动,以接合恢复表面64,并径向向内推动弹性臂18到第一无偏置位置,如图17E所示。
如图17C所示,当弹性臂18处于正确的第一无偏置位置时,恢复表面64可以相对于中心轴线X-X以角度θ7设置。当恢复工具65在弹簧托架10上滑动时,这可以帮助弹性臂18逐渐接合恢复工具65,以将弹性臂18返回到正确的第一无偏置位置。这种角度θ7可以在本公开文本的范围内变化,并且可以在2至10度之间,并且可以在4至8度之间,并且可以在6度左右。
当恢复工具65在弹簧托架10的第二远端15上滑动时,恢复工具65可以设置有中心孔66以接收弹簧托架10。中心孔66的直径可以比弹簧托架10的中空主体11的外直径稍大。恢复工具可以具有成角度的接触面67,该接触面被配置成接合弹性臂18的恢复表面64。恢复工具65的成角度接触面67可以相对于恢复工具65的中心轴线以与恢复表面64相对于弹簧托架10的中心轴线X-X延伸的角度相同的角度θ7延伸。弹性臂18上的恢复表面64的特征应当可以任选地适用于以及提供给本文描述的本发明的任何实施方案。此外,恢复表面64可以通过除上述恢复工具65之外的手段接合,以便将弹性臂18恢复到预期的第一无偏置位置,同时提供上述益处。
图18示出了另一实施方案的弹簧托架10,类似于图17A至图17C的实施方案,并且类似的特征保留相同的附图标记,并且不会重复其详细描述。与图7A至10B的实施方案一样,在第一端14处的第一开口16包括具有上述优点的渐缩区域16A。与图18实施方案的不同之处在于凸缘28包括取向特征61。在所示的示例性实施方案中,取向特征61包括一对径向槽,该径向槽形成在凸缘28的表面上,面向第一端14的方向。这种取向特征61可以促进弹簧托架10围绕其中心轴线X-X的正确旋转定位,这可能有利于弹簧托架在使用中的功能,例如用于螺旋弹簧C的插入或取出,和/或致动器30的插入。此外,这种取向特征可以在制造过程中与窗口60结合使用。例如,用于检测弹簧托架10内螺旋弹簧C存在的光学传感器或相机可以位于制造设备/系统或组装线上的某个位置,因此需要弹簧托架10的正确取向以将窗口60与光学传感器或相机对准。取向特征61可以与对应的特征(未示出)协作,例如可以接收在取向特征61的槽中的突出部,以确保弹簧托架10在使用中的正确定位。
图19A至图20B示出了与图21A和图21B所示的本发明另一实施方案的致动器一起使用的本发明另一实施方案的弹簧托架10。类似特征保留相同的附图标记,并且不会重复其详细描述。图19A示出了相当于前述实施方案的图5D和图7A的操作步骤的弹簧托架10和致动器30的布置,即螺旋弹簧C已经插入中空主体11的内腔13中,并且致动器30仍然处于弹性臂18径向向外偏转的加载位置。图19B示出了图19A的一部分的放大视图,其更清楚地示出了弹性臂18的头部23和抵接台阶34、以及具有其倒角表面33的致动器30。
与前面描述的图5D和图7A的实施方案一样,在图19A和图19B所示的阶段中,致动器30已经使弹性臂18向外偏转,使得突出元件25移动离开螺旋弹簧C,并且螺旋弹簧C可以落入弹簧托架10中,同样,如图19A所示,线L2平行于中空主体11的中心轴线X-X延伸,并且与突出元件25的径向最内侧部分相交,该线位于螺旋弹簧C的径向最外部分的径向外侧。此外,头部23和抵接台阶34径向向内延伸得比相应突出元件25的径向最内部分更远,如线L1所示,该线平行于中空主体11的中心轴线X-X延伸,并且与设置在线L2径向内侧的头部23/抵接台阶34的径向最内部分相交。
然而,在图19A至图20B的实施方案中,也可以看到线L1设置为与螺旋弹簧C的径向最外部分大致齐平,并且当螺旋弹簧C插入弹簧托架10内时,螺旋弹簧C的端部抵接致动器30的倒角表面33,并且也基本上轴向齐平于头部23的抵接台阶34。
图19A至图20B的实施方案的不同之处还在于,致动器30在远端包括延伸超过倒角表面33的变窄区段62。如图19A至图20B所示,该变窄区段62被配置成配合在螺旋弹簧C内。当致动器最初插入弹簧托架10的第二端15时,变窄区段62还允许弹性臂18平滑且逐渐地偏转。因此,在螺旋弹簧C插入期间,螺旋弹簧C在内腔13内滑动并在致动器30的变窄区段62上滑动,直到螺旋弹簧C抵接致动器30的倒角表面33。此时,螺旋弹簧C也可以抵接抵接表面34的边缘。同样在这一点上,螺旋弹簧的最下端在轴向方向上与头部23的抵接台阶34基本齐平,如图19B所示。此后,如前所述并如图20A和图20B所示,致动器30从弹簧托架10中退出,允许弹性臂18返回到它们的放松位置,并且抵接表面34向内滑动并位于螺旋弹簧C的端部下方以支撑螺旋弹簧C,突出元件25将螺旋弹簧C牢固地保持在弹簧托架10内。
在螺旋弹簧C的插入过程中,接收在螺旋弹簧C内的变窄区段62可以帮助螺旋弹簧C在弹簧托架10内轴向对准。这可以使螺旋弹簧C能够通过突出元件25更安全地保持在弹簧托架10内,并且还确保螺旋弹簧C对准以便在装置制造过程的后期阶段精确地取出。应当理解,在螺旋弹簧C的取出过程中,致动器30将被插入第二端15处的第二开口17中,并且致动器30的变窄区段62将被接收在螺旋弹簧C内。这可以进一步帮助螺旋弹簧C的轴向对准,以便从弹簧托架10中精确取出。
从图19A至图20B可以看出,这些图的实施方案包括先前描述的许多特征以及先前描述的每个特征的技术优点。这些特征包括第一和第二开口16、17的渐缩区域16A、17A。此外,可以看到弹性臂18包括窗口60。在弹性臂18的偏转位置,弹性臂相对于弹簧托架10的轴线X-X以角度θ3延伸。这样的角度θ3可以在上述角度的范围内,并且可以在4至12度之间,并且可以在6至10度之间,并且可以在8度左右。图19B还示出了处于偏转位置的弹性臂18相对于中空主体11的侧壁12的外表面的最大侧向向外偏转距离d1。这种偏转距离d1可以具有上述距离d1的范围。
在本发明的范围内和/或在本文描述的本发明的任何实施方案中,弹性臂18在偏转位置相对于轴线X-X的角度θ3,以及弹性臂18在偏转位置相对于中空主体11的侧壁12的外表面的最大侧向向外偏转距离d1可以在螺旋弹簧C的插入期间的配置与螺旋弹簧C的取出期间的配置之间不同。例如,在插入过程中,致动器30可以与弹簧托架10接合,使得角度θ3和距离d1小于取出过程中的角度θ3和距离d1。这可以通过在取出过程中比在插入过程中更深入地将致动器30插入弹簧托架10的第二端15中来实现。这可以帮助确保在螺旋弹簧C的取出过程中通过弹性臂的进一步偏转而从弹簧托架10可靠地取出螺旋弹簧C。
在一些实施方案中,在插入螺旋弹簧C期间,这样的角度θ3可以在4至12度之间,并且可以在6至10度之间,并且可以在8度左右。在一些实施方案中,在螺旋弹簧C的取出期间,这样的角度θ3可以在7至15度之间,并且可以在9至13度之间,并且可以在11度左右。在一些实施方案中,在螺旋弹簧C的插入期间,弹性臂18的这种偏转距离d1可以在1mm-4mm之间,并且可以在1mm-3mm之间,并且可以在1-2mm之间,并且可以在1.3mm左右。在一些实施方案中,在螺旋弹簧C的取出期间,弹性臂18的这种偏转距离d1可以在1mm-4mm之间,并且可以在1mm-3mm之间,并且可以在1-2.5mm之间,并且可以在1.8mm左右。
图21A和图21B示出了致动器30,特别是致动器30的端部细节。致动器30包括前述的特征,包括远端31、倒角表面33和变窄区段62。倒角区段相对于致动器30的中心轴线Y-Y的角度θ2可以在前面描述的角度范围内,即在10和50度之间,并且可以在15和45度之间,并且可以在20和40度之间,并且可以在25和35度之间,并且可以在30度左右。
变窄区段62可以包括基本上平行于致动器30的中心轴线Y-Y延伸的外侧壁。替代地,外侧壁可以相对于致动器30的中心轴线Y-Y以角度θ6延伸,并且可以配置成远离远端31向外逐渐变细。这种角度θ6可以在本发明的范围内变化,并且可以在1至10度之间,并且可以在2至9度之间,并且可以在3至8度之间,并且可以在4至7度之间,并且可以在5或6度左右。在螺旋弹簧C的插入和/或取出过程中,变窄区段62的成角度的外侧壁62可以帮助致动器插入弹簧托架10和/或螺旋弹簧C的线圈内。
倒角表面33可以在变窄区段62与致动器的较宽部分之间延伸。较宽部分可以具有7至13mm之间的直径并且可以在7至12mm之间,并且可以在9至11mm之间,并且可以在10mm左右。在向远端31倒圆之前,变窄区段可以给出3.5至9.5mm的最小外壁直径/>并且可以在4.5至8.5mm之间,并且可以在5.5至7.5mm之间,并且可以在6.5mm左右。
图22示出了本发明的弹簧托架10的另一个实施方案,并且类似于图19A至图20B所示的弹簧托架10,虽然在图21中取向相反。类似特征保留相同的附图标记,并且不会重复其详细描述。图22实施方案的不同之处在于,中空主体11的第二端15处的开口17的截面尺寸小于内腔13的截面尺寸。也就是说,中空主体11的第二端15的远侧部分包括围绕第二端15的圆周向内延伸的至少一个突起63,并且第二开口17限定在所述突起63或每个突起的内周内。这种突起63可以包括围绕第二端15的整个圆周的向内突出的壁或唇缘,或者围绕第二端15的圆周的一部分的一个或多个这种向内突出的唇缘。所述突起还可以包括一个或多个彼此间隔开并从第二端15的圆周向内延伸的离散突起。这可有助于为中空主体提供增加的强度和/或刚性,特别是在第二端15的区域中。这也可以用作阻塞形成,并且防止螺旋弹簧C在插入步骤中或者一旦螺旋弹簧C被插入弹簧托架内,在随后的运输和操纵/制造步骤中能够从弹簧托架10的第二端15中穿过。本实施方案的弹簧托架仍将如前述那样起作用,尽管将理解致动器30将需要具有减小的外直径以能够穿过第二开口17。此外,弹性臂18的头部23将需要朝向中心轴线X-X向内延伸,超出唇缘63的内周的轴向突出部,以便它们可以由如前所述的致动器30接合,以偏转弹性臂18。这种延伸的头部23配置如图22所示。
图23和图24示出了本发明另一实施方案的弹簧托架10,类似于图17A-图17E的弹簧托架,并且类似的特征保留相同的附图标记,并且不会重复其详细描述。图23和图24的弹簧托架的不同之处在于,中空主体11的侧壁12的内表面包括多个朝向中空主体11的中心轴线X-X向内突出的定心凸耳68。在所示的实施方案中,提供了四个定心凸耳68。然而,可以设置多于四个或少于四个,并且定心凸耳68可以任选地围绕侧壁12的内圆周等间距间隔开。
定心凸耳68形成为具有曲面的斜面,并且随着定心凸耳68朝向弹簧托架10的第二远端15延伸,它们向内突出的距离增加。在使用中,定心凸耳68用于接触保持在弹簧托架10内的螺旋弹簧C并使其居中,从而螺旋弹簧C准确地保持在弹簧托架10内的中心。定心凸耳68可以补偿螺旋弹簧C的外直径与内腔13的内直径之间的任何公差,以减少螺旋弹簧C和弹簧托架10之间的游隙。这可有助于确保在螺旋弹簧C插入弹簧托架10期间螺旋弹簧C被准确定位,以有助于确保螺旋弹簧C能够被保持结构牢固地接合。这可有助于避免在弹簧托架10的运输过程中或在需要准确地取出螺旋弹簧并将其定位到正在制造的装置中的制造过程中意外地或过早地取出弹簧。这可能有助于防止制造错误和/或停工。定心凸耳68的特征可以任选地适用于并设置有本文中描述的本发明的任何实施方案。
图25A至图25E示出了使用前述实施方案的弹簧托架10的一系列步骤,该实施方案与致动器30的替代实施方案一起使用。致动器30包括一对可移动的夹爪37,所述夹爪可移动地安装在卡盘38上,使得夹爪37可以朝向和远离彼此平移。夹爪37可从如图25A、图25B、图25D和图25E所示的脱离位置移动到如图25C所示的接合位置。
在脱离位置,夹爪37设置为彼此接近或接触,以形成杆状形状。在接合位置,夹爪37在所述杆状的大致径向方向上彼此远离。
在使用中,在图25A所示的步骤中,致动器30最初与弹簧托架10的第二远端15间隔开,并且杆状致动器夹爪37处于脱离位置,并且大致与弹簧托架10的中心轴线X-X轴向对准。
在图25B所示的步骤中,致动器30沿箭头H所示的方向朝向弹簧托架10移动,夹爪37插入弹簧托架10的第二远端15处的第二开口17中。插入致动器30,使得夹爪37的远端大体上在弹簧托架10的轴向方向上对准,头部23位于可偏转构件18的自由端22处。
在图25C所示的下一步骤中,夹爪37如箭头I所示被分开移动到接合位置,使得它们接合相应的相邻可偏转构件18。这使得可偏转构件18沿着箭头J所示的方向从第一无偏置位置移动到第二偏置位置。这也使每个可偏转构件18的突出元件25向外移动。在该阶段,螺旋弹簧C可以通过弹簧托架10的第一近端14处的第一开口16插入弹簧托架10中。为了便于说明本文描述的其他特征,图25A至图25E中没有示出螺旋弹簧C。
一旦螺旋弹簧C完全插入,使得其接触或大致接近致动器夹爪37的位置,夹爪37沿箭头K所示的方向移动回到脱离位置。这允许可偏转构件18返回到无偏置位置,如箭头L所示。这样,突出元件25接合螺旋弹簧C,以将螺旋弹簧C保持在弹簧托架10内。
最后,在图25E所示的步骤中,致动器沿着箭头M所示的方向从弹簧托架10缩回。螺旋弹簧C(未示出)仍然牢固地保持在弹簧托架10内。
上述步骤序列描述了使用本发明实施方案的弹簧托架10和致动器30的示例性螺旋弹簧插入过程。应当理解,从弹簧托架10取出螺旋弹簧C的方法可以包括与使用本发明该实施方案的弹簧托架10和致动器30的上述方法步骤相反的步骤。
尽管在图25A至图25E中,弹簧托架10和致动器30被示出为大致水平定向,但是使用的设备和方法不限于该定向,并且在替代实施方案中,弹簧托架10和致动器可以在其他取向中操作,包括但不限于竖直,例如在图5A-图6E的实施方案中所示。例如,弹簧托架10可以在螺旋弹簧插入过程中竖直定向,第一近端14在最上面,并且可以在螺旋弹簧取出过程中竖直定向,第二远端在最上面。
在螺旋弹簧插入和取出过程中,螺旋弹簧C可以通过各种手段被输送到弹簧托架中和从弹簧托架中输送出来,例如在其自身重量下下落、被主动驱动,以及通过上述任何其他手段,例如在来自空气源的气流的力下。
上面参考图25A至图25E描述的替代配置致动器30可以任选地适用于并提供用于本文描述的本发明的弹簧托架10的任何实施方案。
在图25A至图25E所示的致动器30的示例性实施方案中,致动器30被描述为包括两个夹爪37。然而,本发明不旨在限于这种配置,并且在替代实施方案中,致动器可以包括一个夹爪37或者可以包括两个以上的夹爪37。在一些情况下,致动器30可以包括与致动器30打算与之协作的弹簧托架10上的可偏转构件18的数量相同数量的夹爪37,使得一个夹爪37偏转每个可偏转构件18。
在图25A至图25E所示的致动器30的示例性实施方案中,描述了致动器30通过接触相应头部23的每个夹爪37的远端来移动可偏转构件。然而,本发明不旨在限于这种配置,并且在替代实施方案中,致动器可以被布置或操作以接合可偏转构件的其他部分,而不是特定的致动特征,例如本示例中的头部23,和/或通过所述一个或多个夹爪37的另一区域而不是远端。此外,可以设想,除了示出和描述的致动器30的示例性实施方案之外,在示例性插入/取出过程中可以采用其他手段来实现弹性臂的运动。一些其他外部操作器或机构(未示出)可以根据需要接合和移动所述一个或多个可偏转构件。这种实施方案可以同样不需要与特定致动特征接合,或者使用所示出和描述的特定致动器30,但是这些不排除在本公开文本的范围外。
如上所述,在整个本公开文本中,将会理解,术语“向内”和“向外”被用作大致相对于弹簧托架10的主体而言。例如,相对于中心轴线X-X或相对于弹簧托架10的中空主体11/内腔13。因此,如本文所使用的,在第二偏转位置设置或“向外”延伸的可偏转构件和/或一个或多个保持结构将被理解为设置在比在第一无偏置位置中更向内设置的位置中时更远离内腔13和/或轴线X-X的方向上。在一些实施方案中,如上所述,所述一个或多个保持结构在第二偏置位置中可以设置在内腔13的内表面的外侧。这可有助于确保螺旋弹簧从内腔13排出。然而,应当理解,在本发明范围内的替代实施方案中,相比于第一无偏置位置,在第二偏置位置中,所述一个或多个保持结构可以设置在更外侧,而不是设置在内腔13的内表面的外侧。所述一个或多个保持结构在第二偏置位置进一步向外设置,使得提供至少大于螺旋弹簧直径的间隙以允许螺旋弹簧从内腔13中排出就足够了。在一个示例性实施方案中,其中螺旋弹簧的直径明显小于内腔的内直径(但是当所述一个或多个可偏转构件处于第一无偏置位置时,足够大以被所述一个或多个保持结构保持),所述一个或多个保持结构可能不需要在内腔13的内表面向外偏转以脱离螺旋弹簧以允许其释放。
上面图示和描述的弹簧托架10的各种实施方案旨在被配置成在本发明范围内的一系列形状和尺寸以及相对尺寸。然而,这里参照图17C所示的实施方案和其中标记的尺寸来描述示例性尺寸。
弹簧托架10可以包括在轴线X-X的方向上的50mm至90mm之间的总长度d2,并且可以在60mm至80mm之间,并且可以在70.5mm左右或在73.5mm左右。
凸缘28可以包括在轴线X-X方向上的1mm至5mm之间的高度d3,并且可以在2mm至4mm之间,并且可以在3mm左右。
弹性臂18可以包括从固定端21到自由端22的轴线X-X方向上的总长度d4,其在10mm至20mm之间,并且可以在12mm至18mm之间,并且可以在14至16mm之间,并且可以在16.3mm左右。
当设置在侧壁12中时,窗口60在轴线X-X的方向上可以包括5mm至25mm之间的长度,并且可以在10mm至20mm之间,并且可以在15mm左右。当设置在弹性臂18中时,窗口60可以包括在轴线X-X的方向上的长度d5,其在1.5mm至8mm之间,并且可以在2.5mm至7mm之间,并且可以在3.5至6mm之间,可以在4.3mm左右。
中空主体11被示出和描述为配置为截面为圆形的圆柱形管。这允许紧密地容纳传统圆形的螺旋弹簧C。这也有助于螺旋弹簧C的插入和弹簧托架10的对准以取出螺旋弹簧C,因为在使用中弹簧托架10的正确定位不需要围绕中心轴线X-X的特定旋转取向。然而,本发明并不局限于弹簧托架的这种配置,其他尺寸和截面形状也是可能的,例如椭圆形、三角形或正方形,或者其他多边形。
中空主体11被示出和描述为从第一端14到第二相对端15沿其长度具有基本恒定的截面。参照图17C,在这样的实施方案中,弹簧托架10的第一端14的区域中的内直径将基本上等于弹簧托架10的第二端15的区域中的内直径/>这可促进在将使用弹簧托架10的组装或制造过程中的制造和操纵的简易性和成本。然而,本发明不旨在限于这种配置,并且在替代实施方案中,弹簧托架10可以沿其长度改变截面尺寸。例如,截面可以是沿着弹簧托架的长度的不同直径的圆形,和/或截面可以是沿着弹簧托架的部分长度的圆形以外的形状。例如,内直径/>可以大于内直径/>使得内腔在弹簧托架10的第一端14的区域中稍宽,螺旋弹簧C通过该区域被插入和取出。除了来自渐缩区域16A的辅助之外,这还可以帮助准确地将螺旋弹簧C引导到弹簧托架10中。这也可以允许螺旋弹簧C更紧密地限制在弹簧托架10的第二端15的区域中,在该区域中,螺旋弹簧C将被突出元件25和凹口26的保持结构接合和保持。然而,在本发明的范围内可以是相反的情况,并且内直径/>可以小于内直径/>使得内腔在弹簧托架10的第一端14的区域中略窄。
在一个示例性实施方案中,其中和/>基本上相等,每个可以在7mm至14mm之间,并且可以在8mm至13mm之间,并且可以在9mm至12mm之间,并且可以在10mm至11mm之间,并且可以在10.5mm左右或11.5mm左右。
在一个示例性实施方案中,其中,和/>不相等,/>和/>中的一个可以在9mm至14mm之间,并且可以在10mm至13mm之间,并且可以在11mm至12mm之间,并且可以在11.5mm左右。/>和/>中的另一个可以在8mm至13mm之间,可以在9mm至12mm之间,可以在10mm至11mm之间,并且可以在10.5mm左右。
可以选择形成弹簧托架10的各种材料,其包括塑料和金属,并且可以包括各种聚合物,包括聚丙烯、聚酯、聚酰胺、或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。弹簧托架还可以由聚碳酸酯形成,并且可以包括回收的聚碳酸酯。
弹簧托架10被示出和描述为单个模制部件,即单个整体部件。因此,弹性臂18例如被示为与中空主体11一体形成。这可以提供容易制造和降低制造成本的优点。然而,在本发明的范围内,弹簧托架10的一个或多个元件可以是固定、粘合、焊接、机械紧固在一起的独立部件。例如,弹性臂18或凸缘28可以不与中空主体11一体形成。
中空主体11的侧壁12的尺寸可以在使用过程中提供足够的结构强度,但也可以最大限度地减少材料的过度使用,并保持轻量,以便于搬运和降低制造成本。壁厚可以在0.3mm至1.5mm之间,例如厚度在0.5mm至1mm之间。
本公开文本的弹簧托架10和相关设备/系统的实施方案被配置成将螺旋弹簧C牢固地保持在其中,并且可靠地和准确地允许螺旋弹簧C的取出。为了螺旋弹簧可以被牢固地保持和准确地取出,弹簧托架10可以被配置成使得在螺旋弹簧C的外直径和内腔13的内壁之间提供一定的间隙。间隙被设置成允许螺旋弹簧C基本上不受阻碍地插入/从内腔13中取出,但也最小化螺旋弹簧C在内腔中的侧向游隙或运动,使得螺旋弹簧可以在需要的地方准确地排出。在一个实施方案中,这种间隙可以是0.05mm-0.3mm,例如在0.1mm-0.2mm之间。在一个实施方案中,待容纳于内腔13中的螺旋弹簧C可以具有9.95mm的最大外直径。因此,内腔13的内直径可以是大约10.0mm-12.95mm,例如大约10.05mm-11.05mm。
尽管所示出和描述的弹簧托架10的实施方案包括两个弹性臂18,但是本发明并不局限于这种配置,并且在替代实施方案中,弹簧托架10可以仅包括一个或两个以上的弹性臂18。在包括两个或更多个弹性臂18的实施方案中,弹性臂18可以围绕弹簧托架10的周边等间距间隔开,用于将螺旋弹簧C均匀且对准地保持在弹簧托架10中。此外,这种配置还可以有助于促进螺旋弹簧C被均匀地取出,并且与弹簧托架10轴向对准,并且例如如预期的那样进入医疗装置或制造设备的部件中。
所示和描述的弹簧托架10的实施方案包括弹性臂18,所述弹性臂在每个弹性臂18上具有一个突出元件25和一个凹口26。然而,本发明不旨在限于这种配置,并且在替代实施方案中,可以在每个弹性臂18上提供多个突出元件25和/或多个凹口26,所述弹性臂被配置成使得弹簧托架可以接合接收在中空主体11内的螺旋弹簧C的多圈线圈。例如,任选地适用于本文描述的所有实施方案的本发明范围内的这种变型可以如图12至图14所示。
所示出和描述的弹簧托架10的实施方案包括具有致动特征的弹性臂18,该致动特征由插入中空主体11的第二端15处的第二开口17中的致动器30接合。然而,本发明不旨在限于这种配置,并且在替代实施方案中,弹性臂18可以包括向中空主体11外侧延伸的致动特征。例如,弹性臂18的自由端22可以从中空主体11向外突出,并且包括致动特征。这种致动特征可以包括接触表面,该接触表面可以相对于中空主体11的中心轴线X-X成锐角设置。致动器30可以包括套筒,该套筒可以围绕中空主体11定位并相对于中空主体11同轴滑动,以接合弹性臂18的致动特征,从而将弹性臂18从第一位置偏转到第二位置,以实现上述图示实施方案中描述的螺旋弹簧接合/释放功能。此外,如上所述,弹性臂可以不包括特定的致动特征,并且可以在使用中被操纵以根据需要偏转和移动。例如,这种替代的外部致动器可以实现与所述一个或多个臂的机械接合,例如通过粘附、真空接触或其他耦接。
所示出和描述的弹簧托架10的实施方案包括位于中空主体11的第二端15的开口17。然而,本发明不旨在限于这种配置,并且在替代实施方案中,中空主体11的第二端15可以不包括开口。这种布置可以存在于上述替代配置中,其中弹性臂18的致动特征向中空主体11外侧延伸,并由中空主体11外侧的致动器30接合。
所示出和描述的弹簧托架10的一些实施方案包括位于中空主体11的第二端15的开口17,该开口的大小和尺寸与中空主体11的内腔13的截面尺寸相同。然而,本发明不旨在限于这种配置,并且在替代实施方案中,中空主体11的第二端15可以包括开口,该开口具有比内腔13的截面更小的截面尺寸和/或不同的形状。这种替代配置仍然可以允许使用致动器30,该致动器通过插入第二端15处的开口17来接合和移动弹性臂18,或者可以与上述弹性臂18的外部可接近的致动特征结合使用。
这里公开的一些实施方案包括完全围绕中空主体11的周边延伸的连续环形部分27。这种特征可以任选地适用于本文描述的所有实施方案。然而,本发明不旨在限于这些特征,并且在本发明范围内设想的实施方案可以不包括这些特征。
本文公开的一些实施方案包括在中空主体11的第一近端14处围绕其周边延伸的凸缘28。这种特征可以任选地适用于本文描述的所有实施方案。然而,本发明不旨在限于这种特征,并且在本发明范围内设想的实施方案可以不包括凸缘28,或者可以包括沿着中空主体的长度设置的凸缘,而不是在第一近端的远端,例如在第二远端15,或者在第一近端与第二远端的中间。
本文描述的弹簧托架10的实施方案包括至少一个可偏转构件,其被配置成在中空主体11的内腔13内接合和保持螺旋弹簧。所述至少一个可偏转构件设置在中空主体的端部附近,该端部与使用中螺旋弹簧插入/取出的端部相对。这种布置有助于避免螺旋弹簧和弹簧保持/致动机构之间的干涉,因为弹簧在一端插入/取出,而可偏转构件的致动发生在相对端。这有助于提供简单可靠的制造/组装设备和过程。此外,在图示和描述的示例性实施方案中,所述一个或多个可偏转构件和/或所述一个或多个保持结构与螺旋弹簧的接合以保持螺旋弹簧是通过所述一个或多个可偏转构件和/或所述一个或多个保持结构与螺旋弹簧之间的直接接触来实现的。
本领域技术人员将理解,可以在不脱离本发明的全部范围和精神的情况下对本文描述的装置、设备、方法和实施方案的各种组成部分进行修改(添加和/或移除),本发明的全部范围和精神包括这种修改及其任何和所有等同物。

Claims (15)

1.一种用于在制造组装过程中接收、保持和排出螺旋弹簧的弹簧托架(10),包括:
细长中空主体(11),其限定了被配置成接收螺旋弹簧(C)的内腔(13);
位于所述中空主体的第一近端(14)处的开口(16),其用于将螺旋弹簧插入所述内腔中和/或从所述内腔中取出螺旋弹簧;
所述中空主体包括与所述第一近端相对的第二远端(15);
至少一个可偏转构件(18),其位于所述中空主体的第二远端附近并且包括保持结构(25、26),所述保持结构被配置成当螺旋弹簧位于所述内腔中时接合并保持所述螺旋弹簧;
其中,所述可偏转构件能够在第一无偏置位置与第二偏置位置之间移动,在所述第一无偏置位置,所述保持结构延伸到所述内腔中,以在螺旋弹簧位于所述内腔中时接合并保持所述螺旋弹簧,在所述第二偏置位置,所述保持结构向外设置,以在螺旋弹簧位于所述内腔中时脱离所述螺旋弹簧。
2.根据权利要求1所述的弹簧托架(10),其中,所述可偏转构件(18)在所述第一位置中基本上平行于所述中空主体(11)的中心轴线(X-X)延伸。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的弹簧托架(10),其中,所述可偏转构件(18)包括致动特征(23),所述致动特征用于与致动器(30)接合以将所述可偏转构件从所述第一位置偏转到所述第二位置。
4.根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10),其中,所述可偏转构件(18)包括抵接台阶(34),当螺旋弹簧(C)被保持在所述内腔(13)中时,所述抵接台阶用于与所述螺旋弹簧的端部接合。
5.根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10),其中,所述保持结构包括从所述可偏转构件(18)向内延伸的至少一个突出元件(25)。
6.根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10),其中,所述中空主体(11)包括连续环形部分(27),所述连续环形部分在所述第二端(15)的最远侧区域处完全围绕所述中空主体的周边延伸并且比所述可偏转构件(18)更朝向所述第二端定位。
7.根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10),其中,所述中空主体(11)是截面为圆形的圆柱形管。
8.根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10),其中,所述中空主体(11)包括从所述中空主体径向向外延伸的凸缘(28)。
9.根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10),包括位于所述中空主体(11)的第二端(15)处的开口(17)。
10.根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10),包括所述中空主体的侧壁和所述可偏转构件中的至少一者中的至少一个窗口(60),以允许位于所述弹簧托架内的螺旋弹簧(C)通过所述窗口从所述弹簧托架的外部可见。
11.根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10),其中,所述中空主体(11)的第一端(14)处的所述第一开口(16)包括渐缩区域(16A),使得所述第一开口朝向所述第一近端变宽。
12.一种设备,包括:
根据任一前述权利要求所述的弹簧托架(10);以及
致动器(30),其被配置用于与所述可偏转构件(18)接合并可操作以将所述可偏转构件从所述第一位置移动到所述第二位置。
13.根据权利要求12的设备,其中,所述致动器(30)包括细长杆,所述细长杆被配置成插入所述中空主体(11)的第二远端(15)处的开口(17)中,并且任选地,其中,所述致动器(30)包括被配置成与所述可偏转构件(18)接合的倒角端(33)。
14.一种在制造组装过程中使用弹簧托架(10)来操纵螺旋弹簧(C)以接收、保持以及排出螺旋弹簧的方法,所述弹簧托架包括限定了内腔(13)的细长中空主体(11)、位于所述中空主体的第一近端(14)处的开口(16)、与所述第一近端相对的第二远端(15)、和位于所述中空主体的第二远端附近并且包括保持结构(25、26)的至少一个可偏转构件(18),所述方法包括:将所述可偏转构件(18)从第一位置移动到第二位置,在所述第一位置,所述保持结构延伸到所述内腔中,在所述第二位置,所述保持结构向外延伸;将所述螺旋弹簧通过所述中空主体(11)的第一端(14)处的所述开口(16)插入所述内腔(13);以及将所述可偏转构件从所述第二位置移动到所述第一位置,使得所述保持结构(25、26)接合所述螺旋弹簧以将所述螺旋弹簧保持在所述内腔中。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述方法包括使致动器(30)与所述可偏转构件(18)接合,以将所述可偏转构件从所述第一位置移动到所述第二位置,以及在所述螺旋弹簧(C)插入所述内腔(13)后使所述致动器脱离,以允许所述可偏转构件移动到所述第一位置,使得所述保持结构与所述螺旋弹簧接合,以将所述螺旋弹簧保持在所述内腔中。
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