CN1254400A - 形成连接的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在两个元件之间形成连接的装置,其包括具有套筒(114)的紧固元件(112),其受夹紧元件的作用。在使用中,这种结构使套筒的端面(148)相对于夹紧元件处于固定位置,例如,通过接触夹紧元件的外周边表面,该表面拉靠紧固元件的接合表面(142)。通过此结构,紧固元件的接合表面(142)总是处于相对于夹紧元件的正确位置,使此装置相对于各连接元件中用于夹紧元件的钻削出的安装孔的不精确尺寸,有比较大的允许公差。

Description

形成连接的装置

本发明涉及一种形成连接的装置，特别是，但不是唯一的，涉及用于在可拆装式家具中的两个元件之间形成连接的装置。

本申请人的美国专利No.5567081公开了一种在两个元件之间形成连接的装置。参照本申请的图1，公知的形成连接的装置包括长紧固元件10和可转动的夹紧元件12。可将紧固元件10固定安装到第一连接元件14中，使得紧固元件10至少有头部16从连接元件伸出。将夹紧元件12可转动地安装在第二连接元件20的凹陷部分18中，夹紧元件12有两个弧形凸轮控制表面22，它们与紧固元件的头部16接合。

形成连接的装置还包括用于紧固元件10的套筒24。套筒24的一端可以安装在第一连接元件14的凹陷部分26中。紧固元件10有多处倾斜的端部28，其设计可以引导套筒膨胀，并且当紧固元件相对于套筒沿轴向移动时，在强力作用下与凹陷部分26的壁30相接合。

在使用中将套筒24安装到紧固元件10上，然后将其插入第二连接元件20中的孔32内。孔32沿着垂直于凹陷部分18的方向延伸，并且与凹陷部分18相交。随着套筒24正确的插入孔32中，紧固元件的头部16容纳在夹紧元件的中央空心区域，以便与凸轮控制表面22接触配合。这基本上是紧固元件、套筒和夹紧元件所在的位置，如图1a所示。

为了在两个元件14、20之间形成连接，没有容纳在孔32中的套筒24的端部插入第一连接元件14中的凹陷部分26内。然后使夹紧元件围绕其转动轴线转动，该轴线垂直于紧固元件的纵向轴线。当夹紧元件被转动时，由于凸轮控制表面22的作用，拉动紧固元件沿轴向离开第一连接元件14。由套筒的环状部分34防止套筒随着紧固元件移动，环状部分34与第二连接元件的端面36相靠。由于紧固元件和套筒之间的相对运动，多处呈锥形倾斜的端部28拉向套筒内，引起套筒膨胀，并且在强力作用下与凹陷部分26的壁30相接触。夹紧元件进一步转动，引导连接元件拉紧到一起，以便连接元件进入压紧状态，同时紧固元件进入拉伸状态。

如果夹紧元件相对于第二连接元件的端面36的位置不正确，在这种形成连接的装置中可能产生问题。如果夹紧元件的位置过于靠近连接元件的边缘，因为仅有各凸轮控制表面的较小长度的部分，对夹紧元件的转动产生有效作用，实践证明，这不能夹紧连接元件。这导致施加到紧固元件上的拉力非常小，以致作用在连接元件上的压力小，因此，形成弱连接。如果夹紧元件的位置距离第二连接元件的边缘过远，除非施加过量的作用力，在夹紧方向只能获得非常小的夹紧元件的转动量。

公知的凸轮控制元件的凸轮控制表面有典型的纵向轮廓，其适合于提供两阶段夹紧作用。图1b所示的曲线图表示了在常规的形成连接的装置中，在凸轮控制元件的转动和紧固元件的轴向移动之间的关系，同时表示了两阶段夹紧作用。图中沿着竖直轴线表示轴向运动，以毫米计，沿着水平轴线表示转动角度。在第一阶段中，由于凸轮控制表面相当陡峭或坚挺、弯曲，从而为销轴提供了相对“快速运动”，即提供的曲率适合于对相当小的凸轮控制元件的转动量，使紧固元件产生相当大的轴向移动量。在凸轮控制元件的转动和紧固元件的轴向移动之间的关系不是线性关系，一般每转动10°，纵向移动大于0.5mm。提供的这种“快速运动”用于闭合两个平面之间的间隙，并且使它们压紧在一起，这种运动通常称为拉动。由具有相当平缓曲线的凸轮控制表面部分产生销轴运动的第二阶段。第二阶段运动增加作用在连接上的压力，同时减小凸轮控制表面的曲率，为形成连接的装置提供自锁，通常称为锁定。可以理解，在与销轴的头部相接触点处的凸轮控制表面的曲线越陡峭，凸轮控制元件被返回的可能性就越大，即在使用中，当向板件施加载荷时，为了进行夹紧连接，转动夹紧元件时，感觉到的反向作用。因此，要求提供凸轮控制元件具有上述两个阶段的销轴运动，以便在夹紧连接的过程中，产生有效转动，保证在销轴的头部和凸轮控制表面的平缓部分之间产生接触配合，获得所述锁定作用。

在使用具有图1b所示的特性的凸轮控制元件的过程中，销轴的头部插入凸轮控制元件的空心区域，在凸轮控制表面接触销轴头部之前，从此位置，凸轮控制元件转动大约50°。然后，凸轮控制元件必须再转动75°，才能使连接元件获得有效的锁定。

这些常规的形成连接的装置和其凸轮控制元件存在着许多缺点。

一个缺点是在凸轮控制元件的转动的拉动阶段，需要施加相对大的转动力。可以理解，在拉动阶段凸轮控制元件具有相当高的“齿轮作用”，凸轮控制表面的曲线越陡，需要由使用者输入的扭矩越大。使用者希望为降低输入扭矩作出努力。

与这种设计结构有关的另一个问题是，为了抵抗相当高的作用于凸轮控制元件的作用力，必须制造出结构牢固的凸轮控制元件。如果制造的凸轮控制元件的强度不高，在负载作用下，凸轮控制元件将被塌陷；这种凸轮控制元件被塌陷的现象是本专业技术人员常见的。

可以理解，一般通过压模铸造技术可以大量生产这种凸轮控制元件。压铸金属是相当昂贵的，因此，人们希望尽可能减轻用于各凸轮控制元件的金属重量，同时不降低其强度。

这种公知的形成连接装置的另一个缺点是其缺少公差。即，如果安装所述装置的部件的凹陷部分或孔的尺寸不精确，就不能够形成可靠的连接。

更详细的说，在使用中，一般将凸轮控制元件安装进入第一连接元件的主表面中的凹陷部分。此凹陷部分破坏了板件的边缘，或者通过孔连通连接该边缘，所述的孔从凹陷部分延伸到边缘。这种结构使得销轴的头部插入凸轮控制元件，以致在凸轮控制元件的转动过程中，销轴的头部与凸轮控制表面接触配合。

如果凸轮控制元件的位置过于靠近连接元件的边缘，可以证实，这不可能夹紧连接，因为，在夹紧元件的转动过程中，各凸轮控制表面只有很小的长度部分产生夹紧作用。这将导致施加到紧固元件上的拉力非常小，以致作用在连接上的压力很小，因此使连接较弱。

如果凸轮控制元件的位置过于远离连接元件的边缘，除非施加过大的作用力，在夹紧方向上，凸轮控制元件只能获得很小的转动量。在这种情况下，一般不可能使凸轮控制元件产生有效地转动，使得头部与凸轮控制元件部分接合来提供锁定，且如果继续转动将导致凸轮控制元件的损坏。所以，连接不存在有效的锁定作用，如果连接受负载作用，凸轮控制元件趋于返回原始状态，其导致产生弱连接。

本发明的目的是至少部分克服上述缺陷。

本发明提供一种用于在两个元件之间形成连接的装置，所述装置包括长紧固元件、可转动的夹紧元件和用于所述紧固元件的套筒，所述夹紧元件包括至少一个与紧固元件的头部接触配合的弧形凸轮控制表面，以致夹紧元件围绕其自身轴线的转动一般向着转动轴线拉动紧固元件，所述套筒(i)适合在使用中，套筒的引导端部相对于夹紧元件的转动轴线保持在固定位置；(ii)套筒具有当安装所述紧固元件到一个连接元件上如此拉动时，由紧固元件引起的可径向膨胀的相对的端部；(iii)沿着套筒的纵向方向产生局部塌陷。

最好，套筒包括设有塌陷装置的壁，由此套筒沿其纵向方向可以局部纵向塌陷。

塌陷装置沿着套筒的长度方向，在间隔开的区域形成多个可塌陷区域。

塌陷装置至少包括位于所述壁上的一个厚度减小区域，此或至少一个所述厚度减小区域形成沿着长度方向延伸的槽。

塌陷装置包括至少一个设置在所述壁上的开口，此或各所述开口可以在套筒的第一和第二部分之间延伸。此或各所述开口是交叉开口。

最好，由所述套筒接触配合的凸轮控制元件的周边表面与夹紧元件的转动轴线之间的径向距离基本上是常数。

本发明还提供一种用于在两个元件之间形成连接的装置，其包括(i)可转动地安装到第一连接元件上的夹紧元件，其具有至少一个弧形凸轮控制表面；(ii)长紧固元件具有引导端部，其与此或各凸轮控制表面接触配合，在使用中，夹紧元件的转动引导所述紧固元件朝着夹紧元件轴向移动；(iii)用于所述紧固元件的套筒具有安装在凹陷部分的第一端部，所述凹陷部分位于第二连接元件，套筒与紧固元件协同作用，以便紧固元件轴向移动引起套筒的第一端部径向膨胀，在强力作用下与凹陷部分的壁相接合，套筒的第二端部设置为与所述夹紧元件的周边表面相接触，当所述引导端部与此或各所述凸轮控制表面至少在夹紧元件的转动范围的基本部分相接触时，所述接合表面和凸轮控制表面接触配合。

为了更好地理解本发明，下面根据附图描述本发明的实施例，其仅仅是个例子。

图1a是美国专利No.5567081公开的形成连接的装置的侧剖视图；

图1b是曲线图，其表示现有技术中夹紧元件的转动量和由此转动量引起的长紧固件的轴向移动量之间的关系；

图2是本发明的紧固元件和安装在紧固元件上的套筒的侧视图；

图3是表示图2所示的紧固元件和套筒，其围绕紧固元件的纵向轴线转动了90°；

图4是沿着图3中IV-IV线所示的截面图；

图5是沿着图3中V-V线所示的截面图；

图6是沿着图3中VI-VI线所示的截面图；

图7是沿着图3中VII-VII线所示的截面图；

图8是从夹紧元件的下方所示的立体图；

图9是按照本发明的另一种夹紧元件的主视图；

图10是夹紧元件的侧视图；

图11是用于夹紧元件的另一种紧固元件和套筒的侧视图；

图12是沿着图10和11中V-V线所示的夹紧元件、紧固元件和套筒的剖视图；

图13是相应于图12所示的侧视图，其表示沿着夹紧方向，夹紧元件转动到最大位置；

图14是曲线图，其表示图9所示夹紧元件的转动量和由此转动引起的、图11所示长紧固元件的轴向移动量之间的关系。

参照图2～8形成连接的装置包括夹紧元件，其形式为可转动的鼓状体110，紧固元件，其形式为长销轴112和用于销轴112的套筒114。

在图8中描绘了可转动的鼓状体110，其具有开口116，销轴的头部118穿过开口116插入鼓状体110中央的空心区域。槽120从开口116处围绕鼓状体的局部周边延伸。鼓状体形成两个弧形凸轮控制表面122、124，由槽120将它们相互分开。在鼓状体的上表面126设有合适的装置(未图示)，以便由手工具，例如螺丝刀或六角扳手转动鼓状体。最好，销轴112和鼓状体110具有这样的设计结构，使头部118在初始插入位置接触凸轮控制表面122，以便使销轴定位于其正确位置。此动作结合套筒114的引导端148与鼓状体的外周边表面166相接触。

特别参照图6，销轴112最好由模压铸造成型，其包括头部118，与头部相对的、在销轴端部设置的膨胀部分和杆状部分134，其在头部和膨胀部分之间延伸，并且使它们相互连接。杆状部分134是直的圆柱体，而膨胀部分包括三个截锥部分136、138、140，设置成头尾相连形式。头部118包括凸出的接合表面142，以便，当头部118容纳在可转动的鼓状体110的空心内部时，接合表面142与凸轮控制表面122，124接触配合。最好，头部118呈环形形状。

接合表面142可以设有多个沿圆周间隔设置的凸出物144，其与凸轮控制表面122、124接触配合，或最好与设置在凸轮控制表面上的凹陷部分(未图示)接触配合。如果设置这些凸出物或凹陷部分，将其作为锁定机构。对于锁定机构的进一步详细说明，可以参考本申请人的英国专利NO.2246826。

套筒114包括一般的环形壁，其在套筒的相对端之间形成沿轴向延伸的通孔。所述通孔的一端的轮廓与销轴112的截锥部分136、138、140相互配合。通孔的剩余部分紧密围绕销轴112的杆状部分134。应当注意，销轴112的引导端和膨胀部分比围绕杆状部分134的通孔部分的直径大一些。在实际上，可以想象，通过公知的镶嵌模铸(insert moulding)的方式，可以采用塑料材料直接将套筒模铸在销轴上。镶嵌模铸方法是本专业的普通技术人员公知的技术，因此在本文中不再详细描述。另外，套筒可以包括两部件，它们围绕销轴扣接在一起，在这种情况下，套筒的部件可以铰链连接。

当套筒正确地安装在销轴112上时，在销轴的接触配合表面142和套筒的相邻的端面148之间存在着空隙。当鼓状体110和销轴112被装配时，在接合表面142和端面148之间，暴露在空隙中的杆状部分134可以容纳在鼓状体的槽120中。这使得鼓状体可以围绕其转动轴线转动，而销轴的头部118此时容纳在鼓状体内部的空心部分。

在套筒的端部包围销轴的截锥部分136、138、140，在套筒的外表面上设有螺旋状的倒钩146，以便改善套筒和连接元件之间的抓握力，其中具有倒钩的端部容纳在连接元件中。当然，所述倒钩146不必须呈螺旋状，所有的设置在套筒上的凸出方式都是可行的，其相同的目的是本专业普通技术人员公知的。套筒114上设有可塌陷部分，因此，套筒沿其纵向可以局部塌陷。合适地设置塌陷部分，可以使套筒的抗压强度有选择地减小。

在实施例中，塌陷部分由两个相对的开口150形成，其各自沿着套筒的圆周局部延伸，还包括两个交叉的开口152。所述交叉的开口152设置在套筒的相对侧，其具有各自纵向延伸的部分，纵向延伸的部分基本上沿着套筒的整个长度延伸。

如图2、3、6所示，开口150设置在套筒的左手端，并且，与交叉开口152的纵向延伸部分的左手端一起形成四根肋条154，其连接套筒的环形引导端部156与套筒的剩余部分。

设置的交叉开口152的横向部分158形成两根相对的肋条160，其沿着径向偏离肋条154，而且，其在径向一般垂直于肋条154延伸。在开口150和交叉开口152之间还形成两个弧形段162。肋条160连接弧形段162，肋条154以及环状引导端部156和套筒的剩余部分。可以理解，这种开口、相互连接的肋条和弧形段构成的构造形成靠近套筒引导端156的可塌陷区域。还可以理解，交叉开口152的部分从横向部分160沿套筒的纵向延伸到套筒的具有倒钩的端部，其还为套筒的塌陷作出贡献，尽管其贡献的程度较小。

在使用中，为了在两个元件之间形成连接，将可转动的鼓状体110、销轴112和套筒14一起安装在设置在连接元件中的合适的孔或凹陷部分内，采用的一般方式与图1a所示的公知的形成连接的装置相同，其中包括紧固元件10、夹紧元件12和套筒24。其夹紧过程基本相同。因此，在下面的描述中，参照图1a所示的连接元件，描述在两个元件之间形成连接的实施例，对于与相关的孔或凹陷部分及连接元件采用相同的标号表示。

图1a所示已知的装置与图2～8所示的装置之间的区别是当可转动的鼓状体110的凸轮控制表面122、124接触销轴112的接合表面142时，套筒的环形引导端部分156的端面148与鼓状体的槽120两侧的周边表面164、166接触。这种构造可以防止套筒相对于鼓状体产生轴向移动，以致鼓状体朝着夹紧方向转动，在套筒和销轴之间的相对运动引起截锥部分136、138和140沿轴向向套筒的内侧拉动，因此使得套筒的具有倒钩的端部沿径向膨胀。

可以理解，这种结构与图1a所示公知的结构相比较，具有一个优点，即，在夹紧过程的起点，销轴的头部118总是处于接合表面142与凸轮控制表面相接触的正确位置。这是因为销轴接合表面相对于凸轮控制表面的的初始位置由鼓状体110、销轴112和套筒114的几何尺寸确定，而不像图1a所示的装置那样，由连接元件20的端面36和设置在鼓状体上的凹陷部分18之间的距离来确定。因此，可以保证形成好的连接，因为鼓状体总是转动到一个位置，在此位置，凸轮控制表面和销轴的接合表面之间可以获得最佳接触。

此实施例的另一个优点通过套筒114的可塌陷部分获得。如前所述，初始拉动作用引导销轴和套筒之间的相对运动，其导致套筒的具有倒钩的端部以强作用力接触凹陷部分26的壁30。一旦达到此位置，进一步转动鼓状体，产生对套筒的压力，其导致套筒在肋条154、160区域局部塌陷。可以理解，因为套筒的位置固定在鼓状体的周边表面164、166和凹陷部分的壁30之间，压力增加时，如果套筒不能塌陷，采用常规的手工具进一步转动鼓状体是极其困难的。

随着套筒的塌陷，鼓状体可以进一步转动，其提供了两个优点，其一，如果在第二连接元件14和第一连接元件的端面36之间存在空隙，随着销轴向内拉入鼓状体，使得空隙闭合。其二，套筒塌陷使得两个连接元件在紧紧拉到一起相互相靠时，使连接元件在连接区域进入压紧状态。

可以理解，塌陷装置不限于实施例中所述的形式。例如，可以将一个孔或成组的孔沿着套筒间隔设置，形成多个分开的可塌陷的区域。

还可以理解，塌陷装置不限于设置在套筒壁上的孔。例如，可以在套筒上设置减小壁厚的凹陷部分，由此，增加套筒的可塌陷性。

可以理解，在此实施例中，套筒的引导端部分156的位置相对于鼓状体110的转动轴线保持固定。因为，套筒相对于鼓状体保持固定，紧固元件能够相对于套筒移动，使套筒膨胀。可以理解，为了使套筒的位置相对于鼓状体的转动轴线固定，鼓状体的周边与套筒引导端部分的接触不是不可少的。

参照图9～13，其描绘了用于在两个元件之间形成连接的装置，该装置包括夹紧元件10、呈销轴形式的紧固元件12和用于销轴12的套筒14。夹紧元件10具有圆柱形鼓状体，其包括两个通常圆柱形部分15、16，通过腹板18使圆柱形部分15、16相互连接。鼓状体设有位于中央部分的空腔20，以便容纳销轴12的头部22。头部22穿过一般呈长方形的开口26，然后插入空腔20，槽28围绕鼓状体沿周边延伸。槽28的尺寸确定为，可以容纳销轴12的颈部30，在使用中，夹紧元件逆时针转动，如图12和13所示，头部22容纳在空腔20内。

如图9和10所示，在鼓状体部分15的最高表面设有合适的开口，以便借助合适的工具，例如螺丝刀和类似物，转动夹紧元件。

鼓状体还设有两个凸轮控制表面32、34，其分别设置在槽28的两侧。凸轮控制表面32、34适合接触头部22的接合表面36。沿着销轴的纵向方向，凸轮控制表面具有弧形轮廓，其轮廓形状确定为，当夹紧元件逆时针转动时，头部22与凸轮控制表面32、34接触配合，引导销轴12沿着轴向，朝着夹紧元件的转动轴线40的方向移动。

凸轮控制表面的弧形轮廓的曲率适合于在夹紧元件的转动量和销轴12的纵向移动量之间，提供基本上的线性关系，其运动范围的基本部分如下详细所述，如图14所示。

沿着凸轮控制表面的弧形长度的横向，凸轮控制表面32、34呈凹陷形状，因此提供延长的表面，与销轴12的凸出的且最好是环形的接合表面36接触配合。

沿着凸轮控制表面32、34的长度方向，以相互间隔的位置设有多个凹陷部分42。凹陷部分42的轮廓与圆锥形凸出物44相配合，所述圆锥形凸出物44以相互间隔的位置设置在接合表面36上。凹陷部分42和凸出物44之间的接触配合形成棘爪型锁定机构，当凸轮控制元件朝着顺时针或逆时针方向转动时，该锁定机构将产生阻力，防止夹紧元件转动。对于锁定机构的详细特征，可以参考本申请人的专利GB-2246826B。

参照图12和13，可以看到，腹板18具有一般的U形横断面，并且由相当薄的壁形成。在此实施例中，此壁的厚度范围是0.4～1.0mm。这种轮廓在相当大程度上减少了腹板中金属的重量，同时，为保持鼓状体部分15、16之间具有固定的相互间隔开的位置关系，提供了必需的强度。

为了进一步减少用于形成夹紧元件的金属用量，圆柱形部分15、16有非常薄的区域50、52，它们位于沿径向和开口26相对置的夹紧元件的后部，这样凸轮控制表面在各肋条54、56上形成，所述肋条54、56从鼓状体15、16上伸出。

如图13所示，沿着夹紧方向，腹板18形成夹紧元件的限位器。安置的腹板使得夹紧元件可以围绕其转动轴线40转动，从销轴插入开口的位置处，转动角度为Φ＝225°。

最好，通过压模铸造方式形成夹紧元件，例如，采用合适的锌压铸合金。

销轴12最好由压模铸造成型，其包括头部22、膨胀部分60和杆状部分62，杆状部分连接头部22和膨胀部分60。杆状部分62是通直的圆柱体，而膨胀部分60包括三个截锥部分64、66、68，设置成头尾相连。

用于销轴12的套筒14包括一般的环形壁，其在套筒的相对端之间形成沿轴向延伸的通孔。所述通孔的一端与销轴12的截锥部分64、66、68相互配合。通孔的剩余部分围绕销轴12的杆状部分62相互紧密配合。应当注意，销轴12的头部和膨胀部分比围绕杆状部分62的通孔部分的直径大一些。在实际上，可以想象，通过公知的镶嵌铸造(insert moulding)方式，可以采用塑料材料直接将套筒模铸在销轴上。镶嵌铸造方法是本专业的普通技术人员公知的技术，因此在本文中不再详细描述。另外，套筒可以包括两部件，它们围绕销轴扣接在一起，在这种情况下，套筒的部件可以铰链连接。

当套筒正确地安装在销轴上时，在销轴的接合表面36和套筒的相邻的端面72之间存在着空隙。暴露在空隙中的杆状部分62形成销轴12的颈部30。

套筒的端部包围销轴的截锥部分64、66、68，在套筒的外表面上设有螺旋延伸的倒钩74，以便改善套筒和连接元件之间的抓握力，在使用中，套筒的具有倒钩的端部容纳在连接元件中。当然，所述倒钩74不必须呈螺旋状设置，所有的设置在套筒上的凸出方式都是可行的，其目的是本专业普通技术人员公知的。

套筒14上设有可塌陷部分，因此，套筒沿其纵向可以局部塌陷。合适地设置塌陷装置，可以使套筒的抗压强度有选择地减小。

在实施例中，塌陷装置由两个相对的开口76形成，其各自沿着套筒的圆周局部延伸，还包括两个交叉的开口槽78。所述交叉的开口78设置在套筒的相对两侧，其具有各自纵向延伸的部分，所述交叉开口78基本上沿着套筒的整个长度延伸。

如图11所示，开口76设置在套筒的左手端，并且，与交叉开口78的纵向延伸部分的左手端一起形成四个肋条80，其连接套筒的环形引导端部82与套筒的剩余部分。

设置的交叉开口槽78的横向部分84形成两个相对的肋条86，其沿着径向偏离肋条80，而且，其在径向一般垂直于肋条80延伸。开口76和交叉开口78还形成两个弧形段88。肋条86连接弧形段88，肋条80以及环状引导端部82和套筒的剩余部分。可以理解，这种开口、相互连接的肋条和弧形段构成的构造形成靠近套筒端部72的可塌陷区域。还可以理解，交叉开口78的部分从横向部分84沿套筒的纵向延伸到套筒的具有倒钩的端部，其还为套筒的塌陷作出贡献，尽管其贡献的程度较小。

在使用中，为了在两个元件之间形成连接，夹紧元件10、销轴12和套筒14一起安装在两个连接元件中的合适的孔或凹陷部分内。更详细地说，将夹紧元件装入第一连接元件的一边的主表面中的凹陷部分内，并且与连接元件的一边缘离开预定的距离。所述凹陷部分包围夹紧元件，该凹陷部分通过垂直于此凹陷部分的轴线的孔连通第一连接元件的所述边缘。销轴12的头部22可以对准长方形开口26，插入凸轮控制元件的空腔20中，其中孔位于第一连接元件中，并且将销轴12和套筒14插入孔内。当安装完毕时，设有倒钩74的套筒的端部从连接元件伸出。将套筒的这一端推动安装到设置在第二连接元件的一边的凹陷部分内，由此形成两个连接元件之间的松连接。

为了夹紧两个连接元件之间的连接，围绕转动轴线40转动夹紧元件10，引导凸轮控制表面32、34与销轴12的接合表面36进入接触配合状态。随着夹紧元件的转动，颈部30进入槽28，套筒14的端面72在槽28的任一侧，压靠于夹紧元件的周边。在套筒14和夹紧元件之间的接触配合防止套筒相对于夹紧元件沿纵向移动，因此，夹紧元件引导销轴朝向转动轴线40的方向移动，在套筒14和销轴12之间具有相对移动。此销轴和套筒之间的相对运动使截锥部分64、66、68沿轴向被拉向套筒内，因此使套筒的具有倒钩的端部产生径向膨胀。可以理解，由于交叉开口78延伸进入套筒的具有倒钩的端部，很容易使套筒膨胀。这种套筒的膨胀，使得套筒14和销轴12牢牢固定在第二连接元件中的凹陷部分内。

继续转动夹紧元件，在套筒上产生压力，其导致套筒的局部在肋条80、86的所在区域塌陷。可以理解，因为套筒位于第二连接元件的凹陷部分和夹紧元件的周边之间的固定位置，所以在套筒上产生的压力增加，但是，如果套筒不能塌陷，借助普通的手工具继续转动夹紧元件将是极其困难的。

由于套筒14塌陷，使鼓状体产生进一步转动，其具有两个优点。第一，如果在连接元件之间存在任何空隙，一旦套筒的具有倒钩的端部膨胀进入第二连接元件的凹陷部分，所述空隙被封闭。第二，套筒的塌陷使得两个连接元件被拉到一起，使连接元件在连接区域被压紧。

图14表示了夹紧元件10的转动量和由此转动引起的销轴12的纵向移动量之间的关系。曲线图中的竖直轴线表示纵向移动量，以毫米计，其中水平轴线表示转动量，以度计。应当看到，转动和纵向移动之间的关系基本上在销轴的整个的轴向运动范围内呈线性变化。在实施例中，此线性变化关系是，夹紧元件朝着夹紧方向每转动10°，引导销轴沿着纵向移动近0.25mm。

参照已讨论的图1b所示的曲线图，与常规的现有技术中的夹紧元件相比较，本发明提供了相当小的传动比，因此，为了使夹紧元件转动，使用者只需要输入小扭矩。显而易见，这是优选的实施例。在实际中，可以想象，要获得此“小扭矩”的效果，凸轮控制表面的弧形轮廓每转动10°，适合于引导销轴移动的位移量小于0.3mm。

弧形凸轮控制表面的的相当平缓的曲线的另一个优点是具有锁定性能，这种锁定性能基本上可以在接合表面和凸轮控制表面接触配合的任何点获得。在优选的实施例中，此锁定性能通过锁定装置增加了，为了提供固定连接，所述锁定装置由凹陷部分42和凸出部分44相互配合形成。

在实施例中，基本上在整个销轴运动范围内，在夹紧元件的转动和销轴运动之间都存在着线性关系。在实际中，可以想象，在此线性关系的变化范围的相对端，可以存在某种非线性关系。在最大转动位置，凸轮控制元件必须改变凸轮控制表面的曲线，这是由于在模铸加工过程中，具有型芯的缘故。在凸轮控制表面的相对端，其首先与头部22接触配合，其需要有比较陡的曲线，以防止形成夹紧表面的肋条在鼓状体的周边太薄。但是，在销轴运动范围的至少75％内，最好在凸轮控制元件的转动和销轴的移动之间呈线性关系。

参照图1b和14，应当注意，在凸轮控制表面和销轴头部产生接触配合之前，夹紧元件必须转动50°～70°。由销轴头部插入夹紧元件中央部分的空腔的开口尺寸，和凸轮控制表面相对于夹紧元件的周边位置确定夹紧元件预先接合转动的角度范围。

可以理解，槽28的轮廓允许转动超过190°，与使用的常规的夹紧元件相比较，只需要在销轴的纵向移动范围中，提供小扭矩，夹紧元件10就可以产生线性凸轮控制运动。在此实施例中，将夹紧元件用于具有可塌陷部分的套筒时，这是特别有用的。这允许夹紧元件的轮廓为销轴提供足够长的纵向移动，从而使套筒的具有倒钩的端部膨胀，并且塌陷套筒的相对端。

可以理解，夹紧元件10和上述形成连接的装置构成非常令人满意的连接，即使夹紧元件相对于连接元件的边缘的凹陷部分的定位具有相当宽的不精确度。因此，夹紧元件和形成连接的装置比通常的夹紧元件和形成连接的装置有更大的允许公差的特点。

Claims (28)

1.一种用于在两个元件之间形成连接的装置，所述装置包括长紧固元件、可转动的夹紧元件和用于所述紧固元件的套筒，所述夹紧元件包括至少一个与紧固元件的头部接触配合的弧形凸轮控制表面，以致夹紧元件围绕其自身轴线的转动一般向着转动轴线拉动紧固元件，所述套筒(i)在使用中，套筒的引导端部相对于夹紧元件的转动轴线保持在固定位置；(ii)当朝向一个连接元件拉动紧固元件以便固定所述紧固元件时，套筒具有由紧固元件可引起径向膨胀的相对的端部；(iii)沿着套筒的纵向方向产生局部塌陷。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征是：所述套筒包括设有塌陷装置的壁，由此套筒沿其纵向方向可以局部塌陷。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征是：塌陷装置沿着套筒的长度方向，在间隔开的位置形成多个可塌陷区域。

4.按照权利要求2或3所述的装置，其特征是：塌陷装置包括至少一个位于所述壁上的厚度减小部分。

5.按照权利要求4所述的装置，其特征是：此或至少一个所述厚度减小部分形成沿着长度方向延伸的槽。

6.按照权利要求2～5之一所述的装置，其特征是：塌陷装置包括至少一个设置在所述壁上的开口。

7.按照权利要求5所述的装置，其特征是：此或至少一个所述开口在所述引导端部和套筒的另一端部之间延伸。

8.按照权利要求6或7所述的装置，其特征是：此或至少一个所述开口是交叉开口。

9.按照上述权利要求之一所述的装置，其特征是：套筒的引导端部保持在所述固定位置，由此结构接触夹紧元件的周边表面。

10.按照权利要求9所述的装置，其特征是：夹紧元件的所述周边表面设置为离开其转动轴线的径向距离基本上是常量。

11.一种用于在两个元件之间形成连接的装置，其包括(i)可转动地安装到第一连接元件上的夹紧元件，并且具有至少一个弧形凸轮控制表面；(ii)长紧固元件具有头部，所述头部与此或各凸轮控制表面接触配合，在使用中，夹紧元件的转动引导紧固元件朝着夹紧元件轴向移动；(iii)用于所述紧固元件的套筒，具有安装在凹陷部分的第一端部，所述凹陷部分位于第二连接元件，套筒与紧固元件协同作用，以便紧固元件轴向移动引起所述套筒的第一端部径向膨胀，在强力所作用下与凹陷部分的壁相接触，另一方面，所述引导端部设置为与所述夹紧元件的周边表面相接触，当所述引导端部与此或各所述凸轮控制表面至少在夹紧元件的转动范围的基本部分相接触时，所述接合表面和凸轮控制表面接触配合。

12.按照上述权利要求之一所述的装置，其特征是：夹紧元件包括具有转动轴线的基体，其形成一般位于中央的空腔，以便容纳长紧固元件的头部，和一开口，所述头部穿过开口，插入所述的空腔，从所述开口沿着基体延伸的槽容纳所述紧固元件的颈部，在使用中，夹紧元件围绕转动轴线朝着一个方向转动，此时所述头部位于所述空腔内，所述的槽适合于允许夹紧元件朝着一个方向的转动角度至少为190°。

13.按照权利要求12所述的装置，其特征是：所述槽适合于允许所述夹紧元件朝着一个方向的最大转动角度达到190°～225°。

14.按照权利要求12或13所述的装置，其特征是：此或各所述凸轮控制表面的轮廓是这样的，即，在紧固元件的轴向移动量和夹紧元件朝着一个方向的转动量之间的关系，在紧固元件轴向移动范围的至少75％区域内基本上是常量。

15.按照权利要求14所述的装置，其特征是：所述凸轮控制表面的轮廓适合于在一个方向上，夹紧元件每转动10°，使纵向移动小于0.3mm。

16.按照权利要求15所述的装置，其特征是：所述凸轮控制表面的轮廓适合于在一个方向上，夹紧元件每转动10°，使纵向移动大约为0 25mm。

17.按照权利要求14～16之一所述的装置，其特征是：在紧固元件的轴向移动量和夹紧元件朝着一个方向的转动量之间的关系，在整个轴向移动范围内基本上是常量。

18.按照上述权利要求之一所述的装置，其特征是：沿着夹紧元件的弧形长度的横向，此或各凸轮控制表面呈凹形。

19.按照权利要求12～18之一所述的装置，其特征是：所述基体一般呈圆柱形。

20.按照权利要求19所述的装置，其特征是：所述基体包括由腹板装置相互连接的第一圆柱体部分和第二圆柱体部分。

21.按照权利要求20所述的装置，其特征是：所述腹板装置包括一般为U形的截面。

22.按照权利要求20或21所述的装置，其特征是：所述腹板装置形成夹紧元件朝着一个方向转动的限位器。

23.按照权利要求20～22之一所述的装置，其特征是：此或至少一个所述凸轮控制表面由从圆柱体部分之一凸出的肋条形成。

24.按照权利要求12～23之一所述的装置，其特征是：所述基体的直径大约为15mm或更小。

25.按照上述权利要求之一所述的装置，其特征是：所述夹紧元件包括适合于和紧固元件的引导端协同作用的构造，以便容易使它们互锁配合。

26.按照权利要求25所述的装置，其特征是：所述构造包括多个设置在此或至少一个所述夹紧元件上的许多凹陷部分。

27.按照权利要求18～26之一所述的装置，其特征是：所述紧固元件的引导端部形成凸出的接合表面，其与此或各所述凸轮控制表面接触配合。

28.一种用于在两个元件之间形成连接的装置的夹紧元件，其包括具有转动轴线的基体，其形成一般位于中央的空腔，以便容纳长紧固元件的头部，和一开口，所述头部穿过所述开口，插入所述的空腔，从所述开口沿围绕所述基体延伸的槽容纳所述紧固元件的颈部，在使用中，夹紧元件围绕转动轴线朝着一个方向转动，此时所述头部位于所述空腔内，所述基体还形成至少一个凸轮控制表面，其适合于接触所述头部，沿着所述凸轮控制表面的纵向方向，设有弧形轮廓，以致夹紧元件朝着一个方向的转动引起所述紧固元件纵向移动，其运动方向朝着所述夹紧元件的转动轴线，所述的槽适合于朝着一个方向的转动角度至少为190°。

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