CN1439836A - 万向接头 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种万向接头，它包括一第一管状构件、一第二管状构件和一用于连接所述第一和第二管状构件的中间管状构件。第一管状构件和中间管状构件被连接成相对于彼此万向运动。中间管状构件和第二管状构件被连接成相对于彼此可旋转地运动。

Description

万向接头
技术领域
本发明涉及一种用于连接两个有流体通过的管状构件的万向接头。
背景技术
图7示出了第一种传统型万向接头。万向接头200包括：一插头构件201，其一端与一支架或插座(图中未示出)相连；一中间管状构件203，其一端通过滚珠轴承204与插头构件201可转动地相连；以及一套筒构件202，该套筒构件在一端处通过滚珠轴承205与中间构件的另一端相连，并且在另一端处与气动工具等(图中未示出)的工具相连。
中间管状构件203的一端的轴线G1与彼此对准的插头和套筒构件201和202的轴线G2和G3倾斜一个角度。
通过相对于中间管状构件203旋转插头构件201，可使插头构件201相对于套筒构件202以形成在插头和中间管状构件的轴线之间的一角度万向运动。
图8示出了第二种传统型万向接头。万向接头300包括一中间管状构件301、一与中间管状构件301相连的插头构件305以及一与中间管状构件301相连的套筒构件307。中间管状构件301在其相对两端具有第一和第二外球部302和303。
插头构件305的一端设有一内部球面304，其中插入有第一外球部302以使插头构件相对于中间管状构件万向运动，而套筒构件307的一端设有一内部球面306，其中插入有第二外球部303以使套筒构件相对于中间管状构件万向运动。
因此，通过旋转插头构件或套筒构件，可使插头和套筒构件305和307的轴线G4和G5以任何角度相互变化。
作为第三种传统型万向接头，已知在日本公开出版物4-236884中揭示了一种万向接头。
如图9所示，万向接头400包括一中间管状构件403、与中间管状构件403相连的第一和第二管状构件401和402以及一罩盖404，该罩盖包围第一和第二管状构件401和402之间的中间管状构件403。
中间管状构件403在其相对两端具有第一和第二外球部403a和403b。
第一管状构件401的一端401a设有一内部球面401b，其中插入有第一外球部403a以使第一管状构件401相对于中间管状构件403万向运动，而第二管状构件307的一端402a设有一内部球面402a，其中插入有第二外球部403b以使第二管状构件相对于中间管状构件万向运动。
罩盖连接到第一和第二管状构件401和402的端部401a和402a，并且用于防止任何灰尘进入第一和第二管状构件401和402之间的空间。罩盖由诸如橡胶之类柔性材料制成，以便膨胀和收缩。如图9(b)所示，罩盖适于跟随第一和第二管状构件万向的运动而膨胀和收缩。
然而，在图7所示的第一种传统型万向接头中，必须沿任何方向转动插入构件201，以使插头和套筒构件的轴线以所需角度变化。因此，操作并不很好。
在图8所示的第二种传统型万向接头中，由于中间管状构件301的相对两端万向运动，因此轴线G4和G5并不稳定。因此，例如当支架或插座与插头构件305相连时，其连接会由于轴线G4的偏离而变得困难。
在图9所示的第三种传统型万向接头中，由于罩盖404适于根据第一和第二管状构件万向的运动而膨胀或收缩，因此它易于变形，有时会被损坏或移离第一和第二管状构件。当支架等构件与第一和第二管状构件相连时，罩盖可以由使用者用手握持或与任何仪器接触，因而使罩盖被损坏和移离第一和第二管状构件。如果罩盖移离第一和第二管状构件，灰尘等将会进入通过接头中的第一和第二管状构件之间的空间，因而失去密封作用。
发明内容
考虑到上述传统型万向接头的问题而作出本发明。因此，本发明的目的是提供一种万向接头，其中支架等构件在不扭曲支架等的情况下可以方便地与第一和第二管状构件连接并从该处卸下，并且实现良好的操作性。
为实现以上目的，本发明的万向接头包括一第一管状构件、一第二管状构件和一用于连接第一和第二管状构件的中间管状构件。在一个实施例中，第一管状构件和中间管状构件被连接成相对于彼此万向运动。
中间管状构件和第二管状构件被连接成相对于彼此可旋转地运动。
中间管状构件在一端处具有一外球部，并且在另一端处具有一圆筒部分。第一管状构件在一端处具有一内球部，其中插有中间管状构件的外球部以便万向运动。第二管状构件在一端处具有一孔，其中可旋转地插有中间管状构件的圆筒部分。
应当注意的是，所述内球部的轴线与所述第一管状构件的轴线倾斜成一个角度。
诸滚珠轴承设置在所述外和内球部之间以及第二管状构件的孔与中间管状构件的圆筒部分之间。
密封装置设置在所述外和内球部之间以及第二管状构件的孔与中间管状构件的圆筒部分之间。
每个上述滚珠轴承包括多个球体。
每个上述密封装置包括由弹性材料制成的一密封构件。
在实施例中，万向接头包括一第一管状构件、一第二管状构件、一用于可运动地连接第一和第二管状构件的中间管状构件以及一罩盖，该罩盖设置在第一和第二管状构件之间以覆盖其间的空间。
罩盖可运动地接触每个第一和第二管状构件。罩盖与第一和第二管状构件相连，以便可以相对于这些构件万向运动。
罩盖在一端处具有一第一内球面，并且在另一端处具有一第二内球面。第一管状构件在一端处具有一第一球部，而所述第二管状构件在一端处具有一第二球部。罩盖的第一内球面可运动地、万向接触第一管状构件的第一球部。罩盖的第二内球面可运动地、万向接触第二管状构件的第二球部。
所述罩盖的一端与第一管状构件相连，以便相对于第一管状构件万向运动，而罩盖的另一端与第二管状构件相连，以便相对于第二管状构件旋转。
在一个示例中，罩盖即使在所述第一和第二管状构件运动时也可以保持其形状。罩盖由硬化材料制成。
附图说明
图1是本发明的万向接头的一第一实施例的剖视图；
图2(a)是图1所示的上述实施例中的万向接头中使用的中间管状构件的剖视图；
图2(b)是上述实施例中的万向接头中使用的第一管状构件的剖视图；
图2(c)是上述实施例中的万向接头中使用的第二管状构件的剖视图；
图3(a)和(b)是用于说明上述实施例中的万向接头的操作的示图；
图4是本发明的万向接头的一第二实施例的剖视图；
图5(a)和(b)是用于说明第二实施例中的万向接头的操作的剖视图；
图6是显示本发明的万向接头的一第三实施例的剖视图；
图7是显示第一种传统型万向接头的剖视图；
图8是显示第二种传统型万向接头的剖视图；
图9(a)是显示第三种传统型万向接头的剖视图；
图9(b)是说明图9(a)所示的万向接头的操作的示图。
具体实施方式
下面将结合图1至3说明本发明的万向接头的一第一实施例。
请参见图1，万向接头20包括一中间管状构件21、一与中间管状构件21相连的第一管状构件或插头构件22、一与中间管状构件21相连的一第二管状构件或套筒构件23。通过连接中间管状、插头和套筒构件，形成一个流体通过其中的管道。中间管状、插头和套筒构件是由钢材或塑料树脂等制成的。
如图2(a)所示，中间管状构件21在一端处具有一外球部24，并且在另一端处具有一圆筒部分25。通过使中间管状构件的外周表面21a形成球状从而形成外球部24。中间管状构件21的外周表面21a沿一轴线G9延伸，该轴线与中间管状构件21的中心孔的内周表面21b平行。
如图1和2(b)所示，插头构件22在一端处具有一插头部分26，该插头部分与支架、插座等构件相连。插头构件22的另一端设有一内球部27，其中插有中间管状构件21的外球部24。插头部分26从外球部24渐缩到其前端，以使插头构件易于插入支架等构件。应当注意的是，内球部27具有一轴线Gα，该轴线与插头构件22的轴线G7横向倾斜成一角度θ。
一防运动装置设置在中间管状构件21的外球部24与第一管状构件22的内球部27之间。
防运动装置包括一滚珠轴承33a，该滚珠轴承包括诸如多个金属球体33。将诸球体插入形成在内球部27上的一环形槽27b。当外球部24被插在内球部27中以后，通过形成在外球部28中的一螺纹孔27d将诸球体插入环形槽27b。一螺钉(图中未示出)拧在孔27d中，以防止诸球体移出环形槽27b。诸球体与外球部24的外壁接触，以防止外球部24移出内球部27，如图1所示。最好沿插头构件的轴线G2在滚珠轴承33a和环形槽27b之间设置一微小的间隙。
还将一密封装置设置在外球部24和内球部27之间。例如，密封装置包括一密封构件32，该密封构件被插入形成在内球部27中的一环形槽27c。密封构件是由诸如橡胶或弹性树脂制成的。密封构件32在压力下与中间管状构件21的外球部24接触，以防止液体进入外球部24和滚珠轴承之间的接触部分。
在图1所示的实施例中，密封构件32由Y形密封材料构成，该密封材料的两条腿部与外球部24接触。
内球部的敞开端27a设有一锥形孔，该锥形孔具有一大于内球部的直径。
最好将滚珠轴承设置在敞开部分27a的附近，而将密封构件设置在远离敞开部分27a的位置处。
采用以上构造，第一管状构件(插头构件)22和中间管状构件21可相对于彼此万向运动。
套筒构件23在一端处具有一套筒部分29，并且在另一端处具有一圆筒部分30。套筒构件23具有一轴线G8。套筒部分29具有一螺纹部，该螺纹部与一支架或诸如气动工具之类工具相连。圆筒部分30设有一大致呈半球的内部31，其中插有插头构件22的外球部38的一部分。球形内部31的敞开端31a具有一较大的直径。圆筒部分30还具有一孔30c，其中插有中间管状构件21的圆筒部分25。
一防运动装置设置在圆筒部分25与圆筒部分30的孔30c之间。
防运动装置包括一滚珠轴承35a，该滚珠轴承由诸如多个金属球体35构成。将诸球体插入形成在圆筒部分25上的一截面为半圆的环形槽25b，并且插入一截面为半圆的环形槽30a，该环形槽30a设置在套筒构件23的圆筒部分30中，并且与环形槽25b重合，以便在圆筒部分25被插入孔30c以后，通过设置在圆筒部分30中的一螺纹孔30b形成一截面为圆形的环形槽。
当诸球体被插入环形槽以后，将一螺钉拧入螺纹孔30b，以防止诸球体移出环形槽25b和30a。
一密封构件设置在圆筒部分25与第二管状构件23的圆筒部分30之间。
密封装置包括一由橡胶制成的O形环34，该O形环被插入形成在圆筒部分25上的一环形槽25a。O形环34在压力下与孔30c的内壁接触。
采用以上构造，第二管状构件(套筒构件)23可以相对于中间管状构件21旋转。
由于中间管状构件21的圆筒部分25主要由滚珠轴承35a支承，因此最好沿轴线G8在外球部28和内球内部31之间设置一微小的间隙。
在上述万向接头中，套筒部分29以螺纹拧入并固定于支架等构件，而插头构件26通过插入其中的插头部分26固定于支架等构件。此时，由于插头构件22和中间管状构件21进行万向运动，如果插头部分26的前端沿期望方向运动，则可以相对于中间管状构件和套筒构件21和23方便地引导插头构件22。
在图1所示的初始位置中，插头构件22的轴线G7与套筒构件23的轴线G8重合，而插头构件22的外球部28的轴线G2与插头构件22的轴线G7倾斜成角度θ，如图1和2(b)所示，该角度是一个俯角。
由此，当轴线G2和G8相互重合时，插头构件22的轴线G7变为与套筒构件23的轴线G8成角度θ(见图3(a))。此外，轴线G2与轴线G8成一个仰角，插头构件22的轴线G7变为与套筒构件23的轴线G8成角度2θ(见图3(b))。
以这种方式，由于内球部27的轴线Gα与插头构件22的轴线G7横向成角度θ，因此可以扩展插头构件22的运动范围，即弯曲和旋转，并且在最大为2θ的范围内使插头构件22相对于中间管状构件21万向运动。
由于中间管状构件21的圆筒部分25被可旋转地插在圆筒部分30中的孔中，因此套筒构件23可以相对于中间管状构件21旋转。此时，套筒构件23的轴线G8始终与中间管状构件21的旋轴线G9重合，以便在支架与套筒构件相连时，在力的方向不偏离轴线G8的情况下方便地将支架等构件与套管构件23相连。
应当理解的是，当支架等构件与插头构件22相连时，通过只运动插头构件离开套管构件23就可以易于将支架与插头构件22相连。因此，本发明提供了一致具有良好操作性的万向接头。
请参见图4，该图示出了本发明的万向接头的一第二实施例。
在图4中，标号100代表万向接头。万向接头包括一作为第一管状构件的插头构件102、一作为第二管状构件的套筒构件103和一用于连接插头和套筒构件102和103的中间管状构件101。
应当注意的是，一罩盖104设置在插头和套筒构件102和103之间。
中间管状构件101、插头构件、套筒构件103和罩盖是中空的，并且由诸如金属、铝和不锈钢等制成。它们可以由具有硬度(即保持形状的特性)的合成树脂、橡胶等制成。
中间管状构件101在相对两端处分别具有第一和第二外球部105a和105b。
插头构件102在一端102a处形成有一第一内球部106，并且在另一端处形成有一插头部分108。第一外球部105a被插入第一内球部106，以使插头构件102可以相对于中间管状构件101万向运动。一与第一内球部106同心的第一球部107形成在插头构件102的一端102a上。
将插头构件108插入一支架、插座等(图中未示出)，以使插头构件与支架相连。
套筒构件103在一端103a处具有一第二内球部109，并且在另一端处具有一螺纹套筒部分111。将中间管状构件101的第二外球部105b插入套筒构件103的第二内球部109，以使套筒构件103相对于中间管状构件101万向运动。一与第二内球部109同心的第二球部110形成在套筒构件103的一端103a。
一支架等构件(图中未示出)也与套管构件103的套筒部分111相连。
滚珠轴承116a设置在第一外球部105a和第一内球部106之间。
滚珠轴承116a支承中间管状构件101的第一外球部105a万向运动，并且用于防止第一外球部105a移出第一内球部106。
滚珠轴承116a由多个球体116构成，与上述第一实施例类似，诸球体被插入形成在第一内球部106上的一环形槽106b。
类似地，将一滚珠轴承118a设置在第二外球部105b和第二内球部109之间。
滚珠轴承118a完成与上述滚珠轴承116a相同的功能。
将诸球体116通过形成在第一球部107中的一螺纹孔106d插入环形槽106b，然后，将一螺钉(图中未示出)拧在螺纹孔106d中，以防止诸球体移出环形槽106b。
第一内球部106的敞开端106a和第二内球部109的敞开端109a具有用于朝外扩展的锥体。
滚珠轴承118a由多个球体118构成，诸球体被插入形成在第二球部110中的一环形槽109b。诸球体118通过形成在球部110中的一螺纹孔109d插在环形槽109b的位置处。当诸球体被插入环形槽109b中以后，将一螺钉(图中未示出)拧在孔109d中，以防止诸球体移出环形槽109b。
在环形槽106b附近设置一环形槽106c，其中容纳有一第一密封构件115，以便在压力下与第一外球部105a接触，并且在环形槽109b的附近设置一环形槽109c，其中容纳有一第二密封构件，以便在压力下与第二外球部105b接触。
第一和第二密封构件115和117由合成树脂制成。
在图4所示的实施例中，密封构件115和117由Y形密封材料构成。
采用以上构造，插头构件102和套筒构件103可以分别相对于中间管状构件101万向运动。
罩盖104设置在第一和第二球部107和110之间，以覆盖第一和第二球部之间的空间，因而防止任何灰尘进入万向接头，尤其是第一外球部105a和第一内球部106之间和第二外球部105b和第二内球部109之间。
罩盖104具有环圈形状。罩盖104一端的内周表面形成一第一内球面112，而罩盖另一端的内周表面形成一第二内球面113。第一内球面112适于可滑动地接触第一球部107的外表面，而第二内球面113适于可滑动地接触第二球部110的外表面。
因此，在第二实施例中，由于第一和第二球部万向接触罩盖，因此插头构件102相对于罩盖114万向运动，而套筒构件103相对于罩盖114万向运动。罩盖的中心部114上设有一环形台阶104a，如图4所示，该环形台阶被略微沉陷。形成环形台阶可防止用户的双手在用户握持罩盖时发生滑动并实现罩盖的重量减轻。
在根据上述内容构造的万向接头100中，首先通过将套筒部分拧在支架中以使支架等构件与套筒部分111相连，并且通过将插头部分108拧在支架等构件中以使支架等构件与插头构件102相连。可以将套筒构件或插头构件插在与支架等构件相连的插座等构件中。
由上所述，可以万向改变由插头构件102的轴线G1和套筒构件103的轴线G2形成的一角度，以便在支架等构件与插头或套筒构件相连时获得良好的操作性。
此时，当插头构件102的轴线G1倾斜于中间管状构件101的轴线时，如上所述，由于插头构件可以相对于罩盖104万向运动，即使罩盖104不随动于插头构件102，也可以沿任何方向平稳地改变由插头和套筒构件102和103的轴线G1和G2形成的角度，以防止支架等构件扭曲，如图5(a)所示。
如图5(b)所示，当套筒构件103的轴线G2倾斜于中间管状构件101的轴线时，如上所述，由于插头构件可以相对于罩盖104万向运动，即使罩盖104不随动于套筒构件103，也可以沿任何方向平稳地改变由插头和套筒构件102和103的轴线G1和G2形成的角度，以防止支架等构件扭曲。
此外，可以进行万向接头的复杂运动，并因此进行图5(a)和5(b)所示的万向接头的广泛应用。应当注意的是，罩盖104不会在由外界施加的力的作用下变形，因此通过用手握持罩盖可使支架等构件方便地接触并移离插头构件108。此外，当用户握持罩盖时，可由于环形台阶104a而方便地握持罩盖。
罩盖可由合成树脂、金属和其它任何材料制成。
请参见图6，该图示出了本发明的万向接头的一第三实施例。万向接头130包括一作为第一管状构件的插头构件132、一作为第二管状构件的套筒构件133、一用于连接插头和套筒构件132和133的中间管状构件131以及一设置在插头和套管构件132和133之间的罩盖134。
中间管状构件131在一端处形成有一外球部135，而在另一端处形成有一圆筒部分136。
插头构件132的一端部132a设有一内球部138，其中插有外球部135以便万向运动。一端部还设有一与内球部138同心的外球部139。内球部138的轴线Gα与插头构件132的轴线G3倾斜成角度θ。内球部138的一敞开端138a具有一朝球部外面扩张的锥体。套筒构件133的一端133a设有一内圆筒部分140，其中可旋转地插有圆筒部分136。套筒构件133的端部133a还设有一与内圆筒部分140同心的外圆筒部分141。
罩盖134的内周表面的一端形成一球面142，而罩盖的另一端设有一圆筒部分143，该圆筒部分中可旋转地插有套筒构件133的一端133a。
插头构件132和中间管状构件131通过滚珠轴承145可万向运动地连接在一起，以防止外球部135移出内球部138，而套筒构件133和中间管状构件131通过滚珠轴承146可旋转地连接在一起，以防止圆筒部分136移出内圆筒部分140。
密封构件150和160分别设置在外球部135和内球部之间以及圆筒部分136和内圆筒部分140之间。
在上述万向接头中，插头构件132可以相对于中间管状构件131和罩盖134万向运动，而套筒构件133可以相对于罩盖134和中间管状构件131可旋转地运动。采用该种构造，可以防止与插头构件132或套筒构件133相连的支架扭曲，以提供良好的操作性。
在上述第三实施例中，由于插头构件相对于罩盖和中间管状构件万向运动，因此可以在不使罩盖134变形的情况下自由改变插头和套筒132和133的轴线G3和G4之间的角度。
根据本发明，当插头或套筒构件与支架等构件相连时，插头和套筒构件的轴线方向是稳定的，因此可以使插头和套筒构件牢固地接触和脱离支架等构件。根据本发明，还可以提供一种具有使用寿命较长的罩盖并且具有良好操作性和使用性的万向接头。
尽管已经如同上面那样说明了本发明的实施例，但应当注意的是，在不背离本发明的范围的情况下可以对以上实施例作出一些变化和修改。

Claims (13)

1.一种万向接头，它包括：
一第一管状构件；
一第二管状构件；以及
一中间管状构件，该中间管状构件用于连接所述第一和第二管状构件；
其中，所述第一管状构件和中间管状构件被连接成相对于彼此万向运动，并且
其中，所述中间管状构件和第二管状构件被连接成相对于彼此可旋转地运动。
2.如权利要求1所述的万向接头，其特征在于，所述中间管状构件在一端处具有一外球部，并且在另一端处具有一圆筒部分，所述第一管状构件在一端处具有一内球部，其中插有所述中间管状构件的外球部以便万向运动，而所述第二管状构件在一端处具有一孔，其中可旋转地插有所述中间管状构件的圆筒部分。
3.如权利要求1所述的万向接头，其特征在于，所述内球部的轴线与所述第一管状构件的轴线倾斜成一个角度。
4.如权利要求1所述的万向接头，其特征在于，诸滚珠轴承设置在所述外和内球部之间以及所述第二管状构件的孔与中间管状构件的圆筒部分之间。
5.如权利要求1所述的万向接头，其特征在于，密封装置设置在所述外和内球部之间以及所述第二管状构件的孔与中间管状构件的圆筒部分之间。
6.如权利要求4所述的万向接头，其特征在于，每个所述滚珠轴承包括多个球体。
7.如权利要求5所述的万向接头，其特征在于，每个所述密封装置包括由弹性材料制成的一密封构件。
8.一种万向接头，它包括：
一第一管状构件；
一第二管状构件；
一中间管状构件，该中间管状构件用于可运动地连接所述第一和第二管状构件；以及
一罩盖，该罩盖设置在所述第一和第二管状构件之间以覆盖其间的空间，其中，
所述罩盖可运动地接触每个所述第一和第二管状构件。
9.如权利要求8所述的万向接头，其特征在于，所述罩盖与所述第一和第二管状构件相连，以便可以相对于所述构件万向运动。
10.如权利要求9所述的万向接头，其特征在于，所述罩盖在一端处具有一第一内球面，并且在另一端处具有一第二内球面，所述第一管状构件在一端处具有一第一球部，而所述第二管状构件在一端处具有一第二球部，所述罩盖的第一内球面可运动地、万向接触第一管状构件的第一球部，而所述罩盖的第二内球面可运动地、万向接触所述第二管状构件的所述第二球部。
11.如权利要求8所述的万向接头，其特征在于，所述罩盖的一端与所述第一管状构件相连，以便相对于所述第一管状构件万向运动，而所述罩盖的另一端与所述第二管状构件相连，以便相对于所述第二管状构件旋转。
12.如权利要求8所述的万向接头，其特征在于，所述罩盖即使在所述第一和第二管状构件运动时也可以保持其形状。
13.如权利要求8所述的万向接头，其特征在于，所述罩盖由硬化材料制成。
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