CN1605704A - 具有限定拧紧扭矩并防止无损强制打开的安全装置，尤其是锁紧帽 - Google Patents

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Abstract

一种具有大体上的圆柱形结构的封闭、连接和/或锁紧安全装置，尤其是防破坏帽，具有限定拧紧扭矩并装备有防止无损强制打开的装置。所述安全装置包括操作元件(1)和被同轴地容纳在操作元件(1)中的被操作元件(2)；所述操作元件(1)和被操作元件(2)沿着一个方向相互锚固并且也锁定直到限定拧紧扭矩，但可沿着另一方向自由相互旋转。一旦到达至少一个共同特定位置，钥匙(4)使所述元件(1，2)也沿着另一方向一体旋转。操作元件(1)带有齿(7)的固定冠状部，它将与被操作元件(2)的屈服片(13)携带的齿(12)的冠状部配合。钥匙(4)包括薄的高阻成形片(16)，成形片将插入所述操作元件(1)的紧密配合座(9)中、以及所述被操作元件(2)的至少一个标准座(14)中。

Description

具有限定拧紧扭矩并防止无损强制打开的安全装置，尤其是锁紧帽
技术领域
本发明涉及封闭、连接和/或锁紧安全装置，所述锁紧发生直到限定的拧紧扭矩，所述装置也防止无损强制打开。
具体是，本发明涉及能够防止非明显的破坏行为的安全帽，其中，由未授权的人的打开是不可能的(“防止破坏”)，并且在封闭过程中拧紧扭矩可同时被防止超越一个阀值(限定的扭矩)，这种阀值是在设计阶段以最合适的方式确定，以获得好的密封而不会损坏帽垫片。强烈需要这种帽，以封闭室外工作的设备(例如无法防止小偷进入的建筑工地上)的油和/或燃料箱，例如大型挖土机、筑路机、农业机械和其它这种设备的油和/或燃料箱。
但是，本发明也可用于其它领域，根据本发明的装置理想地也适合于游泳池覆盖物边缘的固定，可有效地防止未经授权或者无意的移去，并具有显著的安全优点。本发明提供了迄今为止十分需要的有价值和可行方案，用于孔或开口的封闭、共轴元件或者部件的连接、以及在许多其它应用中的任何一种结构的锁紧或固定，这些应用一方面需要拧紧扭矩被限定，另一方面需要防止无损强制打开。
背景技术
事实上，将本发明限定到多种可能的应用中的一种--这里通过示例给出--即，上述的防破坏帽，可以说通过钥匙锁紧实现目的的帽已经为人所知很长时间了，由于其中没有设置扭矩限定装置，在手动拧紧过程中施加的扭矩是十分随意的，这可能导致垫片变形的风险，从而产生油箱内容物的不希望出现的损失。而且，在大体上由两个组成部件(螺纹连接和钟形帽)构成的其它已知帽中，通过仅仅使用合适的钥匙拧开所述帽来执行打开过程；但这种帽并不能真正防止破坏行为，因为在这种操作过程中通过施加足够的压力给抓握的钟形元件，由于在两个元件的接触表面之间的摩擦，有可能拧开所述帽。而且，当通过塑料钥匙操作所述帽时，钥匙本身可能被损坏。在类似的已知装置中存在相同类型的问题。此外，在已知装置中，钥匙的形状使得普通工具例如改锥可以插入所述钥匙的座中，从而不用合适的钥匙也可打开。
发明内容
本发明根据上述现有技术中的问题，提供一种具有大体上的圆柱形结构的封闭、连接和/或锁紧安全装置，尤其是防破坏帽，其中，解决了允许以限定拧紧扭矩封闭的问题和防止无损强制打开的问题。这些问题的解决方案是通过本发明的权利要求1中的特征来实现。
本发明的其它有利特征来自于从属权利要求。
附图说明
以下将结合附图对本发明进行详细描述，附图显示了防止破坏帽的一个优选实施例，该实施例表示了体现本发明的非限定性示例。其中：
图1是根据本发明的防止破坏帽的钟形操作元件的外部立体图；
图2是显示图1所示元件内部的立体图；
图3是根据本发明的防止破坏帽的操作元件的外部立体图；
图4显示了完善图1-3的装置的钥匙的放大立体图；
图5是根据本发明的防止破坏帽被拆开的立体图；以及
图6和7是图5的帽处于装配状态并且分别使打开钥匙没有插入和插入的两个立体图。
具体实施方式
参照附图，根据本发明的装置如上所述由防止破坏帽组成。但是，本发明的装置也可以是除帽之外的其它装置、并具有除帽的功能之外的其它功能，但所述装置具有针对所述帽所描述和显示的基本特征，并且能够执行封闭、连接和/或锁紧作业，同时能够以限定的拧紧扭矩操作并且防止无损强制打开，最后一个特征表示重要的安全因素。
显示在附图中的防止破坏帽具有大体为圆柱形的结构，并且包括钟形操作元件1(图1和2)、带有螺纹端3(图3)并将同轴地插入操作元件1中的被操作元件2、和钥匙4(图4)，钥匙4能够使所述操作元件1和被操作元件2相互一体地旋转直到到达共同特定位置，以下将对此进一步描述。优选地，操作元件1和被操作元件2都是由聚合物(technopolymer)制成。
所述钟形操作元件1包括位于其侧壁外表面上的沿着其母线的多个肋5，其形状被仔细研究，以为操作所述帽的操作人员的手提供良好的抓握性。
所述操作元件1在其侧壁内表面上设置一个或者多个凸出部6，所述凸出部具有倾斜表面，所述倾斜表面在其下侧(相对于图5)与壁齐平地终止，并且在相对侧形成底切(undercut)。操作元件1还包括位于其基部内表面上的等距齿7的固定冠状部，所述齿7沿着顺时针和逆时针方向具有不同的倾斜侧部，以下将对此进行详细描述。
最后，在其基部相对侧的侧壁周边的位置上，操作元件1还包括由狭缝9穿过的外扩张部8，狭缝具有成形轮廓。
所述被操作元件2包括中心圆柱体，圆柱体具有分别位于其上下端的两个凸缘10和11，螺纹端3从下端突出。所述第一凸缘10带有齿12的冠状部，齿12类似于操作元件1的齿7，齿12因此也具有不同的倾斜侧部，并且形成在悬臂柔性片13的端部上。在所述第二凸缘11中，设置一个标准的径向腔14、以及与其相对应的一个宽凸出部15，宽凸出部起一个标志的作用，以下将详细描述其功能。
钥匙4包括由特种钢制成的简单的薄的成形片16，其外形与操作元件1的扩张部8的成形狭缝的形状相匹配。所述钥匙还包括塑料手柄17，它能够在其中心部包含所述扩张部8，并且将借助于两个侧向齿被插入紧邻操作元件1的扩张部的两个肋5之间的壁凹中。
在操作元件1的基部的外侧上可以有利地设置扩张部8的位置的标志18。而且，在所述帽中可以设置公知类型的气阀，以使空气流入和流出所述帽安装在其上的油箱。
为了装配本发明的帽，被操作元件2如图5所示沿着箭头A的方向被插入钟形操作元件1的空腔中，操作元件1同轴地容纳所述被操作元件2，使得只有其螺纹端3突出(图6和7)。在操作元件1和被操作元件2沿着轴向方向相互插入之后，通过翼状部6的凹部边缘搭扣配合在被操作元件2的凸缘10下方，操作元件1和被操作元件2有效地相互锚固在一起，由于所述翼状部的弹性变形，这种搭扣配合是可能的。
一旦在被操作元件2插入操作元件1之后，也发生操作元件1的齿冠状部的齿7与凸缘10的齿冠状部的齿12的啮合。由于所述齿7，12的不同侧部倾斜，对于装配的帽，当所述操作元件1被导致沿着一个方向旋转(通常是顺时针旋转以便拧紧)时，齿7具有最陡斜度的斜面位于齿12具有最陡斜度的斜面上，使得齿12与凸缘10一起被驱动，从而导致操作元件1和被操作元件2沿着该方向一体地旋转。这种驱动动作可以继续，只要拧紧扭矩保持低于阀值(限定的扭矩)，超过阀值将导致齿7和齿12之间的陡峭斜面一个在另一个上滑动，使得片13向着凸缘10的内侧弯曲，从而使操作元件1和被操作元件2自由以便往复旋转。
当操作元件1沿着另一方向旋转(通常操作元件1的逆时针旋转将拧开或解锁帽)时，由于片13的弯曲以及由于齿斜面沿着这个方向具有平缓的斜度，齿7可以毫不费力地在齿12上滑动，结果，操作元件1的旋转不能驱动被操作元件2旋转，这将根据需要保持稳定的阻止接近油箱。
由于这种结构，装配的帽(图6)可以被拧紧，例如通过沿着顺时针方向旋转操作元件1，直到为其设置的油箱加油孔被封闭，油箱加油孔内壁包括与螺纹端3的螺纹相配合的螺纹。这种密封通常通过施加在凸缘11(图3)下方的垫片(未示出)被加强，并且通过正确拧紧本发明的帽得以保证。限定的拧紧扭矩事实上是在设计和实验阶段中根据预定垫片硬度来确定的。所述扭矩依赖于齿7的冠状部与齿12的冠状部之间的特定配合，该配合取决于齿的相应斜面的斜度和带有齿12的片13的屈服性。事实上，当旋转操作元件1，视为合适的拧紧扭矩(限定扭矩)被超过时，所述片13屈服、弯曲，并且所述齿7在所述齿12上滑动，使得操作元件1的进一步旋转并不对应被操作元件2的进一步角向前进。
一旦根据本发明的帽被拧紧使得它正确地执行其封闭功能时，不能通过沿着逆时针方向旋转操作元件1拧开所述帽以打开由其封闭的开口(加油孔)，所述帽事实上如上所述空转，并且不驱动被操作元件2旋转，因为由于齿的侧部沿着该旋转方向的平缓斜度，齿7在齿12上滑动。这阻止了上述提到的破坏行为，并且阻止了在任何情况下未经授权的接近本发明的帽将安装在其上的容器。
但是，当需要取下帽时，可以通过持有钥匙4的授权人员简单地操作。为此，需要充分旋转操作元件1直到扩张部8(即，箭头18)与被操作元件2的凸出部15对应，凸出部15起标志的作用；钥匙4的片16随后被插入扩张部8的狭缝9，使片16进入被操作元件2的标准径向腔14中。这样，操作元件1和被操作元件2可立即一体地旋转，并且通过拧开帽可以立即取下帽。钥匙4的手柄17的形状有助于其与操作元件1的扩张部8和肋5的牢固配合，所述肋又确保了快捷有效的动作。
需要强调的是，钥匙4已经被制造成可以获得十分有效的防破坏效果：片16十分薄并具有明显的锯齿形轮廓，并且形状成形为与操作元件1的扩张部8中的狭缝9在形状上相配。在所述狭缝9中，事实上不可能插入任何其它替代装置，诸如，改锥的尖端；即使一个薄的物品或者刀片、或临时代用装置诸如金属丝或剃须刀片可以插入，但也不能有效地建立操作元件1和被操作元件2之间的一体连接。这种一体连接替代地通过钥匙4的片16以最合适方式得以确保，片16由特种钢制成、并且合适地形状成形为可以经受极大的应力，一旦它穿过扩张部8进入被操作元件2的标准径向腔14之后，在所述帽啮合时传递打开所述帽所需的力。通过对应的凸出部15标示多个腔14在被操作元件2上的设置可以进一步易于操作。
如上所述，根据本发明的装置适合于多种应用。在防破坏帽的情况下，如上所述可以很满意地解决在无法防止小偷进入的环境中工作的例如大型挖土机、农业机械、或装备有液压装置的其它设备的油箱出现的问题。在封闭过程中，当帽的限定拧紧扭矩已经被达到，事实上不能进一步拧紧或拧开帽，使得未经授权的人不能破坏所述帽。小偷因此不得不放弃进行破坏以接近油箱内容物的希望，或者将不得不破坏所述帽。在后一种情况下，将发生微小的损坏，因为在重新工作时发现所述帽损坏的操作人员将被引导检验破坏行为的程度并且对其补救，其成本在任何一种情况下低于由破坏行为导致的成本(油箱内容物的更换或者污染)。
当然，在需要更换或者添加装在油箱中的油或者其它物品时，在使扩张部8与凸出部15对齐、并使带有片16的钥匙4插入狭缝9直到与腔14啮合之后，操作人员在沿着逆时针方向旋转所述帽时不会有任何问题。
根据本发明的装置具有显著的优点，例如：由于操作元件1的外侧肋5的特定设计形状，使用者具有良好的抓握性；具有预定的拧紧扭矩(限定扭矩)，一旦片13弯曲，它可以确保正确的垫片密封并避免其变形，从而防止可能的油泄露和随后的环境污染(尤其是在道路工程过程中，这可能具有十分严重的后果)；打开钥匙的形状能够确保系统的一体性，并且允许从多个位置插入；清楚地标示了这种钥匙的插入位置，使得操作人员易于确定插入位置；通过正确地拧紧所述帽而不需要钥匙可以实现封闭(事实上，钥匙只是在打开过程中使用)。
就这种钥匙而言，特种钢的薄成形片确保了所述钥匙最佳的机械性能和耐大气试剂性。所述钥匙的小尺寸和特殊形状使得操作人员可将它与其持有的其它钥匙(例如车辆发动机的点火钥匙)一起存放。通过与钟形操作元件1的外部肋5的形状相匹配的手柄17的形状确保的钥匙与所述帽之间的稳定啮合进一步确保了，即使在可能的快速旋转过程中、在拧开所述帽的过程中，所述钥匙保持在使用位置。
显然，该装置在如上所述的其适合的、不同于上述的防破坏帽的其它应用中具有相同或者相似的优点。对于这些应用，即使它通常不具有帽的形状和功能--事实上它涉及封闭、固定或锁紧装置--，根据本发明的装置包括结构特征和功能特性，它们不是从概念上不同于以上所描述的，尽管所述帽一旦制成后可以具有不同的特定形状和外观。
但是，应理解的是，与上述不同的本发明的装置的其它实施例也是可行的。例如，如上所述，能够容纳钥匙4的片16的被操作元件2的凸缘11的标准径向腔可以多余一个，除凸出部6之外的装置也可以设置用于使操作元件1和被操作元件2轴向地结合在一起，钥匙4的片16的形状和手柄17的形状也可以变化，钟形操作元件1的外部设计可以不同，等等。在不脱离本发明权利要求的范围情况下，可以对本发明进行其它变换以使该装置尽可能最好地适合其特定应用。

Claims (15)

1、一种用于封闭、连接和/或锁紧的安全装置，具有大体上的圆柱形结构，该装置尤其是防破坏帽，包括：
钟形操作元件(1)和带有螺纹端(3)的被操作元件(2)，被操作元件(2)被同轴地容纳在操作元件(1)中；
用于使所述操作元件(1)和被操作元件(2)相互轴向锚固的轴向锚固装置(6)，轴向锚固装置(6)不影响所述操作元件(1)和被操作元件(2)的相互自由旋转；
第一锚固装置(7，12，13)，用于在沿着第一拧紧旋转方向旋转时将操作元件(1)锚固到被操作元件(2)上，直到限定拧紧扭矩；
所述第一锚固装置(7，12，13)允许操作元件(1)沿着与第一拧紧旋转方向相反的第二操作方向自由旋转；以及
第二锁紧装置(4，9，14)，用于在至少沿着所述第二旋转方向旋转时将操作元件(1)与被操作元件(2)锁在一起。
2、如权利要求1所述的安全装置，其特征在于，所述轴向锚固装置(6)包括一或多个可屈服凸出部，它具有形成在操作元件(1)内壁上的倾斜表面，所述倾斜表面在凸出部下部与所述壁齐平地终止并在凸出部上部具有底切齿(6)，底切齿与所述被操作元件(2)的端部凸缘(10)配合。
3、如权利要求1所述的安全装置，其特征在于，所述第一锚固装置(7，12，13)包括与所述操作元件(1)相连的齿(7)的至少一个冠状部、和与所述被操作元件(2)相连的类似齿(12)的齿冠状部，每个齿沿着顺时针和逆时针方向具有不同的倾斜侧部、并且能够相互配合，所述冠状部中的至少一个的每个齿由可屈服片(13)支撑。
4、如权利要求1或3所述的安全装置，其特征在于，所述齿的侧部沿着第一方向是陡峭的，以便在拧紧时相互配合直到所述限定拧紧扭矩，并且沿着另一方向具有平缓的斜度，以便自由旋转。
5、如权利要求3所述的安全装置，其特征在于，所述可屈服片(13)由所述被操作元件(2)携带。
6、如权利要求3所述的安全装置，其特征在于，沿着所述第一旋转方向的所述限定拧紧扭矩由沿着该旋转方向相互啮合的齿(7，12)的陡峭斜面确定。
7、如权利要求3或5所述的安全装置，其特征在于，沿着所述第一旋转方向的所述限定拧紧扭矩由所述柔性片(13)的屈服确定。
8、如权利要求1所述的安全装置，其特征在于，所述第二锁紧装置(4，9，14)包括钥匙(4)，钥匙(4)同时与所述操作元件(1)和所述被操作元件(2)在它们的至少一个共同特定位置配合，使它们沿着至少所述第二旋转方向成一体。
9、如权利要求8所述的安全装置，其特征在于，所述钥匙(4)包括薄的高阻成形片(16)，成形片将插入所述操作元件(1)的紧密配合座(9)中、以及所述被操作元件(2)的至少一个标准座(14)中。
10、如权利要求1或9所述的安全装置，其特征在于，所述钥匙(4)的薄的高阻成形片(16)由特种钢制成。
11、如权利要求1、9或10所述的安全装置，其特征在于，所述成形片(16)具有横向锯齿形外形。
12、如权利要求1或9所述的安全装置，其特征在于，用于所述钥匙(4)的薄的高阻成形片(16)的所述形状配合座(9)和所述标准座(14)分别是形成在从操作元件(1)周边向外的扩张部(8)中的狭缝(9)和被操作元件(2)的标准径向腔(14)。
13、如权利要求12所述的安全装置，其特征在于，所述标准径向腔(14)形成在所述被操作元件(2)的第二凸缘(11)中，所述被操作元件(2)具有位于所述凸缘下方起标志作用的凸出部(15)。
14、如上述任一权利要求所述的安全装置，其特征在于，钟形操作元件(1)和被操作元件(2)由聚合物制成。
15、如上述任一权利要求所述的安全装置，其特征在于，操作元件(1)的扩张部(8)的位置的标志(18)设置在操作元件(1)的基部外侧上。
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