CN1915603A

CN1915603A - 螺旋引导装置

Info

Publication number: CN1915603A
Application number: CNA2006100584304A
Authority: CN
Inventors: R·E·麦克拉肯
Original assignee: Techtronic Industries Co Ltd
Current assignee: Techtronic Industries Co Ltd
Priority date: 2005-08-15
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-02-21
Also published as: US7210382B2; US20070034060A1

Abstract

本发明提供了一种螺旋引导装置，该装置包括圆柱件，该圆柱件具有用于转动紧固件的第一端和用于从外源接收扭矩并将扭矩传递到紧固件的第二端，该装置还包括与圆柱件配合的止动环，调节该止动环可以用来控制紧固件相对于螺旋引导装置的运动。该螺旋引导装置还包括套筒，该套筒环绕圆柱件、止动环和间隔环，该间隔环与圆柱件配合。

Description

螺旋引导装置

技术领域

本发明涉及一种有助于将紧固件插入材料中的装置。

背景技术

经常需要向材料中插入紧固件，比如螺钉，而且插入材料的深度是已知或预先设定的。有时，避免螺钉插入材料太深是非常重要的，比如，如果材料没有螺钉长度那么厚，需要避免螺钉穿透材料的另一面；如果材料脆且螺钉进入材料的厚度占其厚度的很大部分，就需要避免螺钉插入太深而使材料破裂。此时，按照已知深度将螺钉插入材料极为重要。此外，经常需要向材料中插入螺钉，且保证螺钉头部与螺钉进入的材料表面不能接触，此时，螺钉头部处于距材料表面间隔(stand off)高度的位置。除了以间隔高度将螺钉插入材料之外，将许多相同长度的螺钉插入材料，且每个螺钉距材料表面都有相同的间隔高度，这通常也很关键。

需要提供一种改进设计的螺旋引导装置，用来保证以预先设定的深度将螺钉插入材料，还需要提供一种可实现重复螺钉头部间隔高度的机构。

发明内容

因此，本发明提供了一种螺旋引导装置，用于按设定深度将螺钉插入材料，并能实现预先设定的且可重复的间隔高度。通常，本发明的螺旋引导装置包括具有第一端和第二端的圆柱件，该圆柱件与止动环旋转配合。圆柱件与止动环套在套筒内。间隔环位于套筒与圆柱件第二端之间并与圆柱件配合。圆柱件适用于承受来自外源的作用于圆柱件第二端上的扭矩，并将扭矩传递给可以与圆柱件第一端配合的螺钉。当扭矩作用于圆柱件上时，套筒沿着圆柱件的轴向平移，直到套筒与间隔环接触，这样就阻止了螺钉的进一步插入。

本发明还提供了一种设定螺钉头部间隔高度的方法。在使用此螺旋引导装置之前，使用者用止动环调节套筒的初始位置以将套筒定位于所用螺钉的长度，并调节间隔环以设定螺钉的间隔高度。使用者使用外部装置向圆柱件提供扭矩以驱动螺钉。圆柱件以预先设定的距离驱动螺钉并根据间隔环位置实现预先设定的间隔高度。使用之后，套筒滑向工具的工作部分，直到接触到前面的止动环，套筒预先设定以容纳所使用螺钉的长度。这样可以使使用者以相同深度将另一个螺钉插入材料中，并实现相同的间隔高度。

附图说明

图1是本发明螺旋引导装置的一种实施方式的透视图；

图2是图1所示装置的分解图；

图3是图1所示装置的横截面图；

图4是用于形成图1所示螺旋引导装置的圆柱件的构件的分解图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明提供了一种螺旋引导装置10，该装置用于将标准螺钉(未显示)插入至特定螺钉深度并设定标准螺钉头部距工作表面(未显示)的间隔高度。这里包含的各实施方式中，具体描述和说明了该螺旋引导装置结合螺钉的使用，但此螺旋引导装置10也适合与其他类型的紧固件一起使用，比如通过用足够的扭矩使其旋转而拧入材料中的螺栓。此外，为下面说明方便，紧固件指螺钉，但这并不意味着限制本发明的范围。

螺旋引导装置10包括圆柱件20，该圆柱件适于承受由外源(未显示)产生的扭矩作用，并利用经机械加工的可拆卸尖端24将扭矩传给螺钉或者其他紧固件。圆柱件20优选由钢制成。圆柱件20具有第一端21，第二端22和在二者之间的螺纹部分28。螺旋引导装置还包括沿圆柱件的螺纹部分28移动的止动环40，环绕止动环的套筒60，以及间隔环80，该间隔环也沿圆柱件的螺纹部分28移动并位于套筒60和圆柱件第二端22之间。

可拆卸尖端24的工作部分25a形成为与扭矩接收结构、即紧固件对应的形状，与本领域中所熟知的电钻或螺丝刀的尖端类似。尽管图中显示的是用于菲氏头(Phillips head)螺钉的可拆卸尖端24，但用于平头螺钉或其他类型紧固件如螺栓的可拆卸尖端也可以使用。如同已知的，用于螺旋引导装置10的可拆卸尖端24可由铁磁材料制造。

如图3所示，可拆卸尖端24插入圆柱件20的前部分26中。前部分26包括位于圆柱件第一端21的孔26a，该孔是中空的且具有的内径适合于使可拆卸尖端24紧密配合在前部分26中。前部分26与可拆卸尖端24的杆部25长度基本相同。因此，可拆卸尖端24的工作部分25a伸出或超出前部分26之外，以允许工作部分25a与螺钉头配合。

磁体27可以置于前部分26的后部，有助于保持插入前部分26中的可拆卸尖端24，但当需要时，也允许使用者将可拆卸尖端24从圆柱件20中拔出。在一种实施方式中，前部分26形成有六边形轮廓，以保持前部分26与具有六边形形状杆部25的可拆卸尖端24之间的紧密配合。在其它优选实施方式中，前部分26的内表面可以是圆形或者其他合适的形状。

有外螺纹29的螺纹部分28位于前部分26与柄30之间。螺纹部分28的长度必须至少等于螺旋引导装置10所设计使用的最长螺钉的长度加上止动环40与间隔环80的宽度之和。

如图4所示，继续沿着圆柱件20，在螺纹部分28的末端，最紧靠圆柱件第二端22的位置有盲孔35。盲孔35的尺寸要能容纳从柄30伸出的柱33，当柄30与圆柱件20的其他部分配合起来时，就构成了圆柱件20的第二端22。当柱33插入盲孔35时，止动垫圈36位于柱33上。止动垫圈36用于确保柱33插入在盲孔35之内，在一种优选实施方式中，止动垫圈36还设定间隔环80的默认位置，这将在下面加以讨论。作为选择，圆柱件20也可以由一个单件制成。

柄30的尺寸和形状适用于插入钻机(未显示)或者其他工具的卡盘内，用以向圆柱件20传递扭矩，如此装配时圆柱件20会与卡盘一起转动。在图1所示的优选实施方式中，为了使快速释放钻机卡盘能夹住圆柱件20旋转，柄30包括后多边形部分31和凹进部分32，后多边形部分31使卡盘能夹住圆柱件20旋转，凹进部分32设计成与快速释放卡盘(未显示)中的制动球(未显示)配合。

如图3所示，螺旋引导装置还包括中空的止动环40，该止动环具有与圆柱件20的外螺纹29相对应的内螺纹42。止动环40优选用尼龙制造，但用其他类型的塑料或金属材料也可以，比如钢、铜。止动环40表面的宽度足以让使用者相对于圆柱件20转动该止动环，并且该宽度足以具有足够数量的内螺纹42，以便在止动环40与圆柱件20的外螺纹29之间实现稳定的旋转连接。止动环40的外表面41形成有直滚花44，为用户提供了可以抵抗摩擦力进行旋转的表面，该摩擦力与止动环40的旋转方向相反。

套筒60环绕圆柱件20轴向长度的大部分。套筒可以由尼龙过塑的(nylonovermold)钢或铜制造，但是其他具有适宜特性的材料也可以使用。套筒60具有顶端61和夹持端62，当套筒60环绕圆柱件20时，顶端61紧靠圆柱件20的可拆卸尖端24，夹持端62紧靠第二端22。套筒60为长中空管，为使套筒60沿圆柱件20的轴向方便移动，套筒60内径比止动环40的外径稍大，但也要足够紧密地配合以将进入到套筒60与圆柱件20之间的外界物体或颗粒的大小降到最小。

套筒60包括在靠近夹持端62的抓持部分70上的开孔68。开孔68比止动环40的宽度稍宽。套筒60的夹持端62的内径比止动环40的外径稍小，因此当套筒的夹持端62与止动环40接触时，止动环40阻止套筒60向圆柱件20的第一端21继续移动。

如图1、图2所示，在开孔68与套筒顶端61之间，沿套筒60轴线方向，套筒60还包括轴向槽66。当套筒60沿圆柱件20的轴向移动时，槽66允许观察者观察圆柱件20。槽66可以有透明封盖以防止外部杂质或颗粒进入螺旋引导装置10。套筒60还包括标定刻度的深度标记67(一个刻度表)，以允许使用者根据螺旋引导装置10所使用的螺钉的长度来设定螺旋引导装置10。

使用下面方法对槽66标定刻度。使用者手持套筒60，使套筒60的突起(ledge)69与止动环40接触。使用者观察槽66并旋转止动环40，直到前部分26与螺纹部分28之间的边缘与等于所用螺钉长度的深度标记67对应。在前部分26与螺纹部分28之间的边缘所处的每个位置，深度标记67的刻度将对应于从套筒60的夹持端62到处于默认位置的间隔环80之间的距离。当然，还可以提供两种或多种制式的深度标记67。例如，提供两种深度标记67，一种是公制单位，另一种是英制单位。在另一替代实施方式中，套筒60包括两个槽66，每个槽具有不同的深度标记。

为保证紧固件与对应材料之间有一定间隔，本发明提供了间隔环80。间隔环80是中空的，且具有与圆柱件20的外螺纹29对应的内螺纹。间隔环80置于套筒60和柄30之间，特别的，间隔环80可以与位于螺纹部分28与柄30之间的止动垫圈36接触。在优选实施方式中，如图1所示，间隔环80可以旋转移动到螺纹部分28的末端(紧靠柄30)，在这里高度调节环与圆柱件20上的止动垫圈36接触。当间隔环80与止动垫圈36邻接时，该间隔环处于默认位置。可以旋转间隔环80，以使其沿圆柱件20的轴向从止动垫圈36向套筒60移动。

操作时，螺旋引导装置10优选按下列方法操作螺钉。最初，将螺旋引导装置10设定到将要通过该装置10驱动的螺钉的长度。为了设定到该长度，使用者旋转止动环40，以使止动环沿圆柱件20的长度方向移动。当操作止动环40时，使用者手持套筒60，使夹持端62的突起69与止动环40紧靠。套筒60与止动环40对齐，这样使止动环的开孔68处于止动环40上方，以便使用者旋转止动环40。当套筒60沿圆柱件20移动时，使用者观察槽66并调节止动环40，以将前部分26与螺纹部分28之间的边缘定位在与所用螺钉高度的深度标记67对应的位置。槽66的长度和沿槽66的深度标记67的位置可以根据螺旋引导装置所要用的螺钉长度的范围来标定尺寸。当高度调整环80处于默认位置时，即最可能远的处于紧靠圆柱件20第二端22的螺纹部分28的末端，套筒60的夹持端62与间隔环80的间距对应于前部分26与螺纹部分28之间的边缘所在的位置，如深度标记67所标刻的。

使用螺旋引导装置，也可以设定螺钉头部在插入螺钉的材料表面上方的间隔高度。如上所讨论的，间隔环80一般相对圆柱件20来定位，以使间隔环80位于紧靠圆柱件20第二端22的螺纹部分28末端的默认位置。如果使用者想设定螺钉间隔高度，使用者可以将套筒60拉向间隔环80并使二者接触。然后使用者可以绕圆柱件20转动间隔环80一定圈数，使间隔环80移动，于是套筒将向圆柱件20的第一端21移动，直到前部分26与螺纹部分28之间的边缘与所需的间隔高度对应，该间隔高度可由邻近槽66的深度标记读出。只要使用者在将螺钉插入材料中时保持间隔环80相对圆柱件处于固定位置，该间隔高度就可重复，并且使用者可以继续使用相同长度的螺钉。

操作时，按照如下方法操作螺旋引导装置10。如果需要的话，当将螺旋引导装置10调节到适合的螺钉长度，并设定所需的螺钉头部间隔高度之后，使用者可以将柄30插入钻机或其他工具的卡盘内，在有足够向下压力的条件下，这些工具有足够的扭矩以转动螺旋引导装置10，从而将螺钉插入材料中。

当将柄30旋转配合到钻机的卡盘内之后，将螺钉与可拆卸尖端24装在一起，使可拆卸尖端24的伸出部分与螺钉头部装配在一起。当螺钉与可拆卸尖端24配合时，使用者将螺钉置于所需位置，并将扭矩作用于圆柱件20的柄30上，从而使圆柱件20与卡盘一起转动。在插入螺钉时，使用者手持套筒60以保持套筒60的顶端61与工作表面齐平。此外，当插入螺钉时，圆柱件20移动靠近工作表面，因此间隔环80移动靠近套筒60的夹持端62。最后，间隔环80与套筒60接触，这样就阻止了引导装置10驱动螺钉继续深入工作表面。

螺旋引导装置10可以再次用于将另一个螺钉拧入材料中。设想一下，如果使用者需要驱动相同大小且有相同间隔高度的螺钉，只需要将螺旋引导装置10从工作表面拿开，把套筒60向圆柱件的第一端21移动，直到套筒60的突起69接触到止动环40。使用者可以如上所述驱动另一个螺钉进入工作表面。作为选择，如果使用者希望使用不同尺寸的螺钉或实现不同的间隔高度，使用者应如上所述根据所需的螺钉尺寸或间隔高度调整螺旋引导装置10，然后将螺钉插入工作表面。

尽管已经描述了本发明的优选实施方式，但应理解的是，本发明并不限于此，在不脱离本发明范围的情况下可以进行修改。本发明的范围由所附的权利要求界定，且属于权利要求范围内的所有装置，不管是字面上的还是其等价物，都将包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种螺旋引导装置，包括：

具有第一端、第二端和螺纹部分的圆柱件，第一端用于转动与第一端接触的紧固件，第二端用于接收扭矩并将扭矩传递给与第一端接触的紧固件；

具有第一端和第二端并环绕着圆柱件的套筒；

可调节的止动环，该止动环与圆柱件螺纹部分配合，用于限制套筒相对于螺旋引导装置的运动，其中，套筒环绕止动环；以及

间隔环，该间隔环与圆柱件螺纹部分配合，间隔环位于套筒的第二端与圆柱件的第二端之间，该间隔环还限制套筒的运动。

2.如权利要求1所述的螺旋引导装置，其中，圆柱件还包括外螺纹。

3.如权利要求2所述的螺旋引导装置，其中，止动环还包括与圆柱件的外螺纹对应的内螺纹。

4.如权利要求3所述的螺旋引导装置，其中，套筒包括开孔，以暴露部分止动环。

5.如权利要求4所述的螺旋引导装置，其中，止动环的转动将导致套筒沿圆柱件的轴向移动。

6.如权利要求1所述的螺旋引导装置，其中，通过转动间隔环来调节紧固件的间隔高度。

7.如权利要求1所述的螺旋引导装置，其中，套筒具有槽，用于显示圆柱件相对于套筒的位置。

8.如权利要求7所述的螺旋引导装置，其中，所述槽具有透明封盖。

9.如权利要求7所述的螺旋引导装置，其中，套筒沿所述槽具有标识，用于设定紧固件的特定深度。

10.如权利要求7所述的螺旋引导装置，其中，套筒沿所述槽具有标识，用于设定紧固件的特定长度。

11.一种用于设定螺钉头部的间隔高度的装置，包括：

圆柱件，具有用以配合并转动螺钉头部的第一端和用以承受由外源产生的扭矩的第二端；

可旋转地环绕圆柱件的止动环；

环绕圆柱件和止动环的套筒，其中，套筒包括开孔，以暴露部分止动环从而操作止动环；和

与圆柱件配合的间隔环，用于限制套筒沿圆柱件的运动。

12.如权利要求11所述的装置，其中，止动环与套筒设置成：通过旋转止动环，使套筒沿圆柱件的轴向移动。

13.如权利要求12所述的装置，其中，圆柱件包括外螺纹，且止动环包括与所述外螺纹对应的内螺纹。

14.如权利要求13所述的装置，其中，间隔环包括与圆柱件的外螺纹对应的内螺纹。

15.如权利要求11所述的装置，其中，套筒还包括沿套筒设置的槽，以显示圆柱件相对于套筒的位置。

16.如权利要求15所述的装置，其中，套筒还包括沿所述槽设置的刻度表，用于设定紧固件的特定深度。

17.一种用于设定螺钉头部的间隔高度的方法，包括：

提供具有第一端和第二端的圆柱件以及中空套筒，圆柱件用于接收环绕在圆柱件圆周上的止动环和间隔环，中空套筒环绕圆柱件和至少部分止动环；

调整套筒相对于圆柱件第一端的位置；

定位圆柱件的第一端与可旋转的紧固件配合，以将紧固件插入表面；

将外源的扭矩作用于圆柱件的第二端；和

根据间隔环相对于圆柱件的位置，施加扭矩以使紧固件转动特定距离。

18.如权利要求17所述的方法，其中，调整套筒相对于圆柱件第一端的位置的步骤还包括转动止动环以调整套筒位置的步骤。

19.如权利要求18所述的方法，还包括调整旋转设置在圆柱件上的间隔环的位置，以调整紧固件的间隔高度的步骤。

20.一种螺旋引导装置，包括：

具有第一端、第二端和开孔，且环绕着圆柱件的套筒；

可调节的止动环，该止动环具有与圆柱件的螺纹部分配合的内螺纹，用于限制套筒相对于螺旋引导装置的运动，其中，套筒环绕止动环，部分止动环通过所述开口暴露出来，其中，止动环的转动使套筒沿圆柱件的轴向移动，以使套筒容纳特定的螺钉长度；

与圆柱件的螺纹部分配合的间隔环，该间隔环位于套筒第二端和圆柱件第二端之间，其中，间隔环还限制套筒的运动。