TWI547649B - 固定裝置 - Google Patents

Description

固定裝置

本發明係有關於一種如申請專利範圍第1項的前言所述的固定裝置，包括一快速夾緊螺母及一固定元件，該快速夾緊螺母具有兩螺母部件，其中，該等螺母部件分別具有一用於容納一螺桿的凹槽，該固定元件包括至少一用於將該快速夾緊螺母固定於該螺桿上的通孔，其中，該固定元件在該通孔中具有一用於將該等螺母部件壓緊在該螺桿上的固定面以及一用於將該螺桿置於該通孔中心的定心面。

以安裝技術領域為例，作為標準螺母的替代方案還存在快速夾緊螺母，其由多個安裝且固定在螺桿上的部件組成。快速夾緊螺母的優點在於，可將快速夾緊螺母直接固定於螺桿的任意位置上，而不必將其自螺桿末端旋上。快速夾緊螺母主要應用於製造多層吊架以及在既有吊架上加裝另一安裝平面。

舉例而言，EP 1 016 797 A2曾揭露過一種多部件快速夾緊螺母。EP 1 016 797 A2中的快速夾緊螺母係採用一種幾乎完全分離的標準螺母，此螺母可利用縫式連接板並在該連接板所在區域內發生塑性變形的情況下鬆開。此螺母可在鬆開後固定於螺桿的任意位置上，相應螺母部件可隨後彈性彎曲復位。

DE 10 2006 035 404 B4揭露另一種多部件快速夾緊螺母。根據DE 10 2006 035 404 B4，利用一彈簧使兩完全分開的螺母部件彈性相連。

通常需要採用帶通孔(例如導軌或連接件中的孔洞)的固定元件來固定多部件快速夾緊螺母，此通孔環形包圍縫式螺母從而以施加作用力的方式防止螺母非期望鬆開。此種固定元件例如參閱US 4,083,288 A。US 4,083,288 A中的固定元件呈圓盤狀且具有一通孔，此通孔包括可供螺桿穿過的圓柱形定心面及用於固定兩螺母部件的圓錐形固定面。

DE 19904293 A揭露另一種可快速安裝的螺母。http：//www.tnb.com/shared/docs/kd_1_g_trapnut.pdf描述一種由兩縫式鋼板構成的四部件式裝置，包括半螺紋、鉚釘及固定銷。此裝置鬆開後便可固定於螺桿的任意位置上並以分叉的方式閉合。此時，用鉗子夾住固定銷、將此裝置旋入期望位置並用管鉗旋緊。http：//www.cooperbline.com/pdf/Flyers/BA193S.pdf描述一種包括螺母及鋼板的解決方案，其中，螺母與鋼板彼此壓合且亦可相對旋轉，該螺母及鋼板皆具有半螺紋及用於容納螺桿的通孔。此裝置鬆開後(亦即，當螺母及鋼板上的通孔沿相同方向定位時)可固定於螺桿的任意位置上。此時便可透過旋入螺母來閉合並旋緊該裝置。

本發明之目的在於提供一種包括多部件快速夾緊螺母及固定元件的固定裝置，其操作方便、造價低廉且應用時非常可靠。

本發明用以達成該目的之解決方案為一種具有申請專利範圍第1項所述特徵的固定裝置。較佳實施方式參閱相應附屬項。

本發明的固定裝置的特徵在於，該固定元件之通孔中具有一過渡面，該過渡面連接該固定面及該定心面且分佈於該固定面與該定心面之間。

本發明之基本理念在於，在該通孔中設置另一功能面(過渡面)，該過渡面就徑向及/或軸向(皆以通孔之縱軸及/或螺桿之縱軸為參照)而言位於該固定面與該定心面之間。本發明認識到，當固定面具有非常小的張角時(亦即，固定面大體呈圓柱形時)可實現針對該等兩螺母部件的極佳固定效果。在此情況下，固定面大體徑向對螺母部件施加作用力從而實現與螺桿的極佳壓緊效果。本發明還認識到，有利者係使通孔以儘可能鄰近定心面的方式包圍螺桿，此舉可確保將螺母可靠旋入通孔而不會出現螺母傾斜及/或放置於通孔邊緣的情況。因為固定面唯有在螺母處於通孔中時方可起固定效果，而當螺母放置於通孔邊緣上時則不會起到固定效果。因此，對螺桿及螺母實施有效定心係有利之舉。在此情況下，本發明之過渡面有利結合上述兩效果。本發明的固定面與定心面並非鄰接，而是被過渡面分開，此舉一方面可使定心面緊靠螺桿以便可靠旋入螺 母，另一方面亦可使固定面較陡(亦即，張角較小)以便實現極佳壓緊效果。

根據本發明，該固定元件中的通孔與該螺母之幾何形狀相匹配，此舉可確保將該螺母固定於該固定元件中。該等兩螺母部件中的凹槽較佳各具有至少一對應於該螺桿之螺紋的螺紋線。該螺桿例如亦可呈銷釘狀且具有至少一螺桿頭。根據本發明，該等兩螺母部件可進行相對運動以便鬆開該螺母從而將其徑向推向該螺桿並隨後重新閉合該螺母。該螺桿可視為本發明固定裝置的部件，亦可視為獨立部件。

該固定面、該過渡面及/或該定心面尤佳呈圓弓形或圓形。此點非常有利於對螺母實施力傳遞以及導引螺桿。若該固定元件具有延伸至通孔且供螺桿進入通孔的縫隙，則上述各面較佳呈圓弓形且在該縫隙處有所中斷。若未設置縫隙，則該等面可呈圓形。

根據本發明的另一實施方案，該固定面之至少部分區域的張角小於該過渡面。特定言之，張角可指該等面的兩徑向(以通孔縱軸為參照))相對的區域所形成的角度。該固定面與該過渡面之間可形成一邊緣。此兩面原則上亦可連續延伸。舉例而言，該固定面的張角可小於20°、小於10°或小於5°。特定言之可至少約等於0°。該過渡面的張角例如可介於60°與120°之間。

根據本發明的一種有利改良方案，該快速夾緊螺母具有至少一衝擊面，該衝擊面對快速夾緊螺母軸向旋入通孔 進行限制。此舉可確保即使在軸向負荷極大的情況下亦能可靠固定住螺母。根據一種特別簡單的結構方案，該衝擊面例如可實施為包圍固定面之徑向平面，該衝擊面在該螺母正常支承於該固定元件中的情況下抵靠於該固定元件上。

在該快速夾緊螺母以其衝擊面抵靠於該固定元件上以及/或者該固定面將該等螺母部件壓緊在該螺桿上的情況下，該過渡面尤佳與該等螺母部件間隔一定距離。根據此實施方式，正常應用本發明的裝置時僅有該大體呈圓柱形的固定面對相應之半螺母進行作用，而非該具有更大張角之過渡面。此舉可確保該固定元件即使在螺母完全旋入通孔的情況下亦主要沿徑向實現固定效果，而軸向分量保持不變，此點特別有利於保持固定效果。根據此實施方式，該衝擊面定位於該螺母上的某個位置，使得當該固定面將該等螺母部件固定於該螺桿上時，該衝擊面阻止該過渡面與該螺母(特別是與該螺母之凸緣)發生接觸。

根據另一有利實施方案，該等螺母部件分別具有至少一供該固定面進行作用之凸緣。此種較佳佈置於該螺母之衝擊面上的凸緣有利於該固定面實現極佳壓緊效果，從而在緊湊型尺寸的條件下實現極佳固定效果。該等凸緣可呈圓弓形以便以特別均勻的方式進行力傳遞。

在設置凸緣的情況下，該至少一凸緣尤佳具有一用於與該固定元件之固定面接觸的接觸面以及一與該接觸面形成一定角度之定位面，其中，該定位面之張角大於該接觸 面，故而該定位面可為螺母進入通孔提供幫助。該接觸面及該定位面較佳呈圓弓形，尤佳呈圓錐段形。

根據另一有利改良方案，該等螺母部件各具有兩凸緣，該等凸緣分別佈置於相應螺母部件之彼此相反的一面上。根據此實施方式，每個螺母部件皆具有一上凸緣及一位於另一面上的下凸緣。根據此實施方式，無論安裝方向如何皆可將螺母可靠固定，安裝人員故而毋需關注安裝方向，遂可大幅提高安裝速度。

根據尤佳實施方案，該固定元件具有供該螺桿進入該通孔的縫隙，該縫隙自該固定元件的外側延伸至該通孔。透過此縫式實施方案便毋需沿螺桿方向推入固定元件，此外，即使在沿螺桿已採取了安裝措施的情況下亦可將該固定元件側面安裝於螺桿的任意位置上。

根據一種特別簡單的實施方式，該固定元件可呈圓盤狀，例如實施為墊片。該固定元件亦可具有多個通孔。舉例而言，該固定元件可具有至少兩個本發明的通孔，此兩通孔為容納該螺桿而彼此對齊。在此情況下，可利用兩快速夾緊螺母來為該螺桿與該固定元件建立連接，該等快速夾緊螺母可受到拉力及壓力的作用。該固定元件較佳可呈U形從而包圍型軌，在此情況下，該固定元件的兩相對佈置的邊各設有一連接快速夾緊螺母的通孔。

根據特別有利的實施方案，該固定元件具有另一通孔，該通孔用於將另一包括兩螺母部件的快速夾緊螺母固定於該螺桿上，其中，該通孔與該另一通孔較佳彼此對齊。 特定言之，為能在兩通孔上使用相同螺母類型，該等兩通孔之固定面、定心面及/或過渡面皆具有至少大體相同的尺寸。該等兩通孔之形成最窄截面的接觸面較佳彼此相向佈置，故而該等兩通孔向外張開以及/或者該等兩通孔彼此鏡相對稱。藉此可特別簡單地將兩螺母部件安裝於固定元件之外側上。

可透過如下方式實現特別簡單的安裝：該等兩螺母部件(較佳)圍繞一沿該等凹槽延伸的鉸接軸鉸接相連。為此，例如可設置一用於連接該等螺母部件且可彈性變形的鉸接板。該鉸接板較佳採用某種尺寸，使得可手動將該等螺母部件壓緊在螺桿上並予以閉合，且同時亦存在再利用的可能性。

本發明亦有關於一種本發明的固定裝置，具有穿過該通孔的螺桿，其中，該固定元件以其固定面將該等兩螺母部件徑向壓緊在該螺桿上。

下文將利用附圖所示之較佳實施例對本發明進行詳細說明。

圖1至圖5為本發明固定裝置的一種實施方式，為清楚起見，圖1及圖2僅作粗略顯示。如圖1及圖3所示，該固定裝置具有一固定元件10，該固定元件在本實施例中實施為U形卡箍且具有兩個邊11和11'，該等邊中各形成一用於螺桿1的通孔20及20'。如圖3所示，固定元件10 的邊11及11'包圍導軌70。兩通孔20及20'為容納同一螺桿1而彼此對齊，該等通孔具有共用縱軸5，附圖中對此僅予粗略顯示。如圖3所示，兩邊10及10'及/或兩通孔20及20'關於一垂直於縱軸5的鏡平面鏡相對稱。因此，下文僅對第一邊11及第一通孔20進行詳細說明。其實施方案亦適用於相應的第二元件。

如圖2所示，固定元件10的邊11具有縫隙13，該縫隙自固定元件10的外側延伸至通孔20。由於該縫隙的存在，固定元件10可沿縱軸5的徑向方向推向螺桿並使螺桿1穿過該縫隙13進入通孔20。如圖3所示，固定元件10之通孔20所在區域設有起加固作用的卷邊17。

如圖3至圖5所示，該固定裝置還具有兩快速夾緊螺母30及30'，其中，第一快速夾緊螺母30佈置於第一通孔20中，第二快速夾緊螺母30'佈置於第二通孔20'中。該等兩快速夾緊螺母30及30'形狀基本相同，故而下文僅對第一快速夾緊螺母30進行詳細說明。

如圖3所示，外側呈多邊形(例如六邊形)的快速夾緊螺母30具有兩螺母部件31及32，該等螺母部件中各設有一凹槽33及34。凹槽33及34用於容納螺桿1且皆具有對應於螺桿1的內螺紋段。兩螺母部件31及32藉由一可塑性變形之連接板38轉動相連。利用該可塑性變形之連接板38可使兩螺母部件31、32自一可將其徑向推向螺桿1的脫開位置受到壓縮，使得該等螺母部件之內螺紋段與螺桿1之外螺紋形狀匹配，從而沿螺桿1固定住螺母30。

為防止兩螺母部件31及32非期望重新脫開從而鬆開螺桿1，(例如)透過旋緊螺母30或在螺桿1進行拉拔的方式將螺母30的部分區域置入通孔20。螺母部件31及32在通孔20中被固定元件10的側壁徑向固定住，從而確保其在一般情況下不會脫開，此點將在下文中詳細說明。為將尺寸過大的螺母30置入通孔20，兩螺母部件31及32之底面分別設有一可被通孔20容納的圓弓形凸緣61及62。

為使螺母30兩端皆能進入通孔，螺母30之頂面亦具有凸緣63及64。該等上凸緣63及64與下凸緣61及62鏡相對稱。故而下文中僅對下凸緣61及62進行詳細說明。

如圖4所示，凸緣61、62之徑向外壁具有兩斜度不同的區域，即接觸面42及定位面43，其中，定位面43連接接觸面42且位於接觸面42軸向外部。接觸面42在其遠離定位面43的一側連接一大體徑向分佈的衝擊面41。該衝擊面41對位於通孔20中的螺母30之相對於固定元件10的軸向運動進行限制。特定言之，該與通孔20同軸佈置的螺母30可軸向進入通孔20並到達圖5所示的位置，其中，衝擊面41抵靠於固定元件10之包圍通孔20的支承面21上。

接觸面42之作用在於與固定元件10之固定面22接觸。該接觸面僅稍偏離於凹槽33、34之縱向，亦即，僅稍偏離於進入該等凹槽之螺桿1之縱軸5的方向，在此情況下，利用固定元件10之固定面22上的楔效應對螺母30施加大的徑向力從而將螺母部件31、32可靠壓緊在螺桿1 上。在此情況下，固定面22之直徑較佳可與接觸面42之直徑彼此匹配，使得當螺母30旋轉時該等面22與42發生接觸且固定元件10之固定面22之上緣甚至略有所張開，直至衝擊面41抵靠於支承面21上並阻止螺母30進一步旋轉為止，此時，緊固力矩會迅速上升。

與接觸面42相比，定位面43偏離凹槽33、34之縱向的程度更大，亦即，偏離螺桿1之縱軸5的方向的程度更大，該定位面因而具有更大的張角。如6及圖7所示，定位面43有助於螺母30進入通孔20，特別是在螺桿1相對於通孔20有所傾斜的情況下。

就製造技術而言一般無法避免以下情況：定位面43如圖4所示之突出部44形成弧形末端。在發生傾斜及/或螺桿1未居中的情況下，當突出部44位於固定元件10之支承面21上時，該突出部可能引起一定故障風險。在此情況下，突出部44之未傾斜的頂端抵靠於固定元件10之同樣未傾斜的支承面21上，此時，螺母30將不會進入固定元件10之通孔20。此種情況亦可能導致在螺母部件脫開前無法以足夠的作用力將螺母部件31、32固定住，從而可能引起故障。

為避免發生上述故障，固定元件10之通孔20中如圖4所示除固定面22外還具有定心面24，該定心面與固定面22同軸佈置但其直徑小於固定面22。該圓柱形定心面24的功能為，使螺桿1及置於其上的螺母30相對於固定面22而言準確定心，使得突出部44即使當螺桿1傾斜時就幾何 學而言亦不可能放置於固定元件10之支承面21上(參閱圖6及圖7)。透過此種方式，螺母30於旋緊過程中總是進入通孔20，接觸面42及固定面22間亦實現正確相對定位從而避免螺母部件31、32非期望鬆開。

如圖4所示，定心面24與固定面22之間設有過渡面23，其中，過渡面23在圖3中的張角α₂₃大於固定面22的張角α₂₂。該過渡面23的作用在於在固定面22較陡的情況下降低定心面24的直徑，從而實現極佳的定心效果及良好的固定效果。

如圖5所示，螺母30及固定元件10採用某種尺寸，使得在完全旋緊的狀態下(即衝擊面41抵靠於支承面21上時)，定位面43與固定元件10間隔一定距離且過渡面23與螺母30間隔一定距離。如此便可確保即使在僅有固定面22與接觸面42相接觸的狀態下亦可將兩螺母部件31、32固定住。

該等面22、23、42及/或43較佳呈圓形或圓弓形，尤佳呈圓錐形或圓錐段形。

1‧‧‧螺桿

5‧‧‧縱軸

10‧‧‧固定元件

11、11'‧‧‧邊

13‧‧‧縫隙

17‧‧‧卷邊

20、20'‧‧‧通孔

21‧‧‧支承面

22‧‧‧固定面

23‧‧‧過渡面

24‧‧‧定心面

30、30'‧‧‧螺母

31‧‧‧螺母部件

32‧‧‧螺母部件

33‧‧‧凹槽

34‧‧‧凹槽

38‧‧‧連接板

41‧‧‧衝擊面

42‧‧‧接觸面

43‧‧‧定位面

44‧‧‧突出部

61‧‧‧凸緣

62‧‧‧凸緣

63‧‧‧凸緣

64‧‧‧凸緣

70‧‧‧導軌

α₂₂‧‧‧張角

α₂₃‧‧‧張角

圖1為本發明固定裝置之固定元件的粗略側視圖；圖2為圖1所示固定元件的粗略俯視圖；圖3為具有圖1所示固定元件之固定裝置的局部前視剖面圖；圖4為螺母部分旋入時圖3中位置B的細圖； 圖5為螺母完全旋入時圖3中位置B的細圖；及圖6及圖7與圖3及圖4類似，係對螺桿傾斜時螺母凸緣之定位面的作用進行說明。

1‧‧‧螺桿

5‧‧‧縱軸

10‧‧‧固定元件

11、11'‧‧‧邊

17‧‧‧卷邊

20、20'‧‧‧通孔

30、30'‧‧‧螺母

31‧‧‧螺母部件

32‧‧‧螺母部件

33‧‧‧凹槽

34‧‧‧凹槽

38‧‧‧連接板

61‧‧‧凸緣

62‧‧‧凸緣

63‧‧‧凸緣

64‧‧‧凸緣

70‧‧‧導軌

α₂₂‧‧‧張角

α₂₃‧‧‧張角

Claims (10)

1. 一種固定裝置，包括一快速夾緊螺母(30)，該快速夾緊螺母具有兩螺母部件(31，32)，其中，該等兩螺母部件(31，32)分別具有一用於容納一螺桿(1)的凹槽(33，34)，及一固定元件(10)，該固定元件包括至少一用於將該快速夾緊螺母(30)固定於該螺桿(1)上的通孔(20)，其中，該固定元件(10)之通孔(20)中具有一用於將該等螺母部件(31，32)壓緊在該螺桿(1)上的固定面(22)以及一用於將該螺桿(1)置於該通孔(20)中心的定心面(24)，其中，該固定元件(10)之通孔(20)中具有一過渡面(23)，該過渡面連接該固定面(22)及該定心面(24)且分佈於該固定面(22)與該定心面(24)之間，且該固定面(22)之至少部分區域的張角小於該過渡面(23)的張角。
2. 如申請專利範圍第1項之固定裝置，其中，該固定面(22)、該過渡面(23)及該定心面(24)呈圓弓形或環形。
3. 如申請專利範圍第1或第2項之固定裝置，其中，該快速夾緊螺母(30)具有至少一衝擊面(41)，該衝擊面對該快速夾緊螺母(30)軸向旋入該通孔(20)進行限制，及在該快速夾緊螺母(30)以其衝擊面(41)抵靠於該固定元件(10)上且該固定面(22)將該等螺母部件(31， 32)壓緊在該螺桿(1)上的情況下，該過渡面(23)與該等螺母部件(31，32)間隔一定距離。
4. 如申請專利範圍第1或第2項之固定裝置，其中，該等螺母部件(31，32)分別具有至少一供該固定面(22)進行作用之凸緣(61或62)。
5. 如申請專利範圍第4項之固定裝置，其中，該至少一凸緣(61或62)具有一用於與該固定元件(10)之固定面(22)接觸的接觸面(42)以及一與該接觸面形成一定角度之定位面(43)。
6. 如申請專利範圍第4項之固定裝置，其中，該等螺母部件(31，32)各具有兩凸緣(61，63或62，64)，該等凸緣分別佈置於相應螺母部件(31，32)之彼此相反的一面上。
7. 如申請專利範圍第1或第2項之固定裝置，其中，該固定元件(10)具有一供該螺桿(1)進入該通孔(20)的縫隙(13)，該縫隙自該固定元件(10)的外側延伸至該通孔(20)。
8. 如申請專利範圍第1或第2項之固定裝置，其中，該固定元件(10)具有另一通孔(20')，該通孔用於將另一包括兩螺母部件的快速夾緊螺母(30')固定於該螺桿(1)上，其中，該通孔(20)與該另一通孔(20')彼此對齊。
9. 如申請專利範圍第1或第2項之固定裝置，其中，該等兩螺母部件(31，32)鉸接相連。
10. 如申請專利範圍第1或第2項之固定裝置，其中，該固定裝置具有一穿過該通孔(20)的螺桿(1)，其中，該固定元件(10)以其固定面(22)將該等兩螺母部件(31，32)徑向壓緊在該螺桿(1)上。