專利名稱：可轉動密封裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有外殼本體和內轉子的可轉動密封裝置，此處本體和轉子具有對準的孔口，以便借助于轉子對于本體的相對轉動來將纜繩鎖定在密封裝置上。
相關專利相互對照所考慮的是全部涉及可轉動密封裝置的共有美國專利No.5,180,200；5,419,599；6,000,736和6,007,121，將它們全部結合于此作為參考。
美國專利No.5,180,200(’200)披露一種可轉動密封裝置，它具有用來將轉子軸向鎖定在外殼孔洞上以及用來在轉子轉動之后轉動鎖定轉子以便將繩索固定在轉子的結構。將繩索插入該裝置孔并將轉子軸向固定在第一位置，在此處繩索圍繞轉子卷繞。然后轉子軸向移動到第二位置，在此處多個接合的齒將轉子可轉動地鎖定在外殼上。需要工具將轉子移到第二軸向位置。繩索沿著與轉子轉動軸線垂直的方向插入。
美國專利5,419,599(’599)披露一種同樣在兩個位置上軸向鎖定在外殼孔洞中的轉子。然而，該轉子具有繩索接納狹槽而不是圓孔，因此能在繩索已插入轉子的情況下把轉子軸向移動到第二位置。在轉子完全軸向插入外殼孔洞同時繩索就位后棘輪齒和棘爪允許轉子對于外殼沿著一方向相對轉動。不需如同上面描述的密封裝置那樣使用工具將轉子插入到第二位置。
美國專利6,000,736(’736)披露一種在外殼外部孔中帶有狹槽因而多孔連通的可轉動密封裝置。這允許繩索部分圍繞轉子卷繞從而將繩索一端部固定在轉子上。隨后將另一端部插入外殼并且進入在轉子內沒有被部分卷繞繩索堵塞的第二孔。該轉子和外殼包括一棘輪齒和棘爪機構，它用來沿一方向鎖定轉子相對于外殼的轉動。
美國專利No.6,007,121披露一種可轉動的密封裝置，它與上文幾種專利的密封裝置不同，將要固定的繩索是沿著與轉于轉動軸線平行的方向而不是與該軸線垂直的方向插入。在這種結構中，繩索圍繞自身或者一在軸線周圍的外殼腔內的桿纏繞。還有，轉子具有鄰近轉子外表面的變弱的溝槽，以致于如果沿著轉子軸線按抽出方向用過度的力拉動繩索，轉子的中間部分會斷裂。轉子的斷裂使它無法使用并顯示有撬動的痕跡。
在’200、’599和’736專利的密封裝置中，繩索全部沿著與轉子軸線垂直的方向插入。在轉子轉動時，繩索圍繞轉子卷繞。首先插入繩索以便鎖定在轉子上，然后比一端部晚一些使用者將自由端部插入剩余的密封裝置孔中以便將該自由端部鎖定在轉子上，問題出現(xiàn)于在卷繞時第一繩索端部可能堵塞轉子孔，從而阻止或者防止自由端部插入轉子孔。有時，轉子可能纏繞多次從而繩索圍繞轉子形成多圈卷繞。這可能完全堵塞剩余的轉子孔，因而阻止自由端部與轉子接合和鎖定。
本發(fā)明人認為需要優(yōu)化密封裝置結構，從而使它不論何時總是能由用戶方便地使用。
根據(jù)解決上述問題的本發(fā)明一方面的一種安全密封裝置，它包括細繩以及外殼，外殼限定具有軸線的腔，至少一開口貫穿外殼與腔連通，細繩的第一和第二部分接納在垂直于軸線的至少一開之中并將密封裝置緊固在一制品上。一轉子處于腔內部并具有至少一孔而且可圍繞軸線轉動，所述至少一孔與至少一開口對準，轉子和外殼腔構成細繩接納腔，細繩的第三和第四部分接納在所述至少一孔中，轉子包括用來使細繩接納腔形成至少一次腔的突肋，突肋用來引導接納細繩進入所述至少一次腔。單向運動裝置允許轉子相對于外殼圍繞軸線只在一方向上相對轉動，以便將接納細繩圍繞轉子卷繞在至少一次腔中，從而將接納細繩固定在轉子和外殼上。
在另一方面，所述至少一孔和至少一開口位于一平面中，該平面確定上和下轉子部分，突肋位于該平面內。
在另一方面，所述轉子的至少一孔位于限定轉子上和下部分的平面中，外殼和轉子包括互補鎖定裝置以便將下部分軸向鎖定在外殼腔內，而突肋位于該平面內。
突肋最好包括V形構件但可具有弧形的外表面。
在另一方面，所述至少一開口包括位于一平面中的第一和第二開口，至少一孔包括位于該平面中的第三和第四孔，突肋位于該平面內。
因此在細繩圍繞轉子卷繞時突肋引導細繩躲開轉子孔進入次腔，因此該細繩自由端部能隨后插入轉子孔并且借助于轉動轉子鎖定在轉子上。在細繩的端部最初圍繞在轉子卷繞時轉子孔沒有堵塞，于是該細繩的自由端部隨后可在不干擾細繩最初卷繞狀態(tài)的情況下連接到轉子上。
在附圖中

圖1是一本發(fā)明實施例可轉動密封裝置轉子的立體圖；圖2是圖1密封裝置的轉子立體圖；圖2a、2b和2c分別是圖2轉子的側視圖、正立視圖和底視平面圖；圖3a和3b分別是圖1密封裝置的外殼頂視和底視立體圖，其中圖3a視圖相對于圖3b視圖旋轉約180°；圖4是圖3a和3b外殼的頂視平面圖；圖5是圖3a和3b外殼的側立視圖；圖6是圖4外殼沿6-6線剖切的外殼剖切立視圖。
圖7和8是本發(fā)明密封裝置在轉子已組裝到外殼內情況下的局部剖出的正交側立視圖；圖9是與圖8密封裝置類似的密封裝置在鎖緊細繩連接到該密封裝置情況下的剖切立視圖；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的轉子的側立側面。
在圖1中，可旋轉密封裝置2包括凹形外殼4、凸形轉子6以及可撓曲的鎖緊細繩8，細繩8最好是多股絞合繩或者累加尺寸(size-on-size)的熱塑單細繩。術語細繩旨在包括熱塑材料單細繩、非金屬材料的實心繩索或實心絞合繩以及多股絞合的金屬纜繩。附圖用舉例的方法把細繩8描述為多股絞合纜繩。
術語“累加尺寸”指的是細繩直徑其尺寸從最大尺寸(零以上公差)到最小尺寸或者說負公差范圍內變化。例如，0.010英寸(0.254mm)累加尺寸的單細繩具有0.010+0.0英寸的最大直徑和一可為0.010-xxx英寸的最小值。在這個實施例中多股絞合金屬絲細繩8最好是直徑約0.030英寸(0.76mm)。而單細繩最好是直徑為0.01英寸。外殼4和轉子6兩者最好是成型的易碎熱塑料制品，但也可為其他材料。
轉子6可為聚丙烯制品，它包括轉子本體10和手動操作的手指捏緊凸緣12。凸緣12用來使轉子6相對于外殼4轉動。凸緣12由形成易碎削弱區(qū)域的漸縮錐形部分11連接到轉子本體10上。這允許凸緣12在沿著軸線32方向使用過度的力來從外殼4的腔18(圖4)取出轉子6的情況下斷裂離開本體10并顯示有撬動的痕跡。
圖3a、3b、4-6所示的外殼4可為聚丙烯制品，它最好具有大致為圓筒狀的中空本體14和沿徑向向外伸出的平板16，而且平板16的平面垂直于軸線32。外殼4的外部可具有任何所需形狀。外殼本體14具有大致為圓筒形的腔18，轉子本體10可轉動地座置在其中并圍繞腔18的軸線32轉動。
外殼4具有大致為圓筒形的側壁20，它包圍著橫截面呈圓形的腔18，而腔18的一端由底面22封閉。形成在壁20和底面22內部的兩者接合處并伸入腔18的是許多沿圓周隔開的棘輪齒24。每個齒24具有徐緩的后傾斜部和陡峭的前傾斜部，這在結合于此作為參考的上文提及專利No.6,000,736中描述得更加全面。齒24的深度(傾斜部24b離開中心軸線32的徑向深度)不重要，而且齒的功能在專利No.6,000,736中已作更加詳細的描述。
如圖5和6所示，在壁20內沿著下方緊鄰腔18內的齒24的軸線32中部形成一圓筒形溝槽26。溝槽26具有肩部27，它位于與腔18的較小內直徑的接合處，所述較小內直徑鄰接該腔的敞開端29。穿過壁20形成一對貫穿開口或者孔28、30，而且孔28、30下方緊鄰溝槽26的肩部27并處于后者上方(圖3a)?？?8和30具有相同的直徑，在與直徑約0.030英寸的多股絞合金屬細絲一起使用時孔28、30的直徑最好是0.062英寸(1.6mm)。而且孔28和30處于與垂直于腔18中心軸線32的平底面22平行的平面中(圖6)。
如圖5和6所示，穿過溝槽26上方肩部27處的壁20還形成第二對孔34、36，它們與孔28、30處于同一平面上?？?4、36具有與孔28、30同樣的直徑并與相應的孔28、30對準，而且處于與軸線32垂直的平面中。而且孔34和36由狹槽38互連，該狹槽具有約0.035英寸(0.9mm)的與軸線32平行的寬度尺寸。該狹槽38寬度緊密地接納細繩但小于孔直徑，以便盡量減小撬動工具進入腔18。
孔28和34相互對準，并且平行于也是相互對準的對準孔30和36?？?4、36和狹槽38一起在壁20內形成有槽的通孔。成對孔28、34和30、36最好相互平行并平行于底面22而且是共面的。本領域技術人員容易看出，可以有其他的布置。例如，盡管最小尺寸的開口對于盡可能減少撬動工具進入腔18是符合需要的，為了下文描述的用途狹槽38和孔28、34可包括單一寬度狹槽或相對加大的孔。
外殼4包括在壁20外側的直徑相對地沿徑向向外伸出的凸緣44。采用凸緣44和12是為了提供用來使轉子6相對于外殼4轉動的扭轉力矩。套46和48在壁20相對側與壁20整體地形成。套48和46分別含有孔28、30以及孔34、36和狹槽38的延續(xù)部分。這些套用來加長這些孔以便限制撬動工具接近腔18。凸緣44和套46、48可以省略。
在圖2、2a、2b和2c中，轉子6具有大致圓柱形的本體10，它具有不同橫向直徑尺寸和形狀的多個部分。轉子6包括盤狀圓柱形頭部50，片狀凸緣12從頭部50的變弱部分11向上伸出并在其間模制成單一件。
圓盤狀構件52由環(huán)形溝槽54與頭部50隔開，所述溝槽54由中心圓柱本體部分49形成。構件52具有兩個部分53和55。部分53呈圓柱狀而部分55呈截頭圓錐狀。如圖7和8所示，頭部50具有基本上等于腔18內直徑的外直徑。
頭部50和構件52彼此隔開一距離以便提供寬度與軸線32平行的溝槽54。這個寬度足以容許至少兩個鄰接的細繩8部分沿著與軸線32平行的方向卷繞在轉子溝槽54中。該溝槽還具有沿著與軸線32垂直方向的徑向深度，此深度足以在其周圍卷繞至少兩層細繩8部分。例如，在細繩直徑約為0.030英寸(0.8mm)的情況下，溝槽54最好具有大約0.082英寸(2mm)的寬度和大約0.100英寸(2.5mm)的徑向深度。這些尺寸足以容納多個細繩8部分的重疊層，并沿徑向和軸向提供至少四倍于細繩橫截面體積的橫截面容積。
如圖2和9所示，在本體10溝槽54的圓柱體部分49內形成一對通孔56和58。部分49位于頭部50和構件52之間并形成溝槽54的底部?？?6和58最好具有與外殼4中的孔28、30、34和36相同的直徑，即0.065英寸(1.6mm)。而且如圖8所示，孔56和58在一與軸線32垂直的平面中在轉子6圍繞外殼4軸線32的一角度取向情況下對準外殼孔，因此軸線32限定轉子6相對于外殼4的轉動軸線。
一環(huán)形突肋60從位于頭部50和構件52之間的本體部分49沿徑向向外伸出。突肋60在孔56和58處是不連續(xù)的，所述孔穿過突肋60。突肋60還具有一位于孔56和58之間的部段62。另有一部段62位于本體部分49的直徑相對側。突肋60具有V形橫截面而且V的頂端遠離本體部分49。該突肋將溝槽54劃分成兩個副溝槽54′和54″，它們沿軸線32的軸向分別位于突肋的下方和上方。突肋60在溝槽54內終止，因此副溝槽54′和54″在與頭部50和構件52并置區(qū)域的外徑向部分內相互連通。
作為替代，在圖10中，轉子76在溝槽80內具有突肋78。除突肋78的形狀之外，包括溝槽80的轉子76在其他方面與圖2實施例的轉子6和溝槽54相同。突肋78具有半圓形外周表面82。該突肋78由通孔56′和58′分成多個部分。部分84處于轉子76每個直徑相對側上的兩孔56′和58′之間。圖10中標以撇號“′”的參考號碼與圖4轉子6中相同的未標撇號“′”的參考號碼說明相同的結構。
在圖2、2a-2c中，轉子6具有從構件52垂下的另一圓柱本體部分64。如圖2c所示，一對棘爪齒68從本體部分64沿徑向向外伸出，遠離在轉子6底部的構件52下方構件。兩齒68完全相同并從本體部分64徑向突出呈螺旋狀，而且是徑向可撓曲的。每個齒68包括臂66，該臂沿著相對于本體部分64圓表面的切線方向在一平面中伸出。齒68沿著相對的方向從本體部分64相互平行地延伸。齒68的頂端呈V形并具有大致沿著相對于軸線32的切線方向延伸的第一頂部和從軸線32沿徑向伸出的第二頂部。
由于懸伸的臂66，齒68可在該臂所在的平面中徑向撓曲。在與外殼4的棘輪齒24接合狀態(tài)下轉動時齒68沿徑向彈性撓曲。齒68與棘輪齒24嚙合并相對于棘輪齒24用作棘爪。
如圖7和8所示，當螺旋狀齒68與棘輪齒24共面對準時，由于棘爪齒68與棘輪齒24接合，轉子6只能沿著一角度方向圍繞軸線32轉動。當轉子6轉動時，齒68在平面內沿徑向向內撓曲從而允許轉子相對轉動。通常，齒68的靜止狀態(tài)為齒68鎖定在與齒24接合的狀態(tài)，從而能防止如典型棘輪棘爪動作中出現(xiàn)的逆向轉動。
當轉子6轉動時，棘爪齒68搭在由齒24傾斜部形成的斜臺上并沿徑向向內撓曲。然后當進入在這一相對位置的齒24齒根區(qū)時齒68快速沿徑向向外返回。
將轉子6沿軸向完全插入腔18，直至圖7、8所示軸向位置。構件52及其肩部27快速進入外殼腔18的溝槽26。在構件52、鄰接平板16的最小直徑腔18和在溝槽26內的較大直徑腔18之間的直徑差別使得轉子6能方便地在腔18內相對于外殼22轉動，但通過圖6所示外殼腔18的肩部27與圖2a、2b所示轉子構件52的肩部27′的接合同樣沿軸線32軸向鎖定在腔18中。
齒68與腔18內齒24互補，這些齒具有足夠的間隙，因此一經(jīng)插入齒24和68就共面對準并接合在一起。這種接合可通過在轉子沿軸向插入腔18期間同時相對于外殼4轉動轉子6來提供。如圖2a所示，齒68沿徑向向內按照朝著軸線32并朝著轉子底壁的方向稍微傾斜，以便有助于轉子6插入到與齒24的如圖7所示的接合狀態(tài)。
當轉子6完全插入外殼4并且構件52座置并鎖定在溝槽26內時，齒24和68嚙合并允許外殼4和轉子6只按照圍繞軸線32的一方向相對轉動。如圖8所示，當轉子6插入腔18時，轉子孔56和58(圖7和8)與外殼4相應的各個孔30、36和28、34對準。轉子6可以轉動以便對準這些孔。如果需要，可以提供如同在上文提及的共有專利中所示的對準裝置(未顯示)以便有助于轉子孔對準外殼4的孔。
如圖9所示，在操作中，在轉子6已按圖7和8組裝到外殼4中之后，將細繩8端部插入一組對準的外殼和轉動器孔例如孔36(外殼孔，見圖3b)和轉子孔58中。注意到在圖1中凸緣12的取向顯示轉子孔與外殼孔對準。如圖1所示，凸緣12的平面等分兩組外殼孔的中間平面。細繩的一端部插入一外殼孔和一轉子孔。然后轉動轉子以便如圖9所示通過圍繞轉子本體部分49卷繞細繩將該端部鎖定在轉子上(為了清楚說明起見該卷繞狀態(tài)只部分地示出)。
在圖9中，細繩8顯示為兩個端部完全卷繞在腔18中的轉子溝槽54上，處于該物品鎖定狀態(tài)，應理解細繩8(在密封裝置發(fā)運狀態(tài))的一端部部分地卷繞在轉子上只需要不多的轉子和細繩圈數(shù)，即大約1或2圈。當轉子6轉動時，處于轉子和外殼之間并在腔18的溝槽54部分內的細繩8如圖所示由突肋60引導進入形成多個次腔的腔18副溝槽54′或54″內。由于突肋60的頂端在腔18的溝槽54內部，在腔18內的副溝槽54′或54″相互連通，離開轉子孔的細繩部分能移位到任一次腔54′或54″。在轉子轉動時細繩8由V形突肋(或者圖10的弧形)引導進入形成次腔的溝槽18的副溝槽54′或54″內。其結果為，當細繩的一端部最初鎖定在轉子上時，沒有細繩圈對準轉子和外殼的孔。這保證這些孔在此時對于接納細繩8的另一自由端部而言保持暢通，這對于將該細繩鎖定到一制品和該密封裝置上是符合需要的。
當需要將該密封裝置緊固到將要密封的制品上時，把細繩8連接到該制品上并將細繩自由端部插入未使用的外殼孔34或36內。按照上文描述，最初的細繩端已通過外殼孔36和轉子孔58固定。因此在這種情況下該自由端部插入外殼孔34和轉子孔56。在圖9中，由于部分卷繞細繩的一端部圍繞著轉子卷繞在任一副溝槽54′或54″中，它不會堵塞相應的外殼和轉子孔34和56。因此細繩自由端部能在無阻礙狀態(tài)下插入該密封裝置，否則這種阻礙在沒有突肋60的情況下可能發(fā)生。然后用凸緣12相對于外殼4轉動轉子6，以便將細繩自由端部卷繞在轉子的溝槽54中。
這進一步的卷繞導致如圖9所示的圍繞轉子多圈纏繞，此處顯示的是纏繞總共九圈。在此時一圈或多圈也可能與外殼孔和轉子孔處于同一平面中，這是因為現(xiàn)在該密封裝置處于充滿密封狀態(tài)，并且在此時由于細繩已處于能應用的所需孔中，孔的堵塞不成問題。細繩也可如圖9所示沿著多個對準孔穿過轉子和穿過外殼，而細繩自由端部的中間部分固定并卷繞在轉子上。如果需要，細繩的兩個端部可同時固定在該密封裝置上。
在本發(fā)明已對照一些實施例進行描述的同時應該理解，本領域技術人員在不超出由所附權利要求確定的本發(fā)明范圍情況下可進行多種變化和變型。例如，引導突肋可具有任何形狀并可在與轉子孔對準情況下處于轉子內的任何位置。作為替代，突肋60可成形為功能如同一單獨突肋那樣的多個不連續(xù)部分。
權利要求
1.一種安全密封裝置，它包括一細繩；一外殼，它確定一具有一軸線，至少一開口貫穿所述外殼與所述腔連通的，所述細繩的第一和第二部分接納在垂直于所述軸線的所述至少一開口中，以便將所述密封裝置緊固在一制品上；一處于所述腔內部的轉子，它具有至少一孔而且可圍繞所述軸線轉動，所述至少一孔與所述至少一開口對準，所述轉子和外殼腔構成一細繩接納腔，所述細繩的第三和第四部分接納在所述至少一孔中，所述轉子包括一用來使所述細繩接納腔形成至少一次腔的突肋，所述突肋用來引導所述接納的細繩進入所述至少一次腔；以及單向運動裝置，它允許所述轉子對于所述外殼圍繞所述軸線在僅僅一方向上相對轉動，以便將所述接納的細繩圍繞所述轉子卷繞在所述至少一次腔中，從而將所述接納的細繩固定在所述轉子和外殼上。
2.如權利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述至少一孔和至少一開口位于一平面中，所述平面確定一上和一下轉子部分，所述突肋位于所述平面內。
3.如權利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述轉子的至少一孔位于一限定所述轉子上和下部分的平面中，所述外殼和轉子包括用來將所述下部分在所述腔內軸向鎖定在所述外殼上的互補鎖定裝置，而所述突肋位于所述平面內。
4.如權利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述突肋包括一V形構件。
5.如權利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述突肋具有一弧形的外表面。
6.如權利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述至少一開口包括位于一平面中的第一和第二開口，所述至少一孔包括位于所述平面中的第三和第四孔，所述突肋位于所述平面內。
7.如權利要求6所述的密封裝置，其特征在于，所述外殼在與所述第一和第二開口相對的所述外殼一側上具有第五和第六開口。
8.如權利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述突肋包括一環(huán)形突肋的多個不連續(xù)部段，所述多個部段由所述至少一孔的延伸部分構成并位于一與所述軸線垂直的平面中。
9. 如權利要求2所述的密封裝置，其特征在于，所述突肋包括構成一不連續(xù)環(huán)形突肋的許多部段，所述至少一孔與所述至少一開口與所述突肋共面。
10.一種安全密封裝置，它包括一細繩；一外殼，它確定一具有一敞開頂部和一封閉底部以及一軸線的腔，至少一貫穿所述外殼的開口與所述腔連通，所述細繩的第一和第二部分接納在垂直于所述軸線的所述至少一開口中，以便將所述密封裝置緊固在一制品上；一處于所述腔內部的轉子，并具有至少一孔而且可圍繞所述軸線轉動，所述至少一孔與所述至少一開口對準，所述細繩的第三和第四部分接納在所述至少一孔中，所述轉子在所述至少一開口和至少一孔的平面內具有至少一突肋，以便將所述腔劃分成許多次腔；鎖定裝置，它用來將所述轉子軸向鎖定在所述外殼上；以及單向運動裝置，它允許所述轉子對于所述外殼圍繞所述軸線在僅僅一方向上相對轉動，以便將所述接納的細繩圍繞所述轉子卷繞在所述至少一次腔中，從而將所述接納的細繩固定在所述轉子和外殼上。
全文摘要
一外殼(4)具有帶有細繩(8)接納孔的轉子(6)接納腔，所述接納孔位于與轉子轉動軸線垂直的平面中，轉子可轉動地接納在該腔內。轉子(6)和外殼(4)具有用來將轉子軸向鎖定在外殼中的互補鎖定肩部。轉子具有一對與外殼細繩接納孔(46)對準的細繩接納孔。轉子在限定上和下轉子部分的孔平面中具有環(huán)形突肋。鎖定肩部處于轉子下部并位于該平面和腔封閉端部之間，在該端部轉子和外殼具有互補的棘輪和棘爪機構，以便只允許轉子(6)相對于外殼(4)單方向轉動，從而將細繩(8)固定在轉子上。突肋引導圍繞轉子卷繞的細繩進入由突肋構成的次腔，盡可能減小在該密封裝置的未鎖定裝運狀態(tài)下由于將細繩端部鎖定和卷繞到轉子上而造成的轉子孔堵塞。這允許細繩自由端部在該密封裝置密封在一制品上時固定在轉子(6)另一孔中。
文檔編號G09F3/03GK1441943SQ01810840
公開日2003年9月10日 申請日期2001年6月1日 優(yōu)先權日2000年6月8日
發(fā)明者R·C·德雷斯巴赫, C·M·平霍 申請人:E·J·布魯克斯公司