用于内驱动装配的磁性塞子的制作方法

本公开大体上涉及用于从动元件，诸如具有矩形驱动件的紧固件的可移除的磁性塞子。磁性塞子接收在从动元件的内部并占据了从动元件的插槽，并用来将诸如灰尘之类的异物排除在外。

背景技术：

在外界环境中操作机械的一个挑战是，异物和诸如土壤和岩石的碎片覆盖或沉积在该机械上，会干扰机械的操作、调整、维修和/或维护。如土方机械等机器设置有紧固件和其它从动元件，它们需要利用工具来锁定、捕获、移除、拧紧和/或以其它方式调节紧固件、调节机构、锁定螺母或其他元件和机构。

利用内部装配工具，诸如具有方形驱动件的扭矩扳手等，来接合、操作这种系列的从动元件。其他从动元件与诸如六角驱动螺丝刀工具的其他种类的内部装配工具相接合。本公开考虑到大量的内部装配驱动工具和相应的从动元件。例如，当从动元件的插槽(其可为矩形驱动或六角形驱动的形式)填充或封装有污垢、岩石或其他异物时，很难将工具插入驱动插槽并正向接合和操作该元件。

从动元件的一个实例说明了所述挑战。许多土方机械如挖掘机、推土机、斗式装载机等具有地面接合工具。地面接合工具制成为可替换的，因为它们与土壤和岩石接合，因此在使用中会磨损。许多这样的工具通过固定销固定在机器的合适的位置上，所述固定销本身可与多种机构固定在合适的位置。一种这样的机构是由Caterpillar Inc制造的。该机构包括用于将地面接合工具连接到如运土、挖掘和采矿机器上的金属锁定机构。该机构包括连接到工具部分的改性栓系锁紧螺母，其在一个方向上接合固定销，当旋转时，从另一个方向脱离该固定销以允许可更换的地面接合工具从固定销移除进而从机器移除。图1示出了并详细描述了该改性栓系锁紧螺母，且其可理解为从动元件的一个实例。其他从动元件的实例有紧固件、螺钉、螺栓、磁性塞子、防冻塞子、螺纹插入件等，其包含内螺纹插槽来接收和接合相应形状和尺寸的外螺纹工具以便转动、插入或以其他方式操纵从动元件。应当理解，这种改性锁紧螺母和其他从动元件可缠结或填充异物，以致于阻止或至少阻碍适当的驱动工具的插入。

应当理解，发明人所描述的背景技术旨在帮助读者，而不应被看作是本领域任何相关问题的指示。虽然某些方面和实施例中描述的原理可缓解其他系统中固有的问题，可以理解的是，本发明的保护范围由附加的权利要求来限定，而不是由本文中用来解决任何特定问题而公开的特征的能力来限定。

技术实现要素：

在一个实施例中，本公开描述了用于从从动元件的驱动插槽中排除异物的塞子，该塞子包括具有顶部、底部和在顶部和底部之间延伸的多个侧部的塞子主体。塞子主体的尺寸和形状设置为可接收在驱动插槽内。磁铁设置在塞子主体内。多个肋板设置在塞子主体的多个侧部上，所述多个肋板的尺寸和形状设置为可移除地接收在驱动插槽内，并排出进入驱动插槽的异物，并在顶部或顶部附近形成至少一个移除特征。

在另一个实施例中，本公开描述了可移除地安装到机器上的工具组件，其包括可更换的地面接合工具。从动元件用来将地面接合工具可移除地固定到机器上。从动元件包括驱动插槽和设置在从动元件的驱动插槽中的塞子。塞子包括具有顶部、底部和在顶部和底部之间延伸的多个侧部的塞子主体。塞子主体的尺寸和形状设置为可接收在驱动插槽内。磁铁设置在塞子主体内。多个肋板设置在塞子主体的多个侧部上，所述多个肋板的尺寸和形状设置为可移除地接收在驱动插槽内，并排出进入驱动插槽的异物，并在顶部或顶部附近形成至少一个移除特征。

在另一个实施例中，本公开描述了一种在从动元件的驱动插槽中减轻异物填料的方法，包括提供选定尺寸和形状的驱动插槽，提供符合选定的尺寸和形状的驱动插槽的塞子，将所述塞子可移除地装配入所述驱动插槽，以及通过摩擦配合将塞子磁性地固定在驱动插槽中。

从下面的详细说明以及附图中可理解本公开的进一步的和其他的方面和特征。要理解的是，本文公开的端切割齿原理能够在其他和不同的实施例中进行，并且能够在不同方面进行修改。因此，应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的和说明性的，并且不会限制所附权利要求书的范围。

附图说明

图1是本公开中与具有矩形驱动插槽的装置一起使用的从动元件的实例的侧视图。

图2是根据本公开的原理构造的示出为安装在图1的从动元件中的塞子的一个实施例的横截面视图。

图3是示出为安装在图1的从动元件中的图2的塞子的俯视图。

图4是图2的塞子的侧视图。

图5是图2的塞子的横截面视图。

图6是图2的塞子的俯视图。

图7是图2的塞子的仰视图。

图8是图2的塞子的透视图。

图9是根据本公开的原理构造的示出为安装在从动元件上的塞子的另一个实施例的横截面视图。

图10是图9中塞子的侧视图。

图11是图9中塞子的横截面视图。

图12是图9的塞子的俯视图。

图13是图9中塞子的仰视图。

图14是图9中塞子的透视图。

图15是根据本公开的原理构造的塞子的又一个实施例的透视图。

图16和17是根据本公开的原理的可更换的地面接合工具的透视图和侧视图，其具有处于相应位置的从动元件和塞子。

图18是包括根据本公开的原理构造的塞子的实施例的机器的实施例的示意性侧视图。

具体实施方式

本公开涉及一种与从动元件组合使用的可移除的磁性塞子。结合上下文，图1和图2示出了从动元件的例子，其中从动元件20是可旋转的锁紧元件，其包括可由诸如铸铁或钢等金属制成的主体22。主体22一般包括上部24和下部26。主体22还可以具有轴A。上部24包括形成于其中的插槽28，其纵向对齐于轴A，并开口到主体的顶部30。斜面或半径40可形成于由插槽28开口到顶部30的位置。

通常，主体可以是围绕轴A的圆形。下部26包括部分封闭的裙部或弧形壁32。如图所示，弧形壁32前侧开口，其背侧封闭。因此，公知的固定销(未示出)的端部可以从弧形壁32的开口前侧接收，但被弧形壁32的封闭背侧保持或固定。

从动元件的其它实例包括，但不限于：螺钉、螺栓、防冻塞子、磁性塞子、紧固件、调整件等等，所有这些可包括一些接收工具的插槽或特征。可与诸如本文所描述的从动元件一起使用的驱动工具的实例是方头驱动螺丝刀、六角扳手、扳手、方头驱动T型滑柄、方头驱动头、驱动棘轮、内六角扳手、棘轮扳手、冲击扳手、液压扭矩工具、和扭矩扳手(未示出)。

该插槽28的尺寸和形状可以根据标准来规定，例如根据ASTM标准来规定，但为了本申请的目的，可被视为大体上呈方形，深度为D，其可与相应的方头驱动工具(未示出)充分接合。应当理解，可以通过本公开获得插槽的其他构造。

参照图2-8，本公开涉及一种塞子34，其尺寸和形状设计为可由该从动元件20的插槽28接收。塞子34通常包括塞子主体36，其尺寸和形状设计为填满该插槽28的大部分容积。塞子主体36可以由金属制成，例如，铸钢、聚合材料或任何适合材料，该材料具有足够耐久性，可耐受其所处的特殊操作环境的工作条件。聚合物材料的实例包括高密度聚乙烯(HDPE)和高分子量聚乙烯(HMWPE)。

塞子主体36的轴向长度可与插槽的深度(D)近似，其形状可以以摩擦配合的方式与插槽28完全配合，同时使得塞子34可插入插槽并从插槽拔出。应当理解，可在将塞子主体36接收在插槽28中后获得制成的尺寸和形状。

多个肋板38从塞子主体36径向向外形成(在如所示的方向)并在塞子主体36上水平设置。肋板38从塞子主体延伸，以与插槽28的壁接触，使得塞子34以一种紧密的方式配合进入插槽中。为实现本申请的目的，紧密意指的是，可以将塞子34手动地插入插槽中，并仅仅借助摩擦保持在合适位置，但可以手动地或借助诸如杠杆等简单工具从插槽移除。换句话说，如将会发生的，将塞子34装配到插槽28是不可逆的或并非永久性的，例如，以过盈配合的方式，但塞子34与插槽28充分配合，以便阻止异物进入塞子34和插槽28之间。

肋板38可设置为三个特征(如所示)或者为仅两个特征。肋板38还可以是四个或更多特征。肋板38可以用与塞子主体相同的材料制造或可以用不同的材料制成。在一个实施例中，肋板38由可变形以紧密地符合并夹紧插槽28的材料制成。

塞子主体36包括顶部42和底部44。在所示的实施例中，塞子34位于从动元件20的方形驱动插槽中，并且包括四个侧部，它们可称为前侧部46、后侧部48、左侧部50和右侧部52。除非另外说明，使用前面、后面等等是为了定向的目的并依据所示的实施例。

底部44是塞子主体36的一部分，其在塞子主体36插入插槽28时首先进入插槽28。底部44包括容纳磁铁56的开口腔或凹槽54。或者，底部44可包括在其内成型的磁铁56，例如，成型可以通过在磁铁的周围进行材料注射成型而实现。将磁铁56包裹在成型件可有益于减少该磁铁暴露于环境条件。磁铁56的作用是将塞子34可移除地连接在从动元件20的插槽28内。磁铁56可以是圆柱形、矩形或任何合适的形状。

如前所述，塞子主体36包括围绕其形成的多个肋板38。换句话说，两个或多个分隔肋板38形成于侧面46、48、50和52上，并以不间断的方式在顶部和底部42、44之间包覆塞子主体。肋板38的横截面形状可以是半圆形、方形、圆形、倒角形、矩形或任何合适的形状。应当理解，塞子主体36和肋板38的形状和尺寸使得塞子34与插槽28的形状和尺寸配合。例如，方形驱动件不必是理想的方形。方形驱动件的标准规定，插槽壁的形状不是平面，而是稍有凸起。至少肋板38的形状和尺寸应相应地稍微凹陷，以符合插槽壁的形状。在一个实施例中，肋板38和侧面46、48、50和52均对应于其将要配合的插槽的形状。如本文将所示的，有多种用于从动元件的驱动插槽，并且应当理解的是，肋板38和侧面46、48、50和52的尺寸和形状对应于特殊插槽的形状，而无论插槽是方形、六角形、八角形、星形等。

塞子34的顶部42可包括至少一个塞子移除特征70。在一个实施例中，塞子34包括从前侧部46延伸至后侧部48的第一通道60，以及从左侧部50延伸至右侧部52的第二通道62。第一和第二通道60、62在塞子主体36内以十字形相交，以便在顶部42下侧形成中空空间58。第一和第二通道60、62形成各自的开口64(一个位于侧面46、48、50和52中每一个上)，开口的尺寸和形状设置为可接收诸如平头螺丝刀或撬杆(未示出)等工具。移除过程中，工具的尖部可插入开口64，并用来将塞子34撬出插槽28。或者，塞子34可只具有一个限定出两个开口64的通道，并且工具可插入这两个开口中前面那个，或这两个开口中后面那个。塞子34还可只具有一个空腔形式的开口64，并且工具可插入这一个开口，将塞子34从插槽28移除。

顶部42还可具有以减弱材料区域66存在的移除特征70。减弱材料区域66使得顶部42具有收容诸如螺丝刀等工具的区域。该减弱材料区域66使得工具可以冲破顶部的减弱材料区域，并通过将工具插入顶部下方的空间58而与塞子34结合，以便将塞子撬出插槽28。减弱材料区域66可由凹部、狭槽68、穿孔或类似物形成，它们穿过或在顶部42内形成。

图9-14示出了塞子134，其与所公开内容不同，除了从动元件120的插槽128是六边形的，塞子的形状、尺寸和特征均符合插槽。图9所示的从动元件120是一种可转动锁定元件，具有主体122，其可由诸如铸铁或钢类的金属制成。主体122通常可包括上部124和下部126。主体122还可具有轴A。上部124包括在其内形成的插槽128，该插槽与轴A纵向对齐，并朝主体的顶部130开口。斜面或半径140可形成于插槽128开口于顶部130的位置。

通常，主体122可以是围绕轴A的圆形。下部26包括部分封闭的裙部或弧形壁32，如上所示。插槽28的尺寸和形状可被视为是大体上六边形的，深度为D，其可与相应的方形驱动工具(未示出)充分接合。

参照图10-14，塞子134的尺寸和形状设置为可由从动元件120的插槽128接收。塞子34通常包括塞子主体136，其尺寸和形状设置为填满插槽128的大部分容积。塞子主体136的轴向长度可与插槽(深度D)类似，其形状可在插槽128内紧密配合。

多个肋板138从塞子主体136径向向外在塞子主体上水平形成，其从塞子主体延伸以接触插槽128的壁，使得塞子134以紧密的方式装配入插槽。肋板138可设置有三个特征(如所示)或者设置有两个或四个或更多特征。

塞子主体136包括顶部142和底部144。因为塞子134的这个实施方式设计为位于从动元件120的六角驱动插槽内，所以塞子包括六个侧部。六个侧部可称为前侧部146、后侧部148、第一左侧部150和第二左侧部151、第一右侧部152和第二右侧部153。

底部144包括开口腔或凹槽154，其容纳磁铁156。或者，底部144可包括在其内成型的磁铁156，这可以通过(例如)注射成型来实现。磁铁156可以是圆柱形、矩形或任意合适的形状。

塞子主体136包括围绕其形成的多个肋板138，其一般形状和尺寸与上述的形状和尺寸相同并配合插槽128。塞子134的顶部142包括一个或多个塞子移除特征170。在一个实施例中，塞子134包括从前侧部146延伸到后侧部148的第一通道160，以及从第一左侧部150延伸到第二右侧部153的第二通道162。第三通道163从第二左侧部151延伸到第一右侧部152。通道160、162和163在塞子主体136中以在顶部142下面形成空间158的方式相交。通道160、162和163形成各自的开口164，该开口的尺寸和形状设置为接收工具，如用于将塞子134撬出插槽128的平头螺丝刀(未示出)等。或者，塞子134可仅具有一个或多个以空腔形式存在的开口164，工具可插入到该开口中，用于将塞子134移出插槽128。

顶部142还可具有移除特征170，其形式为减弱材料区域166。减弱材料区域166使得顶部142具有接收诸如螺丝刀等工具的区域。减弱材料区域166允许该工具破坏顶部的材料减弱区域，并通过将该工具插入顶部下面的空间158与塞子134接合，从而将塞子134移出插槽128。减弱材料区域166可由形成于顶部142的一个或多个狭槽168构成。

图15示出了塞子234的另一个实施例，其形状和尺寸设置为可接收在具有八个边(八角形)的插槽中(未示出)。应当理解，图15所示的塞子234具有与塞子34、134(见上)相同的特征，除了它被构造为用于具有八个边的插槽之外。

图16和17分别是以裂具86的可更换的接地第一工具组件84(见图8)的形式存在的透视图和侧视图。第一工具组件84包括可更换的地面接合工具82，其包括固定从动元件20，该固定从动元件至少部分地通过该从动元件的操作可移除地固定到合适位置。从动元件20包括塞子34，其可移除地定位在根据本公开的从动元件中。为了更换地面接合工具82，从从动元件20移除塞子34。如众所周知，从动元件20与合适的工具接合，例如与方头套筒扳手(未示出)的凸部分接合，并发生转动。如众所周知，转动从动元件20可允许从裂具86的基部移除地面接合工具82。

图18是机器72，其包括具有接纳机器操作员的驾驶室76的机架74。机器72还可包括臂系统78，其一端可枢转地连接到机架74或底架并支撑器具，该器具可以是地面作业刀片、铲斗、或任何其它类型的合适装置，该装置可选地设有第二工具组件80，该组件在相对远端具有可更换的地面接合工具82。所示机器72还可包括第一工具组件84，其具有与第二工具组件80相对的裂具86。裂具86可用于切断并打碎工作材料，用于移除。控制系统(未示出)可置于驾驶室76内，其能适于使机器操作员操作和联接该器具和第二工具组件80和/或第一工具组件84，用于挖掘、采掘或任何其它合适的应用。第一工具组件84和第二工具组件80均可设有可更换的地面接合工具82，其至少部分地通过从动元件20固定到合适位置，该从动元件并入根据本公开的塞子34。

虽然图18示出了安装于根据本公开原理构造的从动元件内的塞子用于固定地面接合工具，该地面作业工具用于履带式拖拉机的裂具，许多其它类型的器具及采矿和建筑机械可受益于本文所述的塞子。应当理解，在其它实施例中，根据本公开原理构造的塞子可以用于各种其它器具和/或机器。

工业实用性

将塞子安装至从动元件的工业应用的目的是使得从动元件的工具接合插槽维持可接合状态。换言之，塞子抑制或避免从动元件的插槽被异物弄脏或阻塞。根据本公开认为可移除塞子是有益的一个原因是，当诸如锁、紧固件等从动元件容易获得和操作时，可以快速方便地更换部件或维护机械等。可以快速方便地安装根据本发明的塞子，将其移除也同样方便。因此，从动元件可以快速方便地接合。本公开可用于许多不同的机器和环境。

应该理解，以上描述只是提供了所公开的系统和技术的实例。然而，可以想到的是，本公开的其他实施方式可与前述实例在细节上不同。所有本公开的引用或其实例旨在提及在这点上所讨论的特定实例，而并不暗示对本公开范围有任何更广泛的限制。所有关于某些特征的差别和贬低语言旨在指示缺乏对这些特征的偏好，但不是将这些完全排除在本公开范围之外，除非另有说明。

除非在此指出，在此的值的范围的引用仅用作单独地引用落入所述范围内的每个单独的值的速记方法，且每个单独的值如它们在此单独引用一样包含在说明书中。本文中描述的所有方法可以以任何适合的顺序执行，除非本文中另外指明或与上下文明显矛盾。

因此，本公开包括适用的法律所允许的所附权利要求书中列举的主题的所有修改和等同物。此外，除非在本文中另有说明或与上下文明显矛盾，本发明包括上述要素以其所有可能变化的任何组合。