专利名称：在金属板之间的旋转接头组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种在金属板上形成的旋转接头，尤其是在两块金属板之间的用铆钉紧固的旋转接头。
两块彼此连接的金属板可以相对旋转的需求是十分必要的，例如将操作柄装配在某个地方，要求不用操作柄时可以将其旋出，使其不再占用这个地方。一种旋转接头组件在两块金属板之间形成，以使它们可以彼此相对旋转。现有的旋转接头组件通常由螺栓、垫圈和螺母组成，用此组件来紧固连接两块金属板，并使它们能够彼此相对旋转。然而借助于螺栓在金属板间产生旋转连接的做法，明显增加了费用，一方面是由于材料费用的增加，另一方面是由于加工复杂性的增加。
基于螺栓的旋转接头必须打孔、攻丝以产生能够接受螺纹螺栓、或者是自攻螺栓的螺孔，并且要将螺栓旋入该螺孔中。这两道工序(方法)都增加了加工的复杂性，其最终结果是增加了加工费用。另外，对螺栓自身的尺寸精度要求也非常高，不仅其直径要准确，而且其长度也要与接头的厚度相适应。
因此，本发明的目的是提供一种改进的在金属板之间的旋转接头和制造该接头的方法。
本发明提供一种在金属板之间的旋转接头，将该接头组件用铆钉安装好后可以旋转连接两块金属板。旋转接头组件中的第一块金属板上形成一个凸台，该凸台的有内径、外径和高度；第二块金属板上有一孔，将其孔径尺寸加工成可以接受该凸台，并且其长度略小于凸台的高度。用一个铆钉将两块金属板紧固在一起。当安装时，该铆钉穿过凸台孔伸出，一端是头部、另一端是凸缘；或者是该头部或者是凸缘紧靠第二块金属板，其直径都大于该孔，这样可以防止两块金属板彼此分离，而且可保持它们围绕旋转接头组件的相对旋转关系。可在第一块和第二块金属板之间安装一个垫圈，用以提供一个低摩擦表面，使得两块金属板能更为自如地旋转。
本发明还提供制造所涉及的旋转接头组件的方法，该方法包括在第一块金属板上制造凸台；在第二块金属板上制造一孔；然后通过将凸台插入该孔并用铆钉紧固该两块金属板来连接第一和第二块金属板。该方法还包括在两块金属板之间安装一个低摩擦垫圈。
上述仅是对本发明优选特征的概要性泛述，以使本领域普通技术人员可以更好地理解下面对本发明更为详尽的描述。本发明其它的特征将在下文中描述，所有这些特征构成了本发明要求保护的主题。本领域普通技术人员可便利地利用本发明披露的概念和实施例设计和修改与实现本发明目的相同的其它构造，但他们同时应意识到这些相同的构造不应脱离本发明的主旨和其最广泛形式的范围。
为了更加完全地理解本发明，下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述
图1是在金属板之间的旋转接头的分解透视图，该图展示了本发明的基本原理和旋转接头组件的分解情况。
图2是旋转金属板的立面剖视图，该图展示了两块金属板间的装配情况。
图3是旋转接头的立面剖视图，该图展示了根据本发明制造的旋转接头。
图4a、b、c、d分别是根据本发明制造的旋转接头的透视图、俯视图、侧视图、仰视图。
图－5是根据本发明制造的旋转接头的一个可供选择的实施例的分解透视图。
现在介绍图1，图中所示为按照本发明原理制造的旋转接头10。旋转接头10形成于第一块板12和第二块板14之间。第一块板和第二块板12和14可以由任何金属板材或其它可挤压材料制成，所有这些材料应能够承受冲压或挤压的加工。通常合适的金属板材的例子是钢铁和铝。第一块板和第二块板12和14可以是任何形状和尺寸的需要相对旋转的两块板。
第一块板12上有一凸台16，将凸台16加工成基本为圆柱体形状，其高度和直径的具体尺寸如图2所示。凸台16有一凸台孔20，该孔通过整个凸台16穿出，为一通孔；第二块板14上有一孔18，将其孔径加工成可接受凸台16，即凸台16插入孔18中。
铆钉22插入凸台孔20中，起到将第一和第二块板12和14连接到一起的作用，其具体装配关系如图3所示。铆钉22是由任何适用材料制成的通用铆钉，它可以是枪式铆钉(或者是盲铆钉)，形式有空心或实心的选择，或者是任何其它类型的能够符合所需安装长度范围的铆钉。铆钉22由连接成一体的铆钉头24和铆钉体26构成。铆钉心轴28与铆钉杆30连接，心轴28穿过铆钉体26的内部。对于任何一种铆钉，将铆钉杆30穿过铆钉体26拉紧，从而使得铆钉心轴28作用于其相对面即第一块板12使得铆钉体26与铆钉头24相对的一端变形为一个凸缘。铆钉杆30从已安装好的铆钉上断离，铆钉心轴28可以根据所使用铆钉的类型或者保留作为铆钉22的一部分，或者除去。
现在参照图2，该图展示了通过凸台16对准连接好的第一块板12和第二块板14之间的配合关系。就上面所述，凸台16插入孔18中，连接第一板12和第二板14成可相对旋转的关系。凸台16的内径为B、外径为A。孔18的孔径为C。通孔18的孔径C略大于凸台16的外径A，以使凸台16可以插入通孔18。凸台16的形成凸台孔20的孔径的内径B略大于所使用铆钉的直径。
凸台16的高度D略大于第二块板14的厚度T2，这样在凸台16的厚度与第二块板14的厚度T2之间可形成0．005～0．015英叄嫉募湎叮－员证两块板能够相对旋转。第一块板12的厚度T1由凸台16的直径决定。凸台16的外径A是其内径B和第一块板12的厚度T1以及所使用材质的函数(A=f(B，T1))。必须选取足够的厚度T1，以确保第一块板12所采用的材料能够加工出具有所需外径A的凸台16。
图3是已安装好的旋转接头10的立面剖视图。第一块板12上的凸台16插入第二块板14上的孔18，就形成了旋转接头10。第一和第二块板12和14用铆钉22保持适当的可相对旋转的关系，铆钉22穿过凸台16插入形成凸缘32。当去掉铆钉杆30时，如如图－1所示，铆钉心轴28使得铆钉体26的一部分变形，并在第一块板12上延展形成凸缘32。第一和第二块板12和14就可保持在铆钉22的铆钉头24和凸缘32之间的位置上。
铆钉22的铆钉头24的直径大于孔18的直径C，如图－2所示，这样可以防止第二块板14滑离第一块板12的凸台16。只要安装后凸缘32的直径大于孔18的直径C，铆钉22就可以很方便地从反方向穿过凸台16插入，这对于本领域普通技术人员是很容易理解的。
现在参阅图4a、b、c和d，该图从各种视角展示旋转接头10。在图4a～d的每张图里，均展示了第一块板12和第二块板14围绕旋转接头组件10的可相对旋转的关系，即第一和第二块板12和14在铆钉22的铆钉头24和凸缘32之间保持的可相对旋转的关系。
图5是旋转接头10的一个可供选择的实施例的分解透视图。旋转接头10采用与前述相同的方法形成在第一块板12上形成的凸台16插入在第二块板14上形成的孔18，用铆钉22来紧固第一和第二块板12和14，围绕旋转接头10形成可相对旋转的关系。所不同的是将垫圈34套在凸台16上，安装后置于第一和第二块板12和14之间以减少相对旋转时该板间的摩擦。垫圈34提供了一个低摩擦接触面，用来润滑两块板的相对旋转。该垫圈可由任何与钢板之间存在低摩擦系数的材料，或者是由制造第一块板12或第二块板14的任何金属或材料所制成。适用于钢板的材料包括、但并不仅限于此、特氟龙、尼龙和德立龙。不同材质的金属板可选用不同材料制造的垫圈。
为使旋转接头10能够适应垫片34，在设计中唯一必须做的调整是确保凸台16具备合适的高度以配合额外增加的垫片厚度。显而易见，垫片厚度增加了第二块板14的厚度，因此必须考虑如何保持如图2所示的有关装配关系。
在图1～5中展示的所有零件都是很普通的、容易得到的。虽然上文是针对特定的材料而作出的特定的描述，但是本领域普通技术人员仍能看出旋转接头10可用很多种材料制成，所有这些材料在本发明的广泛应用范围内使用得都很好。另外，对于前面提到的铆钉，不需要根据要连接材料的厚度而精确确定尺寸，只要安装后就可以连接一定厚度范围的材料。更进一步，本文将旋转接头描述并展示为在特定板材上形成的凸台和在特定方向上插入的铆钉。这样做的目的只是为了举例说明，而实际上可以很容易地在不脱离本发明的广泛应用范围的情况下进行修改。
虽然本文很详细地描述了本发明，但本领域普通技术人员仍然可以理解在不脱离本发明的本质精神和其最广泛形式的应用范围的前提下，他们可以对其进行各种各样的改变、替代和改造。
权利要求
1．一种在第一和第二块板材之间形成的旋转接头，包括一个在第一块板材上形成的凸台，该凸台上有一个凸台孔；一个在第二块板材上形成的通孔，该通孔的孔径尺寸加工成可以接受上述凸台；一个穿过凸台孔插入的铆钉，该铆钉安装完成后，两块板材可在铆钉头和凸缘之间保持可相对旋转的关系。
2．如权利要求1所述的旋转接头，其特征是所述铆钉头紧靠第二块板材，并且其直径大于通孔以防止第一和第二块板材分离。
3．如权利要求1所述的旋转接头，其特征是所述铆钉凸缘紧靠第二块板材，并且其直径大于通孔以防止第一和第二块板材分离。
4．如权利要求1所述的旋转接头，其特征是第一和第二块板材为金属板。
5．如权利要求4所述的旋转接头，其特征是金属板材料为钢铁。
6．如权利要求4所述的旋转接头，其特征是金属板材料为铝。
7．如权利要求1所述的旋转接头，其特征是可以进一步包含一个套加在凸台上的垫圈，使其置于第一和第二块板材之间。
8．一种旋转接头，包括第一块金属板，在其上形成一个凸台，该凸台构成了一个穿过第一块金属板的中空的圆柱体；第二块金属板，在其上有一个通孔，该通孔的孔径加工成可以接受第一块金属板上的凸台；将第一和第二块金属板紧固在一起的一个铆钉，该铆钉从凸台孔穿出，铆钉头在铆钉一端而凸缘在相对的另一端，铆钉头和凸缘防止第一和第二块金属板分离。
9．如权利要求8所述的旋转接头，其特征是金属板为钢板。
10．如如权利要求8所述的旋转接头，其特征是金属板为铝板。
11．如权利要求8所述的旋转接头，其特征是所述铆钉头紧靠着第二块金属板，并且其直径大于通孔。
12．如权利要求8所述的旋转接头，其特征是所述铆钉凸缘紧靠着第二块金属板，并且其直径大于通孔。
13．如权利要求8所述的旋转接头，其特征是可以进一步包含一个放置在第一和第二块金属板之间的垫圈。
14．如权利要求13所述的旋转接头，其特征是所述垫圈由与第一和第二块板材之间存在小摩擦系数的材料制成。
15．一种旋转接头组件，包括第一块金属板，在其上形成一个凸台，该凸台有内径、外径和高度；第二块金属板，在其上形成一个通孔，该通孔的孔径略大于凸台的外径，通过将凸台插入通孔，第二块金属板可旋转地连接到第一块金属板上，凸台的高度略大于第二块金属板的厚度；以及一个紧固第一和第二块金属板的铆钉，该铆钉延伸通过凸台，铆钉头在铆钉一端而凸缘在相对的另一端，铆钉紧固旋转接头。
16．如权利要求15所述的旋转接头组件，其特征是可以进一步包含一个在第一和第二块金属板之间放置的低摩擦垫圈。
17．如权利要求15所述的旋转接头组件，其特征是所述铆钉头紧靠第二块金属板，且其直径大于通孔。
18．如权利要求15所述的旋转接头组件，其特征是所述铆钉凸缘紧靠第二块金属板，且其直径大于通孔。
19．如权利要求15所述的旋转接头组件，其特征是所述凸台的高度比第二块金属板的厚度大0．005～0．015英叄肌
20．如权利要求15所述的旋转接头组件，其特征是所述铆钉的直径略小于凸台的内径。
21．如权利要求15所述的旋转接头组件，其特征是金属板为钢板。
22．如权利要求15所述的旋转接头组件，其特征是金属板为铝板。
23．一种制造旋转接头组件的方法，包括a)在第一块金属板上制作凸台，该凸台具有外径、内径和高度；b)在第二块金属板上制作通孔，该通孔孔径略大于凸台外径；以及c)通过将凸台插入通孔并且穿过凸台孔安装铆钉的操作连接第一和第二块金属板，铆钉一端有铆钉头另一端有凸缘，以便连接第一和第二块金属板。
24．如权利要求23所述的方法，其特征是在连接第一和第二块金属板的步骤中进一步包含以下步骤在凸台上套加一个低摩擦垫圈，使其置于第一和第二块金属板之间。
25．如权利要求23所述的方法，其特征是该铆钉头紧靠第二块金属板，并且其直径大于通孔。
26．如权利要求23所述的方法，其特征是该铆钉凸缘紧靠第二块金属板，并且其直径大于通孔。
27．如权利要求23所述的方法，其特征是该凸台的高度比第二块金属板的厚度大0．005～0．015英叄肌
28．如权利要求23所述的方法，其特征是该铆钉的直径略小于凸台的内径。
29．如权利要求23所述的方法，其特征是该金属板是钢板。
30．权利要求23所述的方法，其特征是该金属板是铝板。
全文摘要
一种旋转接头组件包括:上面制出一个凸台的第一块板材,该凸台为圆柱形,上面制出一个孔的第二块板材。通过将第一块板的凸台插入第二块的孔来连接两块板,该孔孔径略大于凸台外径,并且第二块板的厚度略小于凸台的高度。当两块板材被连接后,它们彼此就可以围绕凸台做相对旋转。两块板材用铆钉紧固在一起,铆钉穿过凸台安装在凸台孔中。安装好的铆钉有铆钉头和凸缘,可以将两块板材紧固在一起。
文档编号B21J15/02GK1280255SQ0012040
公开日2001年1月17日 申请日期2000年7月6日 优先权日1999年7月9日
发明者迈克尔·R·贝尔, 凯文·D·杰克逊, 卡门·M·史蒂文森 申请人:朗迅科技公司