用于铰接式龙头的离合式接头的制作方法
【专利摘要】一种用于铰接式龙头的接头包括第一壳体、第二壳体和离合组件。第一壳体限定第一内腔，第二壳体限定第二内腔。第二壳体联接到第一壳体，以使得流体可以从第一内腔流动到第二内腔。离合组件联接到第一壳体和第二壳体中的至少一者并且构造成施加阻力矩，阻力矩阻止第一壳体和第二壳体相对于彼此的运动。离合组件包括离合销、接口部件和端盖。端盖联接到离合销的第一端部和接口部件。端盖的运动改变由离合组件施加的阻力矩的大小。
【专利说明】用于铰接式龙头的离合式接头
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年7月13日递交的美国临时专利申请N0.61/671，422的优先权的权益，该美国临时专利申请的全部公开内容通过引用结合于本文中。
【技术领域】
[0003]本申请涉及水龙头系统。具体地，本申请涉及用于铰接式龙头的接头和安装接头与调节接头内的阻力的方法。本申请还涉及用于抑制铰接式龙头的臂之间相对运动的阻力系统和方法。龙头系统将水从水源输送至用户想要的位置。用户可能想要用水的特定位置，以执行诸如清洗或喷淋的任务。
【背景技术】
[0004]这些任务通常需要水龙头系统的极大机动性，以有效地以期望角度将水喷淋到用户想要的各种位置。用于将水运送到想要位置的常规方法包括固定龙头和喷淋软管组件。这些喷淋软管组件包括喷淋软管、喷淋头和触发器。其他常规系统具有包括喷淋头的固定龙头。因此，常规龙头系统需要喷淋软管组件和固定龙头两者，以将水以期望角度运送到用户想要的各种位置。尽管有这种重复，固定龙头和分开的喷淋软件组件仍然是用于将水运送到用户想要的位置的主要方法。
【发明内容】
[0005]本发明的一个示例性实施例涉及一种用于铰接式龙头的接头。该接头包括第一壳体、第二壳体和离合组件。第一壳体限定第一内腔，第二壳体限定第二内腔。第二壳体联接到第一壳体，以使得流体可以从第一内腔流动到第二内腔。离合组件联接到第一壳体和第二壳体中的至少一者并且构造成施加阻力矩，阻力矩抑制第一壳体和第二壳体相对于彼此的运动。离合组件包括离合销、接口部件和端盖。端盖联接到离合销的第一端部和接口部件。端盖的运动改变由离合组件施加的阻力矩的大小。
[0006]本发明的另一示例性实施例涉及一种用于铰接式龙头的接头。该接头包括可旋转地联接到第二壳体的第一壳体、离合销、环形离合盘、第一摩擦元件、第二摩擦元件和接口部件。离合销包括可移动的端盖。环形离合盘限定接纳离合销的孔。第一摩擦元件联接到环形离合盘，第二摩擦元件与第一摩擦元件接触。第一摩擦元件和第二摩擦元件之间的相对运动提供阻止第一壳体和第二壳体之间的相对运动的阻力矩。接口部件联接到环形离合盘并且构造成向第一摩擦元件和第二摩擦元件中的至少一者施加力，该力根据可移动的端盖的位置而改变。
[0007]本发明的另一示例性实施例涉及一种铰接式龙头。该铰接式龙头包括竖直支架、第一臂、第二臂和喷头。竖直支架包括上部和下部。第一臂在第一接头处联接到竖直支架的上部，第二臂在第二接头处联接到第一臂，喷头在第三接头处联接到第二臂。第一接头、第二接头和第三接头中的至少一者包括第一壳体、第二壳体和离合组件。离合组件包括离合销、接口部件和端盖。端盖联接到离合销的第一端部和接口部件。端盖的运动改变由离合组件施加的阻力矩的大小。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]根据下文结合附图进行的详细描述将更全面地理解本发明，其中相同的附图标记表示相同元件，其中:
[0009]图1是根据示例性实施例的水输送系统的透视图；
[0010]图2是根据示例性实施例的龙头输送系统的侧视平面图；
[0011]图3是根据示例性实施例的铰接式臂和接头组件的剖视图；
[0012]图4是根据示例性实施例的铰接式臂和接头组件的分解视图；
[0013]图5是根据示例性实施例的铰接式臂和接头组件的剖视图；
[0014]图6是根据示例性实施例的铰接式接头组件的剖视图；
[0015]图7是根据示例性实施例的铰接式接头组件的分解视图；
[0016]图8是根据替换实施例的铰接式接头组件的剖视图；
[0017]图9是根据替换实施例的铰接式接头组件的分解透视图；
[0018]图10是根据替换实施例的铰接式接头组件的剖视图；和
[0019]图11是根据替换实施例的铰接式接头组件的分解透视图。
【具体实施方式】
[0020]在转至详细示出示例性实施例的附图之前，应当理解本申请不限于在说明书中阐述或在附图中示出的细节或方法。还应当理解术语只是为进行描述，而不应被认为是限制。
[0021]参照图1中示出的示例性实施例，水龙头系统包括流动装置10。如图1所示,流动装置10包括龙头,显示为龙头组件30。流动装置10还包括阀系统,显示为把手组件40。根据示例性实施例，龙头组件30包括喷管组件(表示为铰接式龙头50)和连接组件(表示为水连接(hook-up)装置60)。根据示例性实施例，水连接装置60联接到把手组件40，以使得水从把手组件40流到水连接装置60中。水连接装置60可以与铰接式龙头50联接，以使得水从水连接装置60流到铰接式龙头50中，以导引到用户想要的位置。
[0022]根据可替换实施例，水连接装置60在铰接式龙头50内一体形成。水连接装置60和铰接式龙头50的组合可以联接到把手组件40，以使得水从把手组件40流过铰接式龙头50。这种构造从龙头组件30减少部件并简化流动装置10的设计。
[0023]再次参照图1所示的示例性实施例，铰接式龙头50包括竖直流管，表示为竖直支架70。竖直支架70可以是构造成支撑铰接式龙头50的某些部件的重量的结构部件。如图1所示，竖直支架70是圆柱形管(例如，薄壁管、管状物、圆筒、导管等)。竖直支架70包括内腔，该内腔构造成接收来自水连接装置60的水流并且将水流引导至铰接式龙头50的其他部分。根据可替换实施例，竖直支架70还包括构造成接收来自水连接装置60的水流的内管。该内管可以构造成将水运送到铰接式龙头50的其他部分并将水流引导至用户想要的位置。
[0024]仍然参照图1所示的示例性实施例，铰接式龙头50还包括水流部件，表示为第一臂80和第二臂90。第一臂80和第二臂90具有内部通道，以接收来自竖直支架70的水流并进一步将水流引导至用户想要的位置。如图1所示，第一臂80包括第一端部82和第二端部84。第一臂80的第一端部82可以联接到竖直支架70。第二臂90包括第一端部92和第二端部94。第二臂90的第一端部92可以联接到第一臂80的第二端部84。这种联接提供臂之间的活动接头，并使得水能够从竖直支架70流动通过第一臂80并进入第二臂90中。
[0025]根据图1所示的示例性实施例，第一臂80和第二臂90是管状结构(例如，薄壁管、管状件、圆筒、导管等)。这种管状结构包括内腔。第一臂80和第二臂90可以包括位于腔内的内管，内管构造成将水运送通过第一臂80和第二臂90。根据可替换实施例，第一臂80和第二臂90可以将水在第一臂80和第二臂90的腔内运送，而不需要额外内部结构。
[0026]根据图1所示的示例性实施例，铰接式龙头50还包括雾化器，表示为喷头160。根据可替换实施例，其他水输送装置或头可以替代喷头160。喷头160可以联接到第二臂90的第二端部94。喷头160还以一种或多种期望的方式将水流引导至用户想要的位置。在某些实施例中，喷头160改变水流的输送特征。这些输送特征可以包括压力、速度、温度或其他特征。根据示例性实施例，喷头160包括一个或多个喷嘴。这些喷嘴可以构造成促进用户想要的喷淋操作。举例来说，用户会想要进行喷淋操作以促进清洗或洗涤操作。如图1所示，喷头160通常是圆柱形。根据各种可替换实施例，喷头160可以是圆锥形、梯形、或其他形状以促进喷淋操作。
[0027]再次参照图1所示的示例性实施例，铰接式龙头50还包括活接头(union),表示为第一接头130、第二接头140和第三接头150。如图1所示，第一接头130、第二接头140和第三接头150将铰接式龙头50的各种部件联接在一起。根据示例性实施例，第一接头130将竖直支架70联接到第一臂80，第二接头140将第一臂80联接到第二臂90，第三接头150将第二臂90联接到喷头160。第一接头130、第二接头140和第三接头150促进铰接式龙头50的各种部件之间的相对运动。举例来说，第一接头130促进第一臂80相对于竖直支架70的平面运动。第一接头130、第二接头140和第三接头150允许的平面运动促进将水流输送到用户想要的位置。
[0028]根据图1所示的示例性实施例，第一接头130、第二接头140和第三接头150各自包括两个部分。如图1所不，第一接头130包括第一壳体132和第二壳体136。第一壳体132可以与竖直支架70的上部联接，第二壳体136可以联接到第一臂80。第二接头140的第一壳体142可以与第一臂80联接，第二接头140的第二壳体146可以与第二臂90联接。第三接头150的第一壳体152可以与第二臂90联接，第三接头150的第二壳体156可以与喷头160联接。为促进铰接式龙头50的运动，第一接头130、第二接头140和第三接头150的两个部分可相对于彼此运动。根据示例性实施例，第一接头130、第二接头140和第三接头150的两个部分保持静止，直到通过用户施加的力而移动。
[0029]再次参照图1所示的示例性实施例，铰接式龙头50还包括联接器，表示为第一旋转接环(nut) 100和第二旋转接环110。根据可替换实施例，铰接式龙头50仅包括第一旋转接环100。如图1所示，第一旋转接环100联接到竖直支架70的上部和第一接头130的第一壳体132两者。第二旋转接环110联接到第二臂90和第三接头150的第一壳体152两者。第一旋转接环100和第二旋转接环110允许铰接式龙头50的各种部件的旋转运动。如图1所示，将第一旋转接环100与竖直支架70联接，允许第一臂80和第二臂90围绕竖直支架70的中心轴线的旋转运动。这种旋转运动通过相对于第一臂80或第二臂90的初始启动位置所测量的角度、发生。根据示例性实施例，第一臂80和第二臂90围绕竖直支架70的中心轴线自由旋转，以使得角度\的范围在0°和360°之间。如图1所示，第二旋转接环110允许第三接头150和喷头160围绕第二臂90的中心轴线的旋转运动。这种旋转运动通过相对于喷头160和第三接头150的初始启动位置所测量的角度8发生。根据示例性实施例，第三接头150和喷头160围绕第二臂90的中心轴线自由旋转，以使得角度S的范围在0°和360°之间。
[0030]再次参照图1所示的示例性实施例，龙头组件30还包括盖,表示为基板120。如图1所示，基板120是盘形。基板120可以是实心盘或者可以包括在基板120内形成的内腔。基板120可以根据各种已知方法(例如，从坯料进行机加工、铸造、冲压等)制造。基板120覆盖龙头组件30的下部。这种覆盖可以起到在视觉上隐藏水连接装置60的至少一部分的美学目的。根据可替换实施例，基板120是构造成支撑铰接式龙头50的至少一部分的结构部件。如图1所示，基板120与竖直支架70同轴对准，并且基板120包括构造成容纳竖直支架70的底部的孔。
[0031]铰接式龙头50的各种部件可以使用任何适合的材料来制造。根据示例性实施例，铰接式龙头50的部件由金属(例如，黄铜、不锈钢等)制造并使用各种已知方法(例如，锻造、机加工、重力铸造、熔模铸造等)形成。举例来说，第一壳体132、142和152可以由黄铜锻造并经精加工，而第二壳体136、146和156可以由黄铜铸造然后经精加工。根据可替换实施例，铰接式龙头50的至少一个部件通过铸造基础材料并利用装饰性精整件(decorativefinish)围绕(例如电镀)基础材料而被制造。这些装饰性精整物可以包括各种金属(例如，镍、铜、铬等)、各种非金属(例如，橡胶、塑料等)或者施加的图案。
[0032]然后参照图2，示出根据示例性实施例的流动装置10。如上所述，流动装置10显示为包括龙头组件30和把手组件40。龙头组件30还包括水连接装置60 (未示出)和铰接式龙头50。根据图2所示的示例性实施例，流动装置10联接到表示为水盆(basin) 20的安装表面，该安装表面构造成在结构上支撑流动装置10。根据示例性实施例，水盆20是台面。根据可替换实施例，水盆20是联接到水槽的表面或者与水槽一体形成的表面。水盆20可以是实心的并且包括构造成容纳流动装置10的空位。根据可替换实施例，水盆20包括板结构，该板结构中具有构造成容纳流动装置10的孔。
[0033]再次参照图2，铰接式龙头50包括竖直支架70、第一臂80和第二臂90。竖直支架70可以通过第一接头130联接到第一臂80，第一臂80可以通过第二接头140联接到第二臂90，第二臂90可以通过第三接头150联接到喷头160。如上所述，第一旋转接环100和第二旋转接环110分别允许围绕竖直支架70和第二臂90的中心轴线的旋转运动。如图2所示，第一臂80围绕第一接头130相对于竖直支架70旋转。第一臂80相对于竖直支架70的旋转角度可以在第一臂80的中心线和竖直支架70的中心线之间进行测量。这个旋转角度在图2中表示为角度a。第一臂80围绕第一接头130的旋转可以仅通过铰接式龙头50的部件之间的干涉来限制。举例来说，第二接头140可以与竖直支架70干涉。根据示例性实施例，角度a的范围在约10°和350°之间。
[0034]仍然参照图2，第二臂90围绕第二接头140相对于第一臂80旋转。如图2所示，第二臂90和第一臂80之间的角度可以在第二臂90和第一臂80的中心线之间进行测量，并定义为角度e。第二臂90相对于第一臂80的旋转可以仅通过铰接式龙头50的部件之间的干涉来限制。举例来说，第三接头150可以与第一臂80干涉。根据示例性实施例，角度0的范围在约10°和350°之间。根据可替换实施例，喷头160可以围绕第二臂90的中心线旋转约90°。喷头160的这种旋转使得第二臂90能够围绕第二接头140自由选择，以使得角度9的范围在约0°和360°之间。
[0035]仍然参照图2，喷头160围绕第三接头150相对于第二臂90旋转。如图2所示，喷头160和第二臂90之间的角度可以在喷头160的中心线和第二臂90的中心线之间进行测量，并且定义为角度Y。根据示例性实施例，喷头160可以围绕第三接头150自由选择，以使得角度Y的范围在约0°和360°之间。根据可替换实施例，角度Y的范围在约20°和345。之间。
[0036]第一臂80相对于竖直支架70的相对旋转、第二臂90相对于第一臂80的相对旋转、和喷头160相对于第二臂90的相对旋转允许水流的受控输送。如上所述，第一旋转接环100和第二旋转接环110进一步促进水流的受控输送。根据示例性实施例，第一接头130、第二接头140、第三接头150、第一旋转接环100和第二旋转接环110允许将水流引导至用户想要的位置。这种想要的位置可以位于水盆20内部或者外侧。
[0037]然后参照图3，根据示例性实施例示出第一臂80的剖视图。如图3所示，第一臂80包括内管86和外管88。如图3所示，内管86位于外管88内部。内管86可以与外管88同轴。根据图3所示的示例性实施例，水从第一接头130流过内管86和第二接头140。如图3所示，内管86包括联接到第一接头130的第二壳体136的第一端部和联接到第二接头140的第一壳体142的第二端部。第一接头130的第二壳体136包括构造成容纳内管86的孔。根据示例性实施例，内管86以防止水流在第二壳体136和内管86之间泄露的方式被联接到第二壳体136。可以利用密封部件(表示为0型圈87)防止这种泄露。如图3所示，外管88可以联接到第一接头130的第二壳体136和第二接头140的第一壳体142。
[0038]然后参照图4，示出根据示例性实施例的第二臂90。如图4所示，第二臂90包括第一端部92和第二端部94。根据图4所示的示例性实施例，第二臂90还包括内管96和外管98。内管96可以构造成接收来自第二接头140的第二壳体146的水流，并将水流输送到第三接头150的第一壳体152。如图4所示，第二臂90还包括密封部件(表示为0型圈87)和耐磨部件(表示为第一接口 104、第二接口 106和第三接口 108 (例如，垫圈、衬套、基底等))。根据示例性实施例，第二臂90还包括第二旋转接环110。如上所述，第二旋转接环110允许围绕第二臂90的中心轴线旋转。如图4所示，第二旋转接环110包括内支撑件112。
[0039]然后参照图5，示出根据示例性实施例的第二臂90的剖视图。如图5所示，第二臂90包括内管96和外管98。内管96可以定位成与外管98同轴。内管96包括第一端部和第二端部。如图5所示，内管96的第一端部被容纳在第二接头140的第二壳体146中。如上所述，内管96可以构造成接收来自第二接头140的第二壳体146的水流，并将水流输送到第三接头150的第一壳体152。为防止水漏出第二壳体146之外，内管96可以密封地联接到第二接头140的第二壳体146。如图5所示，这种联接包括密封件，表示为0型圈97。
[0040]仍然参照图5所示的示例性实施例，内管96的第二端部联接到第一接口 104、第二接口 106和第三接头150的第一壳体152。如图5所示，内管96容纳第一壳体152的一部分，并且包括两个O型圈97。根据示例性实施例，外管98包括联接到第二接头140的第二壳体146的第一端部和联接到第二旋转接环110的第二端部。如图5所示，第二旋转接环110包括内支撑件112并且联接到外管98和第三接口 108。第三接口 108可以进一步与第三接头150的第一壳体152联接，以使得第三接口 108被夹在第二旋转接环110和第三接头150的第一壳体152之间。
[0041]然后参照图6，示出根据示例性实施例的第一接头130的剖视图。尽管讨论第一接头130，但是应当理解，第一接头130、第二接头140和第三接头150可以可比较地包括类似或相同的部件和功能。第一接头130包括第一壳体132和第二壳体136。第一壳体132包括表不为空位134的腔,第二壳体136包括表不为空位138的腔。如图6所不,第一壳体132联接到第二壳体136，以使得空位134与空位138流体连通。空位134和空位138之间的这种流体连通形成第一壳体132和第二壳体136之间的表示为流动通路170的流体通道。
[0042]如图6所示，第一接头130还包括稳定系统，表示为离合组件300。根据示例性实施例，离合组件300阻止铰接式龙头50的各部件的运动。举例来说，离合组件300可以分别通过阻止第一接头130、第二接头140和第三接头150中至少一者的运动来抑制第一臂80相对于竖直支架70的运动、第二臂90相对于第一臂80的运动、或喷头160相对于第二臂90的运动。喷头160、第二臂90、第一臂80、第一接头130、第二接头140和第三接头150的重量在第一接头130、第二接头140和第三接头150上施加转动力矩。离合组件300可以构造成抵抗由铰接式龙头50的各种部件的重量引起的转动力矩，以防止铰接式龙头50在用户没有施加力的情况下运动。
[0043]根据示例性实施例，离合组件300包括轴，表示为离合销210。离合销210包括第一端部212和第二端部214。如图6所示，离合销210还包括空位，表示为腔216。离合销210的第一端部212可以联接到第一壳体132，以使得离合销210作用为第一接头130旋转的轴线。如图6所示，离合销210的第一端部212包括外螺纹，该外螺纹构造成由第一壳体132内的内螺纹接纳。离合销210可以包括位于第二端部214处的内六角形空位，该内六角空位构造成在其中接纳工具。这种工具可以用于扭转(torque)离合销210到特定值。尽管公开了螺纹连接，但是离合销210的第一端部212可以根据各种已知技术(例如，卡环、压配连接、卡扣连接等)联接到第一壳体132。
[0044]再次参照图6，离合组件300包括调节器，表示为端盖220。根据示例性实施例，端盖220包括主体部分(表示为基部222)和延伸部分(表示为突出部224)。根据图6所示的示例性实施例，基部222是直径大于突出部224的直径的圆盘。端盖220可以联接到离合销210并且促进调节离合组件300。根据图6所示的示例性实施例，突出部224利用螺纹连接被联接到离合销210的第二端部214。根据各种可替换实施例，端盖220的突出部224可以根据各种手段(例如，卡环、压配、卡扣连接等)联接到离合销210的第二端部214。如图6所示，端盖220还包括力矩施加点，表示为盲孔226。盲孔226可以允许制造商或用户调节由离合组件300施加的旋转阻力矩。
[0045]根据图6所示的示例性实施例,离合组件300还包括接触元件,表示为接口部件240(例如，垫圈、衬套、弹簧等)。接口部件240可以与端盖220滑动联接。根据示例性实施例，接口部件240是波形弹簧。接口部件240可以是具有特定弹簧力的常规波形弹簧。根据示例性实施例，接口部件240的弹簧刚度为约4，375磅每英寸或对于0.001英寸位移为4，375磅。当受压缩时，接口部件240构造成向端盖220施加压力。根据图6所示的示例性实施例，端盖220和离合销210之间的螺纹连接允许调节接口部件240的预加载位移。这种调节使离合组件300能够克服离合组件300的众多部件的制造可变性，并促进铰接式龙头50的各种部件之间的强制接合(positive engagement)。
[0046]根据图6所示的示例性实施例,离合组件300还包括从动元件,表示为离合盘230。离合盘230可以滑动联接到离合销210。根据图6所示的示例性实施例，离合销210包括外花键部分，离合盘230包括内花键部分。离合盘230和离合销210之间的这种花键连接使得离合盘230能够沿着离合销210的长度滑动，并同时使离合盘230与离合销210 —起旋转。这种花键连接允许在离合销210和离合盘230之间传递力矩。根据各种可替换实施例，离合盘230可以使用另一已知技术(例如，卡环、压配、卡扣连接等)与离合销210联接。根据图6所示的示例性实施例，离合盘230与接口部件240联接，以使得接口部件240向离合盘230施加力。在某些实施例中，由接口部件240施加的力构造成对离合盘230加载。
[0047]再次参照图6,离合组件300还包括限制元件。根据示例性实施例，这些限制元件包括第一阻力部件(表示为第一摩擦元件250)和第二阻力部件(表示为第二摩擦元件260)。根据示例性实施例，第一摩擦元件250与第二摩擦元件260滑动联接。这种联接旨在促进在第一接头130运动期间的期望触觉(例如，“感觉”等)。可以通过润滑物质促进第一摩擦元件250和第二摩擦元件260之间的运动。第一摩擦元件250可以联接到第二壳体136，第二摩擦元件260可以联接到离合盘230。
[0048]第一摩擦元件250到第二壳体136的联接和第二摩擦元件260到离合盘230的联接可以采取各种形式。根据图6所示的示例性实施例，这种联接可以使用弹性部件(表示为偏置件270)增强。该偏置件270可以具有各种形状(例如球形)并且可以由任意材料制造。根据示例性实施例，衬托物270被橡胶化处理，以在第一摩擦元件250相对于第一壳体132运动期间和第二摩擦元件260相对于离合盘230的运动期间允许一定程度变形。这种橡胶化的偏置件可以在第一接头130运动时受到剪力和扭曲，以产生期望的“感觉”。根据图6所示的示例性实施例，离合盘230和第二壳体136包括构造成接收偏置件270的多个止动部。根据其他可替换实施例，使用其他手段(例如，0型环、卡环、压配、卡扣连接等)将第二摩擦元件260联接到离合盘230并将第一摩擦元件250联接到第二壳体136。
[0049]根据图6所示的示例性实施例，第一摩擦元件250和第二摩擦元件260被夹在离合盘230和第二壳体136之间。来自接口部件240的力可以通过离合盘230传递并到达第二摩擦元件260中。根据图6所示的示例性实施例,力之后由第二摩擦元件260施加到第一摩擦元件250。
[0050]仍然参照图6所示的示例性实施例，第二壳体136相对于第一壳体132运动。举例来说，第二壳体136可以相对于第一壳体132围绕离合销210的中心轴线旋转。在这种运动期间，由于离合销210和第一壳体132之间的联接，离合销210保持静止。端盖220和离合盘230由于它们分别与离合销210的螺纹和花键连接而相对于运动的第二壳体136保持静止。由于第二摩擦元件260和离合盘230之间的联接，第二摩擦元件也在第二壳体136和第一壳体132之间相对运动期间保持静止。由于第一摩擦元件250和第二壳体136之间的联接，第一摩擦元件250相对于第一壳体132运动。这种运动可以是围绕离合销210的中心轴线的旋转运动。根据图6所示的示例性实施例和第二壳体136相对于第一壳体132的前述运动，第一摩擦元件250相对于第二摩擦元件260旋转。
[0051]仍然参照图6，通过在第一摩擦元件250和第二摩擦元件260之间的接触表面上作用的摩擦力，抵抗第一摩擦元件250和第二摩擦元件260之间的相对运动。这种摩擦力可以至少由于由接口部件240施加到第二摩擦元件260的力而赋予。摩擦力抵抗第一摩擦元件250相对于第二摩擦元件260的运动，从而抵抗第二壳体136相对于第一壳体132的运动。在第一接头130、第二接头140和第三接头150内、第一摩擦元件250和第二摩擦元件260之间的这种摩擦力抑制铰接式龙头50的各种部件之间的相对运动。举例来说,可以抑制喷头160相对于第二臂90的运动、第二臂90相对于第一臂80的运动、或第一臂80相对于竖直支架70的运动。
[0052]可以由各种已知材料制造第一摩擦元件250和第二摩擦元件260。根据图6所示的示例性实施例，第一摩擦元件250和第二摩擦元件260由陶瓷材料制造。由陶瓷材料制造摩擦元件将提供第二摩擦元件260和第一摩擦元件250之间的特定加速度。由于陶瓷第一摩擦元件250与陶瓷第二摩擦元件260的相互作用的“感觉”，这种特定加速度可以向用户提供在操作铰接式龙头50时的更愉快经历。这种陶瓷部件还可以提高第一接头130、第二接头140和第三接头150的用户控制。
[0053]仍然参照图6，离合组件300还包括限制器(表示为活塞280)和致动器(表示为弹性部件290)。如图6所示，活塞280和弹性部件290被同轴地定位并且位于离合销210内。根据示例性实施例，活塞280包括构造成由离合销210内的内六角结构接纳的外六角结构。活塞280可以使用外六角结构的相对侧上的突出接片(tab)联接到离合销210。这种突出接片构造成由离合销210内的孔(例如，槽、止动部、凹口、根切部等)所接纳。根据示例性实施例，活塞280上的突出接片在活塞280的外六角结构与离合销210的内六角结构接合时收缩，并且在离合销210的孔内延伸以滑动联接离合销210内的活塞280和弹性部件290。这种联接可以将活塞280和弹性部件290包含在离合销210内，并同时允许相对运动。根据各种可替换实施例，活塞280可以使用其他已知技术(例如，接口连接等)联接到离合销210。
[0054]根据图6所示的示例性实施例,活塞280还包括腔(表示为空位282)和保持部分(表示为接触肩部284)。弹性部件290可以被容纳在活塞280的空位282和离合销210的腔216中。如图6所示，弹性部件290具有在腔216内与离合销210联接的第一端部和在接触肩部284处联接到空位282内的活塞280的第二端部。弹性部件290到离合销210和弹性部件290到活塞280的这种联接可以根据各种已知技术实现。根据示例性实施例，弹性部件290与离合销210和活塞280接触。根据各种可替换实施例，弹性部件290可以根据其他已知技术(例如，粘结剂、压配、卡扣连接等)与活塞280和离合销210联接。
[0055]仍然参照图6所示的示例性实施例，活塞280联接到端盖220的突出部224。根据示例性实施例，这种联接使用齿式连接实现。活塞280可以包括多个斜齿，端盖220的突出部224可以包括多个配合的斜齿。这种互锁齿构造防止端盖220相对于离合销210旋转。根据示例性实施例，活塞280和突出部224的斜齿设计成与节距角等于180度并且齿顶高和齿根高相等的斜齿轮类似。180度的节距角可以产生具有在平坦平面上下相等分布的齿顶的齿，从而使配合的齿之间的接触最大化。齿形可以是非对称的，以使得端盖220相对于离合销210沿一个方向的旋转比沿其他方向需要更大的施加力矩。根据示例性实施例，配合的齿设计成使得需要更大的力矩来沿松开位于离合销210内的端盖220的方向转动端盖220。这种非对称齿设计可以阻止端盖220在离合销210内的循环松动，该循环松动否则会随着第一壳体132相对于第二壳体136运动而产生。
[0056]通过弹性部件290，活塞280被迫使与端盖220接合。弹性部件290可以是具有特定弹簧力的弹簧。来自弹性部件290的弹簧力保持活塞280的齿与突出部224的配合齿之间的接合，从而抑制端盖220和离合销210之间的旋转。
[0057]根据可替换实施例，离合组件300可以包括两个活塞280。不是端盖220的突出部224具有多个斜齿，而是突出部224可以容纳具有多个斜齿的活塞280。活塞280可以使用任意已知技术(例如，卡扣连接、粘结剂、六角接口连接等)联接到端盖220。第二活塞280可以使用任意已知技术(例如，卡扣连接、六角接口连接等)滑动联接到离合销210。根据示例性实施例，活塞280的斜齿设计成使得端盖220相对于离合销210的旋转在一个方向上需要更大的施加力矩。根据示例性实施例，需要更大力矩来沿着松开离合销210内的端盖220的方向相对于离合销210转动端盖220。
[0058]如上所述，根据示例性实施例，第一接头130包括流动通路170。流动通路170允许水在第一壳体132和第二壳体136内移动。密封件可以防止水泄露到第一壳体132和第二壳体136之外。可以通过第一密封件(表不为第一 0型圈400)和第二密封件(表不为第二 0型圈402)防止这种泄露。第一接头130还包括引导件，表示为环状元件404。环状元件404确保第二壳体136和第一壳体132之间的同轴移动，并且防止第二壳体136和第一壳体132之间的金属接触。根据示例性实施例，环状元件404由聚合物材料制造。
[0059]然后参照图7所示的示例性实施例，第一接头130包括第一壳体132、第二壳体136,0型圈400和402、环状元件404和离合组件300。离合组件300可以包括离合销210、活塞280、弹性部件290、偏置件270、第一摩擦元件250、第二摩擦元件260、接口部件240、端盖220和离合盘230。根据图7所示的示例性实施例，离合盘230包括孔，表示为止动部232。止动部232可以接纳偏置件270以建立离合销210和离合盘230之间的特定间隔距离(standoff distance)。
[0060]然后参照图8和图9，根据可替换实施例示出接头500。应当理解铰接式龙头的各种接头可以可比较地包括类似或相同的部件和功能。如图8所示，接头500包括第一壳体510和第二壳体520。根据示例性实施例，第一壳体510和第二壳体520用0型圈530密封联接。接头500还可以包括引导环540，该引导环540防止第一壳体510和第二壳体520之间直接接触。如图8所示，第一壳体510包括第一空位512，第二壳体520包括第二空位522。第一空位512可以与第二空位522流体连通，以使得第一空位512和第二空位522形成穿过接头500的流体流动通路。
[0061]仍然参照图8和图9所示的可替换实施例，接头500还包括离合器550。如图8所不，离合器550包括具有第一端部562和第二端部564的离合销560。离合销560的第二端部564可以使用任意适合手段(例如，卡环、螺纹连接、压配等)联接到第二壳体520。离合器550还可以包括具有突出部572的调节器570，突出部572联接到离合销560的第一端部562。根据示例性实施例，突出部572利用联接件574联接到离合销560。根据可替换实施例，调节器570可以使用其他已知技术(例如，卡环、螺纹连接、压配等)联接到离合销560。[0062]离合器550还可以包括多个接口部件580和弹性部件590。这些接口部件580可以被容纳在第一壳体510内的承载件585中。根据示例性实施例，接口部件580是由各种材料(例如，塑料、聚合物、橡胶等)制造的多个大致平坦的盘。如图9所示，承载件585可以由大致平坦的坯件形成，该坯件经成形(例如，折叠、弯曲、冲压等)以容纳接口部件580。接口部件580之间的接触可以提供阻力矩，该阻力矩抵抗第一壳体510相对于第二壳体520的相对旋转运动。如图8所示，接口部件580和弹性部件590被夹在第一壳体510和调节器570之间。制造商或用户可以使调节器570相对于离合销560和第二壳体520中至少一者旋转，以调节弹性部件590上的预加载压缩，从而调节抵抗第一壳体510相对于第二壳体520的相对旋转运动的阻力矩。
[0063]然后参照图10和图11，示出根据可替换实施例的接头600。应当理解铰接式龙头的各种接头可以可比较地包括类似或相同的部件和功能。如图10所示，接头600包括第一壳体610和第二壳体620。第一壳体610和第二壳体620可以用0型圈630密封地联接在一起。接头600还可以包括引导环640,引导环640防止第一壳体610和第二壳体620之间直接接触。如图10所示，第一壳体610限定第一空位612，第二壳体620限定第二空位622。第一空位612可以与第二空位622流体连通，以使得第一空位612和第二空位622形成穿过接头600的流体流动通路。
[0064]仍然参照图10和图11所示的可替换实施例，接头600还包括离合器650，离合器650被构造成阻止第一壳体610和第二壳体620之间的相对运动。如图10所不,离合器650包括具有第一端部662和第二端部664的离合销660,第一端部662和第二端部664各自滑动联接到定位器670。定位器670可以利用0型圈630和卡环635分别密封联接到第一壳体610和第二壳体620。根据示例性实施例，离合销660在定位器670内滑动，并围绕定位器670的中心轴线旋转。如图10所示，接头600还包括固定到离合销660的第二端664的保持器680。保持器680可以使用各种已知技术(例如，卡扣配合、压配、卡环等)联接到离合销。如图10所示，接头600还包括间隔件690，间隔件690具有多个孔692，所述多个孔692设计成促进水流过接头600。接头600还可以包括夹在间隔件690和第一壳体610之间的弹簧部件700。根据示例性实施例，弹性部件700通过间隔件690和保持器680将力施加在离合销660上,该力迫使离合销660朝第一壳体610。
[0065]如图10所示，离合销660可以具有突出部668，突出部668轴向向外延伸到第二空位622中。根据示例性实施例，接头600包括夹在突出部668和第二壳体620之间的多个接口部件710。这些接口部分710可以被容纳在第二壳体620的凹部中，并且可以包括由各种材料(例如，塑料、聚合物、橡胶等)制造的多个大致平坦的盘。根据示例性实施例，由弹性部件700产生的力包括在使接头600活动时在接口部件710之间的摩擦阻力。这种摩擦阻力产生抵抗第一壳体610相对于第二壳体620的旋转运动的阻力矩。
[0066]根据示例性实施例，用户或制造商可以增加接口部件710的数量，以进一步压缩弹性部件700。进一步压缩弹性部件700将增大由此引起的力，并增大接口部件710之间的摩擦力。改变接口部件710的数量能够调节由接口部件710产生的阻力矩。如图10所示，接头600包括(例如，利用螺纹连接、压配、卡扣连接等)联接到定位器670的端盖720。这些端盖可以在结构上或美学上对接头600作出贡献。
[0067]还应当注意，本说明书中提到的任意“上游”和“下游”仅用于当各种元件在附图中被定向时来识别各种元件。这些术语不是要限制它们所描述的元件，因为各种元件在各种应用中可以被不同地定向。
[0068]如本文所使用的，术语“大致”、“约”、“基本上”和类似术语旨在具有与本发明主题所属领域的普通技术人员所公认和接受的使用相协调的广泛含义。阅读本发明的本领域技术人员将理解，这些术语旨在允许对记载并要求保护的某些特征进行描述，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。相应地，这些术语应当解释为表示对记载并要求保护的主题的非实质或不重要的修改或替换，并被认为在所附权利要求书所记载的本发明范围之内。
[0069]应当注意，本文用来描述各种实施例的术语“示例性”旨在表示这些实施例是可能实施例的可能示例、表现和/或说明(并且这个术语不是要暗示这些实施例必然是特殊或最优示例)。
[0070]本文使用的术语“联接”、“连接”等表示两个部件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是固定的(例如永久的)或可动的(例如，可拆装或可松开的)。这种连接可以通过两个部件、或两个部件和与两个部件中的其中一个或与两个部件一体形成为单一单体的任意附加中间部件、或两个部件和连接到两个元件中的一个上的任意附加中间部件来实现。
[0071]应当注意，各种元件的取向可以根据其他示例性实施例而改变，这些变化也包含在本发明中。
[0072]需要注意的是，示例性实施例中示出的系统和方法的元件的构造和布置仅是示例性的。尽管本发明的一些实施例被详细描述，但是阅读本发明的本领域技术人员很容易想到在不实质性脱离所记载的主题的创新教导和优点的情况下可以有很多修改(例如，尺寸、维度、结构、各种元件的形状和比例、参数值、安装布置、使用材料、颜色、取向等的变化)。例如，表示为一体形成的元件可以由多个部分或元件构造。应当注意，包含的元件和/或组件可以由多种多样的材料中任一者构造，这些材料提供足够的强度或耐久性并且具有各种各样的颜色、纹理和组合中的任一者。附加地，在说明书中，词语“示例性”可以用于表示用作示例、举例或实例。本文描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定是要构造成优选的或优于其他实施例或设计。相反，使用词语示例性旨在以具体方式呈现概念。相应地，所有这些修改也包括在本发明的范围内。任意过程或方法步骤的次序或顺序可以根据可替换实施例改变或重新排序。任意装置加功能的条款旨在涵盖执行所述功能时本文描述的结构，不仅涵盖结构上的等同形式还涵盖等同结构。在不脱离本发明的范围或所附权利要求书的精神的情况下，可以对优选和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置进行其他替代、修改、改变和省略。
【权利要求】
1.一种用于铰接式龙头的接头，包括: 第一壳体，所述第一壳体限定第一内腔； 第二壳体，所述第二壳体限定第二内腔，其中所述第二壳体联接到所述第一壳体，以使得流体可以从所述第一内腔流动到所述第二内腔；和 离合组件，所述离合组件联接到所述第一壳体和所述第二壳体中的至少一者并且构造成施加阻力矩，所述阻力矩阻止所述第一壳体和所述第二壳体相对于彼此的运动，所述离合组件包括: 离合销； 接口部件；和 端盖，所述端盖联接到所述离合销的第一端部和所述接口部件，其中所述端盖的运动改变由所述离合组件施加的所述阻力矩的大小。
2.根据权利要求1所述的接头，其中，所述接口部件设置在所述端盖和所述第二壳体之间。
3.根据权利要求2所述的接头，其中，所述离合销延伸穿过所述第一内腔，并且提供轴，所述第二壳体围绕所述轴相对于所述第一壳体旋转。
4.根据权利要求3所述的接头，其中，所述离合销包括第二端部，所述第二端部利用螺纹连接、卡扣连接和压配连接中的至少一种联接到所述第一壳体。
5.根据权利要求4所述的接头，其中，所述接口部件包括衬套。
6.根据权利要求4所述的接头，其中，所述接口部件包括弹簧。
7.一种铰接式龙头，所述铰接式龙头具有根据权利要求1所述的接头。
8.一种用于铰接式龙头的接头，包括: 第一壳体，所述第一壳体能够旋转地联接到第二壳体； 离合销，所述离合销包括可移动的端盖； 环形离合盘，所述环形离合盘限定接纳所述离合销的孔； 第一摩擦元件，所述第一摩擦元件联接到所述环形离合盘； 第二摩擦元件，所述第二摩擦元件与所述第一摩擦元件接触，其中所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件之间的相对运动提供阻力矩，所述阻力矩阻止所述第一壳体和所述第二壳体之间的相对运动；和 接口部件，所述接口部件联接到所述环形离合盘并且构造成向所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件中的至少一者施加力，所述力根据所述可移动的端盖的位置而改变。
9.根据权利要求8所述的接头，其中，所述第一摩擦元件利用第一间隔件联接到所述环形离合盘，所述第二摩擦元件利用第二间隔件联接到所述第二壳体。
10.根据权利要求9所述的接头，其中，所述第一间隔件和所述第二间隔件中的至少一者是球形并且包括合成材料。
11.根据权利要求8所述的接头，其中，所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件中的至少一者是环形的并且限定接纳所述离合销的孔。
12.根据权利要求11所述的接头，其中，所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件设置在所述环形离合盘和所述第二壳体之间。
13.根据权利要求12所述的接头，其中，所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件中的至少一者包括陶瓷材料。
14.根据权利要求8所述的接头，还包括: 活塞，所述活塞设置在所述离合销的空位内；和 弹性部件，所述弹性部件设置在所述离合销的所述空位内并且构造成迫使所述活塞与所述可移动的端盖接合。
15.根据权利要求14所述的接头，其中，所述活塞和所述可移动的端盖包括多个配合齿。
16.根据权利要求15所述的接头，其中，所述多个配合齿是非对称的，以使得所述可移动的端盖沿一个方向比沿另一方向更易于旋转。
17.根据权利要求16所述的接头，其中，所述弹性部件是弹簧。
18.一种铰接式龙头，包括: 竖直支架，所述竖直支架包括上部和下部； 第一臂，所述第一臂在第一接头处联接到所述竖直支架的所述上部； 第二臂，所述第二臂在第二接头处联接到所述第一臂；和 喷头，所述喷头在第三接头处联·接到所述第二臂， 其中，所述第一接头、所述第二接头和所述第三接头中的至少一者包括第一壳体、第二壳体和离合组件，所述离合组件包括: 离合销； 接口部件；和 端盖，所述端盖联接到所述离合销的第一端部和所述接口部件，其中所述端盖的运动改变由所述离合组件施加的阻力矩的大小。
19.根据权利要求18所述的铰接式龙头，其中，所述接口部件设置在所述端盖和所述第二壳体之间，并且其中，所述离合销延伸穿过所述第一壳体并提供轴，所述第二壳体围绕所述轴相对于所述第一壳体旋转。
20.根据权利要求18所述的铰接式龙头，所述离合组件还包括: 环形离合盘，所述环形离合盘限定接纳所述离合销的孔； 第一摩擦元件，所述第一摩擦元件联接到所述环形离合盘；和第二摩擦元件，所述第二摩擦元件与所述第一摩擦元件接触，其中所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件之间的相对运动提供阻止所述第一壳体和所述第二壳体之间的相对运动的阻力矩， 其中，所述接口部件联接到所述环形离合盘并且构造成向所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件中的至少一者施加力，所述力根据所述端盖的位置而改变。
【文档编号】F16K51/00GK103574156SQ201310293760
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2012年7月13日
【发明者】P·D·埃里克森, S·T·拉德, C·M·谢伊 申请人:科勒公司