[发明专利]机械互锁框架组件

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于制成建筑物、家具和/或其它零件的金属框架组件，尤其涉及机械互锁零件，例如实现导轨或其它组合框架零件彼此机械互锁的支架。

背景技术

使用挤压金属导轨或其它导轨作为结构元件的结构化框架组件是公知的并且被广泛用作自动化设备的支撑或固定零件，同时也用于家具和建筑零件中。通常在关节处用螺纹紧固件将所述零件，例如导轨，夹持固定到一起，该螺纹紧固件包括相对于导轨正交地或沿法向方向延伸的螺栓，然后接入到螺帽、捕获螺帽和/或螺纹嵌件中，以实现和维持关节处各自的互相连接。然而，随着关节长期受到振动或者在使用过程中加载和卸载，彼此之间相对旋转的螺栓、捕获螺帽和/或螺纹嵌件有可能松脱。

发明内容

本发明者认识到在公知的框架组件系统中，装配和对准过程可令人沮丧，因为每个关节的零件均可自由地枢转或实质上以其它方式相对运动。本发明者还认识到所述运动通常由关节零件绕紧固件所限定枢轴的枢转运动产生，所述紧固件正交地延伸完全穿过关节零件并进入导轨。本发明者认识到零件在一个关节零件处的运动会转化成其它所有与该关节直接或间接连接的零件的运动。本发明者进一步认识到调整所述公知系统中的一个拐角时，其它拐角或其它零件会趋于失调，这使所述系统的精确安装变得不切实际或不可能实现。本发明者认识到框架组件搭建后，在一些应用场合中，关节倾向于频繁松动，致使用户需要钉住或者焊接关节以尝试增加调整框架组件的时间间隔。

本发明者还认识到在一些结构化框架组件中，当使用螺纹紧固件互相连接导轨时，拧紧紧固件可能会使导轨扭曲。本发明者认识到在具有纵向延伸槽道的导轨中拧紧螺纹紧固件的时候，螺帽、捕获螺帽和/或螺纹嵌件与导轨的一部分接合，导致导轨的相对侧部向外弯曲彼此远离，关节处的导轨张开使得导轨扭曲。

本发明者进一步认识到一些关节的松动会导致负载引起的螺栓伸长和/或紧固件的螺纹磨损，因此，在带有相对于导轨沿正交或法向延伸的螺栓的关节中，松动量对应由关节产生的间隙尺寸，而关节在尺寸上对应螺栓的伸出量或螺纹长度。本发明者认识到可以通过提供具有带角度地或非正交地与接口相交的螺栓的螺栓组件以相对地减少关节的松动导致的螺栓伸长和螺纹磨损，其中所述接口由关节处互相连接的零件的承托面限定。本发明者认识到，因为螺栓伸长或螺纹磨损可替代地对应所述伸长或螺纹磨损的矢量分量，而所述矢量分量相对于关节中的互相连接的零件的承托面之间的接口正交或法向地对齐，可在关节中获得间隙量。

因此，本发明的主要目的和特征在于提供一种具有关节的结构化框架组件，该关节带有互相配合的机械接口，从而使关节零件在拧紧时自行机械对齐。提供的结构化框架组件在拧紧紧固件的过程中，无需人工测量和调整，自动地以相对高精度自对齐。提供的结构化框架组件可以精确地组装，例如，仅仅通过拧紧关节处的紧固件，使导轨精确地设置于公共平面上，并使导轨以90°或其它基于所使用的转角支架具体配置的角度使导轨精确地交叉。这提供了一种结构化框架组件，其最终使用的尺寸的精确性和精度由结构化框架组件的独立零件尺寸的精确性和精度所限制；并且基本上不受到装配人员人工地准确和精确对齐零件的技能所限制。可以使得用相对较少的熟练安装人员来安装高精度的结构化框架组件并且使安装相对地加快。当结构化框架组件在承受负载和/或振动后进入空闲状态时，各种零件的自动和自行对齐能力还可以使得结构化框架组件的关节恢复它们的精确配合位置或“归零”。可以通过负载吸收来防止结构化框架组件在使用过程中从精密配置位置倾斜，例如主要以弯曲导轨来代替位于关节处正交延伸的紧固件附近的零件的面对面枢轴滑动。还可以允许在承受加载、卸载和振动的时候，关节组件的接口零件进一步在使用过程中互相相向地设置，优先进行对齐外部的枢转，可以提高或至少维持关节的对齐完整性。

根据本发明另一个方面的特征，结构化框架组件设置有关节，该关节包含支架，该支架相对于在关节处互相连接的零件堆的承托面非正交地、带角度地容纳螺栓。这提供了一种结构化框架组件，其具有高刚性，抵抗紧固件松动，相对减少由螺栓伸长和螺纹磨损引起的关节受损而带来的影响，并且具有可重复使用的零件。这使得该结构化框架组件可连同自动化设备一起使用，例如，并入建造落料工具的落料台或者其它用途中，其可在某一工具失效后重新配置并连同随后的工具重新使用，同时提供精确的零件配合以及使用过程中的尺寸稳定性。