專利名稱：鎖定裝置及設有該鎖定裝置的管接頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于相互螺紋連接的兩個元件的鎖定裝置。
本發(fā)明也涉及具有這類裝置的管接頭。
鎖定裝置的作用在于防止兩個元件之間出現不希望有的松扣，尤其在使用過程中兩個元件承受震動或搖動的情形時。
本發(fā)明尤其涉及但并不限于標準化的接頭，該接頭包括其中一根管端部的螺紋接頭的，通過將螺母緊固裝配在其中一根管上并與另一根管上成形的螺紋配合，使螺紋接頭被壓入另一根管端部的擴口部。
US6293595B1公開了這樣一種鎖定裝置，其能在彈簧的壓力下軸向移動而同時與螺母的六角形構造和與管道的凸出端部一體成形的止擋元件配合。為了能將兩個管端部分開，必須推動復位彈簧將連接元件推回與螺母的六角形構造和/或管道的凸出端部上固定的止擋元件脫離的位置。
在擰緊或松扣過程中，螺母上工具的存在避免了連接元件復位到鎖定位置。一旦完成擰緊操作后將該工具取走，連接元件會因為彈簧作用而自由地移至鎖定位置。
這種公知的裝置具有相當多的優(yōu)點，其能通過僅將軸承元件固定在接頭的凸出端部上而不進行其它修改的情況下適應標準管接頭。
在難于接近的特定情形下，特別是在航空學中，希望該鎖定裝置造成的干擾最小。在該公知裝置中，如果螺母抵抗作業(yè)者施加的松扣力，不能看到該螺母的作業(yè)者無法知道該抵抗是由于螺紋連接本身還是連接元件不適當的脫離引起的。此外，在任何情形下，他必須記得該鎖定裝置的結構以便將手中工具沿六角形構造軸向移動，從而在能正確執(zhí)行松扣操作前推回連接元件。
本發(fā)明的目的在于改善這種公知鎖定裝置的易用性。
根據本發(fā)明的螺紋接頭的鎖定裝置，螺紋接頭包括擰緊過程中可相互旋轉的第一元件和第二元件，第一元件包括第一螺紋和遠離所述第一螺紋的旋轉配合構造，鎖定裝置裝配在第二元件上，包括-與配合構造連接的連接元件；
-用于與第二元件承載的本體一起旋轉的牢固連接的止擋元件，-連接元件和止擋元件之間的可脫離連接裝置；其特征在于連接裝置是具有棘齒的類型，棘齒使得其能在克服預定彈性阻力時沿松扣方向相對轉動。
根據本發(fā)明，發(fā)現一種可反轉的棘齒系統(tǒng)對防止震動導致的任何松扣都是非常有效的。在克服彈簧阻力時，棘齒僅使兩元件相互脫離足夠的角向位移以達到跨過棘齒頂點的程度。然而，沿某一方向或另一方向的震動激勵持續(xù)時間太短，以至這種越過齒頂點的過程是不可能的。這種過程能毫無疑問地開始，但其后則被彈回最穩(wěn)定的鎖定位置。
相反，當執(zhí)行有意識的松扣時，作業(yè)者不會有任何出錯或失調的感覺。
因此，松扣可能在作業(yè)者不必特別關注或行動的情形下進行。他僅需將工具與螺紋接頭的第一元件上的六角形或其它的配合構造配合，并如平常一樣開動工具。
根據本發(fā)明的鎖定裝置能設計成與標準管接頭完全兼容，除了將裝置本體固定在第二元件上之外不需要對其進行修改。優(yōu)選地，螺母構成該第二元件。實際上，生產特別的螺母更容易，尤其是在隨后連接的情況下。此外，如果螺母配備在該裝置上，兩個端部在未連接狀態(tài)下能僅僅通過使螺母沿承載該螺母的管道滑離足夠遠而完全去除，并且，該鎖定裝置不再對一根管道相對于另一根管道橫向移動構成任何阻礙。
根據本發(fā)明的第二方面，管接頭包括具有外螺紋的管端部和能擰在該外螺紋上并可旋轉地裝配在另一管端部上的螺母，其特征在于所述接頭還包括根據第一方面的鎖定裝置，用于選擇性地鎖定由螺母和具有外螺紋的端部構成的兩元件的相對旋轉。
通過下面對非限制性實例的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見。
附圖中-
圖1是根據本發(fā)明的管接頭的軸向剖視圖，上半視圖示出了處于鎖定位置的第一變形，下半視圖示出了松扣開始或擰緊結束時的處于解鎖位置的第二變形；-圖2是鎖定裝置以及在螺母上裝配該裝置前的螺母部件的透視圖，圖2中的上部和下部部分再一次分別示出了上述第一和第二變形；-圖3是沿圖1中III-III線的局部剖視圖；-圖4是接頭和止擋元件以及彈簧部件的透視圖；以及-圖5是與圖1中上半視圖相似的視圖，但卻是在磨損管接頭情況下。
如圖1所示，本發(fā)明的鎖定裝置1能適于第一管接頭，管接頭包括牢牢固定在待連接管道中的第一管道上的凸出端部2或螺紋接頭和牢牢固定在待連接管道中的第二管道上的凹進端部3，以及螺母4。
端部2和3在它們的自由端分別包括卵形的凸出密封構造6和截錐形的凹進密封構造7，用于無漏損的相互支承。螺紋接頭2從卵形密封構造6開始，包括外螺紋8，然后是凸緣9，該凸緣9圓周上設有旋轉配合構造，例如六角形構造11。構造11與元件2的螺紋8遠離或隔開，使得將用于鎖定的該構造11不是由改形螺紋如所述螺紋的平坦部分或者去除凹槽部分構成。
螺母4在遠離連接端部2的后端包括內凸緣12和外旋轉配合構造13，例如六角形構造。內凸緣12位于端部3的臺肩14的后面并與之配合。臺肩14背離端部2以保持螺母4處于束縛狀態(tài)并承受來自螺母4的載荷，該載荷引起密封構造7與端部2的密封構造6無漏損的配合。
為了產生上述緊固壓力，螺母4向前延伸有一個管道32，該管道32從其朝向端部2的前端開始包括能與端部2的螺紋8配合的內螺紋16。
本發(fā)明的鎖定裝置1包括支承本體18或杯狀物，在其后端包括繞螺母4的六角形構造13裝配的套筒19。這樣，套筒19包括具有六角形輪廓的棱形形狀的內表面21，其使套筒19能幾乎沒有間隙地裝配在六角形構造13上(同樣參見圖2)。一旦這種裝配完成，螺母4和支承本體18連接起來一起旋轉。而且，套筒19設有將套筒19并因此將支承本體18軸向固定在螺母4上的保持裝置。這些裝置包括在表面21的環(huán)狀內端上的內凸緣22(圖1)，該內凸緣用于與螺母4的前臺肩23相靠，所述臺肩與構造13的前緣相鄰。在圖1和圖2上部所示的情形中，保持裝置還包括在套筒19的壁上切出的鎖定凸耳24，其具有穿過套筒19的后緣開口的基本呈軸向的切口26。鎖定凸耳24的端部是鎖定爪27，一旦組裝完成，該鎖定爪鄰接六角形構造13的后環(huán)狀緣抓住螺母4的后表面28。
在圖1和圖2下部所示的實施例中，保持裝置包括卷邊片29，其起初在套筒19的內表面21的至少一些表面上延伸(圖2)，一旦組裝完成，所述卷邊片29塑性地后彎靠在螺母4的后表面28上，如圖1的下部所示。
套筒19的外表面上有用于替換螺母的六角形構造13的自己的六角形構造25，使得當所述裝置1處于適當位置時，能使用諸如扳手(未示出)等工具旋轉所述螺母。
套筒19的前端與大致圓柱形的裙部31的后端牢固地連接并形成一個單獨件，其繞管道32延伸并在裙部31和管道32之間形成一環(huán)狀腔34。
在腔34的內部，從其后端開始設有與管道具有相同軸線37的螺旋壓縮彈簧36，環(huán)繞該軸線37的環(huán)形止擋元件38，并包括滑動地裝配在裙部31內壁上的軸向凹槽41中的滑塊39，最后是連接元件42，在該連接元件42的外圓周上具有防止連接元件42從裙部31上脫離的凸起43。這樣，凸起43與因塑性變形形成的向軸線37徑向伸出的裙部31的終端輪緣44鄰接。
在圖4中特別示出，連接元件42在裙部31的外部突出跨過端接輪緣44，在其至少在彈簧36處于相對低壓力狀態(tài)時從裙部31突出的前部中具有與第一元件2的凸出六角形構造11的尺寸相應的六角形凹進凹槽46。該凹槽的軸向寬度遠小于六角形構造11的軸向寬度，并且在其后端由與鄰接該六角形構造11的臺肩48配合的止擋47界定。這種配合限制了凹槽46蓋住構造11的軸向長度。
組件的軸向尺寸使得兩個端部2、3處于新的狀態(tài)(圖1)時，兩端部因螺母4施加的夾緊而無漏損地相互軸向壓擠，連接元件42與六角形構造11配合，止擋47與臺肩48配合，而止擋43幾乎靠在輪緣44上。
如圖5所示，本發(fā)明提及的普通類型管接頭在受到凸出部件6的徑向收縮時易磨損，并且使截錐部7變寬或擴開。這導致螺母4沿第一元件2的移動增加，這是要獲得所希望的軸向夾緊必需的。根據本發(fā)明，可考慮通過彈簧36的充足的壓縮位移，以及連接元件42和螺母4的自由端之間的充足的初始軸向移動距離d(圖1)，以及滑塊39的后端和腔24的底部之間的距離D而獲得。
止擋元件31和連接元件42在彼此面對的環(huán)狀緣上有軸向伸出且外形對稱的齒49、51。換句話說，在周向方向上，這些齒具有三角形構造，每個都具有相同斜度的前表面和后表面。此外，止擋元件31的齒49和連接元件42的齒51具有互補的型面，從而它們能相互穿插，如圖1的上部和圖4、圖5所示。相反，圖1下部中的齒是點對點的。
生產具有本發(fā)明的鎖定裝置的管接頭是非常容易的。螺母完全與第一元件2隔開，且后者與第二元件3隔開，裝置1從螺母4的前端裝配在螺母4上，直到凸緣22靠在臺肩23上。在自鎖實施例中，為了越過臺肩23，凸耳24徑向向外受壓，以便當爪27能抓在螺母4的表面28后時向內彈性回收。在使用卷邊片29的情況下，凸緣22靠住臺肩23前裝配是在沒有阻力的情形下進行的。在該階段，卷邊片29徑向向內彎回，如圖1下部所示。需要注意的是，裝置1形成了一種整體式組件，其完全裝配在被鎖定在一起的元件中的僅僅一個上，而不再需要另一元件上的任何裝置。
為了連接管接頭，使用扳手將螺母4在端部2的螺紋8上擰緊，該扳手與端部2的六角形構造11配合，而另一扳手與裝置1的六角形構造25配合。由于壓縮彈簧36的作用，止擋元件42靠著輪緣44。在擰緊過程結束時，連接元件42靠在端部2的臺肩48上，彈簧36開始壓縮，然后元件42因齒49和51的穿插而被旋轉驅動，其凹槽46最終與端部2的構造11相配，彈簧36彈回同時使凹槽46裝配在構造11上。因此避免了連接元件42與螺母11一起轉動，齒49和51相互卡搭連接，每當齒49和51處于圖1下部所示的頂點對頂點接觸時，其受到彈簧36的短暫壓縮。最后，達到圖1上部所示的狀態(tài)，此時管道被鎖定且無漏損，由于通過本體18鎖定螺母4和端部2，避免了螺母4在震動或其它附加載荷的影響下轉動，由于滑塊39在凹槽41中配合，因此避免了止動元件38相對于本體18轉動，由于齒49和51的相互穿插，避免了連接元件42相對于止擋元件38轉動。如果螺母的轉動處于圖1下部所示的齒49和51頂點對頂點接觸位置的鎖定端的端部，那么，在這些齒相互穿插前，任意應力、振動或其它因素僅能導致螺母輕微轉動。
為了使螺母松扣，再將兩個工具置于六角形構造25和11上并使裝置1和螺母4一起沿松扣方向轉動即可。齒49和51一個跨越另一個上，彈簧36受到短暫壓力，直到因為螺母4向后軸向移動，即松扣移動，連接元件42最終與端部2的六角形構造11脫離。此時，連接元件42與螺母一起沿松扣方向轉動。一旦松扣完成，螺母4和裝置1能一起移動到盡可能后的位置(因此向圖1的左側)，以使該預期的技術操作能在該接頭上沒有干擾地進行。
當接頭磨損，彈簧36的殘余彈簧壓縮移位和距離D’(圖5)仍使處于鎖定狀態(tài)的滑塊39足夠令齒49和51通過棘輪運動相互跨越。
當然，本發(fā)明不限于所描述和示意的實例。
該裝置也能固定在凸出端部2上并使用螺母上的六角形構造13來配合鎖定。這種方案不太理想，因為松扣一旦完成則不能再去除該接頭的元件。
如果想使齒49和51在擰緊和松扣時具有不同的阻力，可以將它們制成不對稱，但它們必須始終具有足夠小的斜度，使得能僅僅通過在鎖定裝置1上相對另一未裝配在該裝置上的元件施加轉動扭矩而相互跨越。
生產管接頭元件也是可能的，尤其是直接裝配在本發(fā)明的裝置中的螺母，其中本體18和螺母4能簡單地構成同一個部件，或者通過焊接或粘接等永久地組裝在一起的兩個部件。
權利要求
1.一種用于螺紋接頭的鎖定裝置(1)，該螺紋接頭包括擰緊過程中可相互旋轉的第一元件(2)和第二元件(4)，第一元件(2)包括第一螺紋(8)和遠離所述第一螺紋(8)的旋轉配合構造(11)，鎖定裝置(1)裝配在第二元件(4)上，其包括-與配合構造(11)連接的連接元件(42)；-用于與由第二元件(4)承載的本體(18)一起旋轉的被連接的止擋元件(38)；-連接元件(42)和止擋元件(38)之間的可脫離連接裝置(49，51)；其特征在于連接裝置(49，51)是具有棘齒的類型，棘齒使得在克服預定彈性阻力時沿松扣方向相對轉動。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述連接裝置包括成形在連接元件(38)和止擋元件(42)上的軸向伸出齒(49，51)，它們通過彈簧(36)沿齒穿插的方向相向推動。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于兩元件(38，42)能相對于本體(18)軸向移動并被彈簧(36)一起推向連接元件(42)的本體(18)上設置的止擋(44)。
4.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于連接元件(42)能被拉回靠在彈簧(36)上且包括與第一元件(2)的臺肩(48)配合的止擋(47)，以便限制連接元件(42)能夠蓋住配合構造(11)的軸向長度。
5.根據權利要求1至4的其中一項所述的裝置，其特征在于本體(18)形成為包圍止擋元件(38)和部分連接元件(42)的杯形物。
6.根據權利要求1至5的其中一項所述的裝置，其特征在于止擋元件(38)和連接元件(42)圍繞第二元件(4)的管道(32)裝配，第二元件的管道(32)的內部螺紋(16)與第一元件(2)的螺紋配合。
7.根據權利要求1至6的其中一項所述的裝置，其特征在于本體(18)能裝配在與第二元件(4)一體形成的第二配合構造(13)上，具有自己的配合構造(25)，該配合構造(25)用于代替第二配合構造(13)以便通過工具使兩元件(2，4)相對旋轉。
8.根據權利要求1至7的其中一項所述的裝置，其特征在于本體(18)通過搭扣配合(24，27)固定在第二元件(4)上。
9.根據權利要求1至7的其中一項所述的裝置，其特征在于本體(18)通過卷邊(29)固定在第二元件(4)上。
10.根據權利要求1至7的其中一項所述的裝置，其特征在于本體(18)與第二元件(4)制成一體。
11.根據權利要求1至10的其中一項所述的裝置，其特征在于該裝置為單一的單元。
12.根據權利要求1至11的其中一項所述的裝置，其特征在于該裝置完全裝配在第二元件(4)上。
13.一種管接頭，包括具有外螺紋的管端部和能擰在該外螺紋上并可旋轉地裝配在另一管端部上的螺母，其特征在于所述接頭還包括如權利要求1至12的其中一項所述的鎖定裝置，用于選擇性地鎖定由螺母和具有外螺紋的端部構成的兩元件的相對旋轉。
14.根據權利要求13所述的接頭，其特征在于第一元件(2)和另一管端部(3)是標準的非改動元件。
全文摘要
本發(fā)明裝置(1)固定到螺母(4)且包括連接單元(42)，該連接單元在縮徑的軸向距離處插入接頭端(2)的六角形構造(11)中，且與在本體(18)中背離壓縮彈簧(36)軸向滑動的止擋單元(38)通過雙向可穿插機構(49，51)連接。機構(49，51)對稱并在壓縮或釋放扭矩的作用下以預定的彈性阻力相互插入。本發(fā)明裝置一體形成，與螺母組裝裝配而不影響接頭端(2，3)。所述本發(fā)明用于以對稱方式鎖定接頭并使其能在沒有任意初步主動操作的情形下解鎖。
文檔編號F16L19/00GK1820161SQ200480018649
公開日2006年8月16日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權日2003年7月1日
發(fā)明者J·-P·馬克, B·巴爾 申請人:Jpb 系統(tǒng)公司