联接组件的制作方法

专利名称：联接组件的制作方法
技术领域：
无螺紋耐高压联接组件是已知的。美国专利No.5226682、 No.5553895 和No.5570910以及其中公开的联接件以参考的方式全部结合在本文中。
背景，术， ， 、 。、、、，、 、
在两者之间的开口锁定环而连接。所述锁定环具有第一端和第二端，所述 第一端和第二端被对准以便能够进行选择性的对接，所述环通常被偏压以 有助于端部的接合。阳性联接构件具有由斜面、顶点和台肩组成的肋，所 述顶点可以成一定圆角或者具有大致与构件的纵向轴线平行的表面。而所 述阴性构件具有容纳所述环的凹槽以及与容纳所述环的凹槽相邻的某种类 型的止动凹槽。在阳性联接构件与阴性联接构件连接之前将所述环置于容 纳所述环的凹槽中，当阳性联接构件插入阴性联接构件时，所述环沿斜面 向上移动、越过所述顶点、然后沿所述台肩向下，从而被固定在阳性构件 的台肩和阴性构件的止动凹槽之间。理想状态下，所述环基本上沿其整个 圆周承受由施加在联接件内的压力导致的压力，其接触面积有助于使压力 沿所述环的圆周大致均勻分布。
虽然目前的联接组件通常工作良好，但是仍希望减少当环越过阳性联 接构件的肋时的任何可能的环的对准误差，因为这样的对准误差可能导致 联接操作期间所述环承受压力的面积小于环的基本整个圆周。在压力大致 恒定的情况下，如果接触面积减少，则所产生的力会增加，这会导致过早 磨损。
另外，即使环的对准不是问题，仍希望能有一个基于触觉或声音的反
馈，使得用户知道何时联接件就要完成联接或拆卸过程。

发明内容
本发明公开了一种无螺紋联接组件，其包括第一构件和第二构件以及 选择性地置于所述两构件之间的开口锁定环。所述第 一构件包括外表面以 及从所述外表面延伸出的肋，该肋包括第 一顶点和第二顶点以及位于所述 第一顶点和第二顶点之间的凹槽。当联接件被接合时，所述锁定环选择性 地越过第一顶点进入凹槽然后越过第二顶点。类似地，当联接件脱离接合 时，所述锁定环选择性地越过所述第二顶点进入凹槽然后越过第 一顶点。


图l是联接组件的阳性构件和阴性构件的第一实施例的正视图，其中
该联接组件通过锁定环处于完全联接位置；
图2A是根据第一实施例形成的阳性构件的局部正视图，该图特别示 出肋部；
图2B是根据第二实施例形成的阳性构件的局部正视图，该图特别示 出一种替代的肋部；
图3A是处于完全联接位置的联接组件的第一实施例的局部放大图， 其中锁定环位于阴性构件的形式为斜坡的止动凹槽和阳性构件的台肩之 间；
图3B是阴性构件的第二实施例的局部放大图，其中示出位于阴性构
图3C是阴性构件的第三实施例的局部放大图，其中示出位于阴性构 件的止动凹槽和阳性构件的台肩之间的锁定环；
图4是插入阴性构件的阳性构件的局部视图，其中示出锁定环抵靠在 阴性构件的容纳凹槽的前壁并且位于在肋部的前顶点和后顶点之间的肋的 凹槽中。
具体实施例方式
图1、图2A、图3A和图4公开了根据第一实施例的联接组件10，其 中示出沿纵向轴线A-A延伸的大致为圆柱形的阳性构件20和大致为圆柱 形的阴性构件22，所述阳性构件20和阴性构件22可以由金属例如钢制成。
阳性构件20从用于插入阴性构件22的前导端24延伸到尾端26，并 且具有从中延伸的通道28。如果需要的话，所述尾端26可以设置有用于 与螺紋联接件(未示出)连接的外螺紋30以及用于限定通过扳钳接合的六 边形截面的一组平面32。
在由平面32限定的六边形截面的前方，阳性构件20具有被肋38间隔 开的尾部外表面34和前导外表面36，所述肋38优选地与阳性构件20形 成一体。肋38包括锥形的斜面40，该锥形斜面40相对于轴线A-A成一定 角度地从所述前导外表面36向后和向外延伸。斜面40延伸到前顶点42， 该顶点限定凹槽44的第一壁。后顶点46限定凹槽44的第二壁。位于两壁 之间的凹槽44的底部47优选地在至少比尾部外表面34和前导外表面36 两者的直径略大的直径处终止。肋38的最后部分是台肩48，该台肩48从 顶点46向后和向内成锥形以便与尾部外表面34会合，这样，顶点42和顶 点46以及凹槽44将斜面40和台肩48相连接。如图2A最佳示出的，在 第一实施例中顶点42和顶点46以及凹槽44的底部被倒圆角，而在图2B 的一种替代实施例中的阳性构件20'的倒角角度要小得多。总之，希望至 少具有一定的倒角以便减少联接组件10在如下所述的锁定和解锁过程中 材料随时间产生的磨损。
如图l和图3A最佳示出的，阴性构件22从容纳端50向远端52延伸， 邻近所述远端52处可具有外螺紋54或其他合适的连接装置以用于固定到 单独的连接部件(未示出)上。第二阴性构件22的临近容纳端50的部分 设置有内表面56。形式为斜坡59的止动凹槽58与内表面56相邻并且沿 纵向位于容纳端50的内部。与止动凹槽58相邻的是容纳凹槽60,与止动 凹槽58或者内表面56相比，该容纳凹槽60距离远端52较近。在示出的 实施例中，容纳凹槽60由两个总体沿径向延伸的壁62、 64以及位于该两
壁之间的总体沿纵向延伸的底部65限定。最后，内表面66位于远端52 和容纳端50之间并且包括用于容纳环形密封件68和刚性塑料环69的环状 凹槽67。
内表面56的最大径向范围小于止动凹槽58的最大径向范围。而容纳 凹槽60的最大径向范围大于止动凹槽58的最大径向范围。内表面66的径 向范围小于内表面56的径向范围。实际上，内表面66的直径仅比前导外 表面36的直径略微大些，并且密封件68和环69有助于在阳性构件20和 阴性构件22之间形成防泄露的密封。
如图1、 3和图4最佳示出的，开口锁定环70用于选择性地将阳性构 件20和阴性构件22锁定。开口锁定环70由任何合适的材料构成，包括弹 簧回火不锈钢或者弹簧回火含磷青铜材料。开口锁定环70具有第一端部和 第二端部。当联接组件10完全拆卸下来时，开口锁定环70的外直径小于 由容纳凹槽60的最外部的径向部分限定的最大直径，但是比内圆柱形表面 56的直径大。开口锁定环70的内直径基本上等于或者优选略小于阳性构 件20的尾部外表面34的直径，以便当阳性构件20与阴性构件22接合时 (开口锁定环70)与尾部外表面34紧贴接合。因此，开口锁定环70的内 直径明显地小于肋38的顶点42和顶点46的直径。由于开口锁定环70的 尺寸，当第一阳性构件20从第二阴性构件22脱离连接时，开口锁止环70 将被保持在容纳凹槽60中。然而，由于锁定环70是开口的，在第一阳性 构件20插入第二阴性构件22的情况下，当锁定环70与肋38接合并越过 肋38时，锁定环70的直径尺寸可以扩大并且所述端部分离。当联接组件 IO被锁定时，锁定环70的端部优选地或者对接或者十分靠近。然而，在 解锁联接组件10的情况下，当锁定环再次与肋38接合并越过肋38时，锁 定环70的直径尺寸再次扩大并且端部72和端部74分离。因此，环70通 常被偏压到闭合位置。下面详细讨论联接组件10的锁定和解锁操作。
释放套筒80有助于联接组件10的解锁。在一个实施例中，释放套筒 80包括终止于前导端84的前端金属部分82以及热塑性和/或弹性体(TPE ) 部分86。与锁定环70十分相似，释放套筒80优选是开口的。外表面88
限定比阴性构件22的内表面56的相应直径小的径向外直径，并且内表面 90以径向内表面92的形式限定比阳性构件20的尾部外表面34的相应直 径大的直径，以便允许释放套筒沿轴线A-A纵向移动。
对阳性构件20、阴性构件22、锁定环70以及释i文套筒80的各种尺寸 进行优化以便有助于联接组件10的锁定和解锁。
为了锁定联接组件10，阳性构件20被插入阴性构件22。前导端24 和前导外表面36穿过开口锁定环70，开口锁定环70位于容纳凹槽60中 因而该环至少与壁62接合。随着阳性构件20继续向内移动，环70与斜面 40接合，使得环扩张从而打开环的端部之间的间隙，随着锁定环向上移动 到斜面40的最大直径并越过前顶点42，该间隙逐渐增大。如图4所示， 一旦环70越过顶点42，则环70与顶点42和顶点46之间的凹槽44接合。 一旦环70与凹槽44接合，则阳性构件20进一步插入阴性构件22会使得 环70越过后顶点46并与台肩48接合。环70将沿台肩48向下移动，环 70的端部随之收缩直到环70选择性地与尾部外表面34接触。当环70与 尾部凹槽58接触时，环进入锁定位置并被限制在台肩48、尾部外表面34 和尾部凹槽58之间。在第一实施例的情况下，环70与止动凹槽58的斜坡 59接合。通过与止动凹槽58紧密接合的锁定环70的力传递，施加力将有 助于阳性构件20与阴性构件22的锁定。增加压力仅有助于进一步将两个 构件20、 22锁定在一起。
台肩48优选以相对于轴线A-A大约35度到55度、更优选大约45度
的角度T成锥形。斜面40的相应角度通常比角度T小很多，但这取决于配
合部件的应用场合和性质。
为了解锁联接组件10，释放联接组件10中的压力，然后朝尾端26移 动阴性构件22以便将开口锁定环70从与止动凹槽58的接合中释放。朝止 动凹槽58移动释力文套筒80的端部84。前导端部84迫使锁定环70径向向 外地沿台肩48向上移动、越过顶点46与凹槽44接合。当两个构件分离开 时，环离开凹槽44、越过顶点42并沿斜面40下降。
顶点42、顶点46以及凹槽44的组合具有许多显著的优点。首先，当阳性构件20插入阴性构件22或从阴性构件22释放时，环70有时具有被 翘起并可能造成不对准的趋势。凹槽44有助于在环70进入最终锁定或解 锁位置之前使环70重新对准。另外，根据顶点42、顶点46和凹槽44的 相对尺寸以及环70的横截面的尺寸，配合部件之间的触觉反馈和/或声音 的产生提供了一个肯定的指示，即任何进一步的插入将使得联接组件10 锁定或者在脱离联接时会使得联接组件10最终解锁。
然而，严格控制凹槽44的纵向和径向的范围很重要，从而在锁定联接 件或解锁联接件时，锁定环70不会意外地被限制在凹槽内。如果凹槽44 的径向和/或纵向范围相对于环70的相应尺寸过大，则当联接件被锁定时， 环不容易离开凹槽以便越过顶点46。类似地，当联接件10被解锁时，环 70不容易脱离凹槽44以便越过顶点42。此外，如图4所示，环70必须保 持其在容纳凹槽60中的相对位置从而避免在环和容纳凹槽的壁62或壁64 之间产生不合适的约束。
在一个公开的实施例中，当锁定环70与凹槽44接合时，顶点42和顶 点46之间的两个接触位置跨越环的外圆周的角度为a的圆周段。如果环 70总体为圆形，则所述圆周段通常为具有小于180度的较小弧度a的弦， 然而，优选地，a不大于大约60度。更优选地，a的最大角度仅为大约20 度到40度的数量级。实践中，角度a应选择成尽可能小以有助于环70从 凹槽44很好地进出，同时仍能提供上述所希望的对准和定位反馈。对环 70、凹槽44的组成部分一包括顶点42、顶点46和底部47—以及它们之间 的相对位置、联接组件10的其余部分的修改可以影响角度a。
在另一个公开的实施例中，环70可以与底部47接合或非常接近底部 47。然而，在这种实施例中，应当十分严格地控制凹槽44相对于环70的 相对横截面尺寸的深度和纵向范围，以避免插入情况下当环70试图攀上顶 点46时或者脱离连接情况下当环70试图攀上顶点42时，环70被偶然地 和不希望地限制。
另外，如图2A所示，顶点42和顶点46优选地具有足够的圆角以便 有助于环70移入和移出凹槽44。与此不同，图2B中阳性构件20，的一
个替代实施例中示出具有较小圆角的顶点42'和顶点46'。
顶点42和顶点46优选地相对于对称线B-B大致对称，如图2A所示 对称线B-B由凹槽44限定且大致垂直于线A-A,但是，可以看到，斜面 40和台肩48具有不同的特征。在凹槽44的附近至少大致对称一即类似的 径向、纵向和横截面的特征一的优点是使环70在凹槽中保持平衡。然而在 某些情况下，两个顶点42、 46的尺寸可以不同，例如，可能希望在阳性构 件20插入阴性构件22时具有附加的触觉和/或声音产生而在两构件分离时 具有较少的触觉和/或声音产生。还可能更希望联接组件10的接合或分离 更容易或更费力。在这种情况下，例如，顶点42的径向范围可以比顶点 46的径向范围大。当环70 ,皮迫从凹槽44越过顶点42到达斜面40上时这 种较大的顶点42还可能导致需要施加额外的力来分离两构件。
尽管图3A中止动凹槽58部分地由斜坡59限定，但是在替代性的实 施例中可以设想其他的止动凹槽。例如，在图3B和图3C中，止动凹槽 58，包括斜;皮59，或斜坡59"以及位于该斜坡和容纳凹槽60之间的单独 的底部94。可以构造底部94的尺寸和位置以使其在正常操作中参与环70 的固定，如图3C的实施例中所示，其中斜坡59"相对于与轴线A-A平行 的轴线的角度(y最大可以是卯度。可选择地，如果底部94仅作为当阳性 构件20的尾部外表面34以及台肩48与斜坡59，之间发生偶然失效时的 笫二锁定表面，则角度ci通常在20度到40度的数量级，优选大约30度。 本示例性的联接组件和相关的部件例如阳性构件只是为了实施要求保 护的主题确立的最佳实施方式的举例说明。本领域技术人员应当理解，在 不背离如下述权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以釆用所 公开的联接组件或本文所述的相关部件的各种替代性实施例。仅作为一个 示例，顶点42和顶点46可以围绕阳性构件20的圆周沿径向分段，以便在 确保环70和凹槽44之间实现所需的接合的同时减少环70和凹槽44的壁 之间的摩擦。
下述权利要求旨在限定联接组件或相关部件的范围，并且旨在覆盖落 入这些权利要求及其等同物的范围内的主题。本说明书应被理解成包括本
文描述的要素的所有新颖的和非显而易见的组合，并且可以在本申请或者 以后的申请中对这些要素的任何新颖的和非显而易见的组合提出权利要 求。另外，上述实施例是示例性的，没有任何单一的特征或要素对于所有 可以在本申请或以后的申请中提出权利要求的可能的组合是必需的。
权利要求
1.一种用于连接两个构件的联接组件，其组合包括(a)开口锁定环；(b)沿一轴线从前端向后端延伸的第一构件，所述第一构件具有外表面和从所述外表面向外延伸的肋，所述肋包括(i)第一顶点，(ii)位于所述第一顶点之后的第二顶点，和(iii)位于所述第一顶点和所述第二顶点之间的凹槽，以及(c)从一容纳端向一远端延伸的第二构件；其中所述第一构件和所述第二构件的尺寸制成在所述第一构件插入所述第二构件时，所述开口锁定环越过所述第一顶点、与所述凹槽接合然后分离、然后越过所述第二顶点。
2. 如权利要求1所述的联接组件，其中在所述联接组件被锁定或解 锁的情况下当所述环越过所述肋时，所述肋提供至少一个触觉或声音反馈。
3. 如权利要求1所述的联接组件，其中当所述环与所述凹槽接合并 且在所述第一顶点和所述第二顶点之间具有两个接触位置时，在所述两个 接触位置之间被限定的所述环的外圆周的圆周段小于180度。
4. 如权利要求3所述的联接组件，其中所述环的横截面总体为圆形， 从而所述圆周段是具有较小弧的弦。
5. 如权利要求4所述的联接组件，其中所述较小弧不大于大约60度。
6. 如权利要求5所述的联接组件，其中所述较小弧仅在大约20度到 40度的范围内。
7. 如权利要求1所述的联接组件，其中所述第一顶点和所述第二顶 点从所述外表面向外延伸大致相同的范围。
8. 如权利要求1所述的联接组件，其中所述第一顶点和所述第二顶 点相对于由所述凹槽限定的对称线大致对称。
9. 一种用于联接组件的阳性构件，其包括 -底部外表面；和-从所述底部外表面延伸出的肋，所述肋包括(i) 第一顶点，(ii) 第二顶点，和(iii) 位于所述第 一顶点和所述第二顶点之间的凹槽。
10. 如权利要求9所述的阳性构件，其中所述肋包括位于所述第一顶 点之前的斜面。
11. 如权利要求9所述的阳性构件，其中所述肋包括位于所述第二顶 点之后的台肩。
12. 如权利要求9所述的阳性构件，其中所述肋包括位于所述第一顶 点之前的斜面以及位于所述第二顶点之后的台肩，所述斜面不同于所述台 肩。
13. 如权利要求9所述的阳性构件，其中所述第一顶点和所述第二顶 点具有大致相同的径向范围。
14. 如权利要求9所述的阳性构件，其中所述第一顶点和所述第二顶 点相对于由所述凹槽限定的对称线大致对称。
15. —种用于连接两个构件的联接组件，其组合包括(a) 具有第一端和第二端的开口锁定环，所述第一端和第二端被对准 以便能够对接，所述环可以扩张从而限定所述第一端和第二端之间的间隙；(b) 沿一轴线从前端向后端延伸的阳性构件，所述阳性构件具有外表 面和从所述外表面向外延伸的肋，所述肋包括(i) 沿远离所述前端以及远离所述轴线的方向向外成锥形的斜面，(ii) 位于所述斜面之后的第一顶点，(iii) 位于所述第一顶点之后的第二顶点，(iv) 位于所述第一顶点和所述第二顶点之间的凹槽，以及(v) 台肩，所述台肩远离所述第二顶点向后并且朝向所述轴线向内成锥形，所述第一顶点、所述凹槽以及所述第二顶点连接所述斜面和所述台肩；以及 (c)从一容纳端向一远端延伸的阴性构件，所述阴性构件包括容纳凹 槽和止动凹槽；当所述联接组件被选择性地锁定或解锁时，所述开口锁定环可被选择 性地容纳在所述容纳凹槽和所述止动凹槽中；以及所述阳性构件和阴性构件的尺寸制成当所述阳性构件插入所述阴性 构件时，所述开口锁定环沿所述斜面向上移动从而增大所述间隙的尺寸、 越过所述肋并收缩从而减小所述所述间隙的尺寸以便与所述台肩接合，从 而,皮限制在所述台肩和所述止动凹槽之间。
16. 如权利要求15所述的联接组件，其中当所述环与所述凹槽接合并 且在所述第一顶点和所述第二顶点之间具有两个接触位置时，在所述两个 接触位置之间被限定的所述环的外圆周的圆周段小于180度。
17. 如权利要求16所述的联接组件，其中所述较小弧不大于大约60度。
18. 如权利要求15所述的联接组件，其中在所述联接组件被锁定或解 锁的情况下当所述环越过所述肋并与所述凹槽接合时，所述肋提供至少一 个触觉或声音反馈。
19. 如权利要求15所述的联接组件，其中所述第一顶点和所述第二顶 点具有大致相同的径向范围。
20. 如权利要求15所述的联接组件，其中所述第一顶点和所述第二顶 点相对于由所述凹槽限定的对称线大致对称。
全文摘要
一种无螺纹联接件(10)，其包括第一构件(20)和第二构件(22)以及位于两构件之间的开口锁定环(70)。所述第一构件包括外表面(34)，所述外表面具有从该外表面延伸出的肋(38)，所述肋包括第一顶点(42)、第二顶点(46)和位于所述第一顶点和第二顶点之间的凹槽(44)。当第一构件插入第二构件时，锁定环(70)选择性地越过其中一个所述顶点、与所述凹槽接合然后分离、然后越过另一个顶点。
文档编号F16L37/00GK101175941SQ200680017094
公开日2008年5月7日 申请日期2006年5月17日 优先权日2005年5月17日
发明者M·B·斯特瓦特 申请人:伊顿公司