专利名称：旋锁式连接锁紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接锁紧装置，尤其是一种旋锁式连接锁紧装置。
美国军用标准MIL-C-81703公开的推拉式连接锁紧装置，由固定连接端和活动连接端组成，固定连接端一般由固定连接端外壳组成，活动连接端一般由活动连接端外壳、锁紧环、连接球、弹性元件等组成。连接时固定连接端外壳将插入活动连接端外壳之中。固定连接端外壳上与活动连接端连接一侧的前部有一个连接用的槽。锁紧环套于活动连接端外壳上，在其朝着固定连接端一侧内部有一个用于解锁的后面有倒角的长方形槽。在锁紧状态时，该槽位于朝着固定连接端方向上连接球之前。在解锁状态时，该槽位于连接球的上方。在恶劣的力学环境(如振动、冲击、恒加速度、碰撞等)中，当固定连接端固定使用时，锁紧环在自身质量和背离固定连接端的轴向加速度作用下，有可能克服弹性元件的保持力而移动到解锁位置，这就失去了阻止连接球向外移动的限制，连接球此时也就失去了在固定连接端外壳与活动连接端外壳之间充当阻挡物的作用。此时活动连接端在自身质量和背离固定连接端轴向加速度的作用下，就可能导致处于连接锁紧状态的活动连接端与固定连接端分离，连接可靠性不高。
中国专利CN2175844公开了另一种推拉式连接锁紧装置，它由固定连接端和活动连接端组成，固定连接端一般由固定连接端外壳组成，活动连接端一般由活动连接端外壳、锁紧环、连接球、弹性元件等组成。连接时固定连接端外壳将插入活动连接端外壳之中。固定连接端外壳上与活动连接端连接一侧的前部有一个连接用的槽。锁紧环套于活动连接端外壳上，在其朝着固定连接端一侧内部有一用于解锁的前面有倒角的长方形槽，在锁紧状态时，该槽位于朝着固定连接端方向上连接球之后。在解锁状态时，该槽位于连接球的上方。在恶劣的力学环境(如振动、冲击、恒加速度、碰撞等)中，当固定连接端固定使用时，由于外壳与锁紧环之间存在有弹性元件，因此在同一交变轴向加速度的作用下，外壳与锁紧环在轴向受力方向上也就存在相位差。也就是说在交变轴向加速度的作用下，在某一时刻活动连接端受到背离固定连接端的轴向加速度作用时，其上的锁紧环却可能受到朝向固定连接端的轴向加速度的作用。这就可能导致在某一时刻锁紧环在自身质量和朝向固定连接端轴向加速度的作用下，克服弹性元件的保持力而移动到解锁位置，这就失去了阻止连接球向外移动的限制，连接球此时也就失去了在固定连接端外壳与活动连接端外壳之间充当阻挡物的作用。而同时在活动连接端自身质量和背离固定连接端轴向加速度的作用时，使处于连接锁紧状态的固定连接端与活动连接端分离。另外，在某些特殊场合，例如要求固定连接端与活动连接端之间有轴向密封要求的场合，处于连接锁紧状态的活动连接端受到朝向固定连接端的轴向力的作用下，锁紧环可能向固定连接端的方向运动。一旦锁紧环在此力的作用下移动到解锁位置，就失去了阻止连接球向外移动的限制，连接球此时也就失去了在固定连接端与活动连接端外壳之间充当阻挡物的作用。此时轴向密封元件为密封而被压缩所产生的弹力又恰恰是背离固定连接端方向的，可能使处于连接锁紧状态的固定连接端与活动连接端分离。如此时活动连接端的受力方向突然改变到背离固定连接端的方向，如上所述由于弹性元件的作用将使锁紧环与外壳在轴向受力方向上产生相位差，导致锁紧环不能及时退回到锁紧状态，因此更可能使处于连接锁紧状态的固定连接端与活动连接端分离。总之，综上所述在某一时刻或某些特殊场合可能使锁紧环与外壳受到的轴向力相反。也就是说此时锁紧环可能受到朝向固定连接端的轴向力，使其到达解锁位置解锁，就失去了阻止连接球向外移动的限制，连接球此时也就失去了在固定连接端外壳与活动连接端外壳之间充当阻挡物的作用。而同时外壳却可能受到背离固定连接端的轴向力，使固定连接端和活动连接端可能分离。虽然此种装置的连接可靠性与美国军用标准MIL-C-81703公开的推拉式连接锁紧装置相比有较大的提高，但也存在着可靠性问题，另外，与上述推拉式连接锁紧装置相比该装置操作适宜性相对较差。
本发明的目的在于提供一种在恶劣的力学环境(如振动、冲击、恒加速度、碰撞等)中使用时，连接可靠性高，且操作适宜性好的旋锁式连接锁紧装置。
本发明的目的通过以下措施实现旋锁式连接锁紧装置，由固定连接端和活动连接端组成，固定连接端一般由固定连接端外壳组成，活动连接端一般由活动连接端外壳、锁紧环、连接球等组成，连接时固定连接端外壳将插入活动连接端外壳之中，锁紧环套于活动连接端外壳外，在固定连接端外壳上与活动连接端连接一侧的前部有一个连接用的槽，在锁紧状态时连接球被保持在该槽中，在解锁状态时连接球可以向外移动到完全脱离该槽的位置，其特点在于在锁紧环内侧的圆周方向上有一个或多个用于解锁的沿着轴向的槽，该槽在解锁状态时位于活动连接端外壳圆周方向上连接球的上方，在锁紧状态时位于活动连接端外壳圆周方向上连接球的一侧；在锁紧环内侧或活动连接端外壳外侧的圆周方向或轴向还有一个或多个用于保持解锁状态的槽、一个或多个用于保持锁紧状态的槽及装在活动连接端外壳或锁紧环上的弹性阻挡物，弹性阻挡物在解锁和锁紧状态时分别落入保持解锁和锁紧状态的槽中；在锁紧环上或活动连接端外壳上固定有一个或多个在达到解锁或锁紧状态时限制锁紧环沿解锁或锁紧方向继续旋转的限位器。
在活动连接端外壳与锁紧环之间还有阻挡物，其使活动连接端与锁紧环不能沿轴向相对移动，而只能相对转动。在活动连接端外壳的外侧上还有一个用于在固定连接端和活动连接端分离后绝对保持解锁状态的槽、位于该槽里容孔中的顶球及装在锁紧环上的弹性元件，在解锁状态时弹性元件位于该槽的上方，当固定连接端外壳从活动连接端外壳中脱出后，弹性元件部分落入上述槽中，在锁紧状态时位于上述槽的一侧。
本发明的工作原理是在解锁状态时，锁紧环上用于解锁的槽位于活动连接端外壳圆周方向上连接球的上方，此时连接球可以向外移动到固定连接端外壳上连接用的槽以外，完全脱离固定连接端外壳上连接用的槽，活动连接端外壳上的弹性阻挡物落入锁紧环上保持解锁状态的槽中，限位器限制锁紧环继续沿解锁方向转动，锁紧环上的弹性元件位于活动连接端外壳外圆上用于绝对保持解锁状态的槽上方，当固定连接端外壳从活动连接端外壳中脱出后，弹性元件的一部分落入活动连接端外壳外圆上用于绝对保持解锁状态的槽中，并将活动连接端外壳上的顶球向活动连接端外壳内侧顶起。在锁紧状态时，锁紧环上用于解锁的槽位于活动连接端外壳圆周方向上连接球的一侧，保持连接球完全落到固定连接端外壳上连接用的槽中。活动连接端外壳上的弹性阻挡物落入锁紧环上保持锁紧状态的槽中，限位器限制锁紧环继续沿锁紧方向转动，活动连接端外壳上的顶球被固定连接端外壳向活动连接端外壳的外侧顶起，锁紧环上的弹性元件位于活动连接端外壳外圆上用于绝对保持解锁状态槽的一侧。
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。
图1为本发明处于连接锁紧状态的剖视图；图2为图1的A-A剖视图；图3为本发明处于连接解锁状态的剖视图；图4为图3的A-A剖视图；图5为本发明处于连接或分离过程中的剖视图；图6为图5的A-A剖视图；图7为本发明处于分离锁紧状态的剖视图；图8为图7的A-A剖视图；图9为本发明处于分离解锁状态的剖视图；图10为图9的A-A剖视图；图11为本发明中弹性阻挡物沿轴向设置时处于连接解锁状态的剖视图；图12为图11的A-A剖视图；图13为图11的B-B剖视图。
参见图1-13，本发明包括固定连接端外壳1，其与活动连接端Y连接一侧的前部有一个连接用的槽10；活动连接端外壳2，其外侧有一个用于在固定连接端X和活动连接端Y分离后绝对保持解锁状态的槽14，连接球4、顶球7和弹性阻挡物5位于活动连接端外壳2上相应的容孔或槽中；锁紧环3，其套于活动连接端外壳2上，在其内侧的圆周方向上有一个或多个(可根据受力情况，一般为1-8个)横截面是圆弧或端部有倒角的用于解锁的沿着轴向的槽11，还有一个或多个(可根据所需扭矩情况，一般为1-3个)横截面是圆弧或端都有倒角的用于保持解锁或锁紧状态的槽12或13，弹性元件6位于锁紧环3上的容孔或槽中，一个或多个(可根据受力情况来选择)限位器9固定于锁紧环3上；在活动连接端外壳2与锁紧环3之间还可以有一个使活动连接端外壳2和锁紧环3不能沿轴向相对移动，而只能相对转动的阻挡物8。此外，也可以用限位器9代替阻挡物8起到限制活动连接端外壳2和锁紧环3不能沿轴向相对移动，而不能相对转动的作用。
当如图7和图8所示处于分离锁紧状态的固定连接端X与活动连接端Y需要连接时，应绕轴向使锁紧环3旋转到如图9和图10所示的解锁位置，即锁紧环3上的槽11位于装在活动连接端外壳2上的连接球4上方，以便允许连接球4向活动连接端外壳2外移动，在固定连接端外壳1插入活动连接端外壳2时不产生阻挡；装在活动连接端外壳2上的弹性阻挡物5落入锁紧环3上的槽12中，以阻止锁紧环3旋转，使锁紧环3锁定在解锁状态。锁紧环3上的槽13此时位于解锁旋转方向上槽12的前面；装在锁紧环3上的弹性元件6的一部分落入活动连接端外壳2上的槽14中，同时将装在活动连接端外壳2上的顶球7向活动连接端外壳2内侧顶起。弹性元件6在锁紧环3与活动连接端外壳2之间起到阻挡物的作用，使锁紧环3与活动连接端外壳件2之间处于不可相对转动的状态，绝对防止锁紧环3旋转，使锁紧环3绝对锁定在解锁状态，以方便固定连接端与活动连接端的连接；可以在锁紧环3与活动连接端外壳件2之间设置一个限位器9，以便在锁紧环3旋转到锁紧和解锁状态时，限制其继续沿锁紧和解锁方向旋转。
此时，即可把固定连接端外壳1插入到如图5和图6所示的活动连接端外壳2中，顶球7即将装在锁紧环3上的弹性元件6落入活动连接端外壳2上槽14中的那部分从槽14中完全顶出，使弹性元件6在锁紧环3与活动连接端外壳2之间失去阻挡物的作用。当固定连接端外壳1的槽10插入到如图3和图4所示装在活动连接端外壳2上的连接球4的下方时，锁紧环3与活动连接端外壳件2之间便处于可相对转动的状态，绕轴向使锁紧环3旋转到如图1和图2所示的锁紧位置，使装在活动连接端外壳2的弹性阻挡物5落入锁紧环3上的槽13中，并被保持在该槽10中，以阻止锁紧环3旋转，使锁紧环3锁定在锁紧状态，与此同时连接球4被挤落到固定连接端外壳1上的槽10中，使连接球4在固定连接端外壳1与活动连接端外壳2之间起到阻挡物的作用，从而达到连接的目的。
当如图1和图2所示处于连接锁紧状态的固定连接端X与活动连接端Y需要分离时，应绕轴向使锁紧环3旋转到如图3和图4所示的解锁位置。即锁紧环3上的槽11位于装在活动连接端外壳2上的连接球4上方，以便在把固定连接端外壳1从活动连接端外壳2中拉出时，允许连接球4向活动连接端外壳2外移动到完全脱离外壳1上槽10的位置；装在活动连接端外壳2上的弹性阻挡物5落入锁紧环3上的槽12中，以阻止锁紧环3旋转，使锁紧环3锁定在解锁状态；装在锁紧环3上的弹性元件6位于活动连接端外壳2上槽14的上方。此时，随着将固定连接端外壳1从如图5和图6所示的活动连接端外壳2中拉出，连接球4即可由固定连接端外壳1上的槽10中被挤入到锁紧环3上的槽11中，此时连接球4在固定连接端外壳1与活动连接端外壳2之间即失去了阻挡物的作用。从而使固定连接端X与活动连接端Y完全分离，达到分离的目的。随着固定连接端外壳1从如图5和图6所示的活动连接端外壳2中完全脱出，顶球7即失去了固定连接端外壳1的支撑，顶球7便在弹性元件6的作用下复位，使装在锁紧环3上的弹性元件6的一部分落入活动连接端外壳2上的槽14中，同时将顶球7向活动连接端外壳2内侧顶起。弹性元件6在锁紧环3与活动连接端外壳2之间起到阻挡物的作用，使锁紧环3与活动连接端外壳件2之间处于不可相对转动的状态，绝对防止锁紧环3旋转，使锁紧环3绝对锁定在解锁状态，以方便固定连接端X与活动连接端Y的再次连接。
本发明中槽11既可以是沿着锁紧环3轴向横截面是圆弧或端部有倒角等形式的槽也可以是在解锁状态时，能允许活动连接端外壳2上的连接球4向外移动，使连接球4在固定连接端外壳1与活动连接端外壳2之间失去了阻挡物作用的任何形式沿着锁紧环3轴向、径向或周向的槽、孔和凹陷。
槽12和槽13既可以是沿着锁紧环3轴向横截面是圆弧或端部有倒角等形式的槽，也可以是能使弹性阻挡物5落入并起到阻挡作用的任何形式沿着锁紧环3轴向、径向或周向的槽、孔和凹陷。
连接球4和顶球7也可以是连接钉、柱或弹性环。
在锁紧环3内侧圆周方向上有一个或多个用于保持解锁状态的槽12、一个或多个用于保持锁紧状态的槽13和装在活动连接端外壳2上的弹性阻挡物5，也可以如图11、图12和图13所示在活动连接端外壳2与锁紧环3之间沿轴向设置；另外，不但可以将槽12和槽13设置在锁紧环3上，将弹性阻挡物5设置在活动端活动连接端外壳2上，也可以将弹性阻挡物5设置在锁紧环3上，将槽12和槽13设置在活动连接端外壳2上。
弹性阻挡物5和弹性元件6也可以由弹性物和阻挡物组成。
本发明所述的旋锁式连接锁紧装置，在恶劣的力学环境(如振动、冲击、恒加速度、碰撞等)中，当固定连接端X固定使用时，由于其解锁不象前两种推拉式锁紧装置那样需要靠锁紧环3沿轴向移动来完成，而是靠锁紧环3绕轴向的旋转来完成，锁紧环3和活动连接端外壳2之间在阻挡物8或限位器9的作用下不能沿轴向相对移动，只能相对转动，因此锁紧环3所受轴向力与锁紧环解锁所需的力(矩)无关。由于锁紧环3在垂直于轴向上的质心在活动连接端的轴线上或基本在此轴线上，因此在恶劣的力学环境(如振动、冲击、恒加速度、碰撞等)中，锁紧环3由于其重量、质量和加速度的作用而产生的垂直于轴向方向上的力也通过活动连接端的轴线或基本通过此轴线，也就是说此力相对于活动连接端轴线的力臂为零或很小，因此由此产生的使锁紧环3绕轴向旋转的力矩也为零或很小，此时也就不可能使锁紧环3旋转到解锁位置而失去阻止连接球4向外移动的限制，连接球4仍在固定连接端外壳1与活动连接端外壳2之间起阻挡物的作用，使固定连接端X与活动连接端Y之间保持着完全的连接状态，加之装在活动连接外壳2上的弹性阻挡物5在锁紧状态时是落入锁紧环3上槽13中的，在锁紧环3与活动连接端外壳件2之间起到弹性阻挡物的作用，防止了锁紧环3旋转，使锁紧环3锁定在锁紧状态。所以从理论上来说，处于连接锁紧状态的本发明所述的旋锁式连接锁紧装置在恶劣的力学环境中使用时是不可能分离的，除非人为向锁紧环3实施绕轴线的旋转力矩使锁紧环3旋转到解锁位置后，再向固定连接端与活动连接端实施足够分离力时，才能使固定连接端X与活动连接端Y分离。
本发明的优点在于由于改变了连接锁紧的原理，不象以前的推拉式连接锁紧装置一样，本发明在恶劣的力学环境(如振动、冲击、恒加速度、碰撞等)中使用时，由于锁紧环所受的力与锁紧环解锁所需的力(矩)无关，因此在保证与以前推拉式锁紧装置具有相同可靠性的前题下，本发明所需的解锁力(矩)很小，这就使得操作操作适宜性更好，占用操作空间更小，在恶劣的力学环境中使用时连接可靠性更高。另外，由于增加了在固定连接端和活动连接端分离后绝对保持解锁状态的机构，极大的方便了使用者的操作。
本发明主要适用于要来在恶劣的力学环境中使用时连接锁紧可靠性高，而且要求快速连接与分离，占用空间小的场合。例如，要求用于抗振动、冲击、恒加速度、碰撞等场合的光和电连接器、气体和液体管道连接器。
权利要求
1.旋锁式连接锁紧装置，由固定连接端X和活动连接端Y组成，固定连接端X一般由固定连接端外壳(1)组成，活动连接端Y一般由活动连接端外壳(2)、锁紧环(3)、连接球(4)等组成，连接时固定连接端外壳(1)将插入活动连接端外壳(2)之中，锁紧环(3)套于活动连接端外壳(2)外，在固定连接端外壳(1)上与活动连接端Y连接一侧的前部有一个连接用的槽(10)，在锁紧状态时连接球(4)被保持在槽(10)中，在解锁状态时连接球(4)可以向外移动到完全脱离槽(10)的位置，其特征在于在锁紧环(3)内侧的圆周方向有一个或多个用于解锁的沿着轴向的槽(11)，该槽(11)在解锁状态时位于活动连接端外壳(2)圆周方向上连接球(4)的上方，在锁紧状态时位于活动连接端外壳(2)圆周方向上连接球(4)的一侧；在锁紧环(3)内侧或活动连接端外壳(2)外侧的圆周方向或轴向还有一个或多个用于保持解锁状态的槽(12)、一个或多个保持锁紧状态的槽(13)及装在活动连接端外壳(2)或锁紧环(3)上的弹性阻挡物(5)，弹性阻挡物(5)在解锁和锁紧状态时分别落入槽(12)和槽(13)中；在锁紧环(3)上或活动连接端外壳(2)上固定有一个或多个在达到解锁或锁紧状态时限制锁紧环(3)沿解锁或锁紧方向继续旋转的限位器(9)。
2.根据权利要求1所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于在活动连接端外壳(2)与锁紧环(3)之间还可有一个使活动连接端外壳(2)和锁紧环(3)不能沿轴向相对移动，而只能相对转动的阻挡物(8)。
3.根据权利要求1或2所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于上述使活动连接端外壳(2)和锁紧环(3)不能沿轴向相对移动，而只能相对转动的阻挡物(8)的作用也可以由限位器(9)替代。
4.根据权利要求1所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于活动连接端外壳(2)的外侧上还有一个用于在固定连接端X和活动连接端Y分离后绝对保持解锁状态的槽(14)、位于槽(14)里容孔中的顶球(7)、装在锁紧环(3)上的弹性元件(6)；在解锁状态时弹性元件(6)位于上述槽(14)的上方，当固定连接端外壳(1)从活动连接端外壳(2)中脱出后，弹性元件(6)的一部分落入上述槽(14)中；在锁紧状态时弹性元件(6)位于上述槽(14)的一侧。
5.根据权利要求1所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于上述的槽(11)还可以是在解锁状态时，允许连接球(4)向外移动，使连接球(4)在固定连接端外壳(1)与活动连接端外壳(2)之间失去阻挡物作用的任何形式的沿着锁紧环(3)轴向、径向或周向的槽、孔或凹陷。
6.根据权利要求1或5所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于上述的槽(11)是横截面为圆弧或端部有倒角的槽、孔或凹陷。
7.根据权利要求1所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于上述的槽(12)和槽(13)还可以是能使弹性阻挡物(5)落入并起阻挡作用的任何形式的沿着锁紧环(3)轴向、径向或周向的槽、孔或凹陷。
8.根据权利要求1或7所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于上述的(12)和槽(13)是横截面为圆弧或端部有倒角的槽、孔或凹陷。
9.根据权利要求1或4所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于上述弹性阻挡物(5)或弹性元件(6)还可以由弹性物和阻挡物组成。
10.根据权利要求1或4所述的旋锁式连接锁紧装置，其特征在于上述的连接球(4)或顶球(7)还可以是连接钉、柱或弹性环。
全文摘要
旋锁式连接锁紧装置,由固定连接端和活动连接端组成,固定连接端由固定连接端外壳组成,活动连接端由活动连接端外壳、锁紧环、连接球、弹性阻挡物、弹性元件、顶球、限位器等组成,固定连接端外壳上与活动连接端连接一侧的前部有一个连接用的槽,活动连接端外壳外侧有一个用于保持绝对解锁状态的槽,锁紧环内侧沿着周向有一个或多个用于解锁的槽、有一个多个用于保持解锁或锁紧状态的槽,阻挡物使锁紧环和活动连接端外壳之间不能沿轴向相对移动。本发明在恶劣力学环境中使用时连接可靠性高,操作适宜性好,可用于光和电连接器、气体和液体管道连接器。
文档编号F16B7/00GK1312442SQ0111580
公开日2001年9月12日 申请日期2001年4月30日 优先权日2001年4月30日
发明者张克克 申请人:北京银九鼎光电技术开发有限公司