专利名称：锁定装置及设有该锁定装置的管接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于相互螺纹连接的两个元件的锁定装置。
本发明也涉及具有这类装置的管接头。
锁定装置的作用在于防止两个元件之间出现不希望有的松扣，尤其在使用过程中两个元件承受震动或摇动的情形时。
本发明尤其涉及但并不限于标准化的接头，该接头包括其中一根管端部的螺纹接头的，通过将螺母紧固装配在其中一根管上并与另一根管上成形的螺纹配合，使螺纹接头被压入另一根管端部的扩口部。
US6293595B1公开了这样一种锁定装置，其能在弹簧的压力下轴向移动而同时与螺母的六角形构造和与管道的凸出端部一体成形的止挡元件配合。为了能将两个管端部分开，必须推动复位弹簧将连接元件推回与螺母的六角形构造和/或管道的凸出端部上固定的止挡元件脱离的位置。
在拧紧或松扣过程中，螺母上工具的存在避免了连接元件复位到锁定位置。一旦完成拧紧操作后将该工具取走，连接元件会因为弹簧作用而自由地移至锁定位置。
这种公知的装置具有相当多的优点，其能通过仅将轴承元件固定在接头的凸出端部上而不进行其它修改的情况下适应标准管接头。
在难于接近的特定情形下，特别是在航空学中，希望该锁定装置造成的干扰最小。在该公知装置中，如果螺母抵抗作业者施加的松扣力，不能看到该螺母的作业者无法知道该抵抗是由于螺纹连接本身还是连接元件不适当的脱离引起的。此外，在任何情形下，他必须记得该锁定装置的结构以便将手中工具沿六角形构造轴向移动，从而在能正确执行松扣操作前推回连接元件。
本发明的目的在于改善这种公知锁定装置的易用性。
根据本发明的螺纹接头的锁定装置，螺纹接头包括拧紧过程中可相互旋转的第一元件和第二元件，第一元件包括第一螺纹和远离所述第一螺纹的旋转配合构造，锁定装置装配在第二元件上，包括-与配合构造连接的连接元件；
-用于与第二元件承载的本体一起旋转的牢固连接的止挡元件，-连接元件和止挡元件之间的可脱离连接装置；其特征在于连接装置是具有棘齿的类型，棘齿使得其能在克服预定弹性阻力时沿松扣方向相对转动。
根据本发明，发现一种可反转的棘齿系统对防止震动导致的任何松扣都是非常有效的。在克服弹簧阻力时，棘齿仅使两元件相互脱离足够的角向位移以达到跨过棘齿顶点的程度。然而，沿某一方向或另一方向的震动激励持续时间太短，以至这种越过齿顶点的过程是不可能的。这种过程能毫无疑问地开始，但其后则被弹回最稳定的锁定位置。
相反，当执行有意识的松扣时，作业者不会有任何出错或失调的感觉。
因此，松扣可能在作业者不必特别关注或行动的情形下进行。他仅需将工具与螺纹接头的第一元件上的六角形或其它的配合构造配合，并如平常一样开动工具。
根据本发明的锁定装置能设计成与标准管接头完全兼容，除了将装置本体固定在第二元件上之外不需要对其进行修改。优选地，螺母构成该第二元件。实际上，生产特别的螺母更容易，尤其是在随后连接的情况下。此外，如果螺母配备在该装置上，两个端部在未连接状态下能仅仅通过使螺母沿承载该螺母的管道滑离足够远而完全去除，并且，该锁定装置不再对一根管道相对于另一根管道横向移动构成任何阻碍。
根据本发明的第二方面，管接头包括具有外螺纹的管端部和能拧在该外螺纹上并可旋转地装配在另一管端部上的螺母，其特征在于所述接头还包括根据第一方面的锁定装置，用于选择性地锁定由螺母和具有外螺纹的端部构成的两元件的相对旋转。
通过下面对非限制性实例的描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。
附图中-
图1是根据本发明的管接头的轴向剖视图，上半视图示出了处于锁定位置的第一变形，下半视图示出了松扣开始或拧紧结束时的处于解锁位置的第二变形；-图2是锁定装置以及在螺母上装配该装置前的螺母部件的透视图，图2中的上部和下部部分再一次分别示出了上述第一和第二变形；-图3是沿图1中III-III线的局部剖视图；-图4是接头和止挡元件以及弹簧部件的透视图；以及-图5是与图1中上半视图相似的视图，但却是在磨损管接头情况下。
如图1所示，本发明的锁定装置1能适于第一管接头，管接头包括牢牢固定在待连接管道中的第一管道上的凸出端部2或螺纹接头和牢牢固定在待连接管道中的第二管道上的凹进端部3，以及螺母4。
端部2和3在它们的自由端分别包括卵形的凸出密封构造6和截锥形的凹进密封构造7，用于无漏损的相互支承。螺纹接头2从卵形密封构造6开始，包括外螺纹8，然后是凸缘9，该凸缘9圆周上设有旋转配合构造，例如六角形构造11。构造11与元件2的螺纹8远离或隔开，使得将用于锁定的该构造11不是由改形螺纹如所述螺纹的平坦部分或者去除凹槽部分构成。
螺母4在远离连接端部2的后端包括内凸缘12和外旋转配合构造13，例如六角形构造。内凸缘12位于端部3的台肩14的后面并与之配合。台肩14背离端部2以保持螺母4处于束缚状态并承受来自螺母4的载荷，该载荷引起密封构造7与端部2的密封构造6无漏损的配合。
为了产生上述紧固压力，螺母4向前延伸有一个管道32，该管道32从其朝向端部2的前端开始包括能与端部2的螺纹8配合的内螺纹16。
本发明的锁定装置1包括支承本体18或杯状物，在其后端包括绕螺母4的六角形构造13装配的套筒19。这样，套筒19包括具有六角形轮廓的棱形形状的内表面21，其使套筒19能几乎没有间隙地装配在六角形构造13上(同样参见图2)。一旦这种装配完成，螺母4和支承本体18连接起来一起旋转。而且，套筒19设有将套筒19并因此将支承本体18轴向固定在螺母4上的保持装置。这些装置包括在表面21的环状内端上的内凸缘22(图1)，该内凸缘用于与螺母4的前台肩23相靠，所述台肩与构造13的前缘相邻。在图1和图2上部所示的情形中，保持装置还包括在套筒19的壁上切出的锁定凸耳24，其具有穿过套筒19的后缘开口的基本呈轴向的切口26。锁定凸耳24的端部是锁定爪27，一旦组装完成，该锁定爪邻接六角形构造13的后环状缘抓住螺母4的后表面28。
在图1和图2下部所示的实施例中，保持装置包括卷边片29，其起初在套筒19的内表面21的至少一些表面上延伸(图2)，一旦组装完成，所述卷边片29塑性地后弯靠在螺母4的后表面28上，如图1的下部所示。
套筒19的外表面上有用于替换螺母的六角形构造13的自己的六角形构造25，使得当所述装置1处于适当位置时，能使用诸如扳手(未示出)等工具旋转所述螺母。
套筒19的前端与大致圆柱形的裙部31的后端牢固地连接并形成一个单独件，其绕管道32延伸并在裙部31和管道32之间形成一环状腔34。
在腔34的内部，从其后端开始设有与管道具有相同轴线37的螺旋压缩弹簧36，环绕该轴线37的环形止挡元件38，并包括滑动地装配在裙部31内壁上的轴向凹槽41中的滑块39，最后是连接元件42，在该连接元件42的外圆周上具有防止连接元件42从裙部31上脱离的凸起43。这样，凸起43与因塑性变形形成的向轴线37径向伸出的裙部31的终端轮缘44邻接。
在图4中特别示出，连接元件42在裙部31的外部突出跨过端接轮缘44，在其至少在弹簧36处于相对低压力状态时从裙部31突出的前部中具有与第一元件2的凸出六角形构造11的尺寸相应的六角形凹进凹槽46。该凹槽的轴向宽度远小于六角形构造11的轴向宽度，并且在其后端由与邻接该六角形构造11的台肩48配合的止挡47界定。这种配合限制了凹槽46盖住构造11的轴向长度。
组件的轴向尺寸使得两个端部2、3处于新的状态(图1)时，两端部因螺母4施加的夹紧而无漏损地相互轴向压挤，连接元件42与六角形构造11配合，止挡47与台肩48配合，而止挡43几乎靠在轮缘44上。
如图5所示，本发明提及的普通类型管接头在受到凸出部件6的径向收缩时易磨损，并且使截锥部7变宽或扩开。这导致螺母4沿第一元件2的移动增加，这是要获得所希望的轴向夹紧必需的。根据本发明，可考虑通过弹簧36的充足的压缩位移，以及连接元件42和螺母4的自由端之间的充足的初始轴向移动距离d(图1)，以及滑块39的后端和腔24的底部之间的距离D而获得。
止挡元件31和连接元件42在彼此面对的环状缘上有轴向伸出且外形对称的齿49、51。换句话说，在周向方向上，这些齿具有三角形构造，每个都具有相同斜度的前表面和后表面。此外，止挡元件31的齿49和连接元件42的齿51具有互补的型面，从而它们能相互穿插，如图1的上部和图4、图5所示。相反，图1下部中的齿是点对点的。
生产具有本发明的锁定装置的管接头是非常容易的。螺母完全与第一元件2隔开，且后者与第二元件3隔开，装置1从螺母4的前端装配在螺母4上，直到凸缘22靠在台肩23上。在自锁实施例中，为了越过台肩23，凸耳24径向向外受压，以便当爪27能抓在螺母4的表面28后时向内弹性回收。在使用卷边片29的情况下，凸缘22靠住台肩23前装配是在没有阻力的情形下进行的。在该阶段，卷边片29径向向内弯回，如图1下部所示。需要注意的是，装置1形成了一种整体式组件，其完全装配在被锁定在一起的元件中的仅仅一个上，而不再需要另一元件上的任何装置。
为了连接管接头，使用扳手将螺母4在端部2的螺纹8上拧紧，该扳手与端部2的六角形构造11配合，而另一扳手与装置1的六角形构造25配合。由于压缩弹簧36的作用，止挡元件42靠着轮缘44。在拧紧过程结束时，连接元件42靠在端部2的台肩48上，弹簧36开始压缩，然后元件42因齿49和51的穿插而被旋转驱动，其凹槽46最终与端部2的构造11相配，弹簧36弹回同时使凹槽46装配在构造11上。因此避免了连接元件42与螺母11一起转动，齿49和51相互卡搭连接，每当齿49和51处于图1下部所示的顶点对顶点接触时，其受到弹簧36的短暂压缩。最后，达到图1上部所示的状态，此时管道被锁定且无漏损，由于通过本体18锁定螺母4和端部2，避免了螺母4在震动或其它附加载荷的影响下转动，由于滑块39在凹槽41中配合，因此避免了止动元件38相对于本体18转动，由于齿49和51的相互穿插，避免了连接元件42相对于止挡元件38转动。如果螺母的转动处于图1下部所示的齿49和51顶点对顶点接触位置的锁定端的端部，那么，在这些齿相互穿插前，任意应力、振动或其它因素仅能导致螺母轻微转动。
为了使螺母松扣，再将两个工具置于六角形构造25和11上并使装置1和螺母4一起沿松扣方向转动即可。齿49和51一个跨越另一个上，弹簧36受到短暂压力，直到因为螺母4向后轴向移动，即松扣移动，连接元件42最终与端部2的六角形构造11脱离。此时，连接元件42与螺母一起沿松扣方向转动。一旦松扣完成，螺母4和装置1能一起移动到尽可能后的位置(因此向图1的左侧)，以使该预期的技术操作能在该接头上没有干扰地进行。
当接头磨损，弹簧36的残余弹簧压缩移位和距离D’(图5)仍使处于锁定状态的滑块39足够令齿49和51通过棘轮运动相互跨越。
当然，本发明不限于所描述和示意的实例。
该装置也能固定在凸出端部2上并使用螺母上的六角形构造13来配合锁定。这种方案不太理想，因为松扣一旦完成则不能再去除该接头的元件。
如果想使齿49和51在拧紧和松扣时具有不同的阻力，可以将它们制成不对称，但它们必须始终具有足够小的斜度，使得能仅仅通过在锁定装置1上相对另一未装配在该装置上的元件施加转动扭矩而相互跨越。
生产管接头元件也是可能的，尤其是直接装配在本发明的装置中的螺母，其中本体18和螺母4能简单地构成同一个部件，或者通过焊接或粘接等永久地组装在一起的两个部件。
权利要求
1.一种用于螺纹接头的锁定装置(1)，该螺纹接头包括拧紧过程中可相互旋转的第一元件(2)和第二元件(4)，第一元件(2)包括第一螺纹(8)和远离所述第一螺纹(8)的旋转配合构造(11)，锁定装置(1)装配在第二元件(4)上，其包括-与配合构造(11)连接的连接元件(42)；-用于与由第二元件(4)承载的本体(18)一起旋转的被连接的止挡元件(38)；-连接元件(42)和止挡元件(38)之间的可脱离连接装置(49，51)；其特征在于连接装置(49，51)是具有棘齿的类型，棘齿使得在克服预定弹性阻力时沿松扣方向相对转动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述连接装置包括成形在连接元件(38)和止挡元件(42)上的轴向伸出齿(49，51)，它们通过弹簧(36)沿齿穿插的方向相向推动。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于两元件(38，42)能相对于本体(18)轴向移动并被弹簧(36)一起推向连接元件(42)的本体(18)上设置的止挡(44)。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于连接元件(42)能被拉回靠在弹簧(36)上且包括与第一元件(2)的台肩(48)配合的止挡(47)，以便限制连接元件(42)能够盖住配合构造(11)的轴向长度。
5.根据权利要求1至4的其中一项所述的装置，其特征在于本体(18)形成为包围止挡元件(38)和部分连接元件(42)的杯形物。
6.根据权利要求1至5的其中一项所述的装置，其特征在于止挡元件(38)和连接元件(42)围绕第二元件(4)的管道(32)装配，第二元件的管道(32)的内部螺纹(16)与第一元件(2)的螺纹配合。
7.根据权利要求1至6的其中一项所述的装置，其特征在于本体(18)能装配在与第二元件(4)一体形成的第二配合构造(13)上，具有自己的配合构造(25)，该配合构造(25)用于代替第二配合构造(13)以便通过工具使两元件(2，4)相对旋转。
8.根据权利要求1至7的其中一项所述的装置，其特征在于本体(18)通过搭扣配合(24，27)固定在第二元件(4)上。
9.根据权利要求1至7的其中一项所述的装置，其特征在于本体(18)通过卷边(29)固定在第二元件(4)上。
10.根据权利要求1至7的其中一项所述的装置，其特征在于本体(18)与第二元件(4)制成一体。
11.根据权利要求1至10的其中一项所述的装置，其特征在于该装置为单一的单元。
12.根据权利要求1至11的其中一项所述的装置，其特征在于该装置完全装配在第二元件(4)上。
13.一种管接头，包括具有外螺纹的管端部和能拧在该外螺纹上并可旋转地装配在另一管端部上的螺母，其特征在于所述接头还包括如权利要求1至12的其中一项所述的锁定装置，用于选择性地锁定由螺母和具有外螺纹的端部构成的两元件的相对旋转。
14.根据权利要求13所述的接头，其特征在于第一元件(2)和另一管端部(3)是标准的非改动元件。
全文摘要
本发明装置(1)固定到螺母(4)且包括连接单元(42)，该连接单元在缩径的轴向距离处插入接头端(2)的六角形构造(11)中，且与在本体(18)中背离压缩弹簧(36)轴向滑动的止挡单元(38)通过双向可穿插机构(49，51)连接。机构(49，51)对称并在压缩或释放扭矩的作用下以预定的弹性阻力相互插入。本发明装置一体形成，与螺母组装装配而不影响接头端(2，3)。所述本发明用于以对称方式锁定接头并使其能在没有任意初步主动操作的情形下解锁。
文档编号F16L19/00GK1820161SQ200480018649
公开日2006年8月16日 申请日期2004年6月17日 优先权日2003年7月1日
发明者J·-P·马克, B·巴尔 申请人:Jpb 系统公司