[发明专利]自锁卡口偶联机构

说明书

本发明的背景

1．本发明的领域

本发明涉及一种偶联机构，特别是涉及一种自锁卡口式(包括卡销和槽)偶联机构，该机构在初始将一个偶联器的半爿插入到另一个偶联器的半爿内以后，有一锁紧套筒自动旋转到锁紧位置，从而可防止由于震动或振动不经意地脱开偶联。与现有的这种型式的偶联机构不同，本发明还增加一个轴向偶联力，该力能在锁紧套筒旋转到锁紧位置时将偶联器的两半爿拉紧在一起并且在偶联完毕后继续保持该状态。

本发明的偶联器可被用于电工的、液压的或气动的偶联器系统，并且在需要密封的偶联器系统特别有效，因为它能不断将轴向力施加到两个匹配的偶联器之间的界面上。

2．相关技术的说明

从美国专利5,067,909和5,167,522号中已知有这样的自动锁紧偶联器，其中在初始将偶联器的一个半爿插入到另一半爿内时，顶着弹簧力转动锁紧套筒，而在插置完毕时允许弹簧转回到锁紧位置。

这两专利公开一种偶联机构，当偶联器的一个半爿被插入到另一半爿内时，使在一个半爿上的套筒顶着扭转的弹簧力转动，由于在套筒上和插入的那半爿偶联器上两个互补三角形小突片的凸轮作用，在两个互补小突片互相接合后弹簧的返回力便可使套筒转动到锁紧位置，这样两个小突片便可防止偶联器两个半爿脱离接合，而在要脱开偶联时须先扭转套筒使两个小突片互相脱开。

类似的偶联器曾在美国专利5,662,488号中公开过并在本文的图1到3中示出。在这偶联器中，偶联器一个半爿2内的L形槽和偶联套筒4上的卡销3被用来使偶联套筒相对于偶联器另一半爿5转动，因此当装有套筒的半爿被安装而沿轴向套入到联轴器另一半爿内时，弹簧的扭转返回力可迫使卡销进入到L形槽的底部内。本例不用扭力弹簧，扭转的返回力由插入的偶联器半爿上的第二套凸轮表面6提供，该凸轮表面6被这样配置使它与套筒上沿径向向外的弹性部上的相应的第二套卡销配合而起凸轮的作用，由第二套凸轮表面在第二套卡销上造成的恢复力的扭转分力使当第一卡销抵达L形槽的底部时套筒转动到锁闩位置。

这些自锁设计固有的问题为必需有一定数量的窜动，使互补的锁紧结构，即美国专利5,067,909和5,167,522号中的三角形小突片及美国专利5,662,488号中的卡销和槽能够互相脱开，从而使套筒能随扭转力而转动到锁紧位置，同时这也是制造公差造成的结果。但在偶联器两个匹配的半爿之间出现窜动会增加接触零件的磨损，并且在偶联器密封的情况下能在偶联器两个匹配半爿的界面上损害密封，使得密封件由于偶联器两个半爿没有能深入接触或停留在所需的匹配位置而被弹性地设定。

在另一方面，已知在传统的不自锁的偶联装置的范围内，解决这个在偶联器两个匹配半爿之间的公差或窜动问题的方法是在两个匹配的半爿上施加一个轴向力。在偶联器两个匹配半爿上施加一个预载荷或轴向力的设计实例中包括美国专利3,805,379和4,820,185号。在美国专利3,805,379号中公开的设计在本文的图4中示出，轴向力由转动一个卡口偶联套筒造成使卡销通过相应的槽，经过偶联器两个半爿确定接触之点，然后来到槽的一端，抵压在一个由弹簧装置提供的纯粹为轴向的预载荷上。在匹配的方向上延长走动的距离限定施加在偶联器两个半爿上的预载荷。

由于所示传统卡口偶联器的预载荷是当卡销在相应槽内走动到终端时施加的，因此完成偶联需要增加一个手动施加的转动力，从接触点开始，在该点上预载荷弹簧开始被压缩。结果这种装置对美国专利5,067,909、5,167,522和5,662,488号中所公开的那种型式的自动销紧机构便不能适用，因为其中施加力的弹簧在初始插入时便被压缩。另外，传统的轴向预载荷装置不能提供制造公差，因为该公差会影响实际的预载荷。

而本发明在另一方面，将美国专利3,805,379号的轴向预载荷及美国专利5,067,909、5,167,522和5,662,488号的自锁闩装置结合起来，由于采用一个改进的扭转力产生装置而不用美国专利3,805,379号中所示机构来产生纯粹为轴向的力，因此可同时产生转动力和轴向力，从而提供一种消除现有型式偶联器缺点的偶联器。在本发明中，不仅有扭转力施加在锁闩套筒上使它转动到锁闩位置，而且与此同时扭转力还有一个移动分力也被利用来将偶联器的两个半爿拉紧在一起。