CN100386556C - 阴连接器部件以及配备有这种部件的快速连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阴连接器部件以及配备有这种部件的快速连接器。位于一用于可拆卸地连接受压流体的管道的安全快速连接器的阴部件适合接纳一沿纵向轴线装配在其中的阳部件。所述阴部件装备有用于在装配好的状态中锁定所述阳部件的装置，所述锁定装置包括至少一个平行于一相对于阳部件和阴部件的装配轴线倾斜的轴线平移并且设置有一圆柱形部的细长构件，该圆柱形部的一个端部用以接合在一阳部件的一周向凹槽中。所述端部由一抵靠所述凹槽的一侧面的表面部分地限定。所述构件还设置有一相对于所述阴部件的本体的径向伸出并且与一控制环协作的突出部。所述环绕所述本体安装，同时能够平行于所述装配轴线平移，所述支承面是其曲率半径绝对大于所述圆柱形部的半径的凹面或者凸面，或者是平直的。

Description

阴连接器部件以及配备有这种部件的快速连接器
技术领域
本发明涉及一种快速连接器的阴部件，以及一种用于一处理受压流体的装置的快速连接器，该快速连接器尤其包括这种阴部件。
背景技术
在输送一受压流体的管道的可拆卸连接领域中，已知使用一种阴连接器部件，它包括用于在装配好的状态(位置)中即当管道处于连接好的状态中时将阳接头锁定在阴部件中的控制装置。例如，由EP-A-0900966已知使用安装在阴部件中并且被设置成可选择性地接合在一阳接头的一外周向凹槽中的定位钢球。
在这些部件的相继装配期间，阴部件的钢球和阳接头的凹槽之间的多重接触会引起磨损和/或局部变形，这样可能导致凹痕(bead)或积垢(incrustation)的产生，这可能妨碍连接的正确机能。现在，在某些应用例如给汽车油箱装填液化石油气(LPG)中，通过这种连接器输送的流体的压力可能达到250巴的数量级，这样构成这种连接器的部件会承受相当大的应力并且加速磨损和/或变形的现象，由此这种连接器的使用寿命可能显著减少。
例如由GB-A-2036906或者US-A-3468562已知使用沿相对于一连接器的阳部件和阴部件的装配轴线的倾斜方向滑动的楔子板或楔块，以便使处于装配好的状态中的这些部件固定不动。这些楔子板或楔块外形复杂。它们需要复杂和昂贵的机加工。另外，它们的形状引起相当大的由其干扰的风险。
此外，US-A-2433119和US-A-3188123教导了比前述楔子板或楔块更经济的圆柱形棘爪部件的使用。这种棘爪具有一沿其一母线段的位于阳部件的凹槽中的线性支承面。棘爪的曲率半径小，从而导致高接触压力。这个摩擦面因此遭受快速的磨损并引起阳部件的变形。为了能够被操纵，这种棘爪必须与两个固定同轴环合作，其中一个环在棘爪的前端附近冲击棘爪，另一个环在棘爪的后端附近起作用。这导致过度的径向间隙需求。
本发明的一个较具体的目的是通过提出一种新型的阴快速连接器部件来克服这些缺陷，它能够与一已知几何形状的阳部件配合，而不会引起这些部件的用以将它们锁定在装配好的状态中的那些部位的过多磨损或变形。
发明内容
在这个精神中，本发明涉及一用于可拆卸连接受压流体的管道的安全快速连接器的一种阴部件，该部件适于接纳一沿纵向轴线装配在其中的阳部件，同时装备有用于在装配好的状态中锁定该阳部件的装置，这些装置包括至少一个平行于一相对于这些部件的装配轴线的倾斜轴线平移的细长构件，同时该构件设置有一圆柱形部，其一端用以接合在一装配在所述阴部件中的阳部件的一周向凹槽中。这个连接器部件的特征在于前述端部由一抵靠所述凹槽的一侧面的支承面部分地限定，并且所述构件设置有一相对于该阴部件的本体的一外部径向表面径向伸出并且接合在处于一控制所述构件的位置的环的内部的两个凹凸部件之间的突出部，该环绕该本体安装，同时能够平行于装配轴线移动，支承面是其曲率半径绝对大于圆柱形部的半径的凹面或者凸面，或者是平直的。
借助于本发明，细长锁定构件或者指状件能够有效地实现将一阳接头锁定在装配好的状态中的功能并且可呈现一避免作用在阳接头上的高局部应力的几何结构，因此限制了由这种连接器的相继操作引起的磨损或变形。不同于圆柱形部的包络面的球形支承面可在阴部件的凹槽的边缘上形成表面接触或者虚拟表面接触，从而限制磨损。突出部能够监控细长构件的圆柱形部关于其中心轴线的角度定向，从而确保支承面抵靠上述凹槽的边缘的正确定向。另外，该突出部能够借助外部环的两个凹凸部件并通过阴部件的本体的外侧控制细长构件沿两个方向即沿阴部件的凹槽的方向或者与此相反的方向移动。
根据本发明有利但非必须的方面，一快速连接器阴部件可结合以下特征中的一个或多个：
-突出部设置有两个径向于装配轴线并各分别在抵靠中接纳凹凸部件中的一个凹凸部件的表面。
-支承面被截头并且是具有一相对于构件的纵向轴线的半顶角的凹面，半顶角的值等于构件平行于其移动的轴线的倾斜角的值。
-截头支承面的曲率半径与侧面的曲率半径相似，端部和侧面因此互补。
-端部还由一呈部分圆柱形形式的表面限定，该表面的圆弧段和几何结构与一适合装配在阴部件中的阳部件的一外周向凹槽的底部的圆弧段和几何结构互补。
-构件设置有一用于抵靠在一由一其中安装构件的壳体形成的保持止挡上的跟部以便滑动和保持捕获。
-环被施加一朝向一位置的弹性作用力，在所述位置中，一凹凸部件在突出部上施加一用于将构件推向一阻挡一阳部件的位置的作用力，同时环的一第二凹凸部件能够在突出部上施加一用于使构件相对于阳部件脱开的作用力。
本发明还涉及一种用于一处理受压流体的装置的快速连接器，它包括两个部件，即阳部件和阴部件，并且该阴部件如上文所述。
这种连接器比现有技术更可靠和耐用。该连接器在装填汽车油箱的领域中尤其有利，在该情况中，阳部件或接头连接到一为汽车燃料箱供应燃料的管道上。
附图说明
根据一阴部件和一与其原理一致的快速连接器的一仅通过示例给出并且参考附图的实施例的下列说明，本发明将更容易理解并且其另外的优点将变得更清楚，其中：
图1示意性示出根据本发明的阴连接器部件的纵向截面图；
图2是在其阳部件和阴部件配合期间配备有图1阴部件的本发明连接器的纵向截面图；
图3是类似于图2的视图，其中阳部件和阴部件处于装配或连接位置；
图3A是图3中细部3A的比例放大的视图；以及
图4是图1至图3所示阴部件的一锁定指状件的比例放大的透视图。
具体实施方式
现在参考附图，图2和图3中示出的快速连接器R包括一阴部件A和一阳部件或接头B，它们被设置成沿一轴线X-X′的方向互相配合，所述轴线实际上是部件A和B共有的一纵向轴线。
阴部件A的后部流体地连接到一第一管道C1，而接头B的后部连接到一第二管道C2。接头B安装在一汽车上并且管道C2用以向这个汽车(未示出)的燃料箱供应处于数量级为250巴的压力下的气体，而阴部件A通过管道C1连接到一受压燃料源(未示出)，例如LPG。这样，阴部件A可装备一加油站并且用于与安装在不同汽车上的阳接头B相继配合。
接头B包括一其上连接管道C2并限定一用于流体循环的内部通路12的管状本体11。该通路可构成一用于一止回阀(未示出)的壳体。一O形环13安装在本体11的一内部周向凹槽14中。
在其外部径向表面15上，本体11设置有一周向凹槽16，其外形由一平直底部16a以及从底部16a转向的侧面16b和16c限定。这样，底部16a是圆柱形的，而侧面16b和16c是截头的。
接头B是关于一轴线XB-X′B回转的对称体，当该连接器装配在阴部件A中时轴线XB-X′B与轴线X-X′重合。
G1指代凹槽16的侧面16c的母线，其最接近于要引入部件A中的本体11的端部11a。该母线是直线并且相对于轴线XB-X′B以一等于约45°的倾斜角倾斜。由母线G1产生的表面由此是一具有半顶角α的截头面。
阴部件A包括一同样的其上连接管道C1的管状本体21。这个本体限定一其内设置有一平行于一轴线XA-X′A移动的阀23的中央通路22，轴线XA-X′A是部件A的中心轴线并且当部件A和B配合时与轴线X-X′重合。
阀23设置有一实心部23a和一个中空部23b，实心部23a具有一用以抵靠一由本体21形成的支座21a的圆锥形外表面23c。一O形环24安装在本体21的一内部凹槽25中并且用以确保与表面23c的密封或者与空心部23b的外部径向表面23d的密封。
一弹簧26在阀23的一凸缘23e上施加一用于使实心部23a靠在支座21a上即封闭阴部件A的弹性作用力F1。
一环30环绕本体21安装并且相对于本体21且平行于轴线XA-X′A平移，如箭头F2和F′2所示。
两个锁定指状件40被设置成部分地接合在处于图3所示装配好的状态中的部件B的凹槽16中。
每个指状件40设置于在本体21中制成的一壳体27中，壳体27的尺寸被形成为限定该壳体的表面27a和27b可与指状件40的一具有平直母线并具有圆形底部的圆柱形部40A的外表面40a配合以引导该指状件平移。
表面27b形成一止挡27c，其上抵靠指状件40的一跟部(heel)40f，这样限定该指状件朝向通路22的运动。指状件40因此捕获在壳体27中。
壳体27在通路22的位置处和限定在本体21的外部径向表面21b与环30的内部径向表面30b之间的容积V的位置处展开。
图3A中以放大比例示出的壳体27沿一轴线X27-X′27的方向延伸，轴线X27-X′27相对于轴线XA-X′A倾斜，即当阳部件和阴部件处于装配好的状态中时相对于轴线X-X′倾斜。β表示轴线X27-X′27和XB-X′B之间的倾斜角。这个角度被选择为等于角度α。
实际上，角度α和β可以具有包含在15和65°之间的值，优选在30和55°之间。由等于45°的α和β的值可以获得令人满意的结果。
轴线X27-X′27和XA-X′A沿通路22的开口22a的方向会聚，接头B通过开口22a引入。
指状件40设置有一用于从壳体27伸入通路22内以接合在凹槽16内并且由一截头凹入面40c限定的端部40b，其相对于指状件40的部位40A的纵向轴线X40-X′40的半顶角的值等于β的值，并且其曲率半径与形成侧面16c的表面的曲率半径类似，因此端部40b和侧面16c在表面40c的位置处互补，这样在界面40c/16c处确保指状件40和本体11之间的表面抵靠。
端部40b还由一呈部分圆柱形形式的表面40d限定，该表面的圆弧段和几何形状与凹槽16的底部16a的圆弧段和几何形状互补。
因此能够使指状件40抵靠在凹槽16的底部16a和侧面16c上。如图3和图3A所示，端部40b可以抵靠在边缘16c上，并且由于表面27c与跟部40f的配合限制了指状件40的向心位移，因此表面40d与底部16a不会相互干扰。只要表面40d不抵靠底部16a，则表面40d就可具有一不同于上面情况的几何结构。表面40d可以被弄平，只要它不妨碍表面40c和边缘16c之间的表面抵靠。
当指状件40在壳体27中处于适当位置时，其轴线X40-X′40与轴线X27-X′27重合。
指状件40还设置有一相对于表面21b径向伸出到壳体27外部并接合在一设置在环30的内表面30b上的台肩30c和一利用环30固定的第二环31之间的突出部40e。
这样，当环30朝着本体21的后部即沿管道C1的方向移动时，通过一沿图2和图3A中箭头F2的方向的作用力，台肩30c在突出部40e的一第一表面40e1上施加一作用力F3，该作用力使得指状件40移动而抵靠在表面27b和27c上，考虑轴线X27-X′27的倾斜，该移动包括指状件40的平行于其纵向轴线X40-X′40的轴向位移和径向位移，直到其端部40d从凹槽16并从通路22抽出。这样，指状件不会妨碍接头B从通路22抽出。
当去掉施加在环30上的作用力时，安装在容积V中的一弹簧32在环31上施加一弹性回复力F4，其以施加在突出部40e的与表面40e1相对的一第二表面40e2上的作用力F5的形式传递到每个指状件40，这样每个指状件沿与前面所述运动相反的方向移动，以便获得每个指状件的图1和图3中示出的伸入通路22中的位置。
表面40e1和40e2互相平行并且基本径向于轴线XA-X′A，这样使得它们以轮廓清楚的方式接纳作用力F3和F5，同时可以在它们抵靠的台肩30c和环31的表面之间、在分别在图2和图3中示出的位置之间滑动，这样，部位30c和31之间的距离基本保持恒定。
当用户没有在环30上施加作用力时，作用力F4也确保了指状件40在图3和3A的状态中的保持，在所述状态中，它们将处于装配好的状态中的接头B锁定在本体21中。
从前述内容可以得出，每个指状件40具有由双箭头F6指代的平移运动，这种平移运动只由环30控制并且平行于轴线X27-X′27和X40-X′40。实际上，不需要在端部40b的位置处施加使圆柱形部40A从图3的位置滑动到图2的位置的作用，因为指状件40是从后部即通过其侧面相对端部40b控制的。
表面40c允许一表面或者虚拟表面抵靠边缘16c，这在磨损方面是有利的。当然，表面40c的几何结构可以与边缘16c的几何结构相适配：即该表面不必被严格地截头，而是基本被截头即可。该表面相对于表面40a基本平直同样很好，在这种情况下，表面40c在边缘16c上的抵靠是一虚拟表面抵靠，只要表面相抵靠触点互相非常接近即可。该表面还可以是凸面，其曲率半径绝对大于表面40a的曲率半径，这样避免侧面16c由于表面40c而变形。
在所有情况中，表面40c不同于限定表面40a的部位40A的包络，这样使得表面40c具有一不同于表面40a的凹度和/或曲率半径。部位40A因此可相对较细并且壳体27可是小容积的，但在指状件40和本体11之间即表面40c和16c之间的界面处没有产生高接触压力。
考虑到表面40c的功能，部位40A相对于轴线X40-X′40的角度定向可被设置成确保表面40c真正在边缘16c的方向上转动。这个目的可通过突出部40e实现，突出部40e通过伸入部件30c和31之间的容积中而避免指绕该轴线转动。换句话说，指状件40在突出部40e的位置处的几何结构能够确保其圆柱形部40A的角度定向。
可以理解，当期望将接头B配合在阴部件A中时，作用力F2可以如图2所示施加，从而能够使指状件40从通路22脱开，这样，要施加的接合作用力主要用于推动阀23抵抗在通路22的上游部中占优的压力。
因为环30和31都绕本体21延伸，因此它们能够同时控制在本体21的相应壳体27中滑动的所有指状件40。
还可以在没有对环30施加作用的情况下装配部件A和B，这样本体11的端部11a临时朝向壳体27的内部推动指状件40。
在图3和3A的状态中，每个指状件40主要受应力作用而压缩在凹槽16的侧面16c与表面27a之间，其中，侧面16c施加一垂直于表面40c的作用力F7，表面27a施加一与作用力F7对抗并垂直于表面40a的作用力F8。
这些作用力F7和F8可相当大，特别是会随经由连接器R输送的流体的压力变化，而没有使部件11、21和40变形的风险，因为后者基本互相表面抵靠。
还应注意，作用力F7和F8没有引起在环30上的任何作用，这样可容易地操纵环30，而与流体的压力无关。
表面27a、27b和指状件40的相应表面40a基本平行于轴线X27-X′27。根据本发明的一变型(未示出)，它们可被略微根切/侧切(undercut)。
示出的壳体27的轴线X27-X′27在一点P处相对于装配轴线XB-X′B或轴线X-X′交叉。在一变型中，轴线X27-X′27可相对于装配轴线XB-X′B或轴线X-X′交叉略微偏移，同时保留它们的倾斜特征。
本发明可以由一单独锁定指状件或者由多于两个的锁定指状件实现，这取决于本领域技术人员的选择。使用至少两个锁定指状件能够分配妨碍处于关于轴线X-X′装配好的状态中的阳连接器的作用力。
在所有情况中，连接器的阴部件A适合于一可以被大量安装在例如汽车上的标准阳部件。本发明不需要改变已经使用在汽车上的阳部件。
本发明可应用于除装填汽车燃料箱以外的领域中，并且通常可应用于寻求一安全连接器的任何领域中。

Claims (10)

1.一用于可拆卸地连接受压流体的管道的安全快速连接器的阴部件，所述阴部件适合接纳一沿纵向轴线装配在其中的阳部件，所述阴部件装备有用于在所述阴部件和所述阳部件处于装配好的状态中时锁定所述阳部件的装置，所述锁定装置包括至少一个平行于一相对于所述阴部件和所述阳部件的装配轴线的倾斜轴线平移的细长构件，所述构件设置有一圆柱形部，其一个端部用以接合在一装配在所述阴部件中的阳部件的一周向凹槽中，其特征在于，所述端部(40b)由一抵靠所述凹槽(16)的一侧面(16c)的支承面(40c)部分地限定，并且所述构件(40)设置有一相对于所述阴部件(A)的本体(21)的一外部径向表面(21b)径向伸出并且接合在处于一控制所述构件的位置的环(30)的内部的两个凹凸部件(30c，31)之间的突出部(40e)，所述环绕所述本体安装，同时能够平行于所述装配轴线(X-X′)平移(F2、F′2)，所述支承面是其曲率半径绝对大于所述圆柱形部(40A)的半径的凹面或者凸面，或者是平直的。
2.如权利要求1所述的安全快速连接器的阴部件，其特征在于，所述突出部(40e)设置有两个径向于所述装配轴线(X-X′)并各分别在抵靠(F3，F4)中接纳所述凹凸部件(30c，31)中的一个凹凸部件的表面(40e1，40e2)。
3.如权利要求1所述的安全快速连接器的阴部件，其特征在于，所述支承面(40c)被截头并且是具有一相对于所述构件(40)的纵向轴线(X40-X′40)的半顶角的凹面，所述半顶角的值等于所述构件平行于其移动的轴线(X27-X′27)的倾斜角(β)的值。
4.如权利要求3所述的安全快速连接器的阴部件，其特征在于，所述截头支承面(40c)的曲率半径与所述侧面(16c)的曲率半径相似，所述端部(40b)和所述侧面因此互补。
5.如权利要求1所述的安全快速连接器的阴部件，其特征在于，所述端部(40b)还由一呈部分圆柱形形式的表面(40d)限定，该表面的圆弧段和几何结构与一适合装配在所述阴部件(A)中的阳部件(B)的一外周向凹槽(16)的底部(16a)的圆弧段和几何结构互补。
6.如前述权利要求中任一项所述的安全快速连接器的阴部件，其特征在于，所述构件(40)设置有一用于抵靠在一由一其中安装所述构件的壳体(27)形成的保持止挡(27c)上的跟部(40f)以便滑动和保持捕获。
7.如权利要求1所述的安全快速连接器的阴部件，其特征在于，所述环(30)被施加一朝向一位置的弹性作用力(F4)，在所述位置中，一凹凸部件(31)在所述突出部(40e)上施加一用于将所述构件推向一阻挡一阳部件(B)的位置的作用力(F5)，同时所述环的一第二凹凸部件(30c)能够在所述突出部上施加一用于使所述构件相对于所述阳部件脱开的作用力(F3)。
8.用于一处理受压流体的装置的快速连接器，它包括两个部件，即固定在两段管道(C1，C2)的端部并且适合互相轴向地装配的阳部件(B)和阴部件(A)，其特征在于，所述阴部件根据前述权利要求中任一项所述。
9.如权利要求8所述的快速连接器，其特征在于，所述阳部件(B)设置有一用于接纳所述细长构件(40)的一部分(40b)的外周向凹槽(16)，所述凹槽由一截头面(16c)限定，并且所述构件(40)平行于其移动(F6)的轴线(X27-X′27)与所述阳部件(B)和所述阴部件(A)的装配轴线(X-X′)之间的倾斜角度(β)的值等于所述截头面的半顶角(α)。
10.如权利要求8或9所述的快速连接器，其特征在于，所述阳部件(B)安装在一汽车上并且连接到一用于向所述汽车的燃料箱供应燃料的管道(C2)。
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