CN101107469A - 连接两元件的设备 - Google Patents

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Abstract

一种连接设备(10),包括:母端(12);公端(11),所述公端(11)要被插入到所述母端(12)中;以及锁定构件(18),所述锁定构件(18)要在连接之后将公端(11)保持在母端(12)中。锁定构件(18)呈U形钉的形式,具有头部和两侧臂。公端(11)包括促动锥体,所述促动锥体导致锁定构件(18)的上升以及公端(11)在锁定构件(18)的臂之间的定位。锁定构件(18)优选在每个侧臂上包括变形舌。所述变形舌形成弹性回复装置,它将锁定构件(18)返回在锁定位置,并在插入结束时的位置上阻挡在母端(12)中的公端(11)。

Description

连接两元件的设备
技术领域
本发明涉及一种连接两元件的设备,其包括:
-母端,所述母端被连接到将被连接的第一元件上,
-公端,所述公端被连接到将被连接的第二元件上,并要被插入到所述母端中,
-锁定构件,所述锁定构件呈U形钉的形式,具有头部和两侧臂,并且要在连接之后将所述公端保持在所述母端中。
本发明特别地应用在如输送流体的线路之类的元件上。
背景技术
众所周知的连接设备主要有两种,所述连接设备将如软管之类的第一元件的公端附连到第二元件的母端上,第二元件为例如直径更大的另一个软管。
连接设备的第一个例子使用呈线的形式的锁定元件。文件US 5000614具体描述了销形的锁定构件,所述锁定构件的头部通过两臂延伸。所述公端被插入到所述母端中,并且所述销的臂通过在所述母端壁内制作的凹陷将所述公端锁定在所述母端内部。
尽管如此,但是这种销很难操纵,并且当组装两端时可能被丢失。因为所述销的臂容易变形,所以所述连接设备的机械强度很弱。此外,在将所述公端组装到所述母端中之后,所述销的头部从所述连接设备上突出,这使得所述连接设备庞大。
众所周知的连接设备的另一个例子使用呈U形钉形式的锁定构件。文件FR-A-2795156具体描述了U形钉,该U形钉具有:头部,所述头部围绕第一母元件;和两柔性臂,所述两柔性臂要保持被插入母元件的公元件。为了插入所述公元件,所述U形钉的头部被压住以引起所述臂伸展,并允许所述公元件通过。通过释放所述U形钉的头部,所述臂重新压紧到所述公元件上并将其保持在所述母元件中。
尽管如此,但是这种U形钉要求手动干涉以执行所述连接。证实所述U形钉在将所述公元件组装到所述母元件中或将其从中移除的过程中可被轻易地移除并且可容易丢失。此外,因为所述U形钉太容易变形,故所述连接设备的机械强度很弱。
发明内容
本发明的意图是纠正上述缺点,并且目的是高机械强度的连接设备,所述连接设备使得快速和容易地将公端组装到母端中成为可能,同时在连接之后保证所述公端在所述母端中的最佳锁定。
本发明的目的其特征在于所述连接设备包括:
-促动所述锁定构件的装置,所述装置与所述公端关联,并要与所述锁定构件配合,这样所述公端插入到所述母端导致所述公端在所述锁定构件的臂之间的定位,
-弹性回复装置,所述装置与所述锁定构件关联以与所述母端配合,这样在所述公端插入结束时,所述锁定构件自动地锁定所述公端在所述母端中的定位。
根据本发明的一项改良,所述促动装置包括促动锥体,所述促动锥体与所述公端成一体,并且要与所述锁定构件头部的下边缘接触,以在所述公端的插入过程中引起所述锁定构件的上升。
根据本发明的另一项改良,所述弹性回复装置至少包括变形舌,所述变形舌与所述锁定构件的一个对应臂成一体,并且要在所述公端插入所述母端的过程中沿对应的滑动面移动。
这种连接设备,具有促动所述锁定构件的装置和弹性回复装置,使得自动将所述公端锁定在所述母端中成为可能,因此仅仅通过将所述公端轴向插入到所述母端中,从而允许这两端同时被连接和锁定。
根据实施例的优选形式,每个变形舌包括:固定端,所述固定端与所述锁定构件的对应臂成一体;和一个圆的自由端,所述一个圆的自由端在相应的滑动面上滑动。所述母端至少包括锁定缺口,所述锁定缺口与每个滑动面关联,并且要将对应的锁定构件的变形舌保持在允许所述公端从所述母端移除的释放位置。
这种锁定锁定构件的系统能够在与所述公端的插入方向相反的方向上通过简单的轴向平移运动轻易地从所述母端移除所述公端。
附图说明
其他优点和特征从下述通过非限制性的例子给出并在附图中表现的对本发明实施例的具体形式的描述中将显现得更加清晰,其中:
图1表现了根据本发明的连接设备的实施例的第一具体形式,其中公端正在等候被插入到母端中。
图2表现了组成根据图1的连接设备的母端的不同元件的分解视图。
图3表现了根据图1和2的母端,所述母端正在等候与所述公端连接。
图4是根据图3的部分母端的局部放大图,阐明了所述锁定构件在所述母端中不同的可能位置。
图5是根据图3的母端沿轴线A-A的局部剖视图。
图6表现了根据图5的部分母端的局部放大图,阐明了所述锁定构件在所述母端中的锁定。
图7和8分别表现了根据图1的连接设备的透视图和沿轴线B-B的剖面内的局部视图,其中所述公端处于在锁定之前被插入到所述母端中的过程。
图9和10分别表现了根据图1、7和8的连接设备的透视图和沿轴线C-C的剖面内的局部视图,其中,所述公端被锁定在所述母端中。
图11是根据本发明的连接设备的实施例的变体的局部剖视图。
图12是根据本发明的连接设备的实施例的另一具体形式的锁定构件实施例的变体。
具体实施方式
参照附图,连接设备10包括公端11,所述公端11被连接到第一元件(未示出),例如输送流体的软管,并要被嵌合(snap)到母端12中,所述母端12被连接到第二元件(未示出),例如另一个输送流体的软管。
在图1中,公端11和母端12优选在形状上大致为管状,并且要通过将公端11同轴插入到母端12中而被组装。公端11和母端12可由金属或塑料材料制成。
在图2和3中,母端12包括:主体13,所述主体13具有第一端14,所述第一端14与将被连接的元件成一体;和连接端15,所述连接端15与公端11配合,并且具有比第一端14的横截面更大的横截面。
母端12至少包括垫圈16(图2),所述垫圈16被布置在主体13的连接端15内制作的槽的内部。特别地,当在输送流体的两条线路之间进行连接时,垫圈16保证连接设备10的密封。
母端12优选包括引导环17,所述引导环17要将垫圈16保持在主体13中,又要在公端11被插入到母端12中时引导公端11。在图1到3表现的连接设备10实施例的具体形式中,主体13的连接端15和引导环17具有互补的形状,这样它们可完美地配合在一起,并形成适合于容纳公端11的均匀环(collar)(图3)。
母端12还具有锁定构件18,所述锁定构件18被布置在母端12的主体13的连接端15中(图3)。锁定构件18要允许公端11迅速地组装到母端12中,又要在公端11在母端12内的插入结束时将公端11锁定到母端12中。
作为例子,锁定构件18通过切割和弯曲预定厚度的钢带或金属片得到,以形成大致呈U形钉形式的单个工件,如图2所示。
锁定构件18包括:头部19,所述头部19为大致呈圆形的形状,大致遵循主体13的连接端15的形状(图1和3);和两个平行的侧臂20a、20b。当公端11被插入到母端12中时,头部19和臂20a、20b要与公端11配合(图1)。
母端12的主体13具有:分别用于锁定构件18的臂20a、20b的侧插孔(receptacle)21a、21b;和用于锁定构件18的头部19的凹陷22(图2)。在母端12具有引导环17的情况下,所述引导环也具有插孔21a、21b以容纳锁定构件18的臂20a、20b(图2)。如图8和10所示,当锁定构件18由于公端11的插入而被升高时,插孔21a、21b作为锁定构件18的臂20a、20b的引导和滑动轨道。
在图3中,锁定构件18在不工作位置,等待公部11的插入。锁定构件18的头部19突出进入连接端15形成的开口中。
在图2和4中,每个侧臂20a、20b优选具有变形舌23a、23b,变形舌23a、23b在各自的侧臂20a、20b内预先切出。每个变形舌23a、23b具有:固定下端,所述下端与各自的侧臂20a、20b成一体;和自由上端,所述上端配备有圆部24a、24b,优选呈钩状。在图2和4表现的锁定构件18的实施例的具体形式中,所述钩的弯曲部分24a、24b面向由锁定构件18的两个侧臂20a、20b限定的空间。
在图4中,仅仅显示关于变形舌23b的参照,在公端11的插入过程中,每个钩的弯曲部分24a、24b沿与母端12的主体13成一体的滑动面25a、25b滑动。滑动面25a、25b位于母端12的主体13的连接端15中(图2)。
预先计算滑动面25a、25b的斜率,这样变形舌23a、23b从滑动面25a、25b下端处的第一位置A(图4)经过,到达滑动面25a、25b上端处的第二位置B(图4)。所述位置A与在公端11插入之前(图1和3)锁定构件18的不工作位置相对应,其中变形舌23a、23b不受应力,并且平行于锁定构件18的侧臂20a、20b。位置B与在公端11被锁定到母端12中之前的插入位置相对应(图8)。所述位置B对应于变形舌23a、23b的最大变形位置。
所述位置B之后,变形舌23a、23b移动到在位置A和位置B之间的位置D,位置D与公端11插入结束时的位置相对应,即,公端11被锁定在母端12中的位置。所述位置D对应于锁定构件18的最终位置,在这里,锁定构件18与公端11交迭。所述锁定位置(locking position)D与所述不工作位置A不同,并且在公端11的锁定位置(图4),变形舌23a、23b保持轻微地受到应力,这是因为公端11防止锁定构件18返回到其初始的不工作位置A。
滑动面25a、25b分别通过锁定缺口26a、26b延伸,所述锁定缺口26a、26b要使锁定构件18保持在锁住位置(locked position)C(图4)。所述锁定缺口26a、26b包括锁定构件18的稳定点,使得能够通过在与公端11插入方向相反的方向上简单的轴向平移运动自由地解除公端。在这个位置C,锁定构件18不再保持公端11,所述公端11然后可被自由地从母端12移除。
在图2、5和6中,锁定构件18具有卡齿(catch teeth)27a,27b,卡齿27a、27b优选制作在每个侧臂20a、20b上(图2)。卡齿27a、27b是有取向的,例如,在侧臂20a、20b的外部处,与钩的弯曲部分24a、24b相对。它们分别与侧止动部(lateral stop)28a、28b配合,所述侧止动部28a、28b与母端12的主体13成一体(图5和图6)。
在图5中,锁定构件18在最大升起位置,在此位置,卡齿27a、27b压靠在止动部28a、28b上,并防止锁定构件18从母端12被移除(图6)。因此,在公端11插入之前,锁定构件18被不可移除地预先组装在母端12中,从而防止任何丢失锁定构件18的风险。
在图1、8和10中,公端11具有:第一连接端29,所述第一连接端29要被插入到母端12的连接端15中;和第二自由端30,所述第二自由端30被连接到将被连接的元件,并且具有比连接端29的横截面更大的横截面。
公端11具有促动锥体31,所述促动锥体31与连接端29成一体(图8和10),并要促动锁定构件18以引起锁定构件18在插孔21a、21b中滑动。
公端11至少具有保持槽32,所述保持槽32被布置在公端11的自由端30处,并要在所述锁定位置(图10)容纳锁定构件18的头部19。如图8和10所示,槽32与促动锥体31相邻,这样在公端11插入结束时,锁定构件18恰好在经过促动锥体31的顶部之后自动地进入其锁住位置。
锁定构件18的头部19包括下边缘33,在公端11的插入过程中,促动锥体31被支撑在所述下边缘33上(图8)。下边缘33优选地为圆的,这样不会磨损公端11,特别是在公端11由塑料材料制成的情况下。下边缘33具有大致圆形的形状,遵循公端11外径的形状,以使公端11的插入和锁定构件18的滑动最优化。
锁定构件18的头部19还包括上边缘34,所述上边缘34至少包括弯曲条(strip)37,以便与从母端12的主体13的连接端15突出的保持环35配合。上边缘34绕环35弯曲,使得在移除公端11的过程中,在没有预料到的应力的情况下,可保证最佳地抵抗锁定构件18的抽出。
如图2所示,弯曲条37能够在上边缘34的整个长度上延伸,或者,如图1、7和9所示,仅仅在上边缘34的一部分上延伸。作为例子,弯曲条37大致在上边缘34的八分之一长度上延伸。
现在将参照图1和图7到10更详细地描述公端11在母端12内的组装连同在插入结束时公端11的锁定。在图1中,锁定构件18在母端12中处于不工作位置,并且在图4中的A位置,变形舌23a、23b处于其不工作位置,平行于侧臂20a、20b(图2)。
在图7和8中,公端11沿箭头F被插入到母端12中,并且,促动锥体31通过接触到头部19的下边缘33上(图8)而引起锁定构件18上升。锁定构件18的臂20a、20b在母端12的插孔21a、21b中滑动,并且变形舌23a、23b沿母端12的滑动面25a、25b滑动,以到达图4的插入位置B。当锁定构件18被升高时,公端11被设置在保持相互平行的侧臂20a、20b之间。变形舌23a、23b受到最大的压迫(图4)。
在图9和10中,在结束插入到母端12内时,公端11被定位。头部19的下边缘33已经经过了促动锥体31的顶部,并被装配到公端11的保持槽32中。由于变形舌23a、23b的弹性,其中变形舌23a、23b已经沿滑动面25a、25b在相反方向上滑动,故锁定构件18处于其最终的锁定位置,即图4的位置D(图10)。
为了防止公端11任何没有预料到的抽出,锁定构件18现在与公端11交迭,并且上边缘34覆盖主体13的环35。锁定构件18的头部19的下边缘33与公端11的槽32的底部接触,以保证将锁定构件18最佳地固定在公端11中。上边缘34覆盖环35,同时留下少量的残余运动(residual play),从而保证最佳地抵抗抽出。
在此锁住位置(图10),公端11不与母端12的底部接触。公端11在插入结束时的位置对应于它被锁定构件18锁定,而不是对应于它到达了母端12的底部。这样,两端11、12之间的剩余空间是安全装置,使得能够检验公端11是被恰当地锁定在适当位置,还是正好被插入抵靠在母端12的底部上。
因此,通过简单的轴向平移运动实现了将公端11组装到母端12中并且,公端11在母端12内部的锁定通过锁定构件18自动完成。
如图11以及图1-3、7和9所示,在连接设备10实施例形式的变体中,在不工作位置和/或公端11插入结束时的位置,母端12的主体13完全包围锁定构件18。因此,连接设备10的紧凑性和对抽出锁定构件18的抵抗性得到了优化。
因此,这种连接设备10使得能够通过简单的轴向平移运动将公端11同时组装和自动地锁定在母端12中。由于母端12的锁定缺口26a、26b,公端11的移除也能容易地进行,这使得释放公端11的锁定成为可能。
特别是由于不可移除的金属锁定构件18,其中仅仅变形舌23a、23b能够变形,故连接设备10具有良好的机械强度。此外,特别是,由于与母端12的环35交迭的、锁定构件18的头部19的上边缘34,故对锁定构件18温度的耐温性良好,且保证了对连接设备10的抽出的抵抗性。如图8和10所示,母端12的主体13可任选地包括圆形法兰38,所述圆形法兰38形成止动部,该止动部意在阻挡锁定构件18和保证对抽出的最佳抵抗。
本发明不局限于上述不同形式的实施例。母端12和公端11的锁定构件18的形状可以不同,只要在公端11的插入过程中锁定构件18被公端11促动,且在插入结束时锁定构件18将公端11自动锁定在母端12中即可。
母端12可包括若干垫圈16,[以及],锁定构件18可通过拉拔工艺(drawing process)得到。公端11可包括两个保持槽32,所述两个保持槽32关于轴线C-C对称(图10)。
如图12所示,在锁定构件18的实施例的变体中,变形舌23a、23b可在另一方向上取向,朝着由侧臂20a、20b限定的空间的外侧。于是,与母端12关联的滑动面25a、25b(未在图12中示出)互补地取向,并且,卡齿27a、27b与变形舌23a、23b的弯曲部分24a、24b在相同的方向上取向。锁定构件18的弹性回复以同样的方式通过变形舌23a、23b的变形来实现,其中所述变形舌23a、23b沿着滑动面25a、25b滑动。
此外,为了优化对抽出的抵抗,头部19的上边缘34可包括若干弯曲条37,所述若干弯曲条37被并排布置,并且与母端12的保持环35配合。在锁定构件18变形的情况下,头部19还可包括突出36(图8、10和12)以优化对抽出的抵抗。
能自动将公端11锁定在母端12中的这种连接设备10尤其可被用在需要连接输送流体的软管的所有领域,主要用于汽车工业。

Claims (12)

1.一种两元件的连接设备(10),包括:
母端(12),所述母端(12)被连接到将被连接的第一元件上;
公端(11),所述公端(11)被连接到将被连接的第二元件上,并要被插入到所述母端(12)中;
锁定构件(18),所述锁定构件(18)呈U形钉的形状,具有头部(19)和两侧臂(20a,20b),并且要在连接之后将所述公端(11)保持在所述母端(12)中,
所述连接设备的特征在于包括:
促动所述锁定构件(18)的装置(31,33),所述装置与所述公端(11)关联,并且旨在与所述锁定构件(18)配合,使得所述公端(11)插入到所述母端(12)中导致所述公端(11)在所述锁定构件(18)的臂(20a,20b)之间的定位,
弹性回复装置(23a,23b;25a,25b),所述弹性回复装置与所述锁定构件(18)关联以便与所述母端(12)配合,使得在所述公端(11)的插入结束时,所述锁定构件(18)自动地锁定所述公端(11)在所述母端(12)中的定位。
2.根据权利要求1所述的连接设备,其特征在于,所述促动装置包括促动锥体(31),所述促动锥体(31)与所述公端(11)成一体,并且要与锁定构件(18)的头部(19)的下边缘(33)进入接触,以便在所述公端(11)的插入过程中引起锁定构件(18)的上升。
3.根据权利要求2所述的连接设备,其特征在于,所述锁定构件(18)的头部(19)的下边缘(33)是圆的。
4.根据权利要求2和3的任意一项所述的连接设备,其特征在于,所述母端(12)具有插孔槽(21a,21b),所述插孔槽旨在容纳所述锁定构件(18)的臂(20a,20b),所述槽(21a,21b)在所述锁定构件(18)的促动过程中充当滑动轨道。
5.根据权利要求1到4中的任意项所述的连接设备,其特征在于,所述弹性回复装置至少包括变形舌(23a,23b),所述变形舌(23a,23b)与所述锁定构件(18)的一个对应臂(20a,20b)成一体,并且要在所述公端(11)插入所述母端(12)的过程中沿对应的滑动面(25a,25b)移动。
6.根据权利要求5所述的连接设备,其特征在于,每个变形舌(23a,23b)具有:固定端,所述固定端与所述锁定构件(18)的对应臂(20a,20b)成一体;以及弯曲的自由端(24a,24b),所述弯曲的自由端(24a,24b)在对应的滑动面(25a,25b)上滑动。
7.根据权利要求5和6的任意一项所述的连接设备,其特征在于,每个滑动面(25a,25b)与所述母端(12)成一体,并具有预定的斜率以在所述公端(11)在插入结束时的位置上保证对应的变形舌(23a,23b)的弹性回复。
8.根据权利要求5到7中的任意项所述的连接设备,其特征在于,所述母端(12)具有至少一个锁定缺口(26a,26b),所述至少一个锁定缺口(26a,26b)与每个滑动面(25a,25b)关联,并要将对应的锁定构件18的变形舌(23a,23b)保持在允许所述公端(11)从所述母端(12)移除的解锁位置(C)。
9.根据权利要求1到8中的任意项所述的连接设备,其特征在于,所述公端(11)至少具有保持槽(32),在所述公端(11)的插入结束时的位置上,所述锁定构件(18)的头部(19)被自动地定位在所述保持槽(32)中。
10.根据权利要求1到9中的任意项所述的连接设备,其特征在于,所述锁定构件(18)的头部(19)具有上边缘(34),所述上边缘(34)具有至少一个弯曲条(37),所述至少一个弯曲条要与从所述母端(12)突出的保持环(35)配合。
11.根据权利要求1到10中的任意项所述的连接设备,其特征在于,所述母端(12)具有侧止动部(28a,28b),所述侧止动部(28a,28b)与卡齿(27a,27b)配合,其中所述卡齿与所述锁定构件(18)的侧臂(20a,20b)的自由端成一体。
12.根据权利要求1到11中的任意项所述的连接设备,其特征在于,所述锁定构件(18)通过切割和弯曲预定厚度的金属片或钢带来得到。
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