CN102216664A - 用于将金属管状元件和由合成材料制成的管状元件连接在一起的连接组件 - Google Patents

用于将金属管状元件和由合成材料制成的管状元件连接在一起的连接组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于将金属制管状元件与由合成材料制成的管状元件连接在一起的连接组件。该连接组件包括：金属制第一管状元件(3)，该第一管状元件(3)具有包括止挡装置(5)的端部(4)；由合成材料制成的第二管状元件(6)，该第二管状元件(6)围绕所述第一管状元件的所述端部推入配合；以及密封设备(7)，该密封设备(7)被推入配合到所述第一管状元件的所述端部(4)上从而与所述止挡装置抵靠，所述密封设备包括安装刚性环(8)以及快速连接至所述刚性环的弹性的第一和第二密封装置(14、15)，所述第一密封装置(14)从所述刚性环的外表面凸出并与所述第二管状元件(6)的内表面配合，并且所述第二密封装置(15)从所述刚性环的内表面凸出并与所述第一管状元件(3)的所述端部(4)的外表面配合。

Description

用于将金属管状元件和由合成材料制成的管状元件连接在一起的连接组件
本发明涉及一种连接组件。这种连接组件更特别用于将属于流体循环回路(特别是燃料回路)的管状元件连接在一起。
通常，使用金属管上设置的扩张部分来连接金属管和热塑管。热塑管接着被简单地强力推入配合到金属管上，并且金属管的这些扩张部分和热塑管的内壁之间的接触确保接合部的密封。
但是，在某些情况下，由于依赖于所应用的环境标准的严格性、所采用的燃料的挥发性/侵蚀性、接合部所受到的应力以及用于热塑管的材料，这种接合部被证实是不够牢固的。
在出现这种情况时，则要使用采取特定密封的设计。
这些设计的一个示例在文献US5779286中给出，该文献披露一种用于位于金属管状元件和合成物管状元件之间的连接件的密封设备，密封设备包括O形环和保持环，其中，该O形环安装在金属管状元件的端部上从而抵靠形成在该端部的外表面上的凸缘，该保持环安装在金属管状元件的端部上从而使得O形环被截留在保持环和凸缘之间。
这种密封设备在金属管状元件的端部的形成以及O形环相对于凸缘的定位方面需要高精度。
进一步，由于O形环与保持环是分开的，不能排除O形环在金属管状元件的端部上的误差定位。此外，如果保持环和O形环之间的轴向间隙过大，O形环容易活动，并且因此不再得到满意的密封效果。
文献US5779286中描述的密封设备允许只使用一个密封件，该密封件仅仅由一种材料制成，而这被证实在某些情况下密封是不充分的。
此外，安装在金属管的端部上的保持环的夹紧是有限的，并且使得装配有密封设备的金属管难以作为半成品来操作，而热塑管的安装作为安装O形环和保持环的组合操作的一部分。
最后，与文献US5779286描述相似的密封设备必须事先将密封元件装配到金属管上，接着强力安装合成管，这使得不能用手将例如在车辆上的合成管和金属管连接。
本发明的目的在于克服所有或其中一些的缺陷。
因此本发明所要解决的技术问题涉及提供一种连接组件，该连接组件包括具有既简单又经济的结构的密封装置，同时在待连接的元件之间提供满意的密封效果。
为此，本发明涉及一种连接组件，包括：
金属制第一管状元件，该第一管状元件具有包括止挡装置的端部；
由合成材料制成的第二管状元件，该第二管状元件围绕所述第一管状元件的所述端部推入配合；以及
密封设备，该密封设备被推入配合到所述第一管状元件的所述端部上从而与所述止挡装置抵靠，所述密封设备包括安装在所述第一管状元件的所述端部上的刚性环以及固定至所述刚性环的弹性的第一和第二密封装置，所述第一密封装置从所述刚性环的外表面凸出并与所述第二管状元件的内表面配合，并且所述第二密封装置从所述刚性环的内表面凸出并与所述第一管状元件的所述端部的外表面配合。
由于第一和第二密封装置固定在刚性环上，他们不能相对于环活动，并因此大大降低了密封件在装配过程中被迫出或移位的风险。同样，不再可能产生密封装置在金属管状元件上的误差定位，并且单个安装操作足以定位密封环，不同于文献US5779286中描述的某些设计：需要两个安装操作，即，第一个安装密封件，第二个安装保持环。另外，环相对于金属管状元件的良好定位确保密封装置的良好定位。
因此，根据本发明的密封设备能够在待连接的两个管状元件之间确保满意的密封效果。
另外，根据本发明的密封设备允许金属管状元件以不太苛刻的制造公差来制造。实际上，与直接的金属管-合成管密封而吸收公差的情况相比，通过第一和第二密封装置的适当尺寸，可以吸收更大的公差。同样，第一和第二密封装置能够补偿(外部)金属管和(内部)合成管的某些表面缺陷。第一和第二密封装置特别能够防止由于合成管老化(蠕变、热氧化、扭曲等)而由特性发生某些变化而导致的结合部的任何退化。
另外，环优选地注射模制，与金属管的成形端部上得到的情况相比，能够得到更加紧凑的尺寸公差。
优选地，第一和/或第二密封装置包括模制到刚性环上的至少一个环形密封件。有利地，刚性环包括至少一个环形槽，在该环形槽中模制有环形密封件。
与使用常规O形环的现有密封设备相比，将密封件模制在刚性环上允许密封件的更大自由度的几何形状。因此，与O形环相比，密封件具有与管更大的接触区域，由此优化了密封和导磁性。以此方式，与需要相对紧凑的尺寸公差的文献US5779286所描述的情况相比，本发明在待连接的管上的尺寸公差方面提供了更大的自由度(金属管的外直径和热塑管的内直径)。
根据本发明的密封设备的特征在于能够容许特别是金属管的表面光洁度的缺陷，例如连接有涂层的金属管、端部变形的加工的金属管、以及带有焊缝的金属管等等。
为了确保刚性环在金属管上的密封和满意的夹紧能力，从环的内表面凸出的密封件的内直径优选地小于金属管的端部的外直径，从而确保足够的干涉，并使得能够充分压紧密封件以确保最佳效果。
还可以调整刚性环的尺寸和材料，使其有助于刚性环在金属管上的夹紧。
有利地，第一和第二密封装置轴向偏置。这些设置使得能够限制刚性环的悬垂，并在热塑第二管被强力配合时尽可能稳定环。从环的内表面凸出的密封件有利地定位到环的尾部，即位于远离金属管的端部的自由端的端部。
根据本发明的一个实施例，第一和第二密封装置由不同材料制成。这些设置使得能够优化连接件的密封。
根据本发明的一个实施例，第一密封装置包括模制在环上并轴向偏置的两个环形密封件，并且第二密封装置包括模制在环上并轴向偏置的两个环形密封件。有利地，这四个环形密封件在单个操作中模制在环上，并且可以结合在一起。优选地，属于第一密封装置的每个环形密封件大致位于与属于第二密封装置的环形密封件之一相同的平面内。用于不同密封件的不同材料的组合也是可以的，从而可以优化连接件的密封和导磁性。因此，例如可以设想提供第一排内部和外部连接件(轴向位于合成管状元件端部处)和第二排内部和外部连接件(轴向位于金属管状元件端部处)，其中，该第一排内部和外部连接件的材料采用用于与流体最佳地接触的材料，该第二排内部和外部连接件的材料采用用于最佳地密封环境空气的材料。
优选地，第二密封装置具有对于金属管状元件足够的干涉，使得其被充分压紧以确保出色的密封和导磁性。
由于第二密封装置的压紧以及环的刚性，密封环因此以略微的过盈配合安装在金属管状元件上。
这种推入配合还意味着装配有密封环的金属管状元件能够在热塑管状元件装配之前利用半成品而常规操作，这是在文献US5779286描述的那些现有设计难以企及的，在该文献中装配在金属管状元件的端部上的塑料端部的夹紧是极为不稳定的。
有利地，刚性环包括至少一个通孔，并且第一和第二密封装置经由所述至少一个通孔结合在一起。第一和第二密封装置之间的这种连接提高了第一和第二密封装置在刚性环上的机械夹紧，并且尤其有助于第一和第二密封装置经得起将密封设备安装到第一管状元件以及将第二管状元件安装到装配有密封设备的第一管状元件的多次操作。
优选地，刚性环包括将环附接到第一管状元件的端部的第一附接装置。
有利地，第一附接装置包括被设计成与形成在第一管状元件的端部的外表面上的凸出元件配合的至少一个弹性可形变构件，从而将刚性环附接到端部。优选地，弹性可形变构件是弹性可形变舌片。优选地，每个弹性可形变舌片在其自由端装配有钩形部分，该钩形部分被设计成与形成在第一管状元件的端部的外表面上形成的凸出元件配合。
根据本发明的一个实施例，刚性环包括将环附接到第二管状元件的第二附接装置。
优选地，第二附接装置包括形成在刚性环的外表面上的至少一个凸出元件。该凸出元件有助于合成管状元件在刚性环上的夹紧，并且有助于环和合成管状元件之间的密封。
有利地，面朝第一管状元件的端部的自由端的刚性环的端部外形上由大致锥台形表面限定。这些设置使得合成管得到对中，并且在合成管围绕刚性环装配时提供施加其上的力的最佳分布，刚性环使得合成管逐渐变宽，直到合成管达到其最大直径。
刚性环优选地由合成材料制成，并有利地由热塑材料制成。
第一和第二密封装置优选地由弹性体制成，并有利地由适于允许化学结合到刚性环的弹性体制成。这种结合增强了密封的物理完整性以及整个实体的密封性。
根据第一替代例，止挡装置包括从第一管状元件的端部的外表面径向向外延伸的凸缘，优选为环形凸缘，采用这种特定构造的该凸缘有助于保持合成材料制成的管状元件的强力配合，并且甚至可以构成额外的密封表面。在其它构造下，凸缘还可以用作环的第一附接装置的保持件。
根据第二替代例，止挡装置包括金属管状元件的端部的自由端。
有利地，第一管状元件的端部的自由端外形上由大致锥台形表面限定。
优选地，面朝第一管状元件的端部的自由端的刚性环的端部的外直径小于第二管状元件的内直径。
优选地，刚性环抵靠止挡装置。
根据本发明的一个实施例，第一密封装置包括环形肋和环形细槽，环形肋被设计成与第二管状元件的内表面配合，并被设计成当第一和第二管状元件被推入配合在一起时至少部分变形而位于环形细槽内。环形细槽相比于环形肋而言，优选地离面朝第一管状元件的端部的自由端的刚性环的端部更远。
根据连接组件的替代性实施例，第二管状元件由塑料制成，优选由热塑塑料制成。
合成管状元件在金属管状元件的夹紧通过以下提供：
将环强力安装到金属管状元件上，合成管状元件本身被强力安装到环上，其中，环上的密封装置从其外表面凸出，并且任何刚性扩张部分将合成管状元件保持在环上；
凸缘形成用于密封设备的止挡件，被强力安装的合成管状元件适应于此凸缘的形状，并且因此不再能够与金属管状元件分离。
有利地，第二管状元件为弹性可形变的。
在任何情况下，通过非限制性示例，并参照绘示了该连接组件的多个实施例的所附示意图，将清楚地理解本发明。
图1是根据本发明的连接组件的纵向剖面图。
图2是图1的细节的放大图。
图3是图1所示的密封设备的刚性环的侧视图。
图4是根据第二实施例的连接组件的纵向剖面图。
图5和6是根据第三和第四实施例的连接组件的纵向剖面图。
图7是根据第五实施例的连接组件的纵向剖开的局部视图。
图8是属于根据第六实施例的连接组件的密封设备的纵向剖面图。
图1绘示了连接组件2，其包括：
金属管状元件3，其具有端部4，该端部4包括从该端部的外表面径向向外延伸的环形凸缘5；
合成物管状元件6，其围绕金属管状元件3的端部4推入配合；以及
密封设备7，其被推入配合到金属管状元件3的端部4上。
密封设备7包括刚性环8，该刚性环8用于被推入配合到金属管状元件3的端部4上从而抵靠环形凸缘5。刚性环8优选由合成材料制成。
更特别如图2和3所示，面朝端部4的自由端的刚性环8的端部9外形上由大致锥台形表面限定，该大致锥台形表面迫使合成物管状元件6逐渐变宽，对中该管并且确保推入配合力的均匀分布。
优选地，刚性环8的端部9的外直径小于合成物管状元件6的内直径。刚性环8的外直径接着沿着锥形部分增加至一直径，该直径有利地大于合成物管状元件6的内直径。
刚性环8包括形成在其外表面上的第一环形槽11和形成在其内表面上的第二环形槽12。
刚性环8还包括分别通向第一和第二环形槽11、12的底部的至少两个孔13。
如图2更具体所示，密封设备7还包括在第一槽11中模制的第一环形密封件14和在第二槽12中模制的第二环形密封件15。第一和第二环形密封件14、15大致彼此共面地延伸。第一和第二环形密封件14、15在替代性实施例中由相同材料制成。
第一环形密封件14从刚性环8的外表面径向凸出，并且被设计成靠着合成物管状元件6的内表面密封，而第二环形密封件15从刚性环的内表面径向凸出，并且被设计成靠着金属管状元件3的端部4的外表面密封。
应当指出的是在合成物管状元件6安装到刚性环上之前，环形密封件14的外直径大于合成物管状元件6的内直径，使得在合成物管状元件6安装之后，出现对密封件14的压紧的优化的干涉。
还应该指出的是在刚性环8安装在金属管状元件3上之前，环形密封件15的内直径小于金属管状元件3的端部4的外直径，从而在环安装之后，实现对密封件15的压紧的优化的干涉。
金属管状元件3的端部4的自由端外形上由大致锥台形表面限定，使得更容易地将刚性环8安装到端部4上，以确保推入配合力的均匀分布，并确保随着环被安装到端部4上环形密封件15被逐渐压紧。
根据本发明的替代性实施例，第一和第二环形密封件14、15可以由不同材料制成。
图4示出了不同于图1和2所示的连接元件的替代性实施例，其中环形密封件14、15轴向偏置，以增加环的稳定性。
图5和6示出了不同于图1和2所示的实施例的连接元件的两个替代性实施例，其中密封设备7包括将刚性环8附接到金属管状元件3的端部4的第一附接装置以及将刚性环附接到合成物管状元件6的第二附接装置。
第一附接装置包括从刚性环8的端部(面朝环形凸缘5)轴向延伸的多个弹性可形变舌片21。每个弹性变形舌片21在其自由端处装配有钩形部分22，该钩形部分22被设计成与形成在金属管状元件3的端部4上的环形凸缘5配合。
第二附接装置包括形成在刚性环8的外表面上的环形凸缘23，环形凸缘23有助于环上的合成物管状元件6的夹紧，并有助于环和合成物管状元件之间的密封。
根据图5所示的替代形式，在管状元件3、6上组装密封设备7的方法包括将刚性环8插入合成物管状元件6，直到其越过环形凸缘23，接着将刚性环8推入配合到金属管状元件3的端部4上，直到每个弹性可形变舌片21的钩形部分22与环形凸缘5配合。
密封设备7的这种构造可例如允许提供安装有刚性环8的合成管，该合成管于是能够安装在例如车辆上的金属管或端部配件上。
根据图6所示的替代形式，将密封设备7与管状元件3、6组装的方法包括将刚性环8推入配合到端部4上，直到每个弹性可形变舌片21的钩形部分22与环形凸缘5配合，并且接着将合成物管状元件6强力安装到装配有刚性环8的金属管状元件3上，直到越过钩形部分22。因此覆盖钩形部分22的合成物管状元件6进一步增加了这些部分与凸缘5的附接，并改善了合成物管状元件6、刚性环8和金属管状元件的拉伸强度。
这种组装方法的缺点在于：在安装在金属管状元件3上之前，环8不能被事先安装在合成物管状元件6上。
图7示出了不同于图1和2所示的连接元件的替代性实施例，其中刚性环8的端部9抵靠金属管状元件3的端部4的自由端，而不是靠着环形凸缘5。
图8示出了不同于图1和2的连接元件2的替代性实施例，其主要在于，第一环形密封件14包括环形肋24和环形细槽25，该环形细槽25相比环形肋24而言离刚性环8的端部9更远，环形肋24被设计成与管状元件6的内表面配合，并且当两个管状元件3、6推入配合在一起时环形肋24至少部分变形位于环形细槽25中。
毋庸置疑，本发明不仅仅局限于以上通过示例描述的连接组件的实施例，相反，其涵盖了其实施例的所有替代形式。

Claims (15)

1.一种连接组件(2)，其特征在于，包括：
金属制第一管状元件(3)，该第一管状元件(3)具有包括止挡装置(5)的端部(4)；
由合成材料制成的第二管状元件(6)，该第二管状元件(6)围绕所述第一管状元件的所述端部推入配合；以及
密封设备(7)，该密封设备(7)被推入配合到所述第一管状元件的所述端部(4)上从而与所述止挡装置抵靠，所述密封设备包括安装在所述第一管状元件的所述端部(4)上的刚性环(8)以及固定至所述刚性环的弹性的第一和第二密封装置(14、15)，所述第一密封装置(14)从所述刚性环的外表面凸出并与所述第二管状元件(6)的内表面配合，并且所述第二密封装置(15)从所述刚性环的内表面凸出并与所述第一管状元件(3)的所述端部(4)的外表面配合。
2.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述第一和/或第二密封装置包括模制到所述刚性环(8)上的至少一个环形密封件(14、15)。
3.根据权利要求2所述的连接组件，其特征在于，所述刚性环(8)包括至少一个环形槽(11、12)，在该环形槽(11、12)中模制有所述环形密封件(14、15)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的连接组件，其特征在于，所述第一和第二密封装置(14、15)轴向偏置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的连接组件，其特征在于，所述第一和第二密封装置(14、15)由不同材料制成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的连接组件，其特征在于，所述刚性环(8)包括将该环附接到所述第一管状元件(3)的所述端部(4)的第一附接装置。
7.根据权利要求6所述的连接组件，其特征在于，所述第一附接装置包括被设计成与形成在所述第一管状元件(3)的所述端部(4)的外表面上的凸出元件(5)配合的至少一个弹性可形变构件(21)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的连接组件，其特征在于，所述刚性环(8)包括将该环附接到所述第二管状元件(6)的第二附接装置。
9.根据权利要求8所述的连接组件，其特征在于，所述第二附接装置包括形成在所述刚性环(8)的外表面上的至少一个凸出元件(23)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的连接组件，其特征在于，面朝所述第一管状元件(3)的所述端部(4)的自由端的所述刚性环(8)的端部(9)外形上由基本锥台形表面限定。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的连接组件，其特征在于，所述止挡装置包括从所述第一管状元件(3)的所述端部(4)的外表面径向向外延伸的凸缘(5)，该凸缘(5)优选为环形凸缘。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的连接组件，其特征在于，所述第一管状元件(3)的所述端部(4)的自由端外形上由基本锥台形表面限定。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的连接组件，其特征在于，面朝所述第一管状元件(3)的所述端部(4)的自由端的所述刚性环(8)的端部(9)的外直径小于所述第二管状元件(6)的内直径。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的连接组件，其特征在于，所述刚性环(8)抵靠所述止挡装置。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的连接组件，其特征在于，所述第一密封装置包括环形肋(24)和环形槽(25)，所述环形肋(24)被设计成与所述第二管状元件(6)的内表面配合，并被设计成当所述第一和第二管状元件(3、6)已被推入配合在一起时至少部分变形而位于所述环形槽(25)内。
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