CN102635746A - 管道或软管连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道或软管连接结构，包括管接头、管道或软管端部(3)以及卡圈，管道或软管端部从卡圈径向向内地具有一向内突出的第一环形隆起，其宽度小于卡圈的宽度，管接头具有至少一个向外突出的第二环形隆起，在将管道或软管端部插装到管接头上时第一环形隆起越过第二环形隆起。为了使由塑料吹塑而成的管道或软管端部能更容易地被插装到管接头上，按照本发明建议，第一和第二环形隆起之一沿着与管接头的和/或管道或软管端部的纵向中轴线垂直的平面延伸，而另一个在至少两个位置处同一与纵向中轴线垂直的平面相交，从而当在将管道或软管端部插装到管接头上时第一环形隆起越过第二环形隆起时，这两个环形隆起不是沿着整个长度同时接触。

Description

管道或软管连接结构

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的管道或软管连接结构/连接单元、一种根据权利要求7前序部分所述的空气管道或空气软管以及一种根据权利要求14前序部分所述的具有管接头的构件，所述管道或软管连接结构、空气管道或空气软管以及构件特别是用于发动机进气系统。

背景技术

进气管道或软管以及增压空气管道或软管通过吹塑成型来制造并且具有用于插装/套装到空气滤清器、增压空气冷却器或类似物的管接头上的管道或软管端部，在这样的进气管道或软管以及增压空气管道或软管中，管道或软管端部经常借助卡圈紧固在管接头上。为了将卡圈在正确的位置处定位在管道或软管端部上，管道或软管端部可以在其外周上设有卡圈座，该卡圈座防止卡圈在紧固卡圈时和之后沿着管道或软管端部轴向移动。在管道或软管端部的外周上设有这样的卡圈座处，在管道或软管端部的内周上由卡圈座径向向内地一体成型出突出的环形隆起并不罕见。该环形隆起用于在紧固卡圈时由卡圈径向向内地局部地提高在管道或软管端部与管接头之间的单位面积压力，从而以这种方式保证更好的密封作用。环形隆起通常沿着卡圈或卡圈座的中平面延伸并且比卡圈或卡圈座略窄，这是因为仅以这种方式能实现单位面积压力的局部提高。环形隆起的内径通常等于管接头的外周的外径，从而环形隆起在管道或软管端部插装到管接头上时沿着外周滑动。

不过，许多管接头在外周上也设有至少一个突出的环形隆起，以便通过由环形隆起径向向外地对软管周壁的局部扩展来改善对由柔性或易曲的/挠性的材料制成的、插装到管接头上的软管的保持并且必要时通过对周壁的扩展来防止一为紧固软管端部而安置在扩展部后面的卡圈的轴向运动。这样的环形隆起可以突出于管接头的外周几毫米。为了便于将管道或软管端部安装到管接头上，有时也在管接头的自由端部上设有这样的环形隆起，只要管道或软管端部已经足够远地插装到管接头上，该环形隆起就卡锁或卡扣到管道或软管端部的横截面扩宽部中。

特别是当希望将上述类型的、通过吹塑成型制成的进气或增压空气管道或者进气或增压空气软管的管道或软管端部插装到管接头上时，环形隆起便会引起问题。因为不同于由弹性体材料制成的管道或软管端部，这样的管道或软管端部由于塑料材料的弹性低而不能扩展，所以向内突出于管道或软管端部内周的环形隆起根本不能或者仅能在极费力的情况下、在存在管道或软管端部裂开的风险的情况下越过管接头上的向外突出的环形隆起。这些问题的原因在于，管道或软管端部内周上的环形隆起和管接头外周上的环形隆起都沿着一个与管道或软管端部的或管接头的纵向中轴线垂直定向的平面延伸，从而在将管道或软管端部插装到管接头上时，它们沿着其整个周向长度同时彼此相撞。

因此，在这种情况下为了解决上述问题，通常必须改变管接头或管道或软管端部，或者必须在管道或软管端部与管接头之间使用由弹性体材料制成的中间件。这两种问题解决方案都是费事并且昂贵的，其中，当具有管接头的构件或者说进气管道或增压空气管道或者进气软管或增压空气软管还在同一企业集团的一系列不同的发动机中在不同的安装情形中使用时，首先提到的解决方案很难实现。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，改进所述类型的管道或软管连接结构、所述类型的空气管道或空气软管以及所述类型的构件，使得管道或软管端部能更容易地插装到管接头上。

所述目的在管道或软管连接结构方面按照本发明这样实现：环绕的第一环形隆起和第二环形隆起中的一个沿着一与管接头的和/或管道或软管端部的纵向中轴线垂直的平面延伸，而环绕的第一环形隆起和第二环形隆起中的另一个环形隆起在至少两个位置处同一与管接头的和/或管道或软管端部的纵向中轴线垂直的平面、优选卡圈或卡圈座的中平面相交，并且相应地在该平面两侧部分地延伸。由此，当将管道或软管端部插装到管接头上时，这两个环形隆起不是沿着它们的整个长度同时接触。取而代之，这两个环形隆起逐渐地越过彼此。在此，它们在任一时刻都仅在几个接触点上彼此贴靠，而在接触点之间，在管道或软管端部内周上的环形隆起与在管接头的相对的外周上的环形隆起之间或者说在管接头外周上的环形隆起与在管道或软管端部的相对内周上的环形隆起之间存在很窄的间隙。由于该间隙，管接头和/或管道或软管端部能在接触点之间略微变性，从而使这两个环形隆起能在接触点处更容易地滑过彼此。

在此，管接头的和/或管道或软管端部的壁厚越小、直径越大，其变形就越强。这是因为通过吹塑成型制成的进气管道或软管或者增压空气管道或软管具有与直径相比较小的壁厚，管道或软管端部的变形通常便足以使环绕的第一环形隆起在将管道或软管端部插装到管接头上时越过环绕的第二环形隆起。

环绕的环形隆起在申请的范围内是指连续的隆起，该隆起无中断地环形地围绕管接头的或管道或软管端部的整个周长延伸。

本发明的一种优选的设计方案规定，向外突出于管接头外周的环绕的第二环形隆起沿着一与管接头纵向中轴线垂直的平面延伸，而向内突出于管道或软管端部内周的环绕的第一环形隆起在至少两个位置处同一与管道或软管端部纵向中轴线垂直的平面、优选卡圈或卡圈座的中平面相交。如果管接头在不同的应用中一方面用于插装吹塑成型的管道或软管、而另一方面用于插装能弹性变形的软管，则这种实施方式具有如下优点：在后一种情况下通过环形隆起的与管接头的纵向中轴线垂直的延伸形状能改善对插装到管接头上的能弹性变形的软管端部的固定。

但原则上如下的方案也能实现该效果：向内突出于管道或软管端部内周的环绕的第一环形隆起沿着一与管道或软管端部的纵向中轴线垂直的平面、优选沿着卡圈或卡圈座的中平面延伸，而向外突出于管接头外周的环绕的第二环形隆起在至少两个位置处同一与管接头纵向中轴线垂直的平面相交。

按照本发明的优选的第一替代方案，环绕的第一环形隆起沿着一相对于管道或软管端部纵向中轴线倾斜的平面延伸，其中，第一环形隆起优选在两个位置处同卡圈或卡圈座的与管道或软管端部纵向中轴线垂直的中平面相交并且相应地在该中平面的两侧各有一半延伸。在该替代方案中，当将管道或软管端部插装到管接头上时，环绕的第一环形隆起首先仅在唯一一个接触点处与管接头的向外突出的环形隆起接触，由此通过管道或软管端部的变形而使在该接触点处的内径增大更容易。一旦这两个环形隆起在该接触点处已运动到彼此上，则它们在管道或软管端部与管接头继续相对运动期间就在两个接触点处接触，这两个接触点在相反的方向上围绕管道或软管端部的或管接头的周长运动并且首先彼此远离、然后再彼此接近。

而本发明的可能的第二替代方案规定，环绕的第一环形隆起具有波形的延伸形状，其中，该延伸形状在管道或软管端部的周向方向上有利地具有两个波峰和两个波谷，从而在将管道或软管端部插装到管接头上时该第一环形隆起在两个接触点处同时与环绕的第二环形隆起接触。当这两个环绕的环形隆起越过彼此时，它们在这种情况下在四个接触点处彼此接触，由此，在相邻的接触点之间同样还留有足够的空间用以供管道或软管端部充分地变形。有利地，环形隆起在两侧同样远地突出于卡圈座或卡圈的与管道或软管端部纵向中轴线垂直的中平面，从而在卡圈固定之后沿环绕的第一环形隆起的整个长度将由卡圈施加的压力均匀地经由管道或软管端部导入管接头中。

适宜地，管道或软管端部是用于发动机进气系统的通过吹塑成型由塑料制成的进气管道或增压空气管道或者进气软管或增压空气软管的一部分，其中，环绕的第一环形隆起是在吹塑成型时一体形成在管道或软管端部内周上的环形隆起。管接头可以是通过注塑成型由塑料制成的或者通过铸造和/或切削加工由金属制成的管接头，该管接头例如突出于空气滤清器的由塑料制成的滤清器壳体或增压空气冷却器的由金属制成的壳体。

在按照本发明的空气管道或空气软管中，该空气管道或空气软管包括用于插装到管接头上的管道或软管端部，管道或软管端部具有用于卡圈的卡圈座和一从卡圈座径向向内、向内突出的环绕的环形隆起，该卡圈用于将管道或软管端部固定在管接头上，该环形隆起的宽度小于卡圈座的宽度，所述目的这样实现：所述环形隆起在至少两个位置处同一与管道或软管端部纵向中轴线垂直的平面相交。如上所述，环形隆起适宜地或者沿着一相对于管道或软管端部纵向中轴线倾斜的平面延伸或者具有波形的延伸形状。

为了使管道或软管端部在管接头上的插装更容易，管道或软管端部适宜地沿插装方向在卡圈座前具有一锥形扩宽的自由端部，该自由端部在本领域内也作为张开部已知。

沿插装方向在卡圈座后面，管道或软管端部适宜地设有横截面缩窄部，在那里管道或软管端部有利地具有与管接头相同的内径，以便使在管道或软管连接结构内部的流动阻力保持尽可能低。横截面缩窄部优选设置成，使得在管接头已插入管道或软管端部中并且卡圈被固定在卡圈座上之后，该横截面缩窄部直接位于管接头的自由端部后。

如果突出于管接头外周的第二环形隆起设置在管接头的自由端部上，则管道或软管端部在卡圈座后面并且在横截面缩窄部前面适宜地还具有一横截面扩宽部，第二环形隆起在经过第一环形隆起之后能卡锁到该横截面扩宽部中。

附图说明

下面根据在附图中示出的两种实施方式更详细地说明本发明。

图1示出在插装到管接头上之前的进气软管或增压空气软管的管道或软管端部和管接头的纵剖视图；

图2和3示出与图1相应的视图，但其中示出在将管道或软管端部插装到管接头上期间的不同阶段；

图4示出与图1至3相应的视图，但其中示出管道或软管端部被插装到管接头上之后；

图5示出进气软管或增压空气软管的略微修改的管道或软管端部的纵剖视图。

具体实施方式

机动车的进气系统的在附图中示出的管道或软管连接结构1包括管接头2，该管接头例如突出于空气滤清器(未示出)的滤清器壳体并且在由塑料制造滤清器壳体时一体形成在滤清器壳体上。管道或软管连接结构1还包括一通过吹塑成型由塑料制造的进气管或进气软管(未示出)的、扩宽的管道或软管端部3，该管道或软管端部在外部插装到管接头2上并且借助管道或软管卡圈4固定在管接头2上，如在图1至4中所示。管道或软管卡圈4是任意的适合于此目的的卡圈，因此在这里不再详细地描述该卡圈。

如最佳地在图1中可看出，管接头2具有纵向中轴线5和与纵向中轴线5同轴的周壁6，该周壁由柱形的内周面7和柱形的外周面8界定。在管接头2的自由端部上形成有环形隆起9，该环形隆起沿着一与管接头2的端面齐平并且与纵向中轴线5垂直的平面E1、围绕管接头2的整个周长不中断地延伸，其中，该环形隆起向外突出于外周面8并且在轴向方向上朝向外周面8是侧凹的(hinterschnitten)。环形隆起9具有凸圆形的外周面10。

如同样最佳地在图1中可看出，管道或软管端部3具有一纵向中轴线11，该纵向中轴线在插接到管接头2上之后与该管接头的纵向中轴线5对齐。管道或软管端部3具有一与其纵向中轴线11同轴的周壁12，该周壁沿着管道或软管端部3的整个长度和整个周长基本上具有同样的壁厚，该壁厚小于管接头2的周壁6的壁厚。围绕管道或软管端部3的在图1中朝向管接头2的开口，管道或软管端部3的周壁12具有一朝向管接头2张宽的锥形的扩宽部13或张开部，该扩宽部便于将管道或软管端部3插装到管接头2上。在扩宽部13或张开部后面，管道或软管端部3具有一总体上呈柱形的周壁区段14，该周壁区段的外周面形成一用于管道或软管卡圈4的座15。外周面或者说卡圈座15的宽度B与管道或软管卡圈4的宽度相当。周壁区段14的前端部邻接于扩宽部13或张开部，在那里周壁12同样如沿着与周壁区段14的后端部相邻接的、管道或软管端部3的锥形的环形肩18那样地径向向外地突出于卡圈座15，从而使管道或软管卡圈4在紧固在卡圈座15上期间和之后被固定并且不能沿轴向打滑。

管道或软管端部3在环形肩18后面首先具有一横截面扩宽部16、接着具有一横截面缩窄部17，该横截面缩窄部通过另一锥形的环形肩18与横截面扩宽部16分隔开。在该另一环形肩18处，使扩宽的管道或软管端部3一直变窄到如下的横截面：该横截面的内径与管接头2的内径相当，以便使管道或软管连接结构1的流动阻力最小。横截面扩宽部16用于接纳管接头2的自由端部上的环形隆起9，如在图4中所示，该环形隆起9在经过周壁区段14之后卡入横截面扩宽部16中。

在卡圈座15的区域内，在周壁区段14中(向内)形成一环形隆起19，该环形隆起向内突出于周壁区段14的柱形的内周面20并且无中断地、环形地围绕管道或软管端部3的整个周长延伸。环形隆起19的宽度大致为卡圈座15的宽度的四分之一。在管道或软管卡圈4被紧固之后，环形隆起19在管接头2的环形隆起9后面压靠到该管接头的柱形的外周面8上，其中，由于环形隆起19的宽度比卡圈座15的宽度小，所以可以增大单位面积压力、从而改善密封。

环形隆起19的内径大致相当于管接头2的柱形的外周面8的外径，从而紧接在管道或软管端部3被插装到管接头2上之后该环形隆起便沿着(外)周面8滑动。但这意味着，环形隆起19首先碰撞管接头2的自由端部上的环形隆起9，这是因为环形隆起9向外突出于(外)周面8。

在这样的情况下由弹性体材料制成的进气管道或进气软管的管道或软管端部能弹性地扩宽，以使其越过环形隆起9，而这样(弹性扩宽)对于通过吹塑成型由塑料制成的进气管道或进气软管的管道或软管端部3是不可能的，因为管道或软管端部3尽管由于其壁厚较小而能略微变形、但仅能极费力地扩宽或者不能扩宽。

尽管如此，为了能使在管道或软管端部3内侧上的所述一个环形隆起19越过在管接头2外侧上的另一环形隆起9，在图1至4所示的管道或软管端部3中，不同于在已知的管道或软管端部3中那样，首先提到的环形隆起19不是沿着卡圈座15的与管道或软管端部3的纵向中轴线11垂直的中平面E2延伸、而是沿着一相对于平面E2以角度α倾斜的平面E3延伸。这两个平面E2和E3之间的倾角α在图1至4所示的管道或软管端部中大约为10度。倾角α通过卡圈座15的半径R和宽度B决定，其中，有利地tanα＝B/2R或者由于环形隆起19的宽度而使tanα略小于B/2R。有利地，环形隆起19沿周壁区段14的周向方向在其整个宽度上或在卡圈座15的整个宽度B上延伸，其中，它在图1中在管道或软管端部3的上侧上一直延伸至周壁区段14的后端部并且在管道或软管端部3的径向相对的下侧上一直延伸至周壁区段14的前端部。

环形隆起19的倾斜引起，当管道或软管端部3被插装到管接头2上时，两个环形隆起9、19不是沿着其整个长度同时彼此相撞，而是环形隆起19仅在唯一一个位置处撞到环形隆起9上，如在图2中在管道或软管端部3的和管接头2的下侧上所示，而在管道或软管端部3的其余周长上在周壁区段14的柱形的内周面20与管接头2的环形隆起9之间还存在较小的间隙S，如在图2中在管道或软管端部3的和管接头2的上侧上所示。该间隙S能实现，当管道或软管端部3沿插装方向被压靠到管接头2上时，该管道或软管端部略微变形并且变成非圆形的。通过该变形或变成非圆形，周壁区段14的半径R在两个环形隆起9、19的接触点的区域内略微变大，从而其中一个环形隆起19能滑动到另一个环形隆起9上。在越过该卡圈之后，这两个环形隆起19、9彼此滑过，其中它们始终仅在两个接触点上彼此接触，如在图3中所示。由此，可以使滑动摩擦保持得比较小并且避免在将管道或软管端部3插装到管接头2上时出现过度的运动阻力。在经过环形隆起19或者周壁区段14之后，管接头2的环形隆起9卡锁在管道或软管端部3的横截面扩宽部16中，如在图4中所示。

管道或软管卡圈4便能被固定，以便将管道或软管端部3紧固在管接头2上，其中环形隆起9以高的单位面积压力压靠到管接头2的柱形的外周面8上。

与图1至4中的管道或软管端部不同，在图5所示的管道或软管端部3中，环绕的环形隆起19在管道或软管端部3的周向方向上具有正弦波形的延伸形状，该延伸形状具有两个指向管接头2方向的波峰21(仅一个是可见的)和两个设置在波峰21之间的波谷22，从而环形隆起19在四个位置处与卡圈座15的中平面E2相交。波峰21的顶点和波谷的顶点在轴向方向上分别设置成紧邻卡圈座15的两个轴向相反的界定边缘的附近并且分别位于与管道或软管端部3的纵向中轴线11垂直的平面上，从而在管道或软管端部3被插装到管接头2上时使关于纵向中轴线11沿径向对置的两个波峰21的面向管接头2的顶点同时与该管接头的环形隆起9相接触。在两个环形隆起9、19被推到彼此上并且在彼此旁经过之后，它们相应地在四个接触点上彼此贴靠。

附图标记列表

1     管道或软管连接结构

2     管接头

3     管道或软管端部

4     管道或软管卡圈

5     管接头的纵向中轴线

6     管接头的周壁

7     内周面

8     外周面

9     环形隆起

10    边界面

11    管道或软管端部的纵向中轴线

12    管道或软管端部的周壁

13    锥形的扩宽部

14    柱形的周壁区段

15    卡圈座

16    横截面扩宽部

17    横截面缩窄部

18    环形肩

19    环形隆起

20    内周面

21    波峰

22    波谷

E1    环形隆起9的平面

E2    卡圈或卡圈座的中平面

E3    环形隆起19的平面

α    倾角

Claims (14)

1.管道或软管连接结构，包括管接头、在外侧插装到该管接头上的管道或软管端部以及将该管道或软管端部保持在所述管接头上的卡圈，其中，管道或软管端部从卡圈沿径向向内地具有向内突出的、环绕的第一环形隆起，该第一环形隆起的宽度小于卡圈的宽度，其中，管接头具有至少一个向外突出的、环绕的第二环形隆起，在将管道或软管端部插装到管接头上时所述第一环形隆起越过所述第二环形隆起，其特征在于，环绕的第一环形隆起(9)和第二环形隆起(19)中的一个环形隆起(9)沿着一与管接头(2)的和/或管道或软管端部(3)的纵向中轴线(5、11)垂直的平面(E1)延伸；环绕的第一环形隆起(9)和第二环形隆起(19)中的另外的环形隆起(19)在至少两个位置处同一与管接头(2)的和/或管道或软管端部(3)的纵向中轴线(5、11)垂直的平面(E2)相交，从而当第一环形隆起(19)在将管道或软管端部(3)插装到管接头(2)上时越过第二环形隆起(9)时，这两个环形隆起(9、19)不是沿着它们的整个长度同时接触。

2.根据权利要求1所述的管道或软管连接结构，其特征在于，环绕的第一环形隆起或第二环形隆起(19)沿着一相对于管接头(2)的和/或管道或软管端部(3)的纵向中轴线(5、11)倾斜的平面(E3)延伸。

3.根据权利要求1所述的管道或软管连接结构，其特征在于，环绕的第一环形隆起或第二环形隆起(19)具有波形的延伸形状并且在至少四个位置处同一与管接头(2)的和/或管道或软管端部(3)的纵向中轴线(5、11)垂直的平面(E2)相交。

4.根据上述权利要求之一所述的管道或软管连接结构，其特征在于，环绕的第一环形隆起(19)在至少两个位置处同一与管道或软管端部(3)的纵向中轴线(11)垂直的平面(E2)相交；环绕的第二环形隆起(9)沿一与管接头(2)的纵向中轴线(5)垂直的平面(E1)延伸。

5.根据权利要求4所述的管道或软管连接结构，其特征在于，环绕的第一环形隆起(19)在至少两个位置处同卡圈(4)的和/或卡圈座(15)的纵向中平面(E2)相交。

6.根据上述权利要求之一所述的管道或软管连接结构，其特征在于，管道或软管端部(3)是发动机进气系统的进气软管或增压空气软管的一部分，管接头(2)是发动机进气系统的另一构件的一部分。

7.空气管道或空气软管，特别是用于发动机进气系统的空气管道或空气软管，包括用于插装到管接头上的管道或软管端部以及用于卡圈的卡圈座，该卡圈用于将管道或软管端部固定在管接头上，其中，管道或软管端部从卡圈座径向向内地具有向内突出的环绕的环形隆起，该环形隆起的宽度小于卡圈座的宽度，其特征在于，所述环形隆起(19)在至少两个位置处同卡圈座(15)的与管道或软管端部(3)的纵向中轴线(11)垂直的纵向中平面(E2)相交。

8.根据权利要求7所述的空气管道或空气软管，其特征在于，管道或软管端部(3)在卡圈座(15)前面具有一朝向其自由端部扩张的横截面扩宽部(13)。

9.根据权利要求7或8所述的空气管道或空气软管，其特征在于，管道或软管端部(3)在卡圈座(15)后面具有一横截面缩窄部(17)。

10.根据权利要求7至9之一所述的空气管道或空气软管，其特征在于，管道或软管端部(3)在卡圈座(15)后面具有一横截面扩宽部(16)。

11.根据权利要求9和10所述的空气管道或空气软管，其特征在于，所述横截面缩窄部(17)设置在所述横截面扩宽部(16)后面。

12.根据权利要求7至11之一所述的空气管道或空气软管，其特征在于，所述空气管道或空气软管通过吹塑成型由塑料制成并且具有总体上恒定的壁厚。

13.根据权利要求7至12之一所述的空气管道或空气软管，其特征在于，管道或软管端部(3)在卡圈座(15)两侧具有扩宽的横截面。

14.具有用于插装空气管道或空气软管的管道或软管端部的管接头的构件，特别是用于发动机的进气系统，其中，管接头具有至少一个向外突出的环绕的环形隆起，其特征在于，所述环形隆起在至少两个位置处同一与管接头的纵向中轴线垂直的平面相交。

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