CN103154545B - 用于三销式联接器单元的折叠波纹管装置 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于三销式联接器单元的折叠波纹管装置(100)，其包括：联接器外部件(40)，其具有凹槽(44)；折叠波纹管(60)，其具有联接器卡圈区域(62)，以用于附接到联接器外部件(40)，联接器卡圈区域(62)包括联接器结合座区域(64)；以及接合环(10)，其具有在横截面上与联接器外部件(40)的外轮廓匹配的内表面(14)，其特征在于，在联接器卡圈区域(62)的内部区域(66)上且在折叠波纹管(60)的联接器结合座区域(64)内布置有至少一个突缘(72)，突缘(72)与布置在接合环(10)的外部区域(12)上的凹槽(16)匹配，其中接合环(10)的凹槽(16)对应于布置在接合环(10)的内部区域(14)上的至少一个第一密封唇缘(18)，并且其中在接合环(10)的内部区域(14)上布置有至少一个第二密封唇缘(20)，第一和第二密封唇缘(18,20)布置在联接器外部件(40)的凹槽(44)内。
Description
技术领域
本发明涉及用于三销式联接器单元的折叠波纹管装置，其包括带有凹槽的联接器外部件、带有联接器卡圈区域以用于附接到所述联接器外部件的折叠波纹管、以及接合环，并且涉及这样的接合环本身。
背景技术
现有技术的等速联接器常规地在其联接器外部件处具有标示在周边上的三个径向凹陷。这样形成的联接器壳体的外部轮廓被称为三叶形的，因此一般参考三销式联接器或三叶形等速联接器。所述联接器包括接合件和/或波纹管，从而形成密封以防止污垢和水分的渗入并且防止联接器部件的油脂填充物逸出的装置。已知的是，所述装置包括具有卡圈区域的折叠波纹管，该卡圈区域面向具有相等内径的联接器外壳外部件，并且此外，所述接合件将与所述折叠波纹管结合，该接合件一体地形成且其内侧在联接器外壳的三叶形外部轮廓上，同时所述接合件的外侧与折叠波纹管的对应卡圈区域的内侧接触。由于存在所述接合件以及所述折叠波纹管，此类装置被称为两件式密封系统。
与使用包括接合件以及折叠波纹管的装置相关的一个问题是，提供了附加的表面，使得此类装置的密封和固定相比一体式装置较复杂。由于需要提供额外的密封和固定构件，整个装置的总直径高于一体式装置的总直径。然而，空间是联接器领域中的最重要的参数之一，尤其是在汽车领域中，因此需要提供具有减小的总直径的折叠波纹管装置。
发明内容
因此，本发明的目的是提供具有减小的总直径的折叠波纹管装置。
所述目的根据本发明通过用于三销式联接器单元的折叠波纹管装置来解决，其包括：联接器外部件，其具有凹槽；折叠波纹管，其具有联接器卡圈区域，以用于附接到所述联接器外部件，所述联接器卡圈区域包括联接器结合座区域；以及接合环，其具有在横截面上与所述联接器外部件的外轮廓匹配的内表面，其中在所述联接器卡圈区域的内部区域上且在所述折叠波纹管的所述联接器结合座区域内布置有至少一个突缘，所述突缘与布置在所述接合环的外部区域上的凹槽匹配，其中所述接合环的所述凹槽对应于布置在所述接合环的内部区域上的至少一个第一密封唇缘，并且其中在所述接合环的所述内部区域上布置有至少一个第二密封唇缘，所述第一和第二密封唇缘布置在所述联接器外部件的所述凹槽内。
有利地，相比通常的两件式装置，根据本发明的所述装置通过将布置在所述接合环的所述内部区域上的第一和第二密封唇缘集成于所述联接器外部件的所述凹槽内而提供了较低总直径的装置。所述第一和第二密封唇缘布置在所述接合环的所述内部区域上，当安装根据本发明的所述折叠波纹管装置时，所述内部区域与位于与所述联接器外部件的所述凹槽基本上相对处的所述接合环的区域相对应。因此，要求保护的装置的密封以及固定基本上发生在所述联接器外部件的所述凹槽的表面上。
要求保护的装置还可包括结合元件以用于将折叠波纹管和接合件固定在所述联接器外部件上。结合元件是现有技术已知的。根据本发明可以使用每种结合元件，特别地，结合元件可以具体化为夹持带、夹具或压缩环。此外，根据本发明的装置还可包括轴，所述紧固波纹管可借助于如此前所述的另外的结合元件附接到轴上。
在本发明的一个优选的实施例中，至少两个第二密封唇缘布置在所述接合环的所述内部区域上。优选地，两个或三个或四个第二密封唇缘布置在与所述联接器外部件的所述凹槽相对的所述接合环的所述内部区域上。在最优选的实施例中，所述第一密封唇缘布置在至少两个第二密封唇缘之间。另外可能且在本发明的范围内的是，所述接合环的所述内部区域上存在不仅一个，而是两个或更多个第一密封唇缘。如果两个或更多个第一密封唇缘布置在所述接合环的所述内部区域上，则所述接合环的两个或更多个凹槽对应于所述两个或更多个第一密封唇缘。所述第二密封唇缘优选地不对应于布置在所述接合环的所述外部区域上的任何凹槽。
优选地，所述联接器卡圈区域的所述突缘基本上布置在所述联接器结合座区域的中间。所述至少一个第一密封唇缘在至少两个第二密封唇缘之间的布置以及其中附加的所述突缘基本上布置在所述联接器结合座区域的中间的最优选实施例提供了不仅良好的密封性质，而且提供了良好的固定性质以及相比现有技术已知的装置减小的内径。
在本发明的另一优选实施例中，所述第一和第二密封唇缘在剖视图中具有基本上三角形的形状。更优选地，在剖视图中，所述至少一个第一密封唇缘和所述至少一个第二密封唇缘的形状不同。两者均可具有在剖视图中基本上三角形的形状，但此两者的三角形形状可以彼此有偏差。此外，剖视图中的任何其它形状也不排除在本发明的范围之外，特别地，梯形形状、半圆形或任何其它形状也可能用于所述至少一个第一和所述至少一个第二密封唇缘。
最优选地，在剖视图中，在所述第一密封唇缘的、形成顶端的、两个侧面区域的表面之间的角度α1大于所述第二唇缘的两个侧面区域的表面之间的对应角度α2，所述顶端朝所述外部联接器部件的所述凹槽导向。在该实施例中，第一和第二密封唇缘两者具有形成朝所述外部联接器部件的所述凹槽导向的顶端的三角形形状，但角度α1大于角度α2。顶端可具有任何形状，并且可以具体地具有锋利的峰轮廓或倒圆的轮廓。在本发明的另一优选实施例中，所述第一密封唇缘的所述角度α1为钝角。在本发明的另一优选实施例中，所述第二唇缘的所述角度α2实质上为锐角。最优选地，所述第一密封唇缘的角度α1在从约100度至约150度的范围内，更优选地，在从约110度至约140度的范围内。最优选地，角度α2在从约60度至约105度的范围内，更优选地，在从约80度至约98度的范围内。
在本发明的另一优选实施例中，所述联接器外部件的所述凹槽具有郁金香状形状。还可以说，在剖视图中，所述联接器外部件的所述凹槽具有梯形形状。一方面郁金香状形状和另一方面梯形形状的两个术语就本发明而言是同义的。
在本发明的另一优选实施例中，所述联接器外部件的所述凹槽的外侧壁的高度h1低于内侧壁的高度h2。进一步优选地，所述外侧壁和所述内侧壁在剖视图中朝所述凹槽的基部(也可定义为底部)倾斜。在本发明的另一优选实施例中，所述外侧壁和所述基部之间的第一倾斜角β1大于所述内侧壁和所述基部之间的第二倾斜角β2。最优选地，第一倾斜角β1在从约20度至约60度的范围内，最优选地在从约30度至约50度的范围内。最优选地，第二倾斜角β2在从约20度至约50度的范围内，最优选地在从约25度至约45度的范围内。
优选地，所述接合环的所述凹槽在剖视图中具有梯形形状，类似于所述联接器外部件的所述凹槽的形状。优选地，在所述接合环的所述凹槽的基部或底部与所述接合环的所述凹槽的内侧壁和外侧壁之间的倾斜角基本上彼此相等。最优选地，由所述接合环的所述凹槽的所述基部与所述内侧壁和外侧壁的表面限定的倾斜角在从约20度至约60度的范围内，最优选地在从约30度至约50度的范围内。
布置在所述折叠波纹管的所述联接器卡圈区域的内部区域上且在所述联接器结合座区域内的所述至少一个突缘具体化为周向突缘。然而，所述突缘也可以具体化为突缘元件，因此可以在所述折叠波纹管的所述联接器卡圈区域的内表面上布置若干突缘元件。
在本发明的一个最优选的实施例中，狭缝（优选为周向具体化的狭缝）布置在所述联接器卡圈区域的外表面上，并且进一步优选地对应于所述突缘。继而，所述狭缝也可具体化为狭缝元件，因此，可以在所述联接器卡圈区域的外表面上周向布置若干狭缝元件。狭缝或狭缝元件对应于布置在所述联接器卡圈区域的所述内表面上的突缘或突缘元件，例如，它们布置成彼此基本上相对。
在本发明的另一优选实施例中，在所述联接器卡圈区域的所述内表面上布置有仅一个突缘，优选地周向突缘，其对应于布置在所述联接器卡圈区域的所述外表面上的一个狭缝，优选地周向狭缝。然而，优选为周向突缘的两个突缘以及优选为周向狭缝的两个对应狭缝布置在联接器卡圈区域中也是可能的。在这样的实施例中，在安装好的根据本发明的装置中，所述接合环的两个对应凹槽布置用于接纳所述突缘。
本发明还涉及如上所述接合环，特别是用于在三销式联接器单元中并且特别是在如前所述的折叠波纹管装置中使用的接合环。对于参照附图阅读了以下描述的本领域的技术人员来说，其它优点和特征变得显而易见，附图以举例方式示出本发明的特征。
附图说明
为了更全面地理解本发明，现在应参考在附图中更详细地示出并在下文中作为本发明的示例描述的实施例。在附图中：
图1是作为要求保护的本发明的折叠波纹管装置一部分的带有接合环的联接器壳体的透视图。
图2是根据图1的联接器壳体的透视图，其与根据本发明的安装后折叠波纹管装置的剖视图结合。
图3是根据本发明的折叠波纹管装置的剖视分解图。
图4A至4C以剖视图示出根据本发明的折叠波纹管装置的备选实施例。
具体实施方式
首先应指出，附图所示特征不限于各个实施例；事实上，在包括附图的说明书中的每种情况中示出和指定的特征可以彼此结合，以便限定本发明。在附图中，类似的附图标记用来标识各视图和实施例中相同的部件。此外，本发明的主题不限于如图所示的折叠波纹管、接合环或联接器外部件的凹槽的实施例。特别地，在折叠波纹管的联接器卡圈区域中可以布置不止一个突缘和一个狭缝，此外，不止一个第一密封唇缘可以存在于所述接合环的所述内部区域上。最后，既未假设也不希望将三销式联接器限制到汽车中。实际上，根据本发明的装置也可在多个应用领域中使用。
在下面的详细描述中，特别地使用诸如“左”、“右”、“中间”、“内部”、“外部”、“紧邻”、“下方”等的方位术语。应当理解，使用这些术语是为了通过参考附图而便于理解部件和实施例的描述。这些术语未必描述任何部件必须呈现的空间中的绝对位置，例如“向上”、“向下”、“左”、“右”等。此外，在下面的描述中，对若干构造的实施例描述了各种操作和数字参数及部件。这些具体参数和部件作为示例包括而并非意图进行限制。就这一点而言，其尤其是指在本发明的一般描述中公开的参数范围。
可以在根据本发明的装置中使用的折叠波纹管以及接合环通常由热塑性弹性体材料或热塑性弹性体材料的混合物制成，例如，基于聚氨酯(TPU)、聚酰胺(TPA)、聚烯烃(TPO)、聚酯(TPEE)或热塑性弹性体硫化橡胶(TPV)或热塑性聚醚酯弹性体(TEEE)。根据本发明的折叠波纹管或接合环的材料或材料的混合物可由其它材料制成或者还可包括其它材料，尤其是类似助扩散掺混剂的添加剂或本领域技术人员考虑到所关注的折叠波纹管和接合环的使用(尤其是当折叠波纹管和/或接合环用于汽车时考虑到在汽车工业中的需求)将意识到的任何其它添加剂。然而，根据本发明的折叠波纹管和/或接合环也可由包括其混合物的普通橡胶弹性材料制成。在本发明的意义上不排除用于折叠波纹管的材料不同于用于接合环的材料的情形。
热塑性弹性体材料提供了优点。这些优点包括现有技术已知的材料，其具有不同的聚合物链段，即相对刚性的树脂链段和弹性软链段。各个聚合物链段由类似单体的长链构成。树脂链段通过物理网状键将软链段保持在一起。用于制造根据本发明的折叠波纹管的热塑性弹性体材料是由杜邦公司制造的标以商标“Hytrel”的热塑性材料。
在本发明的另一方面，通过其可以将所述折叠波纹管安装在联接器外部件和/或轴上的所述联接器结合座区域和对应的轴结合座区域至少部分地由弹性体材料制成。相比热塑性弹性体材料，弹性体材料的优点是当位于结合(或紧固)元件下方时具有减小的所谓的“低温流动”。这种低温流动被理解为这样一种现象：其中当经受夹持或压缩应力时，由于每个折叠波纹管在操作期间特别是在经受热应力时变松动，联接器卡圈中和/或轴卡圈区域中的塑性材料差不多从结合元件“逸出”。这就是根据本发明的接合环为何优选地至少部分地由弹性体材料制成、最优选地完全由弹性体材料制成的原因。然而，所述折叠波纹管的所述联接器结合座区域和所述轴结合座区域的其它区域也可由热塑性弹性体材料制成。如果将热塑性材料层置于所述折叠波纹管的所述联接器结合座区域和/或轴结合座区域中的弹性体材料下方，也可以获得类似优点。可用于根据本发明的所述折叠波纹管和/或接合环的可能的弹性体材料包括例如聚氨酯橡胶、聚酯基聚氨酯/橡胶混合物或聚氯丁二烯。
在根据本发明的装置中使用的折叠波纹管可使用压力鼓风机注坯吹塑工艺制备，但折叠波纹管也可使用注射/侵入(injection/intrusion)工艺、注模工艺、注射/挤压工艺和/或挤出/吹塑工艺制备。有利地使用压力鼓风机注坯吹塑工艺和注射/侵入工艺，因为可以通过所述工艺制备尺寸精密的罩。根据本发明的装置的接合环优选地通过注射/挤出工艺制备。
结合元件可选自现有技术已知的各类紧固件，例如夹紧元件，尤其是夹持带以及夹具或压缩环。可用的结合元件显示具有在折叠波纹管的联接器结合座区域和/或轴结合座区域上的夹持和/或压缩力。
最后，必须说明的是，附图是按比例缩放的图，因此，类似角度α1、α2、β1、β2和高度h1及h2的参数可直接从附图导出。
现在参看附图，图1示出了形成系统90的带有安装的接合环10的联接器外部件40的透视图。接合环10可以预安装在所述联接器外部件40上，并且图1中未示出的折叠波纹管可以在将接合环10安装到联接器外部件40上之后安装。联接器外部件40显示有叶形区域，其中图1示出了叶形区域42.1。联接器外部件40具体化为三叶形联接器部件，因此存在图1中未示出的两个另外的叶形区域42.2和42.3，它们对称地分布在所述联接器外部件40的外表面上。接合环10提供了带有凹槽16的外表面12。此外，接合环10具有前部24和后部26，前部可以至少部分地围绕图1中未示出的所述联接器外部件40的前边缘52和/或前侧54。
图2详细地示出了未安装接合环10的联接器外部件40。从图2可以清楚地看出，联接器外部件40具有郁金香状形状的凹槽44，该形状也称为梯形。所述凹槽44具有朝所述凹槽44的基部46倾斜的外侧壁48和内侧壁50。所述凹槽44布置在所述联接器外部件40的所述前边缘52下方。所述联接器外部件40的所述前侧54位于所述前边缘52附近。从图2可以进一步看出所述联接器外部件40的两个叶形区域42.1和42.2。
此外，图2示出了以剖视图示出的根据本发明的装置100在安装状态中相对于所述联接器外部件40的关系。所述装置100包括布置在折叠波纹管60上的结合元件80，折叠波纹管60又布置在所述接合环10的外表面12上。所述接合环10又布置在所述联接器外部件40上，其中第一密封唇缘18和两个第二密封唇缘20.1和20.2位于联接器外部件40的所述凹槽44内，第二密封唇缘20.1和20.2相对于所述第一密封唇缘18布置在左侧和右侧。所述第一密封唇缘18和所述两个第二密封唇缘20.1和20.2布置在所述接合环10的内部区域14上。所述内部区域14或多或少地涉及所述联接器外部件40的所述凹槽44。
图3示出了根据图2已经示出的实施例的装置100的剖视图，但以分解图示出。所述折叠波纹管60提供了联接器卡圈区域62，以用于通过所述结合元件80将所述折叠波纹管60安装在所述联接器外部件40上。所述联接器卡圈区域62包括用于保持所述结合元件80的联接器结合座区域64，所述结合座区域64提供了外表面68和朝所述接合环10导向的内表面70。所述联接器外部区域62因此提供了凹槽66。周向狭缝74从所述联接器结合座区域64的所述外表面68朝所述接合环10延伸。与所述周向狭缝74相对应的是布置在所述联接器结合座区域64的所述外表面70上的周向突缘72。所述狭缝74显示出大于其宽度的深度，该深度为所述周向狭缝74的宽度的几乎两倍。所述周向突缘72在剖视图中具有几乎半圆的形状。
所述接合环10在所述外部区域12上显示出在剖视图中具有几乎梯形的形状的凹槽16，该凹槽关于其侧壁的维护具有相同的倾斜角。所述凹槽16布置在所述接合环10的所述前部24和所述后部26之间，并且朝后部26偏移。在所述接合环10的所述内部区域14上布置着所述两个第二密封唇缘20.1和20.2以及所述第一密封唇缘18。所述第一密封唇缘18提供了第一侧区域30.1和30.2，在第一侧区域30.1和30.2的表面之间形成大约130度的第一角度α1。所述第一密封唇缘18还包括顶端32，因此在剖视图中为三角形形状。
另外，所述两个第二密封唇缘20.1和20.2具有包括顶端34.1和34.2的三角形形状。第二密封唇缘20.1和20.2提供了侧壁28.1和28.2，在侧壁28.1和28.2的表面之间限定了角度α2，角度α2对于第二密封唇缘20.1和20.2两者来说为大约93度。然而，就本发明而言，涉及所述第二密封唇缘的角度α2也可以彼此有偏差。
从图3可以容易看出，所述联接器外部件40的所述凹槽46的外侧壁48和外侧壁50朝所述凹槽46的基部46倾斜。如图3中限定那样测量的倾斜角β1为大约43度，而如图3中限定且涉及内侧壁50的倾斜角β2为大约36度。此外，相比涉及内侧壁50且如图3中限定那样测量的高度h2，涉及外侧壁48且如图3中限定那样测量的高度h1仅为三分之一。此外，从图3可以看出，所述联接器外部件40的前边缘52被倒角。
图4A至4C现在示出根据本发明的装置的另外可能的备选实施例。在下文中，仅描述图4A至4C所示实施例相对于图2和3所示实施例之间的差异。图4A所示实施例类似于图2和3所示实施例，但在接合环10的外表面12上布置着四个附加的外部密封唇缘22。所述外部密封唇缘22布置成两对，并且就安装的装置100而言相对于所述接合环10的凹槽16以及折叠波纹管60的周向突缘72几乎对称地位于左侧和右侧上。此外，在剖视图中，所述外部密封唇缘22具有几乎三角形的形状，但尺寸远小于布置成与所述外部密封唇缘22相对的内部第二密封唇缘20.1和20.2的尺寸。
相比图2至3所示装置，图4B所示实施例仅示出位于接合环10的内部区域14上的一个第二密封唇缘20。此外，当涉及折叠波纹管60的联接器卡圈区域62时，第一密封唇缘18以及所述接合环10的对应凹槽16以及折叠波纹管60的对应周向突缘72朝左偏移。相对于折叠波纹管60的周向突缘72的布置，同样的情况也适用。
图4C示出了装置100的另一个实施例，此时示出布置在接合环10的内部区域14上的三个第二密封唇缘20.1、20.2和20.3。第一密封唇缘18几乎对称地位于第二密封唇缘20.1和20.2之间的中间，但当涉及折叠波纹管60的联接器卡圈区域62时朝左偏移。相对于折叠波纹管60的周向突缘72的布置，同样的情况也适用。在剖视图中，所有三个第二密封唇缘20.1、20.2和20.3的形状是相同的。
在附图中举例示出的本发明的所有实施例中，由于在联接器壳体的郁金香状凹槽内的所有密封构件的布置，根据本发明的装置的总直径相比现有技术已知的装置减小，其中至少密封构件部分地布置在所述联接器外壳体的凹槽外部的联接器外壳体的外表面上。
虽然已结合一个或多个实施例描述了本发明的装置和接合环，但公开内容并未意图进行限制。相反，本发明涵盖在考虑说明书的所附权利要求的精神范围内的所有备选方案、修改和等同物。
Claims (11)
1.一种用于三销式联接器单元的折叠波纹管装置(100)，包括：联接器外部件(40)，其具有凹槽(44)；折叠波纹管(60)，其具有联接器卡圈区域(62)，以用于附接到所述联接器外部件(40)，所述联接器卡圈区域(62)包括联接器结合座区域(64)；以及接合环(10)，其具有在横截面上与所述联接器外部件(40)的外轮廓匹配的内表面(14)，其特征在于，在所述联接器卡圈区域(62)的凹槽(66)上且在所述折叠波纹管(60)的所述联接器结合座区域(64)内布置有至少一个突缘(72)，所述突缘(72)与布置在所述接合环(10)的外部区域(12)上的凹槽(16)匹配，其中所述接合环(10)的所述凹槽(16)对应于布置在所述接合环(10)的内部区域(14)上的至少一个第一密封唇缘(18)，并且其中在所述接合环(10)的所述内部区域(14)上布置有至少一个第二密封唇缘(20)，所述第一密封唇缘(18)和第二密封唇缘(20)布置在所述联接器外部件(40)的一个凹槽(44)内，其中，在剖视图中，在形成顶端(32)的所述第一密封唇缘(18)的两个侧面区域(30.1,30.2)的表面之间的角度α1大于在所述第二密封唇缘(20)的两个侧面区域(28.1,28.2)的表面之间的对应角度α2，所述顶端(32)朝所述联接器外部件(40)的所述凹槽(44)导向，所述第一密封唇缘(18)和第二密封唇缘(20)在剖视图中具有基本上三角形形状。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少两个第二密封唇缘(20)布置在所述接合环(10)的所述内部区域(14)上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一密封唇缘(18)布置在至少两个第二密封唇缘(20)之间。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，所述联接器卡圈区域(62)的所述突缘(72)基本上布置在所述联接器结合座区域(64)的中间。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一密封唇缘(18)的所述角度α1为钝角。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二密封唇缘(20)的所述角度α2为锐角。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，所述联接器外部件(40)的所述凹槽(44)具有郁金香状形状。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，所述联接器外部件(40)的所述凹槽(44)的外侧壁(48)的高度h1低于内侧壁(50)的高度h2。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述外侧壁(48)和所述内侧壁(50)在剖视图中朝所述凹槽(44)的基部(46)倾斜。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述外侧壁(48)和所述基部(46)之间的第一倾斜角β1大于所述内侧壁(50)和所述基部(46)之间的第二倾斜角β2。
11.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，其还包括至少一个结合元件(80)和/或轴。
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