CN103797290B - 用于两个部件的流体和机械地连接的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助于耦联器（4）流体地且机械地连接两个部件（2、3）的装置（1）。所述耦联器（4）包括两个轴向插接的耦联部分（5、6），所述两个耦联部分分别连接于所述部件（2、3）中的一个上。当阻尼部件（7）将所述耦联部分（5、6）中的一个可移动地连接于相关的部件（2、3）并由此包围所述耦联部分（5、6）时，产生了特别节省空间的装置（1）。本发明还涉及一种用于这样的装置（1）的耦联器（4）。

Description

用于两个部件的流体和机械地连接的装置

技术领域

本发明涉及一种用于两个部件的流体和机械地连接的装置。本发明还涉及一种用于这样装置的耦联器。

背景技术

为了流体地连接两个部件，经常使用耦联器。流体连接通常也伴随着机械连接。耦联器通常包括两个耦联部分，所述两个耦联部分分别流体地且机械地连接于所述部件中的一个。相应的耦联部分可以具有不同的形状和大小，由此不同设计的部件能够流体地且机械地彼此连接。以如下方式确保在部件之间的流体连接，即两个耦联部分也被流体地且机械地彼此连接。特别地，为了防止或减少一个部件到另一个部件的机械振动的传输，耦联器原则上可以配备有阻尼部件。在这种情况下阻尼部件设置成与两个耦联部分轴向地隔开并连接到这些耦联部分上，使得相应部件的机械振动被抑制并因此不传输到另一个耦联部分或者另一个部件上，其中该机械振动也被传输到相关的耦联部分上。然而，这样的装置要求用于在部件之间的流体连接和机械连接的适当的空间。然而，在这种装置的许多应用中，例如在车辆中，这种装置的减小的空间要求是希望的。

发明内容

本发明涉及的问题是：提供一种用于流体地且机械地连接两个部件的装置的改进的或者至少替代的实施例，其特征特别在于简化装配和/或节省空间结构。

本发明基于如下总的思想：沿围绕用于流体地且机械地连接两个部件的装置的耦联器的能够容易安装或拆卸的耦联部分的圆周方向设置阻尼部件，并因此以更加节省空间的方式设计装置。这里，耦联器包括两个耦联部分，所述耦联部分同轴地插接并且其中每一个流体地且机械地连接于所述部件中的一个。阻尼部件特别用于防止或至少减少部件中的一个到另一个部件上的机械振动的传输的目的。这里，轴向重叠区域形成在阻尼部件和耦联器之间，特别是在阻尼部件和耦联部分中的一个之间。阻尼部件和耦联部分优选地轴向平行地伸展，特别地在该重叠区域内同轴地伸展，该重叠区域除了阻尼部件的连接区域之外设有耦联部分。耦联部分中的一个因此同轴地插接到另一个耦联部分中，由此耦联器的两个耦联部分流体地且机械地彼此连接。根据本发明，阻尼部件将外耦联部分与相关的与内耦联部分远离的部件连接。在阻尼部件和连接于所述阻尼部件的耦联部分之间的机械连接特别地在连接区域中实现。重叠区域装置在该耦联部分远离另一个部件的侧上，在所述重叠区域内阻尼部件至少在一个部分中轴向地重叠于连接于所述阻尼部件的耦联部分。在这里，阻尼部件的整个轴向长度比重叠的耦联部分的轴向长度更长或更短，或者长度相等。特别地，重叠区域也能够至少部分地轴向地重叠另一个同轴地插接的耦联部分。此外，重叠区域通过所述连接区域轴向地限界。

因此，利用根据本发明的装置，特别地借助于阻尼部件只将外耦联部分连接于相关的部件。

根据本发明的思想，该装置包括两个耦联部分，其中耦联部分中的一个设置在第一部件上。为了在下文中使说明更容易理解，在下文中用第一耦联部分和第二耦联部分进行区分。然而应当理解，所述第一耦联部分和第二耦联部分在下面提到的特性中是可互换的，只要不离开本发明的范围。因此，第一耦联部分现在设置在第一部件上，并且特别地流体地且机械地连接于所述部件。此外，插接于第一部件的第二耦联部分至少部分地通过阻尼部件轴向地重叠并因此在圆周方向被包围，其中所述第二耦联部分以流体密封、特别是材料接合地、力接合地或者机械连接的方式连接到阻尼部件上。因此，阻尼部件在重叠区域中轴向地重叠第二耦联部分，其中重叠区域在面向第一部件的一侧上通过连接区域轴向地限界，在该连接区域中实现在第二耦联部分和阻尼部件之间的机械连接。此外，阻尼部件和第二耦联部分优选地设置成轴向平行，更优选地特别地在重叠区域中同轴。阻尼部件因此将第二耦联部分可移动地连接到所述第二部件。这特别意味着第二耦联部分相对于第二部件能够移动，其中借助于阻尼部件实现第二耦联部分或耦联器到第二部件的机械连接。根据本发明，阻尼部件现在设计为使得它防止或至少减少一个部件到另一个部件的机械振动的传输。为此，阻尼部件能够设计为有弹性的或弹性的，其中一个部件的机械振动通过阻尼部件的弹性特性抵消。在阻尼部件的弹动期间，振动的动能例如转化成热能或者转化成阻尼部件的变形，由此抑制振动。在这种情况下，防止或减少第二部件到第一部件的振动的传输以如下方式实现，阻尼部件连接于第二部件，抑制该部件的机械振动。此外，阻尼部件利用插接到第一耦联部分的第二耦联部分连接于第一部件并因此能够抑制第一部件的振动。因此，防止或至少减少第一部件到第二部件的振动的传输。由此，阻尼部件特别用于抑制相应部件的振动的目的，例如通过有弹性的或弹性的特性。通过阻尼部件包围第二耦联部分，并不意味着阻尼部件沿着整个圆周围绕第二耦联部分。但是沿着第二耦联部分的整个圆周的包围是优选的。

根据本发明的装置用于流体地且机械地连接任何两个部件。这样的部件或连接的例子是车辆领域中的应用。因此，装置能够特别用于流体地且机械地连接空气管线，特别是清洁空气管线，未处理的空气管线以及增压空气管线。因此，相关部件例如是管，壳体，罐，容器，以及扩散器。因此，耦联部分中的至少一个能够设计为连接器，其设置在或连接于部件中的一个上，例如管道或软管线。

根据一个优选的实施例，阻尼部件设计为波纹管。设计为波纹管的阻尼部件特别具有弹性特性，并优选由塑料制成。在这里，波纹管特别地能够轴向地弹动。此外，波纹管沿整个圆周包围第二耦联部分。波纹管有益地在一侧上在连接区域内机械地连接于第二耦联部分并且在另一侧上在连接部分内连接于第二部件，其中它在连接区域和连接部分之间在重叠区域中轴向地重叠第二耦联部分。在第二耦联部分和波纹管之间的机械连接例如能够以如下的方式实现，第二耦联部分在连接区域中包括沿圆周方向伸展的凸肩，波纹管能够设置在凸肩上并且凸肩能够轴向地进入波纹管中。波纹管能够具有多个褶，其中波纹管优选具有单个褶，特别用于改进装置的节省空间的特性。此外，波纹管的至少一个褶优选地设置在重叠区域中或形成重叠区域。

优选的是如下一个实施例，其中耦联部分以及阻尼部件对称地形成，特别是旋转对称地形成。这样的设计特别地简化了装置的合适的装配。

根据另一个优选的实施例，第二耦联部分包括面向第二部件的端部，其中所述端部以自支撑的方式突入到第二部件中。所述端部在轴向上远离第一部件的一侧上限界第二耦联部分的重叠区域。重叠区域描述了第二耦联部分的一个部分，该部分在重叠区域中通过阻尼部件重叠。因此，第二耦联部分面向第二部件的端部设置在第二部件的内部中或者第二部件的相应部分中，其中端部以非接触的方式设置在第二部件中。因此，端部及由此第二耦联部分能够相对于第二部件移动。因此，防止第二部件到插接到第一耦联部分的第二耦联部分的特别是振动的传输，由此也防止了从第二部件到第一部件的相应振动的传输。这同样适用于第一部件到第二部件振动的传输。另外，阻尼部件在这种情况下能够在重叠区域和/或在连接区域和/或在连接部分中确保装置的流体密封性。阻尼部件沿着重叠区域轴向地重叠第二耦联部分，并因此优选地沿着整个圆周包围第二耦联部分的重叠部分。此外，阻尼部件在连接区域和连接部分中机械地连接于第二部件和第二耦联部分，使得防止逸出相应的流体。在这里，在优选的实施例中的阻尼部件通过夹子连接于第二部件。如果第二部件或第二部件的相应部分具有旋转对称的形状，那么夹子也设计为环状的。下述的实施例也是能够想到的，其中阻尼部件和第二部件以材料接合的方式特别是焊接或粘接地彼此连接。在这种情况下，相应的连接有益地在连接部分中实现。

在一个优选的实施例中，第二耦联部分的端部在第二部件中的自支撑的设置以如下方式实现，该端部与第二部件或第二部件的相应部分径向地隔开。当端部与第二部件的相应部分例如具有旋转对称的形状，特别是空心圆柱体的形状，端部的外径小于第二部件的相应部分的内径。

在一个有利的实施例中，第一耦联部分和/或第二耦联部分至少在一个部分中包括郁金香形的形状。在这种情况下，郁金香形的形状特别用于改进通过该装置的相应流体的流动特性的目的。当流体例如从第二部件流向第一部件，第二耦联部分的特别是承受入流的端部形成为郁金香形。因此，第二耦联部分的端部特别设计为入流郁金香，其优先地以自支撑的方式突入到第二部件中。当流体从第一部件流向第二部件时，这也同样适用。在这种情况下，第一耦联部分的特别的面向第一部件的部分设计为郁金香形。特别地，郁金香形的设计设计在连接部分中。

同样优选的是如下实施例，其中耦联器在其内部包括控制元件。在这里，控制元件特别用于控制相应流体的流动的目的。控制元件能够特别形成为节流挡板。然而，也可以想到控制元件设计为阀的实施例。此外，控制元件优选地设置在耦联部分中的一个中。这特别意味着第一耦联部分和/或第二耦联部分包括这样的控制元件。当耦联部分中的一个设计为连接器并且包括这样的控制元件，那么耦联部分能够特别设计为节流挡板连接器或着为阀连接器。这样的耦联部分例如应用在用于增压装置，特别是涡轮增压器的这样装置中。

如上所述，第一耦联部分和第二耦联部分同轴地插接。根据一个优选的实施例，借助于环形的锁紧元件确保在耦联部分之间的连接。在这种情况下，锁紧元件径向地设置在耦联部分之间。为此，锁紧元件优选地一方面接合在一个耦联部分的内槽中并且另一方面接合在与之径向对准的另一个耦联部分的外槽中，其中包括外槽的耦联部分有益地插接到包括内槽的耦联部分中。在这种情况下，插接元件的环形设计仅指如下状态，其中锁紧元件设置在相应的槽中或在这些槽中。因此，耦联部分在包括槽的区域中具有环形形状。通过施加合适的机械力，锁紧元件能够特别地从槽中拉出，由此断开在耦联部分之间的连接。在这种情况下，优选的是如下的实施例，其中锁紧元件能够通过外部的耦联部分的径向开口引入到相应的槽中，即引入到内槽中并且从中取出。其中能够插接有另一个耦联部分的耦联部分也具有径向的开口，锁紧元件能够引入到径向开口中并且能够从其中取出。在这种情况下，锁紧元件引入到或者设计在内槽中，使得它可以实现耦联部件的插接操作。在这种情况下，锁紧元件特别地设计或者设置成，使得它能够预装配在外耦联部分上，并且在插接过程期间弹性地变形并且接合到外槽中，因此锁紧耦联部分。为此，插接的耦联部分能够具有相应的外轮廓。相应的槽此外优选地实现在第二耦联部分的紧固部分中，其优先地设置在第二耦联部分的面向第一耦联部分的末端上，从而轴向地限界重叠部分。

进一步优选的是如下实施例，其中阻尼部件同心地包围第二耦联部分。这特别意味着阻尼部件和第二耦联部分具有共同的纵向中心轴线。为此，阻尼部件和第二耦联部分优选地设计为旋转对称。有益地，第二部件或者第二部件的相应部分也设计为旋转对称的，并且在无力和无振动的情况下同样与第二耦联部分和阻尼部件同心地设置。

为了确保耦联器的密封性，在另一个优选的实施例中，在耦联部分之间径向地设置有至少一个密封元件，例如O形环。因此，当耦联部分设计为旋转对称时，密封元件例如能够设计为环状的。此外，密封元件至少部分地能够设置在耦联部分的外轮廓或内轮廓中的相应的凹部中。这特别意味着插接的耦联部分在外轮廓中具有如此的伸展范围，而另一个耦联部分在内轮廓中具有这样的相关凹部，密封元件能够设置在两个凹部中。然而，为了通过密封元件实现有益的密封，当耦联部分中的仅一个具有这样的凹部也是足够的。第二耦联部分的凹部能够设置在重叠部分中，或在紧固部分中。

在另一实施例中，第二耦联部分和阻尼部件形成为一体。因此，这特别意味着第二耦联部分和阻尼部件能够由塑料制成，其中第二耦联部分和阻尼部件通过注射成型法一起制造。在本实施例中，阻尼部件由此是耦联器的组成部分。替代地，第二组件和阻尼部件能够设计为一体。第二部件、特别是第二部件的相应部分和阻尼部件因此特别地能够由塑料制成。在本实施例中，阻尼部件因此是第二部件的组成部分。

应该指出，用于机械地且流体地连接部件的装置的耦联器，特别是在具有阻尼部件的一体的构成中，作为本发明的重要组成部分，同样也属于本发明的范围。

但是应当理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，上述的或者下面将解释的特征不仅能够用在相应说明的组合中，而且也能够用在其他组合中或者单独使用。

附图说明

在附图中示出本发明的优选示例性实施例，并在下面的描述中更详细地解释本发明的优选示例性实施例，其中相同的附图标记指代相同或类似的或功能相同的部件。

分别示意地示出，

图1示出装置的等距视图，

图2示出装置在非插接状态下的等距视图，

图3示出通过该装置的轴向剖面图。

具体实施方式

图1至图3示出用于借助于耦联器4将两个部件2、3流体和机械连接的装置1。在这种情况下，第一部件2设计成管线2，而第二部件3设计为例如空气过滤器的容器或壳体3。因此，借助于耦联器4将第一部件2流体地并机械地连接到第二部件3，用于输送作为流体的气体。根据本发明的装置1包括耦联器4的两个耦联部分5、6和阻尼部件7。两个耦联部件5、6设计成旋转对称并同轴地插接。在所示的实施例中，这意味着第一耦联部分5插接到第二耦联部分6中，其中两个耦联部分5、6具有共同的纵向中心轴线8。如在图2中所示，两个耦联部分5、6可以另外地插接到彼此中。在所示的实施例中的第一耦联部分5设计为连接器9，并且设置在或者连接到第一部件2。因此第二耦联部分6特别设计为第一部件2的连接器9。第一耦联部分5的内部另外具有空心圆柱体的形状，并且因此流体地连接到所述第一部件2。

在所示的实施例中的阻尼部件7设计为波纹管10。根据本发明设计为波纹管10的阻尼部件7将第二耦联部分6可移动地连接于第二部件3并且与第二部件同轴地设置。这意味着，第二耦联部分6可以相对于第二部件3移动。因此，第二耦联部分6只通过阻尼部件7连接于第二部件3。如在图3中所示，第二耦联部分6在面向第二部件3的端部11上具有郁金香形状。这里，第二耦联部分的端部11突入到第二部件3，特别是突入到第二部件3的相应的连接部分12中，并且以自支撑的方式设置在其中。因此，第二耦联部分6的端部11设置在第二部件3的连接部分12内，其中，端部11与连接部分12径向地隔开。借助于阻尼部件7确保在第二耦联部分6和第二组件3之间的连接。为此，阻尼部件7在连接部分12中同心地包围第二部件，并因此沿着第二耦联部分6的整个圆周。阻尼部件7现在一方面连接于第二耦联部分6上，并且另一方面连接于第二部件3。为了连接于阻尼部件7，第二耦联部分6在连接区域Y中具有凸肩13，该凸肩在整个圆周方向上径向地伸展。在这种情况下，设计为波纹管10的阻尼部件7包括单个褶14，紧固部分15分别沿轴向方向从单个褶突出。阻尼部件7的紧固部分中的一个15'在连接区域Y中设置在第二阻尼部件6的凸肩13上，并且轴向地突入到凸肩13中，由此将阻尼部件7连接于第二耦联部分6。另一个连接部分15”在连接部分12中沿整个圆周径向地包围第二部件3，在这种情况下，通过夹子16实现在第二紧固部分15”和连接部分12之间的连接及由此在阻尼部件7和第二部件3之间的连接，该夹子设计为环状并且将阻尼部件7的第二连接部分15”压靠于第二部件3的连接部分12的外侧17。由此，设有重叠区域X，该重叠区域X沿着第二耦联部分6的重叠部A轴向地重叠，该重叠部A在面向第二部件3的侧上通过郁金香形状的端部11轴向地限界，并且在面上第一部件2的侧上通过紧固部分B轴向地限界，其中，实现了在耦联部分5、6之间的连接。

此外，创建环形空间R，该环形空间流体地连接于第二部件3并且轴向地在端部11与凸肩13之间延伸。一方面，借助于耦联器4在部件2、3之间产生的流体连接是密封的。另一方面，通过设计为波纹管10的阻尼部件7的弹性的有弹性的特性，防止或者至少减少从部件2、3中的一个到另一个部件2、3的机械振动的传输。因此，第二部件3的机械振动导致阻尼部件7的弹性变形，并因此去除相应的振动的动能，由此防止或至少减少到第二耦联部分6和插接到第二耦联部分6的第一耦联部分5及随后到第一部件2的传输。因此，第一部件2的振动导致第一耦联部分5的振动并因此导致连接于第一耦联部分5的第二耦联部分6的振动，这转而导致阻尼部件7的弹性变形，由此防止或至少减少到第二部件3的传输。通过设置阻尼部件7，装置1特别地导致减少的空间需求，这在这种装置1的很多应用领域是期望的，例如在机动车中。此外，第二耦联部分6和阻尼部件7能够形成在一个零件中或着形成为一体。第二耦联部分6和阻尼部件7例如能够由塑料通过注塑法生产。这特别导致以成本有利的方式制造这种装置。替代地，第二部件3，特别是第二部件3的连接部分12和阻尼部件7能够形成为一体。

第二耦联部分6的端部11的郁金香形状的设计特别用于改进流体的流动特性的目的。这里，流体能够从第二部件3流动到第一部件2。那么第二耦联部分6的端部11特别地设计为流入郁金香18。在其它的实施例中，通流方向也可以反转。那么郁金香形状的端部11形成流出区域，其中流体在第二部件3的体积中承受温和的传输。郁金香形状的端部11优选地终止于第二部件3的大体积开始的轴向区域中，如在图3中所示。

如上所述，第一耦联部分5能够插接到第二耦联部分6中。为此，第一耦联部分5的外轮廓19具有与第二耦联部分6的内轮廓20互补的形状。为了确保在耦联部分5，6之间的连接，设有锁紧元件21。在这种情况下，锁紧元件21在插接的状态下环形地设置在第一耦联部分5和第二耦联部分6之间。在耦联部分5、6之间的连接以如下的方式实现，锁紧元件21在插接的状态下一方面接合到第一耦联部分的外轮廓19的外槽22中，并且另一方面接合到第二耦联部分6的内轮廓20的内槽23中，该内槽与外槽径向地对准，内槽和外槽设置在紧固部分B中。此次，锁紧元件21是有弹性的设计，并且能够设置成预装配在第一耦联部分上，由此当第一耦联部分5插接到第二耦联部分6中时它滑动到第一耦联部分5的外轮廓19上并且接着接合到外槽22中。第二耦联部分6另外包括开口24，锁紧元件21能够引入到该开口中或者从该开口中能够去除锁紧元件。换句话说，这意味着锁紧元件21能够通过开口被拉出以便断开两个耦联部分5、6的连接。

为了确保在耦联部分5，6之间的流体密封，设计为O形环的密封元件25另外在重叠部A中径向地设置在耦联部分5、6之间并且在第一及由此内耦联部分5的整个圆周上伸展，如在图3中所示。这里，密封元件25设置在第二耦联部分6的内轮廓20的凹部26'中并且在第一耦联部分5的外轮廓19的相关凹部26”中。

为了控制流体的流动，设计为连接器9的第一耦联部分5在其内部包括控制元件28，其设计为节流挡板27。节流挡板27现在设置在第一耦联部分5，使得它能够在相应的位置中控制流体的流动。为此，节流板28具有与第一耦联部分5的内轮廓29互补的形状，其中节流挡板27绕着与中心轴线8相交的轴线可转动地设置在第一耦联部分5中。

应该理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，根据本发明的用于第一耦联部分5的和第一部件2的特征相应地能够转换到第二耦联部分6和第二部件3上并且反之亦然。

Claims (12)

1.一种用于借助于耦联器(4)流体地且机械地连接第一部件(2)和第二部件(3)的装置(1)，其中

-所述耦联器(4)包括第一耦联部分(5)，其设置在所述第一部件(2)上，

-所述耦联器(4)包括第二耦联部分(6)，其同轴地插接到所述第一耦联部分(5)上，

-设有阻尼部件(7)，其将所述第二耦联部分(6)可移动地连接于第二部件(3)，

-在所述阻尼部件(7)和所述第二耦联部分(6)之间形成轴向的重叠区域(X)；

所述阻尼部件(7)、所述第二耦联部分(6)和所述第二部件(3)设计为旋转对称；

环形的锁紧元件(21)将所述第一耦联部分(5)和所述第二耦联部分(6)彼此连接，所述锁紧元件径向地设置在所述第一耦联部分(5)和所述第二耦联部分(6)之间并且一方面接合到一个耦联部分(6)的内槽(23)中并且另一方面接合到另一个耦联部分(5)的外槽(22)中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阻尼部件(7)设计为波纹管(10)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二耦联部分(6)利用面向所述第二部件(3)的端部(11)以自支撑的方式突入到所述第二部件(3)中。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二耦联部分(6)的所述端部(11)与所述第二部件(3)径向地隔开。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述端部(11)设计为郁金香形状。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一耦联部分(5)和所述第二耦联部分(6)的至少一个在其内部包括节流挡板(27)。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁紧元件(21)通过所述第一耦联部分(5)的径向开口引入到所述第二耦联部分(6)的内槽(23)中并且从所述内槽(23)中取出。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阻尼部件(7)同心地包围所述第二耦联部分(6)。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阻尼部件(7)借助于夹子(16)连接于所述第二部件(3)。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个密封元件(25)径向地设置在所述第一耦联部分(5)和所述第二耦联部分(6)之间。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

-所述第二耦联部分(6)和所述阻尼部件(7)形成为一体，或者

-所述第二部件(3)和所述阻尼部件(7)形成为一体。

12.一种用于根据权利要求1至11中任一项所述的装置(1)的耦联器(4)。