CN104411962B - 燃料管线连接器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种包括第一连接器和第二连接器的燃料管线连接器。第一连接器包括斜坡，该斜坡具有内部芯以及围绕内部芯的至少一部分的外部表皮。内部芯在保持表面的径向范围的至少一部分中在保持表面的附近位置延伸通过斜坡。第二连接器具有钩，其中，当将第一连接器和第二连接器设置在一起并互相固定时，钩通过再次承载保持表面而限制第一连接器和第二连接器的分离。通过共注射模制具有外部表皮和内部芯的连接器主体，并且内部芯延伸通过斜坡并延伸至牺牲部分，然后从斜坡切断牺牲部分使内部芯在斜坡的顶端处暴露，来制造第一连接器。

Description

燃料管线连接器及其制造方法
技术领域
本发明大体涉及流体连接器，更具体地，涉及燃料管线连接器。
背景技术
在用于汽车内部燃烧发动机的燃料系统中，经常使用连接器以将燃料管线连接在一起以在系统部件(诸如发动机和燃料箱)之间输送液体燃料和燃料蒸气。为了有效进行，连接应该提供不透流体的密封并应该提供防止燃料管线的轴向分离的良好耐性。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供包括第一连接器和第二连接器的流体管线连接器组件。第一连接器具有内部芯以及围绕内部芯的至少一部分的外部表皮。内部芯由第一材料构成，外部表皮由第二材料构成。第一连接器包括具有径向向外延伸的保持表面的斜坡。内部芯在保持表面的径向范围的至少一部分中在保持表面的附近位置处延伸通过斜坡。第二连接器具有钩，其中，当将第一连接器和第二连接器设置在一起并互相固定时，钩通过再次承载保持表面而限制第一连接器和第二连接器的分离。
流体管线连接器组件的其他实施方式可以单独地、或者以任何技术上可行的结合具有以下的附加特性。
-内部芯可跨越保持表面的整个径向范围并可以被暴露在斜坡的外部表面处。而且，内部芯可在斜坡的顶端处暴露在外部表面处。
-组件可以还包括：第一配件，至少具有用于流体流的第一通路；以及第二配件，至少具有第二通路，并被构造为与第一配件配合。第一连接器可以与第一配件联接，并且第二连接器可以与第二配件联接。当将第一连接器和第二连接器设置在一起并互相固定时，第一配件和第二配件被安装在一起以使得第一通路和第二通路互相流体连通。
-组件可以还包括：套环、联接至第一配件的第一套管以及联接至第二配件的第二套管，该第二套管被构造为当将所述第一连接器和所述第二连接器设置在一起并互相固定时，与第一套管配合。套环被联接至第二套管，其中，在组装中，第二连接器可释放地联接至套环。
-与第二材料的硬度性能相比，第一材料具有更高的硬度性能，依靠内部芯加固斜坡以加固第一连接器和第二连接器的连接来抵抗拉分力。
-第二连接器可以是径向向内偏置的弹簧连接器，并且能够径向向外移置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种燃料管线连接器组件，包括：第一配件和第二配件以及如上概述的流体管线连接器组件。第一配件和第二配件可以各自具有液体燃料通路和蒸气燃料通路。第一配件和第二配件能够连接在一起以将液体燃料通路连接在一起并将蒸气燃料通路连接在一起。第一连接器可以被附接至第一配件并且第二连接器可以被附接至第二配件以使得当第一配件和第二配件被连接在一起时第一配件和第二配件可以通过第一连接器和第二连接器的接合可释放地保持在一起。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于流体管线连接组件的连接器的制造方法。该方法包括以下步骤：(a)模制具有斜坡的连接器主体，该斜坡具有外部表皮和内部芯，其中，内部芯延伸通过斜坡并延伸至牺牲部分，该牺牲部分至少部分地从外部表皮形成；以及(b)从斜坡切断牺牲部分。
该方法的其他实施方式可以单独地、或者以任何技术上可行的结合具有以下的附加特性。
模制步骤还可以包括模制连接器主体，以使得内部芯延伸通过斜坡并至少部分地延伸至牺牲部分中，并且切断步骤还可以包括通过穿过外部表皮和内部芯切割而从斜坡切断牺牲部分，以使得内部芯在斜坡的顶端处暴露。
模制步骤可以包括以共注射的方式模制连接器主体。
模制步骤还可以包括将连接器主体模制为具有大体圆柱形的形状的单件式主体，该单件式主体从一个轴向端轴向延伸至位于第二轴向端的斜坡，并且斜坡径向向外延伸至牺牲部分。
附图说明
在下文中，将参照附图描述本发明的一个或多个优选示例性实施方式，其中相同的附图标记代表相同的元件，其中：
图1是示出为分离的燃料管线连接器组件的一个实施方式的侧视图；
图2是图1的燃料管线连接器组件的横截面图；
图3是在连接期间示出的、图1的燃料管线连接器组件的放大横截面图；
图4是示出为连接的图1的燃料管线连接器组件的放大横截面图；
图5是图1的燃料管线连接器组件的第一连接器的放大横截面图；以及
图6是图5的第一连接器的放大横截面图。
具体实施方式
参见附图，图1至图6示出为(除了其他可能的应用之外还)用于在汽车发动机进气系统和排气系统的燃料管线中以及在诸如发动机和燃料箱的系统部件之间进行连接的燃料管线连接器组件的实施方式。示出的燃料管线连接器组件在燃料管线之间提供不透流体的密封，并且与一些已知的燃料管线连接器相比，在轴向拉分实验中表现得更好。另外，所公开的燃料管线连接器组件能够限制或完全消除当使连接器接在一起并使用已知的连接器在燃料管线之间进行连接时可能发生的堵塞或其他故障。尽管示出的实施方式涉及燃料管线连接器实施方式，但是所公开的连接器设计和其个体特征不仅可用于连接液体和/或蒸气(vapor)燃料管线，而且也可用于流体管线连接器的其他类型，其包括用于连接非燃料流体、气体和/或蒸气供给管线的连接器。如本文所使用的，除非另有说明或者除非上下文另有需要，否则术语径向上、轴向上以及圆周上是指关于在图1中示出的燃料线连接器组件的大体管状的方向。
参见图1和图2，示出包括多件式组件的燃料管线连接器组件10，该多件式组件包括集合在一起以在蒸气燃料管线A和液体燃料管线B之间形成连接的第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14。第一燃料管线连接器12包括第一配件16、第一套管18和第一连接器20。第二燃料管线连接器14包括第二配件22、套箍24、第二套管26、套环28以及第二连接器30。在附图中未示出的其他实施方式中，可以为燃料管线连接器组件提供更多、更少或不同的部件；在一个示例中，无需提供套管或它们的结构或功能可与其他部件整体地结合；并且在其他示例中，套环和第二连接器可彼此整体地结合。
第一配件16被构造为在组装中接纳第二燃料管线连接器14的第二配件22。包括由图2的实施方式所示出的，第一配件16可以具有不同的设计、构造以及布置。第一配件16可以由诸如尼龙的塑料材料构成，并可以通过注射模制过程制造。在实施方式中，第一配件16是第一燃料管线连接器12的最径向向内的部件。第一配件16限定用于蒸气燃料流的第一通路32，限定用于液体燃料流的第二通路34，以及限定引导孔36以接纳如下文将描述的、第二配件22的相应且互补的结构。第一通路32从第一开放端38轴向延伸至第二开放端40，并沿其轴向范围具有在直径上放大和减小的截面。同样地，第二通路34从第一开放端42轴向延伸至第二开放端44，并沿其轴向范围具有在直径上放大和减小的截面。靠近第一开放端38、42可以提供一个或多个保持间隔件46和一个或多个O形环48以便于密封第一配件16和第二配件22之间的接合。仍然参见图2，第一配件16具有用于插入并与液体燃料管线A的部分流体连通的第一接管头(nipple)50，以及用于插入并与蒸气燃料管线B的部分流体连通的第二接管头52。为了与第一套管18直接机械联接，第一配件16具有径向向内折曲的第一柄脚54和第二柄脚56，该第一柄脚54和第二柄脚56大体在轴向方向突出。
第一套管18被构造为在组装中接纳第二燃料管线连接器14的第二套管26。包括由图2的实施方式所示出的，第一套管18可以具有不同的设计、构造以及布置。第一套管18可以由诸如尼龙的金属材料构成。在实施方式中，第一套管18通过第一配件的第一柄脚54和第二柄脚56直接机械地联接至第一配件16，并且通过下文将要描述的互补结构直接机械地联接至第一连接器20。第一套管18具有大体圆柱形的形状，并从第一轴向端58延伸至第二轴向端60。径向向内定向的突起62与第一柄脚54和第二柄脚56机械地互锁以将第一套管18联接至第一配件16。另外，在径向向内面向的侧面64上提供离隙(relief)66以接纳第一连接器20的互补结构。
第一连接器20与第二连接器30设置在一起并固定至第二连接器30以提供燃料管线连接器组件10的主要连接。次要连接可以被提供在燃料管线连接器组件10中，包括在第一配件16和第二配件22之间建立的连接和在第一套管18和第二套管26之间建立的连接。一旦固定，第一连接器20和第二连接器30抑制第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14的轴向分离。第一连接器20和第二连接器30被构造为彼此机械互锁。包括由图1、图2、图5以及图6的实施方式所示出的，第一连接器20可以具有不同的设计、构造以及布置。在实施方式中，第一连接器20是第一燃料管线连接器12的最径向向外放置的部件，并直接机械联接至第一套管18。第一连接器20具有大体圆柱形的形状，并从第一轴向端68延伸至第二轴向端70。在径向面向外的一侧，第一连接器20具有外部表面72，在径向面向内的一侧，第一连接器20具有内部表面74。
第一连接器20的整体主体包括舌部76、裙部78以及斜坡80。舌部76被接纳在离隙66中以将第一连接器20和第一套管18联接在一起。裙部78围绕第一连接器20在圆周上连续地延伸。斜坡80也被称为鼻部，位于第一轴向端68附近并构成第一连接器20的轴向最向前部分以在将第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14设置在一起时与第二连接器30的互补结构相互作用并接合。如图3和图4中最佳示出，在径向向内面向的侧面上，斜坡80具有用于与可选提供的保持间隔件86中的凹陷84嵌套的肋部82。除了保持间隔件86，在组装中可以提供一个或多个Y形密封件88，可以提供一个或多个互补间隔件90，并且可以提供一个或多个O形环92，如果提供，则这些部件位于第一连接器20和第二套筒26之间。斜坡80也具有斜坡表面94和保持表面96。斜坡表面94关于轴向方向和径向方向倾斜，大体上是平面的，并从斜坡80的自由端延伸至斜坡的顶端98。保持表面96构成斜坡80的轴向向后面向的壁，该壁大体上径向导向并且是平面的。
在使用中，当将第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14设置在一起并形成连接时，保持表面96及其附属壁直接承受并忍耐从第二连接器30施加且施加至保持表面的拉分力。拉分力可以大体上轴向导向，并趋于将第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14分离。已经发现，具有与本文示出并描述的斜坡80不同的斜坡的已知连接器在一些应用中显示出对经受拉分力不足的强度。在一些情况下，已知连接器的保持表面和壁在测试期间以及可能在使用期间损坏并失效。作为在已知连接器中的补救，已经对已知斜坡进行了诸如增大其尺寸的结构改变。尽管这些改变可能适合于一些应用，但是它们可能具有不期望的折衷，诸如增加将第一连接器和第二连接器固定在一起所需的插入力，并可能导致在插入期间发生的堵塞或其他故障。
与已知连接器相比，已经设计并构造了第一连接器20的斜坡80以加固保持表面96和其附属壁，以使得本文示出和描述的斜坡能够经受更大的拉分力并在测试和使用期间不损坏和失效。因此，尽管可以，但是斜坡80无需具有提供给已知斜坡作为补救的结构改变。重新参见图5和图6，第一连接器20由共注射模制过程制成并具有内部芯100和外部表皮(skin)102。内部芯100可以由比外部表皮102的材料坚硬的材料构成，以使得内部芯用作第一连接器20的加固骨架。例如，内部芯100可以由纤维玻璃加固的聚酰胺12(PA12)材料(例如，30％玻璃填充)构成。另一方面，外部表皮102可以由与内部芯100的材料相比硬度性能更低的高密度聚乙烯(HDPE)材料构成。在一个示例性应用中，HDPE材料兼容与燃料箱的材料焊接。用于内部芯100和外部表皮102的材料的其他示例是可能的。
首先，在共注射机模制腔之外，第一连接器20处于非完成状态并具有从斜坡80大体上径向向外延伸的牺牲部分104。图5示出非完成状态和牺牲部分104。在共注射模制过程期间，牺牲部分104引导内部芯100的熔化材料通过斜坡80并沿着保持表面96的整个径向范围的流动。图5示出内部芯100和外部表皮102固化的牺牲部分104。当完成固化后，牺牲部分104通过切断或切割过程从第一连接器20去除，使内部芯100在外部表面72处暴露并在顶端98处暴露。图6示出完成状态；可以执行其他过程以产生完成状态。这里，内部芯100位于保持表面96附近并硬化且强化保持表面。内部芯100可在保持表面96处具有比外部表皮102轴向硬度更大的轴向硬度。在其他实施方式中，内部芯可以延伸小于保持表面的整个径向范围并无需在外部表面和顶端处暴露。
第二配件22被构造为用于在组装中插入第一配件16中。包括由图2的实施方式所示出的，第二配件22可以具有不同的设计、构造以及布置。第二配件22可以由诸如PA12的塑料材料构成，并可以通过注射模制过程制成。在实施方式中，第二配件22是第二燃料管线连接器14最径向向内的部件。第二配件22限定用于蒸气燃料流的第一通路106，限定用于液体燃料流的第二通路，并具有引导附件110。当将第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14设置在一起时，第一通路106与第一配件16的第一通路32流体连通。第一通路106从第一开放端112轴向延伸至第二开放端(未示出)。类似地，当将第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14设置在一起时，第二通路108与第一配件16的第二通路34流体连通。并且第二通路108从第一开放端114在轴向上延伸至第二开放端(未示出)。当将第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14设置在一起时，引导附件110被插入引导孔36中，并导引第一燃料管线连接器和第二燃料管线连接器及其部件的对准和定向。仍然参见图2，第二配件22具有用于插入并与蒸气燃料管线A的部分流体连通的第一接管头116，并具有用于插入并与液体燃料管线B的部分流体连通的第二接管头118。并且为了与套箍24直接机械联接，第二配件22具有径向向外导向的突起120。
套箍24被构造以提供与第二配件22的直接机械连接，并且用于插入第一套管18中。包括由图2的实施方式所示出的，套箍24可以具有不同的设计、构造以及布置。套箍24可以由诸如PA12的塑料材料构成，并可以通过注射模制过程制成。在实施方式中，套箍24具有大体圆柱形的形状，并且径向放置在第二配件22和第二套管26之间。为了提供用于第二套管26的支撑，套箍24的径向向内面向的侧面在套箍和第二套管的轴向范围之上保持与第二套管的径向向内面向的侧面直接表面对表面接触，。套箍24在其末端具有斜坡122以便于插入第一套管18。套箍24具有位于与斜坡122轴向相对处的开口124，该开口124用于接纳第二配件22的突起120的插入。
第二套管26被构造为用于在组装中插入第一燃料管线连接器12的第一套管18中。包括由图2的实施方式所示出的，第二套管26可以具有不同的设计、构造以及布置。第二套管26可以由诸如不锈钢的金属材料构成。在实施方式中，第二套管26具有大体圆柱形的形状，并且径向放置在套箍24和套环28之间。并且第二套管26在第一开放端126和第二开放端128之间轴向延伸。
套环28被构造以承载第二连接器30。包括由图2的实施方式所示出的，套环28可以具有不同的设计、构造以及布置。套环28可以由诸如不锈钢的金属材料构成。在实施方式中，第二套管26具有大体圆柱形的形状。套环28通过铜焊过程和钎焊附接件联接至第二套管26的径向面向外的表面130，并且第二套管本身也能够通过钎焊过程和钎焊附接件联接至金属导管132；附接的其他方法(诸如焊接)也是可能的。参见图1和图2，套环28具有径向延伸部134和轴向延伸部136，径向延伸部134与第二套管26表面对表面接触并被铜焊至第二套管26，轴向延伸部136可具有用于接纳第二连接器30的互补结构的一个或多个槽。该槽能够在圆周上、在径向上或在圆周及径向上延伸。
第二连接器30被构造为与第一连接器20形成联接。包括由图1至图4的实施方式所示出的，第二连接器30可以具有不同的设计、构造以及布置。在实施方式中，第二连接器30和套环28是第二燃料管线连接器14的最轴向向外放置的部件。第二连接器30具有大体为圆柱形的单件式主体。该主体可以由诸如不锈钢的金属材料构成。在实施方式中，第二连接器30是弹簧夹具，但其他类型的连接器和夹具是可能的。第二连接器30具有开放圆周构造，该开放圆周构造具有第一圆周端138和第二圆周端140，并在第一轴向端142和第二轴向端144之间轴向延伸。为了将第二连接器30闩锁至套环28并从套环28将第二连接器30解锁，第二连接器被径向向内偏置，并且利用变化地收缩和扩展的圆周径向向外移置。仍然参见图1至图4，第二连接器30具有环状件146，该环状件146具有位于圆周端138、140处的第一致动突出部(actuating tab)148和第二致动突出部150，该圆周端138、140可以彼此相对地挤压并释放以分别在圆周上扩展和收缩环状件。当被挤压时，在第二轴向端144处的凸起152(prong)能够被插入套环28的槽中并从该槽取出。当被释放时，凸起152能够被卡进槽中以将第二连接器30和套环28闩锁在一起。在第一轴向端142处，第二连接器30具有钩154，该钩154能够卡扣(snap over)第一连接器20的斜坡80并通过钩154与斜坡80背侧的保持表面96的邻接将第一连接器和第二连接器保持在一起。钩154构成第二连接器30的轴向最向前的部分，并具有轴向向内突起的部分156。
在使用中，将第一燃料管线连接器12和第二燃料管线连接器14设置在一起以在蒸汽燃料管线A和液体燃料管线B之间形成连接。第一连接器20和第二连接器30互相固定以提供燃料管线连接器组件10的主要连接。在图3中，示出在接合期间并将要接合到一起的第一连接器20和第二连接器30；在图4中，示出完全接合并固定的第一连接器和第二连接器。当第一连接器20和第二连接器30接合时，钩154的末端抵接斜坡80的斜坡表面94并在斜坡80的斜坡表面94之上滑动。虽然未在图3中示出，但是在钩和斜坡互相接合并且该钩被搭在斜坡之上时，钩154、斜坡80或这两者都可以折曲并屈服(give way)。一旦越过顶端98，钩154能够径向向内迅速恢复，在环状件146之下抓住斜坡80并通过将钩部156与斜坡80的背侧处的保持表面96抵接来防止第一连接器和第二连接器分离，这在图4中示出。内部芯100在保持表面96之后加固斜坡80，其中内部芯100向上延伸至通过在制造期间切断牺牲部分104形成的顶端98。一旦第一连接器20和第二连接器30被固定，这有助于抑制它们的不希望的分离。
应当理解，上述是本发明的一个或多个优选实例性实施方式的描述。本发明不限于本文所公开的具体实施方式，而应该仅通过所附权利要求而限定。另外，除非术语或措辞在上文被清楚地限定，否则在上述描述中包含的说明与具体实施方式有关，但并不应该被解释为用来限定本发明的范围或限定在权利要求中使用的术语的定义，除非在上文中对这些术语或措辞有清楚的定义。所公开的实施方式在所附权利要求的范围内的各种其他实施方式以及在所附权利要求的范围内对于这些实施方式的各种改变和变形对于本领域的技术人员来说是显而易见的。
在说明书和所附的权利要求书中所使用的用语“例如”、“比方”、“比如”和“类似”，以及动词“包括”、“具有”、“包含”和它们的其它动词形式在与列示的一个或多个部件或其它项目一同使用时，均被解释为是非限制性的，即，所列示的项目并不排除其它的、附加的部件或项目。对其它用语应该采用其最广泛的合理含义来解释，除非这些用语用于需要不同解释的语义环境中。

Claims (12)

1.一种流体管线连接器组件，包括：
第一连接器，具有内部芯以及围绕所述内部芯的至少一部分的外部表皮，所述内部芯由第一材料构成，所述外部表皮由第二材料构成，所述第一连接器包括具有径向向外延伸的保持表面的斜坡，所述内部芯在所述保持表面的附近位置通过所述斜坡延伸所述保持表面的径向范围的至少一部分；以及
具有钩的第二连接器；
其中，当将所述第一连接器和所述第二连接器设置在一起并互相固定时，所述钩通过其与所述保持表面的邻接限制所述第一连接器与所述第二连接器分离。
2.如权利要求1所述的流体管线连接器组件，其中，所述内部芯跨越所述保持表面的整个径向范围并被暴露在所述斜坡的外部表面处。
3.如权利要求2所述的流体管线连接器组件，其中，所述内部芯在所述斜坡的顶端处被暴露在所述外部表面处。
4.如权利要求1所述的流体管线连接器组件，还包括：
第一配件，至少具有用于流体流的第一通路，所述第一连接器与所述第一配件联接；以及
第二配件，至少具有第二通路，并被构造为与所述第一配件配合，所述第二连接器与所述第二配件联接；
其中，当将所述第一连接器和所述第二连接器设置在一起并互相固定时，所述第一配件和所述第二配件相配合在一起以使得所述第一通路和所述第二通路互相流体连通。
5.如权利要求4所述的流体管线连接器组件，还包括：
第一套管，联接至所述第一配件；
第二套管，联接至所述第二配件并被构造为当将所述第一连接器和所述第二连接器设置在一起并互相固定时，与所述第一套管相配；以及
套环，联接至所述第二套管；
其中，在组装中，所述第二连接器可释放地联接至所述套环。
6.如权利要求1所述的流体管线连接器组件，其中，与所述第二材料的硬度性能相比，所述第一材料具有更高的硬度性能，依靠所述内部芯加固所述斜坡以加固所述第一连接器和所述第二连接器的连接来抵抗拉分力。
7.如权利要求1所述的流体管线连接器组件，其中，所述第二连接器是径向向内偏置的弹簧连接器，并且能够径向向外移置。
8.一种燃料管线连接器组件，包括：
第一配件和第二配件，所述第一配件和所述第二配件各自具有液体燃料通路和蒸气燃料通路，其中所述第一配件和所述第二配件能够连接在一起以将所述液体燃料通路连接在一起并将所述蒸气燃料通路连接在一起；以及
权利要求1的流体管线连接器组件，其中，所述第一连接器被附接至所述第一配件并且所述第二连接器被附接至所述第二配件以使得当所述第一配件和所述第二配件被连接在一起时所述第一配件和所述第二配件通过所述第一连接器和所述第二连接器的接合可以可释放地保持在一起。
9.一种用于流体管线连接组件的连接器的制造方法，包括以下步骤：
模制具有斜坡的连接器主体，所述斜坡具有外部表皮和内部芯，其中，所述内部芯延伸通过所述斜坡并延伸至牺牲部分，所述牺牲部分至少部分地从所述外部表皮形成；以及
从所述斜坡切断所述牺牲部分。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述模制步骤还包括模制所述连接器主体，以使得所述内部芯延伸通过所述斜坡并至少部分地延伸至所述牺牲部分中，并且其中所述切断步骤还包括通过穿过所述外部表皮和所述内部芯切割而从所述斜坡切断所述牺牲部分，以使得所述内部芯在所述斜坡的顶端处暴露。
11.如权利要求9所述的方法，其中，所述模制步骤包括以共注射的方式模制所述连接器主体。
12.如权利要求9所述的方法，其中，所述模制步骤还包括将所述连接器主体模制为具有大体圆柱形的形状的单件式主体，所述单件式主体从一个轴向端轴向延伸至位于第二轴向端的所述斜坡，并且所述斜坡径向向外延伸至所述牺牲部分。
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