CN104412023A - 用于介质导管的连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于介质导管的连接装置(1)，其包括壳体部件(2)，该壳体部件由容纳部件(6)和连接部件(8)两部件构成，该容纳部件用来插接地连接一介质导管，该连接部件用来将壳体部件(2)连接到机组或另一介质导管上。该连接部件(8)由金属构成，并且通过同轴的、旋转对称的插接连接器(24)以形状配合的制动方式与由塑料构成的容纳部件(6)相连，该插接连接器具有沿圆周封闭的线性走向。在此，所述连接部件(8)借助插接套口(26)插入容纳部件(6)的插接容纳部(28)中，其中该插接套口(26)借助径向朝外突出的止动台阶(30)形状配合地从后面搭接插接容纳部(28)内部的径向的底切面(32)。

Description

用于介质导管的连接装置
技术领域
本发明涉及一种按独立权利要求1的前序部分所述的、用于介质导管的连接装置，其包括具有直通通道的壳体部件，该壳体部件由容纳部件和连接部件两部件构成，该容纳部件用来插接连接介质导管，该连接部件用来将壳体部件连接到机组或另一介质导管上，其中该连接部件由金属构成，并且通过同轴的、旋转对称的插接连接器以形状配合(formschlüssig)的制动方式与由塑料构成的容纳部件相连，所述插接连接器具有沿周向封闭的线性走向。
背景技术
这种连接装置由公开文献EP 1 697 675 B1已知。该已知的连接装置构成为插接连接器，因此介质导管只需以简单且快速的方式就能插入壳体部件的插接容纳部中。在插接容纳部的内部设置有保持元件和介质密封件，该保持元件用来机械地扣锁插入的导管，该介质密封件用来沿圆周将导管密封起来。在此已知的实施方式中，就塑料-容纳部件和金属-连接部件之间的形状配合的插接连接而言，规定，容纳部件形状配合地卡锁地嵌入连接部件中。金属-连接部件的内部为此所需的槽状卡锁凹槽必须耗费相当高的制造成本，因为必须在内部区域中进行切削加工。此外，由于在插接接合过程中金属-连接部件的形状稳定性更高，所以必须径向地顶锻塑料-容纳部件，其仅可以较小的程度实现，因此会限制锁定的有效表面的径向重叠，并因此还会限制止动连接的有效保持力。
此外还已知这种连接装置的类似实施方式，例如类似于文献WO2009/040 489 A1和DE 10 2005 027 816 B4，其中连接部件借助外部的圆周上的切割边缘嵌入容纳部件中。因此该切割边缘形状配合或至少力形状配合(kraftformschlüssig)地切在容纳部件的原来的圆柱形内圆周面上。但不利的是，该塑料-容纳部件长期处在径向的初应力之下，这结合由切割边缘引起的刻槽效应会引起所谓的应力裂纹腐蚀，并会由此引起连接装置的损坏甚至失灵。
发明内容
本发明的目的是，在塑料-容纳部件和金属-连接部件之间的插接连接的范围改善所述类型的连接装置，从而提高运行稳定性并且改善安装和应用性能。
根据本发明，此目的通过在独立权利要求1的特征得以实现。本发明的有利的结构特征在从属权利要求以及后继的说明书中获得。
据此根据本发明规定，连接部件借助插接套口插入容纳部件的插接容纳部中，其中该插接套口借助径向朝外突出的止动台阶形状配合地从后面搭接插接容纳部内部的径向的底切面()。通过该有利的构造方案，实现了重要的优点。因此首先相对简单地仅以成型技术就能在塑料-插接容纳部内建立径向的底切面。在插接接合过程中，通过形状稳定的金属-插接套口，塑料-插接容纳部局部地径向弹性地伸展。与径向顶锻相比，塑料的弹性可更好地用于伸展。在此上下文中有利的是，容纳部件由纤维增强的塑料构成，并且在此至少在插接容纳部的区域中主要存在着横向于材料的伸展方向的轴向的纤维定向。在塑料注塑过程中通过合适的措施，尤其通过注塑点、注塑速度和模具造型的布局和定向，确保该定义的、在止动区域中相对伸展方向大概成90°的纤维定向。适当的参数能够通过模拟获得，例如借助以概念“充填模拟(Füllsimulation)"已知的方法以数字化样机(DigitalPrototyping)方式用来模拟塑料注塑过程。
根据本发明还有利的是，连接部件的插接套口借助其止动台阶在安装插入的状态下径向无应力地设置在容纳部件的插接容纳部中。通过在插接容纳部中的与插接套口的止动台阶相对应的底切面，能够释放塑料-容纳部件的压力，其方式是：完全撤回在接合过程中出现的伸展。由此完全避免了前面所述的应力裂纹腐蚀这一问题。此外，这两个通过根据本发明的插接连接相连的部件能够有利地相互相对地围绕着插接轴线自由地(即以较小的力)扭转。如果这两个壳体部件中的一个(尤其是容纳部件)构成角形零件、T形零件或Y形零件或类似零件，则这一点是尤其有利的，因为插接连接器的区域中的扭转性能够用来实现壳体部件的角度-旋转定向。然后在此有利地设置额外的保险器件以防止扭转，以便在定向之后将角形零件锁在其取向的角部位置中。此外，还可设置保险器件以防止轴向的相对运动。
在本发明的其它有利的构造方案中，容纳部件具有与插接轴线同轴的、在自由端部上轴向突出的环形轮缘，该环形轮缘为实现引导克服相对于插接轴线的倾斜力配合地嵌入连接部件内的相应凹槽中。因此，通过容纳部件的环形轮缘以及连接部件的凹槽内的圆柱形内圆周面，延长了插接连接器的交错嵌入的部件的有效的轴向引导长度。在此，环形轮缘优选借助其自由前方端部区域嵌入连接部件的凹槽的底部区域中的合适凹槽中，因此在环形轮缘的径向内侧上还存在着力配合的引导附件。就塑料-容纳部件的在插接接合过程中出现的径向伸展而言，在此规定，容纳部件的环形轮缘在其自由端部上具有至少一个径向的外部的引导斜面，使得在插接接合过程中环形轮缘即使在径向伸展的情况下也能导入连接部件的相应凹槽中。这意味着，避免了与插接轴线垂直的端面的径向交叉或重叠，其方式是：所述交叉无论如何只位于引导斜面的区域中，因此环形轮缘总是能稳固地引入凹槽中。在止动区域中的延伸率约为5至7％的情况下，在环形轮缘的自由端部区域中存在着周向扩大情况(具有小于5至7％的较小的延伸率)，在此前提条件下，该引导斜面这样设计，即在引导斜面的内部在连接部件的相对应的凹槽的引入区域中实现环形轮缘的初始接触。为安全起见，该引导斜面这样设计，即在环形轮缘的自由端部区域中可以出现6至10％的延伸率，但不会影响插接接合过程。在安装过程中，环形轮缘沿圆周贴靠在连接部件的凹槽中，因此它的延伸应力由连接部件支持。因此在安装过程中可靠地避免了环形轮缘的裂纹。在安装状态下，环形轮缘力配合地以小的接合间隙无延伸地位于连接部件的凹槽中，该接合间隙在已插好的状态下尤其作为直径间隙在0.14至0.38mm的范围内或作为径向间隙在0.07至0.19mm的范围内，其中优选蜿蜒状的轮廓构成迷宫密封件用作防污密封件，以防止从外面渗入污物、湿气等。
为了相互沿圆周密封壳体部件的两个部件，在插接连接器的区域中设置有弹性的圆周密封件，它一方面有利地设置在连接部件的圆柱形的外圆周面和由该外圆周面出发径向朝外突出的台阶面之间，另一方面设置在容纳部件的圆柱形的内圆周面和由该内圆周面出发径向朝内突出的台阶面之间。通过这些有利的构造方案，在两侧无需设置径向的密封凹槽。因此尤其通过安放在连接部件的插接套口的圆柱形外圆周面上，能够实现圆周密封件的简单的轴向安装。此外，由于缺少密封凹槽，该塑料-容纳部件借助其插接容纳部以简单的方式以成形技术制成，并且有利地在圆柱形内圆周面的区域中轴向脱模，因此不会在此产生成形毛刺，而是实现了无毛刺的、在圆周方向上光滑的密封面。
附图说明
下面借助在附图中示出的优选实施例详细地阐述本发明。其中：
图1示出了在构成为角形连接器的构造方案中根据本发明的连接装置的轴向剖面图；
图2示出了根据图1的连接装置的立体图(无根据图4的安全夹)；
图3示出了根据图1的连接装置的对本发明而言基本的组成部分的侧面-拆分视图，其中分别在半个-轴向剖面图中示出了这些组成部分；
图4是附加的安全夹的专门视图；
图5示出了在插接连接的插接接合过程开始时的状态下相当于图1和3的局部视图；
图6示出了在安装的、完全接合的状态下的插接连接的啮合区域的轴向剖面图；以及
图7是在插接接合过程中的中间状态下与图5类似的视图；
图8示出了具有额外的、形式为套筒扳手的安装工具的连接装置的缩小的侧视图；
图9是与图8类似的视图，其示出了套筒扳手的变形方案；
图10示出了图8的平面X-X中的横截面；以及
图11示出了图9的平面XI-XI中的横截面。
在不同的附图中相同的构件总是设置有相同的参考标记。
具体实施方式
对于以下的描述，需要强调的是，本发明并不局限于这些实施例，也不是局限于所描述的特征组合的所有特征或多个特征，而是每个/所述实施例的每个单个局部特征都能够与其它在上下文中描述的局部特征分开，并且也能与其它实施例的任意特征组合起来，其均具有本发明的意义，并且还与这些特征组合以及权利要求的追溯无关。
根据本发明的连接装置1用来将未示出的介质导管连接到任意的机组或另一导管上，该介质导管指用于流动介质或压力介质(例如液体和/或气体)的管子或软管。该连接装置1为此具有壳体部件2，该壳体部件具有用于各介质的直通通道4，其中壳体部件2由容纳部件6和连接部件8两部件构成，该容纳部件用来插接连接各自的介质导管，该连接部件用来从另一端连接壳体部件2。
在图1所示的实施例中，为了通过导管端部的简单插接快速且优选还可松脱地连接介质导管，容纳部件6具有容纳孔口10。为了锁紧插入的导管端部以防止脱落，在容纳孔口10中安置保持元件12，该保持元件在所示的实施例中构成为弹簧弹性的齿环，该齿环具有多个分散地设置在圆周上的、径向地朝内且在插入方向上倾斜延伸的并由此倒钩状地力配合和/或形状配合地相对导管端部的外圆周表面生效的止动齿部。为了松开导管，设置有轴向可推移的松脱元件13，保持元件12能够借助该松脱元件变形，以释放导管。此外为了将插入的导管端部朝外密封起来，至少一个圆周密封件14设置在容纳孔口10中。如同还示出的一样，在容纳孔口10的内部还额外地同轴地设置有支撑套筒16，使得导管端部在插入时能够推到支撑套筒16的圆柱形外表面上。因此，该插入的导管端部由支撑套筒16支撑，以便径向地克服保持元件12的保持力。有关导管连接的其它细节包含在申请文献DE 20 2012 102342.3中。
如同示例性示出的一样，连接部件8具有外螺纹管套18以例如连接到机组上，其中为了拧紧螺纹套管接头设置有外六角20。为了使连接部件8相对于机组密封，在外螺纹管套18和外六角20之间的过渡区域中设置有密封环22。
此外还规定，连接部件8由金属(尤其是铝亦或黄铜、钢或类似物质)构成，并且通过同轴的、旋转对称的插接连接器24以形状配合的制动方式与由塑料构成的容纳部件6相连，该插接连接器具有沿圆周封闭的线性走向。该插接连接器24因此指可咬合的形状配合连接器，其中该连接器是线性封闭的并因此是受支撑的。因此，实现了高的连接坚固性。
根据本发明在此规定，连接部件8借助插接套口26插入容纳部件6的插接容纳部28中，其中该插接套口26借助径向朝外突出的止动台阶30形状配合地止动地从后面搭接插接容纳部28内部的径向的底切面32。为此尤其参照图3。对于该形状配合来说，所述的底切角度β(见图1、3和6)至少是90°，也就是β≥90°。
在优选的构造方案中，容纳部件6紧接着插接容纳部28具有环形轮缘34，该环形轮缘与插接连接器24的插接轴线X同轴并且轴向地突出，该环形轮缘为了实现引导力配合地嵌入连接部件8内的相应轴向凹槽36中。该插接连接器24这样设计，即在插接接合过程中(参照图5至7)，通过连接部件8的插接套口26的外部的径向的、具有止动台阶30的环形接块38，容纳部件6在插接容纳部28的内部区域中弹性地伸展，并且优选是5至7％。这通过直径-比例的设计来实现。在图3中，环形接块38的外径用“da”表示，插接容纳部28内部的最小内径用“di”表示。因此，由得出必要的按百分比的直径-延伸率。通过各直径-比例设计的延伸率在此处于所用塑料材料的断裂延伸率之下。
容纳部件6的环形轮缘34在其自由端部上具有至少一个径外的外部的引入斜面40，使得在插接接合过程中(图5至7)，在径向延伸的情况下环形轮缘34不管怎样都能导入连接部件8的相应凹槽36中。在图7中略微夸大地示出了延伸变形情况，目的当然是使阐述更加清楚。
容纳部件6优选由纤维增强的塑料构成。如同在图3中通过另外的截面扩大视图和虚线示出的一样，至少在插接容纳部28的区域中存在着轴向的(即与插接轴线X平行的)纤维-定向。因此，埋入材料中的、用虚线示出的纤维横向于伸展方向(箭头D)取向，这对弹性的延伸性有利。
如同还从图1和6可得出的一样，在安装状态下位于连接部件8的插接套口26和容纳部件6的插接容纳部28之间的环形间隙通过弹性的圆周密封件42朝外密封起来。圆周密封件42设置在密封腔44中，它一方面优选设置在连接部件8的圆柱形的外圆周面46和由该外圆周面出发径向朝外突出的台阶面48之间，另一方面设置在容纳部件6的圆柱形的内圆周面50和由该内圆周面出发径向朝内突出的台阶面52之间。
该圆柱形的内圆周面50优选位于环形轮缘34的区域中，也就是环形轮缘34在内侧构成内圆周面50。通过该有利的构造方案，产生了结构方面简单的密封结构，这简化了制造和安装。此外，该内圆周面50能够轴向且由此无成型毛刺地脱模，因此它作为光滑的密封面通过圆周密封件42沿圆周的贴靠确保了良好的密封。
还有利的是，连接部件8的插接套口26在具有止动台阶30的环形接块38上具有端侧的、外部的、纤维状的、置于止动台阶30之前的引入斜面54(见图3)。
此外，在容纳部件6的插接容纳部28的内部设置有收窄部56以便形成最小的直径di，该收窄部从一侧过渡到底切面32中，并且在另一侧具有前置的引入斜面58。
尤其如同借助图6的视图理解的一样，连接部件8的插接套口26尤其在环形接块38和止动台阶30的区域中在安装插入的状态下径向无应力地设置在容纳部件6的插接容纳部28中。在此，环形接块38借助外部的径向间隙位于插接容纳部28的内部的减压槽60内，该减压槽构成底切面32。
根据图1和3还优选规定，壳体部件2的部件6、8中的至少一个(并且如同所示的一样，尤其是容纳部件6)构成为角形零件。由于容纳部件6相对于连接部件8围绕着插接轴线X是可旋转的，所以能够相对于连接部件8调节容纳部件6的角度定向。在此有利的是设置额外的器件，以确保避免部件6、8围绕着插接轴线X以特定的角度旋转方位进行的相对扭转，并且优选避免在安装状态下的相对轴向运动。根据图1和4，基本上呈环状的夹子元件62作为保险器件从外面安装或可安装在连接部件8和容纳部件6之间的过渡区域上。该夹子元件62一方面形状配合地嵌入容纳部件6的外部齿部64中(尤其见图2、3和5)，并且另一方面形状配合地搭接着连接部件8的外六角20。根据图4，夹子元件62能够在圆周位置上打开和关闭，以便能够在开启状态下在弹簧弹性变形下安装和拆卸。为了嵌入外部的齿部64中，夹子元件62根据图4具有内部接块66，该接块具有相对应的对置齿部68。为了形状配合地搭接连接部件8的外六角20，夹子元件62具有部段70，该部段具有相对应的内六角72。根据图4，齿部64、68能够以例如10°的分角α形成，因此可以分别以10°为一步实现台阶状的角度定向。此外，根据图1的夹子元件62借助至少一个径向的保险部段74嵌入轴向地设置在容纳部件6和连接部件8之间的圆周间隙76(见图6)中，以阻挡部件6、8而避免轴向的间隙运动。
通过前述的容纳部件6和连接部件8之间的根据本发明的连接结构，能够有力地实现短的轴向的结构长度或结构高度。例如在图8至11中示出的一样，通过小的结构高度(在连接装置1构成为角形零件或T形零件的实施方案中)，为了实现安装(即为了拧紧连接部件8)应用了套筒扳手80，它能够轴向地安放在连接部件8的外六角20上，其方式是：它具有至少一个侧面的、端侧边缘敞开的凹槽82，它能够越过容纳部件6的成角度的出口来安放。根据图9和11，套筒扳手80具有两个直径相对的凹槽82，用于构成为T形零件(未示出)的容纳部件6的安装。在此，容纳部件6在用于套筒扳手80的所述或每个凹槽82的安放区域中优选具有外部的直径变细部位，使得套筒扳手80的所述或每个凹槽82能够如此之窄，即在角形零件中(见图8和10)确保外六角20的六个角部20a中的至少四个无论如何总是能够稳固地容纳在套筒扳手80(其只具有凹槽82)中，或者在设计成T形零件(见图9和11)时由于为此所需两个凹槽82至少两个沿直径方向相对置的角部20a容纳在套筒扳手中。
本发明并不局限于所示和所述的实施例，而是还包含所有在本发明意义中起相同作用的实施方式。在表述上应强调，这些实施例不是局限于组合的所有特征，对于本发明的意义，每个单个的特征都能从其它特征中分离开来。此外，本发明迄今为此还未局限于在各独立权利要求中定义的特征组合，而是也可通过所有公开的单个特征的特定特征的各种任意的其它组合来定义。这意味着，实际上原则上能够略去各独立权利要求的每个单个特征，或者通过至少一个在本申请的其它位置中公开的单个特征来代替。就此而言，这些权利要求仅仅是本发明的第一表达形式。

Claims (14)

1.一种用于介质导管的连接装置(1)，其包括壳体部件(2)，所述壳体部件由容纳部件(6)和连接部件(8)两部件构成，所述容纳部件用来插接地连接介质导管，所述连接部件用来将壳体部件(2)连接到机组或另一介质导管上，其中所述连接部件(8)由金属构成，并且通过同轴的、旋转对称的插接连接器(24)以形状配合的制动方式与由塑料构成的容纳部件(6)相连，所述插接连接器具有沿圆周封闭的线性走向，
其特征在于，所述连接部件(8)借助插接套口(26)插入所述容纳部件(6)的插接容纳部(28)中，其中所述插接套口(26)借助径向朝外突出的止动台阶(30)形状配合地从后面搭接插接容纳部(28)内部的径向的底切面(32)。
2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述容纳部件(6)具有与插接连接器(24)的插接轴线(X)同轴并且轴向地突出的环形轮缘(34)，所述环形轮缘为了实现引导力配合地嵌入连接部件(8)内的相应凹槽(36)中。
3.根据权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，所述插接连接器(24)这样设计，即在插接接合过程中通过连接部件(8)的插接套口(26)的外部的径向的、具有止动台阶(30)的环形接块(38)，所述容纳部件(6)在插接容纳部(28)的内部区域中弹性地以必要的按百分比的直径延伸率Ed伸展，其中da是环形接块(38)的外径，而di是插接容纳部(28)的最小内径，并且优选在所用塑料材料的断裂延伸率之下，尤其是5至7％。
4.根据权利要求3所述的连接装置，其特征在于，所述容纳部件(6)的环形轮缘(34)在其自由端部上具有至少一个径向的外部的引导斜面(40)，使得在插接接合过程中径向伸展的容纳部件(6)的环形轮缘(34)能够导入连接部件(8)的相应凹槽(36)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接装置，其特征在于，在所述连接部件(8)的插接套口(26)和所述容纳部件(6)的插接容纳部(28)之间的环形间隙通过弹性的圆周密封件(42)朝外密封起来。
6.根据权利要求5所述的连接装置，其特征在于，所述圆周密封件(42)设置在密封腔(44)中，所述密封腔一方面形成在所述连接部件(8)的圆柱形的外圆周面(46)和由所述外圆周面出发径向朝外突出的台阶面(48)之间，另一方面形成在所述容纳部件(6)的圆柱形的内圆周面(50)和由所述内圆周面出发径向朝内突出的台阶面(52)之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述连接部件(8)的插接套口(26)具有端侧的、外部的、纤维状的、置于止动台阶(30)之前的引导斜面(54)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接装置，其特征在于，在所述容纳部件(6)的插接容纳部(28)的内部设置有收窄部(56)，所述收窄部从一侧过渡到底切面(32)，并且在另一侧具有前置的引导斜面(58)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述容纳部件(6)由纤维增强的塑料构成，其中至少在所述插接容纳部(28)的区域中存在着横向于伸展方向的轴向的纤维定向。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述连接部件(8)的插接套口(26)在安装状态下径向无应力地设置在所述容纳部件(6)的插接容纳部(28)中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述壳体部件(2)的至少一个部件(6、8)、尤其是所述容纳部件(6)构成为角形零件，其中所述容纳部件(6)能够相对于连接部件(8)围绕着插接轴线(X)扭转。
12.根据权利要求11所述的连接装置，其特征在于用于壳体部件(2)的部件(6、8)的保险器件，以避免部件在安装状态下围绕着插接轴线(X)以角形零件的特定的角度旋转方位进行的相对扭转，和/或避免其在安装状态下的相对轴向运动。
13.根据权利要求12所述的连接装置，其特征在于，作为抗扭的保险器件，在所述连接部件(8)和容纳部件(6)之间的过渡区域上从外面安装或能够安装一夹子元件(62)，其中所述夹子元件(62)一方面形状配合地嵌入所述容纳部件(6)的外部齿部(64)中，并且另一方面形状配合地搭接所述连接部件(8)的外六角(20)。
14.根据权利要求13所述的连接装置，其特征在于，所述夹子元件(62)借助至少一个径向的保险部段(74)嵌入轴向地形成在所述容纳部件(6)和连接部件(8)之间的圆周间隙(76)中。
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