CN105805462A - 管路的铰接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管路的铰接结构(10)，包括两个铰接部(20,40)，其中两个所述铰接部中的一个(20)插入两个铰接部中的另一个(40)中，以及包括锁定体(60)，该锁定体至少局部插入所述铰接部(20,40)之间并且与其中一个所述铰接部(20)上的锁定轮廓(30)和另一个铰接部(40)的锁止部(52)配合，从而至少可以限制所述铰接部(20,40)之间的相对运动。其中，在所述铰接部(20,40)上设有导向机构(17)，从而这两个铰接部(20,40)能在规定的转动位置上相互接合和/或规定了，其中一个所述铰接部(20)的锁定轮廓(30)在其内壁上包括与锁定体(60)的锁止元件(64)对应的多个空缺(34)。

Description

管路的铰接结构
技术领域
本发明涉及管路铰接结构，尤其用于制造准刚性的管连接。
背景技术
由EP2286132A1公开了管的铰接结构，其中，管接头连接公管件和母管件。管接头与母管件的内轮廓配合以将可容纳在管座中的管铰接连接到母管件上。管座为此具有由从管接头内壁突出的部分构成的管止挡。
发明内容
本发明的任务是提供一种能容易可靠安装的铰接结构，其尤其适用于准刚性的管连接。
根据本发明的一个方面，上述任务在具有两个铰接部和一个锁定体的铰接结构中被完成，其中所述两个铰接部中的一个插入另一个中并且该锁定体至少局部插入所述铰接部之间并与其中一个所述铰接部上的锁定轮廓和另一个铰接部的锁止部配合，并且在所述铰接部上设有导向机构，从而这两个铰接部能在规定的转动位置上相互接合。
由其它权利要求、说明书和附图中得到本发明的有利实施方式和优点。
提出了一种铰接结构，其包括两个铰接部，其中两个铰接部之一插入两个铰接部中的另一个中，还包括锁定体，其至少部分插入在所述铰接部之间并且与在其中一个所述铰接部上的锁定轮廓以及另一铰接部的锁止部配合，从而至少可以限制所述铰接部之间的相对运动，其中在所述铰接部上设有导向机构，从而这两个铰接部能在规定的转动位置上相互接合。替代或补充地，提出一种铰接结构，其中，一个铰接部的锁定轮廓包括在其内壁上的多个空缺，所述空缺对应于该锁定体的锁止元件。
被插入另一个铰接部中的所述铰接部也被称为公铰接部，而另一个铰接部被称为母铰接部。
不同于现有技术，没有设置单独的管接头或锁紧螺母来固定铰接部之间的连接，因为公铰接部上的圆锥形部分直接由铰接部的构件构成并且设置用于固定所述铰接部之间的连接。由此也不需要用于相关铰接部的末端止挡。可以避免使用比较复杂而昂贵的橡胶元件来补偿安装时或工作中温度变化时的运动。
本发明的铰接结构尤其适用于产生刚性连接或准刚性连接，比如在机动车的增压空气管路中或没有动态运动负荷的连接中，尤其具有连接的高温度高压负荷。该铰接结构能容易补偿在安装时或在两个连接点之间的略微位置变化时出现的运动。此时不仅能补偿在所述铰接部之间的几毫米长度变化，也能补偿铰接部之间的几度的角度误差，而不会在一侧将应力传入铰接结构。
尤其是在比如在一个管路内设有两个铰接部时可以在小偏差的刚性连接时补偿两个连接件之间的运动。能够执行在安装时为了补偿公差而需要的铰接部的彼此相对运动，而在安装状态中所述连接是固定不变的并且不能无损地解除，最多容许由热致形状变化引起的轻微的铰接部相对运动。
根据一个有利的实施方式，该锁定体可以在其外周面具有对应于该铰接部的导向机构的削平部或空缺。该锁定体有利地呈环状构成，尤其是呈楔形环状。通过在周面上的削平部或空缺，该锁定体可以在导向机构上滑动经过并同时与之匹配地定向。因此，这两个铰接部和锁定体能按照规定方式相对定位。通过这种锁定体设计结构，可以允许铰接部有略微的可转动性，其最好可以在1和5度之间且尤其最好在2度和3度之间。该导向机构可以为此被适当相应调整。
在这种铰接结构情况下替代或补充地规定，其中一个铰接部的锁定轮廓在其内壁上包括多个空缺，这些空缺对应于该锁定体的锁止元件，所述锁止元件能与所述空缺锁定在一起。这些空缺可以有利地在该铰接部的相同轴向高度上形成。或者可以想到，该锁定轮廓由环绕的槽构成。在内壁上有许多个空缺的实施方式中尤其有利的是，这种铰接件的强度相比于具有环绕槽的铰接部得到改善。空缺和可借此锁定的锁止元件的数量越多，力传入铰接部越均匀。如果数量少，则锁定体可能容易以其锁止元件弯曲，以与该锁定轮廓锁定。
根据一个有利的实施方式，两个铰接部之一可以具有沿轴向突出的包括支腿的叉，所述两个铰接部中的另一个的径向突出的销可插入在所述支腿之间，其中所述叉和销是该导向机构的一部分。这样的结构容易制造且允许可靠引导。另外，可以在产生铰接部连接之后依据所述销马上从外面发现所述铰接部和锁定体是否正确就位并且正确接合，尽管在连接机构闭合之后所述公铰接部和锁定体实际上已完全插入母铰接部中。
所述锁定体的锁止部和该铰接部如公铰接部的锁止部可以有利地在接触时形成形状配合。由此可以有效抑制该铰接结构的公铰接部从母铰接部中不希望地滑出。
该锁定体可以尤其有利地呈楔形环状构成。该锁定体可以具有用于例如母铰接部的端侧的支承面并且具有凸缘，其插入所述两个铰接部之间且具有锁止元件。为此，该锁定体可以简单且省地地安装。该锁止轮廓可布置在楔形环内表面上，而用于与锁定轮廓配合的钩位于楔形环外表面上，例如所述锁止元件作为锁定钩构成，在其径向靠内设置的面上形成所述锁止轮廓，例如以形状与例如公铰接部的锁止轮廓互补地形成的表面部段形式。但也可以想到颠倒的实施方式，此时钩位于锁定体凸缘的内侧面上，而锁止轮廓位于当时与铰接部的相应配对件配合的外表面上。
该公铰接件可以有利地在其外周面具有密封槽。通过这种方式可以保证压力密封连接。
该锁定体的直径能适当地可逆扩展以便按规定安装。例如可以在锁定体内设置缝隙。由此，该锁定体能在安装时简单扩张以便将其套装到相应的铰接件上。此外，插入其中一个铰接部中的另一个铰接部的锁止部可以具有凸球形状以固定所述两个铰接部。该铰接部可以有利地在其外表面具有在该凸球形状顶点处的密封槽。
通过至少局部呈凸球形的形状，可以获得该铰接部的球形支承，由此，非常有效地简化了所述铰接部之间的角度误差补偿。可以提供在所述铰接部之间的连接，而无需将公铰接件以特定角度插入母铰接件中并随后锁定，这使得安装变得简单。该铰接部侧的锁止部可以有利地形成该公铰接部的凸球形端侧加粗部的外表面的一部分。这允许很紧凑的布置结构而无需附加构件。
或者也可以想到，该密封槽设置在母铰接部的内表面的一个部位上，该部位对应于该公铰接部的凸球形状的顶点。
通过设置密封槽和根据所述密封布置在凸球形状的顶点处而可以有利地做到所述弹性应力环绕均匀作用到所述两个铰接部上。通过将密封槽定位在凸球形状的顶点，该密封在铰接部相对扭转时保持不变。例如可以采用O形圈作为密封。
根据一个有利的实施方式，该锁定体可以具有缝隙，从而该锁定体的直径能可逆地扩展。该锁定体可以被撑张开并简单地通过凸球形端面被套到公铰接部的具有较小直径的部段上。当在铰接部之间产生连接时，该锁定体的直径可以保持不变。只通过沿公铰接部向外滑动使所述锁止元件运动到相应铰接部的锁定轮廓中，它们能在这里锁定。尤其是该锁定体可被锁定在相应铰接部如母铰接部的锁定轮廓上，并且例如公铰接部还可以有一定的活动余地。
该铰接结构尤其适于制造准刚性的管连接，尤其是交通运输工具中的增压空气管。这种结构不仅可以在正压下工作，也可在负压下工作。
根据本发明的另一方面，提出一种管路，其具有管和至少一个与该管固定连接的本发明的铰接结构。该铰接结构可以被焊接至该管路上，在这里可采用不同的焊接方法，或者可以通过其它适当的方式产生固定连接。
根据本发明的另一方面，提出一种用于本发明铰接结构的铰接部，其中在用于锁定体的锁止元件的容纳区的内侧面上设有至少一个锁定轮廓。
根据本发明的另一方面，提出一种用于本发明铰接结构的铰接部，其中在一个端侧端面设有加粗部，其外表面具有凸球形部段，该凸球形部段设置作为在安装状态下的锁止部用于与锁定体的锁止部配合。
根据本发明的另一方面，提出一种用于本发明铰接结构的锁定体，其中，径向靠外地设有锁定轮廓用于在安装状态下将该锁定体固定在第一铰接部上，还径向靠内地设有锁止部用于限制第二铰接部相对于第一铰接部的相对运动。
附图说明
从以下的附图说明中得到其它优点。附图示出了本发明的多个实施例。附图、说明书和权利要求书包含许多特征组合。本领域技术人员适当地单独关注这些特征并且概括成有意义的其它组合方案，附图举例示出：
图1示出具有两个根据本发明实施方式的铰接结构的内燃机增压空气管的一个实施例；
图2以剖视图示出在根据本发明实施方式的部件集中之前的铰接结构的两个铰接部和一个锁定体；
图3以剖视图示出图2的铰接结构和在公铰接部被固定在母铰接部上之前被套装在公铰接部上的锁定体；
图4以剖视图示出在铰接结构闭合后的图2的铰接结构，其中该锁定体被锁定在母铰接部上；
图5是图2的公铰接部和锁定体的分解图；
图6是带有导向机构的闭合的铰接结构的等轴视图。
具体实施方式
在附图中，相同的或同类的零部件标有相同的附图标记。这些图只示出了例子，而没有限制性意味。
为了说明本发明，图1示出连接管路100的一个实施例，其具有根据本发明实施方式的两个铰接结构10。呈内燃机的增压空气管110状的连接管路100在第一铰接点112通过第一铰接结构10被连接至第一管件，并在远离的铰接点114通过第二铰接结构10被连接至第二管件。连接管路100按照规定是准刚性的，即它在工作使用中不是设置用于动态运动的，而是基本不可运动的，只经受缓慢运动，用于热平衡。
铰接结构10分别形成在两个管或管段之间的活动余地小的连接。铰接结构10容许补偿在管端之间的、倾转运动和轴向运动的微小运动。因此铰接结构10可以补偿达到2.5°的倾转和在两管之间的几毫米如+/-3mm的长度错位。同样，当在连接管路100上设有两个铰接结构10时，可以容易地补偿轴错位。此外，无法在两个端点之间动态补偿运动差异，而是该铰接件10只作为补偿件用于系统安装和两个连接点之间的公差补偿。为了能最佳地利用铰接结构10的优点而建议，铰接结构10成对设置在增压空气管连接110的两侧。
图2-4以剖视图示出在铰接部20、40和锁定体60集中(图2)之前、在锁定体60套装上时的中间步骤(图3)中和闭合状态(图4)下的铰接结构10。
作为用于铰接部20、40和锁定体60的材料，可以采用塑料或金属。作为金属材料适用的是例如钢或锌的压铸件。金属材料和塑料的组合形式也是可行的。因此，比如公铰接件40可以是金属的，而母铰接件20是塑料的。
铰接结构10包括母铰接部20和公铰接部40以及插入铰接部20、40之间的锁定体60，该锁定体阻止铰接部20、40滑动分开。
因而，母铰接部20构成球窝关节的关节窝，而公铰接部40构成关节球。
关节窝和关节球原则上也可以是其它构件如连接管、管件等的一部分。
在公铰接部40的端侧端面48区域内设有凸球形加粗部44。在加粗的凸球形部段中，在顶点处设有密封槽54，密封56如O型圈在安装状态下被插入该密封槽中。密封56用于关节球和关节窝即母铰接部和公铰接部20、40的压力密封连接。
母铰接部20在其内表面28具有锁定轮廓30，锁定轮廓与锁定体60的尤其作为锁定凸起构成的锁止元件64配合。锁定轮廓30在内表面28包括多个空缺34，锁止元件64能以凸起65插入所述空缺中。与凸起65对置地在锁定体60内表面上形成锁止部62，锁止部与另一个公铰接部40的锁止部52配合。锁止部62对应于铰接部40的锁止部52的凸球形状地形成。
锁定体60呈环状且尤其呈楔形环状构成，其具有支承环66和轴向延伸的锁止元件64尤其是锁定凸起。锁定体60在安装状态下在其外表面与母铰接部20锁定并且在其内表面与该公铰接部的锁止部配合。
原则上可以想到颠倒的实施方式，此时，锁定体60被锁定在公铰接件40上并与母铰接件20的锁止部配合。
支承环66用于支承在母铰接部20的一端侧26上。锁定体60不仅用于将公铰接部40固定在母铰接部20上，也用于限制铰接部40相对于母铰接部20的相对运动，因此可靠阻止所述铰接部20、40之间连接的松脱。
铰接结构10还具有导向机构17，借此可以实现铰接部20、40的规定的转动定位。母铰接部20为此具有包括轴向延伸的支腿19、21的叉，公铰接件40的径向延伸的销41插入所述支腿之间。所述销41设置在公铰接部40的端环46的空缺45区域内。当销41插入支腿19、21之间时，空缺45在安装时允许公铰接部40在母铰接部20的叉上滑动经过。空缺45此时构成用于所述叉的侧边界并进而构成用于铰接部20、40之间相对扭转的限制。支腿19、21能具有倒角的外边缘并且朝向母铰接部20扩宽，这改善了铰接部40向铰接部20的引导。
锁定体60在支承环66的周面上具有空缺74，该空缺定位于导向机构17区域中。支承环66所具有的直径仅略微小于在母铰接部26的端侧26处的圆周，因而空缺74允许锁定体60能在支腿19、21上滑动经过并且同时处于以下转动位置，它允许锁止元件64可靠锁定到锁定轮廓30的空缺34中，即便这是无法从外面看到的。公铰接部40和锁定体60的细节如图5的分解视图所示。
如从图2-5的序列中看到地，为了安装该铰接结构10，锁定体60首先被套装到公铰接部40上。为了能使作为楔形环构成的锁定体60移动经过关节球的加粗部44，可以使该锁定体撑张开。因此，该楔形环在一个部位通过缝隙72被切开(图2)，从而该楔形环是开口的并且可以移动经过关节球(公铰接部40)上的加粗部44。
接着，密封56被安装到关节球(公铰接部40)上，随后该关节球(公铰接部40)连同安装上的密封56以端侧48被向前压入关节窝(母铰接部20)中。此时，楔形环(锁定体60)位于关节球(公铰接部40)上的加粗部44外。
锁定体60(楔形环)同样被压入关节窝(母铰接部20)中。此时，楔形环(锁定体60)的锁定凸起(锁止元件64)总是还位于加粗部44外并且其外径能被压缩，直到它们能深陷在关节窝(母铰接部20)上的锁定轮廓30下方。此时如此设定锁止元件64的厚度大小，锁止元件在铰接部20、40集中时恰好还穿过该缝隙，该缝隙形成在母铰接部20的入口直径和公铰接部40的关节球的在加粗部44一侧的区域之间。
锁定体60连同其弹性的锁止元件64可以在安装时沉陷在锁定轮廓30的内轮廓下方，其中锁定体60能以锁止部62被压紧到其内表面上，直到压到公铰接部40的外表面上。在此压缩状态中，锁止元件64的凸起65的外边缘具有小于锁定轮廓30的内径的直径。
这可以如此做到，在母铰接部20的锁定轮廓30的内轮廓和在凸球形加粗部44之后的公铰接部40外轮廓的圆柱形部分42(见图2)之间的缝隙高度(在图3中作为B画出)大于在锁定体60的凸起65的外边缘和包含锁定体60的锁止部62的内轮廓之间的距离(在图3中作为A画出)。只有当该距离A小于或等于缝隙高度B时，锁定体60才能被压入两个铰接部20、40之间的缝隙中。
所述关节球和楔形环在轴向上被压入，直到该锁定凸起(锁止元件64)锁止在关节窝的锁定轮廓30的空缺34后面。因为锁止元件64的外径大于锁定轮廓30的内径，故楔形环(锁定体60)被可靠固定在母铰接部20上并且不能再被无损坏地取出。在铰接结构10承受拉力时，楔形环(锁定体60)像形状配合连接那样相对于关节球上的凸球形加粗部44作用并阻止铰接结构10打开。此时，在锁定体60的锁止元件64的内侧面上的锁止部62和在凸球形加粗部44上的关节球(公铰接部40)的锁止部52在接触时形成形状配合，因为它们的形状是互补构成的，例如加粗部44上的锁止部52是向外隆凸(凸球形)的，而锁止部52是向内凹弯的。
图6以等轴视图示出图2的铰接结构10，具有根据图4的闭合的连接机构。锁定体60近乎完全深入直达母铰接部20内的支承环66。公铰接部40同样尽量深入到母铰接部20中，在这里，在公铰接部40上的导向机构17的径向突出的销41的位置上能看到这些零部件是否相互正确就位。

Claims (16)

1.一种用于管路的铰接结构(10)，包括两个铰接部(20,40)，其中两个所述铰接部中的一个(40)插入两个所述铰接部中的另一个(20)中，还包括锁定体(60)，该锁定体至少局部插入所述铰接部(20,40)之间并且与其中一个铰接部(20)上的锁定轮廓(30)和另一个铰接部(40)的锁止部(52)配合，从而至少能限制所述铰接部(20,40)之间的相对运动，其中在所述铰接部(20,40)上设有导向机构(17)，从而所述两个铰接部(20,40)能在规定的转动位置上相互接合。
2.根据权利要求1所述的铰接结构，其中，一个铰接部(20)的锁定轮廓(30)在其内壁上包括对应于该锁定体(60)的锁止元件(64)的多个空缺(34)。
3.一种用于管路的铰接结构(10)，包括两个铰接部(20,40)，其中两个所述铰接部中的一个(40)插入两个铰接部中的另一个(20)中，还包括锁定体(60)，该锁定体至少局部插入所述铰接部(20,40)之间并且与其中一个铰接部(20)上的锁定轮廓(30)和另一个铰接部(40)的锁止部(52)配合，从而至少能限制所述铰接部(20,40)之间的相对运动，其中一个铰接部(20)的锁定轮廓(30)在其内壁上包括与该锁定体(60)的锁止元件(64)对应的多个空缺(34)。
4.根据权利要求2或3的铰接结构，其中，这些空缺(34)在该铰接部(20)的相同轴向高度上形成。
5.根据权利要求3或4的铰接结构，其中，在所述铰接部(20,40)上设有导向机构(17)，从而所述两个铰接部(20,40)能在规定的转动位置上相互接合。
6.根据前述权利要求之一的铰接结构，其中个，该锁定体(60)在其外周面具有对应于所述铰接部(20,40)的导向机构(17)的削平部(74)。
7.根据前述权利要求之一的铰接结构，其中，所述两个铰接部之一(20)具有沿轴向突出的包括支腿(19,21)的叉，所述两个铰接部中另一个铰接部(40)的径向突出的销(41)能插入在所述支腿之间，其中所述叉和销(41)是导向机构(17)的一部分。
8.根据前述权利要求之一的铰接结构，其中，该锁定体(60)的锁止部(62)和所述另一个铰接部(40)的锁止部(52)在接触时形成形状配合。
9.根据前述权利要求之一的铰接结构，其中，插入其中一个铰接部(20)中的所述另一个铰接部(40)的锁止部(52)具有凸球形状。
10.根据权利要求9的铰接结构，其中，所述另一个铰接部(40)在其外表面具有在凸球形状顶点处的密封槽(54)。
11.根据前述权利要求之一的铰接结构，其中，该锁定体(60)具有缝隙(72)，从而该锁定体(60)的直径能可逆地扩展。
12.根据前述权利要求之一的铰接结构(10)的用途，用于建立导气管且尤其是增压空气管(110)的准刚性连接。
13.一种连接管路(100)，具有管和至少一个与该管固定连接的根据权利要求1至11之一的铰接结构(10)。
14.一种用于根据权利要求1至11之一的铰接结构(10)的铰接部(20)，其中，在用于该锁定体(60)的锁止元件(64)的容纳区内的内侧面上(28)设有至少一个锁定轮廓(30)。
15.一种用于根据权利要求1至11之一的铰接结构(10)的铰接部(40)，其中，在一个端侧端面(48)上设有加粗部(44)，该加粗部的外表面具有凸球形部段，该凸球形部段在安装状态下作为锁止部(52)设置用于与锁定体(60)的锁止部(62)配合。
16.一种用于根据权利要求1至11之一的铰接结构(10)的锁定体(60)，其中，径向靠外地设有锁定轮廓(64)用于在安装状态下将该锁定体(60)固定在第一铰接部(20)上，并且径向靠内地设有锁止部(62)用于限制所述第二铰接部(40)相对于第一铰接部(20)的相对运动。
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