CN110043740B - 一种内弹簧式快插接头结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内弹簧式快插接头结构，包括接头主体(2)、滑套(7)、接头阳头(9)和内弹簧(14)，滑套(7)与接头主体(2)之间形成弹性滑动配合结构，接头主体(2)中空内腔中安装第一密封圈(10)、内弹簧(14)；接头阳头(9)通过挤压内弹簧(14)与接头主体(2)、滑套(7)之间形成限位锁紧机构；当接头阳头(9)与接头主体(2)之间通过限位锁紧机构插接到位时，接头阳头(9)上的密封接触部(92)与第一密封圈(10)之间形成接触密封结构。本发明通过限位锁紧机构与第一密封圈配合，使接头主体与接头阳头保持锁止状态，大幅提高了快插接头的密封性能，具有结构更简单、紧凑、操作方便等突出优点。

Description

一种内弹簧式快插接头结构
技术领域
本发明涉及快插接头结构设计领域，尤其是涉及应用于电动汽车电池热管理系统的一种内弹簧式快插接头结构。
背景技术
动力电池作为电动汽车的能量载体，呈现出高能量密度、高功率密度的发展趋势，同时，复杂的汽车行驶工况和高温环境将导致电池模组热量迅速聚集，严重影响电池的电化学反应性能和循环寿命，甚至会导致热失控而引起燃烧和爆炸。
快插接头作为动力电池冷却系统中的重要连接部件，将影响到整个冷却系统的安全性和可靠性。现有的动力电池冷却系统中的快插接头，其在实际使用中存在着如下问题：
(1)、多数快插接头，并不能完全实现快速插拔，需要手动向前推动锁紧卡扣来达到锁紧状态；而多数pack包预留管路总成的装配空间较小，因此，容易造成配困难或不能装配，从而影响pack包的装配效率和客户体验。
(2)、快插接头产品的尺寸精度不易控制，从而影响到产品的密封性及配合精度，特别是在侧向受力后，容易造成密封圈失效，从而造成冷却管路的泄漏。
(3)、快插接头的锁紧机构多为塑料锁紧卡扣，其在低温或者高温条件下，性能会急剧下降，存在有断裂、脱落的风险。
(4)、快插接头的轴向间隙不易控制，插入使用后的上下窜动量大，容易造成密封圈磨损，从而造成密封失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种内弹簧式快插接头结构，提高快插接头的密封性能。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种内弹簧式快插接头结构，包括接头主体、滑套、接头阳头和内弹簧，所述的滑套与接头主体之间形成弹性滑动配合结构，所述接头主体的中空内腔中安装第一密封圈、内弹簧；所述的接头阳头通过挤压内弹簧与接头主体、滑套之间形成限位锁紧机构；当接头阳头与接头主体之间通过限位锁紧机构插接到位时，所述接头阳头上的密封接触部与第一密封圈之间形成接触密封结构。
优选地，还包括第二密封圈，所述的第二密封圈安装在接头主体的中空内腔中，当接头阳头与接头主体之间通过限位锁紧机构插接到位时，所述接头阳头上的密封接触部与第二密封圈之间形成接触密封结构。
优选地，还包括隔环，所述的隔环安装在接头主体的中空内腔中，且隔环设置在第二密封圈与第一密封圈之间。
优选地，还包括卡圈，所述的卡圈固定安装在接头主体的中空内腔中。
优选地，所述卡圈的截面形状呈Y形结构，所述接头主体的中空内腔中形成定位槽，所述卡圈上的Y形结构与定位槽之间形成卡接固定结构。
优选地，还包括挡圈，所述滑套的一端形成导槽，所述的挡圈固定安装在接头主体上；所述滑套相对于接头主体的运动行程通过挡圈与导槽配合来进行限定。
优选地，所述滑套的另一端形成限位槽，且滑套与接头主体之间通过限位槽形成弹簧安装腔，所述的弹簧安装腔中设置弹簧，所述的滑套与接头主体之间通过弹簧形成弹性滑动配合结构。
优选地，所述的接头主体上形成滑槽，在滑槽中设置锁止体，所述滑套的中空内腔中形成锁紧环带，所述的接头阳头上形成卡槽；当锁止体通过滑套上的锁紧环带卡接在滑槽与卡槽之间时，由锁止体、滑槽、锁紧环带、卡槽共同形成限位锁紧机构。
优选地，所述的接头阳头上形成锥形结构的凸肩，所述的凸肩上形成卡槽。
优选地，还包括内导套，所述的内导套上形成限位凸台；所述的内导套安装在接头主体的中空内腔中、且与接头主体之间形成滑动配合结构；当所述的限位锁紧机构解除锁紧状态时，所述的内弹簧、内导套、滑套共同将锁止体限定在接头主体上的滑槽中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于接头阳头通过挤压内弹簧与接头主体、滑套之间形成限位锁紧机构、且接头主体的中空内腔中安装第一密封圈，当接头阳头与接头主体之间通过限位锁紧机构插接到位时，接头阳头上的密封接触部与第一密封圈之间形成接触密封结构，通过限位锁紧机构与第一密封圈配合，使接头主体与接头阳头之间可以通过限位锁紧机构保持锁止状态，从而使快插接头的密封性能得以大幅度提高，并且结构更简单、紧凑，操作方便。
附图说明
图1为本发明一种内弹簧式快插接头结构的三维构造图。
图2为本发明一种内弹簧式快插接头结构的剖视图(初始状态)。
图3为本发明一种内弹簧式快插接头结构的剖视图(锁紧状态)。
图4为图1-图3中的接头主体(总成)的剖视图。
图5为图1-图3中的滑套的剖视图。
图6为图1-图3中的内导套的剖视图。
图中部品标记名称：1-外密封圈，2-接头主体，3-锁止体，4-隔环，5-卡圈，6-弹簧，7-滑套，8-挡圈，9-接头阳头，10-第一密封圈，11-第二密封圈，12-弹簧安装腔，13-内导套，14-内弹簧，21-滑槽，22-环形槽，23-定位槽，71-导槽，72-锁紧环带，73-限位槽，91-卡槽，92-密封接触部，93-凸肩，131-限位凸台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2、图3所示的内弹簧式快插接头结构，主要包括接头主体2、滑套7以及接头阳头9和内弹簧14，在接头主体2的一端设置环槽，在该环槽中安装外密封圈1，在接头主体2的中空内腔中安装第一密封圈10、内弹簧14，所述的第一密封圈10通常是以过盈配合方式固定在接头主体2的中空内腔中。所述的滑套7与接头主体2之间形成弹性滑动配合结构，所述的接头阳头9通过挤压内弹簧14与接头主体2、滑套7之间形成限位锁紧机构。当接头阳头9与接头主体2之间通过限位锁紧机构插接到位时，所述接头阳头9上的密封接触部92与第一密封圈10之间形成接触密封结构。具体地，
所述接头主体2的具体结构如图4所示，在接头主体2的外圆周上分别形成滑槽21和环形槽22，所述的滑槽21通常设置若干个、且环接头主体2的外圆周均匀分布，每一个滑槽21的截面形状优选采用锥形结构。所述的滑槽21中设置锁止体3，所述的锁止体3通常采用钢球。所述滑套7的具体结构如图5所示，在滑套7的中空内腔中分别形成导槽71、锁紧环带72和限位槽73。所述接头阳头9的具体结构如图2所示，在接头阳头9一端的外圆周上形成卡槽91，在接头阳头9的另一端形成密封接触部92。为提高接头阳头9的机械强度和使用寿命，通常，可以在接头阳头9的一端上形成锥形结构的凸肩93，在凸肩93上形成卡槽91。
所述的滑套7与接头主体2之间通过限位槽73形成弹簧安装腔12，所述的弹簧安装腔12中设置弹簧6，所述的滑套7与接头主体2之间通过弹簧6形成弹性滑动配合结构。当锁止体3通过滑套7上的锁紧环带72卡接在滑槽21与卡槽91之间时，由锁止体3、滑槽21、锁紧环带72、卡槽91共同形成限位锁紧机构。当接头阳头9与接头主体2之间通过限位锁紧机构插接到位时，所述接头阳头9上的密封接触部92与第一密封圈10之间形成接触密封结构，如图3所示。
为方便接头阳头9与接头主体2之间的插接操作、并保证接头阳头9的插接到位，可以在接头主体2的中空内腔中安装如图6所示的内导套13，所述的内导套13上形成限位凸台131。所述的内导套13位于内弹簧14与锁止体3之间，且内导套13与接头主体2之间形成滑动配合结构。当所述的限位锁紧机构解除锁紧状态时，如图2所示，所述的内弹簧14、内导套13、滑套7共同将锁止体3限定在接头主体2上的滑槽21中。
为了保证滑套7相对于接头主体2滑动的安全性、可靠性，可以在接头主体2上固定连接挡圈8。通常，所述的挡圈8采用钢丝挡圈，并将挡圈8直接卡接固定在接头主体2上的环形槽22中，如图2、图3所示。因此，所述滑套7相对于接头主体2的运动行程可以通过挡圈8与导槽71相配合来进行限定；当滑套7上的锁紧环带72与挡圈8端面接触时，即实现滑套7相对于接头主体2的滑动限位。
为了进一步提高快插接头的密封性能，如图2、图3、图4所示，可以将接头主体2的中空内腔设计为阶梯结构的内腔，在接头主体2的中空内腔中增加设置第二密封圈11，所述的第二密封圈11通常是以过盈配合方式固定安装在接头主体2的中空内腔中，并且，当接头阳头9与接头主体2之间通过限位锁紧机构插接到位时，所述接头阳头9上的密封接触部92同时与第一密封圈10、第二密封圈11之间形成接触密封结构，由此可以形成双密封结构，如图3所示。
上述的内弹簧式快插接头的工作原理是：
在接头阳头9未插入接头主体2总成之前，如图2所示，所述的内导套13在内弹簧14的弹力作用下通过限位凸台131顶住锁止体3，同时，所述的滑套7通过导槽71覆盖锁止体3，从而可以利用内弹簧14、内导套13、滑套7共同将锁止体3限定在接头主体2上的滑槽21中，以限制锁止体3相对于接头主体2向左运动，同时，所述的锁止体3可以限制内导套13相对于接头主体2向右运动，由此达到稳定状态，并防止锁止体3掉落出接头主体2。
在将接头阳头9插接入接头主体2总成过程中，如图3所示，所述接头阳头9上的凸肩93挤压内导套13，使内导套13压缩内弹簧14而相对于接头主体2向左运动，并使锁止体3沿着滑槽21朝接头主体2的外壁运动；当锁止体3与内导套13脱离，随着接头阳头9的继续插入，直到锁止体3通过滑套7上的锁紧环带72卡接在滑槽21与卡槽91之间时，由锁止体3、滑槽21、锁紧环带72、卡槽91共同形成限位锁紧机构，从而实现接头主体2总成与接头阳头9之间的锁紧。
当接头阳头9与接头主体2之间需要解锁时，如图2、图3所示，只需用手将滑套7相对于接头主体2向左拉动、直至滑套7上的锁紧环带72与锁止体3脱离接触，此时，所述的限位锁紧机构处于解锁状态，即可直接从接头主体2上拔出接头阳头9。
在接头阳头9相对于接头主体2进行反复的插接、拔出操作过程中，为了保证接头阳头9上的密封接触部92分别与第一密封圈10、第二密封圈11之间的密封性能，并进一步地提高快插接头密封性能的可靠性，可以在接头主体2的中空内腔中增加设置隔环4和卡圈5，所述的隔环4、卡圈5通常是以过盈配合方式固定安装在接头主体2的中空内腔中，所述的隔环4设置在第二密封圈11与第一密封圈10之间，所述的卡圈5设置在第二密封圈11与滑槽21之间。通常，所述卡圈5的截面形状设计为Y形结构，在接头主体2的中空内腔中形成定位槽23，并使卡圈5上的Y形结构与定位槽23之间形成卡接固定结构，如图2-4所示；并且，当接头阳头9与接头主体2之间通过限位锁紧机构插接到位时，所述的隔环4与接头阳头9上的密封接触部92之间形成接触密封结构，所述的卡圈5与接头阳头9上的密封接触部92之间也形成接触密封结构，如图3所示。
采用上述的结构设计后，通过设置隔环4、卡圈5，不仅可以很好地限定第一密封圈10、第二密封圈11在接头主体2中空内腔中的设定位置，在接头阳头9相对于接头主体2反复插拔操作过程中，可以有效地防止第一密封圈10、第二密封圈11相对于接头主体2发生轴向窜动，以便能够较为精确地控制第一密封圈10、第二密封圈11的压缩量，从而保证接头阳头9上的密封接触部92分别与第一密封圈10、第二密封圈11之间的密封性能，而且，也能使接头阳头9上的密封接触部92分别与隔环4、卡圈5之间形成接触密封结构，由此可以使快插接头形成四重密封结构，从而极大地提高了快插接头的密封可靠性。
本发明在安装时，直接将接头阳头9插接入接头主体2，在接头阳头9插接到位后，其与接头主体2之间将自动锁止。其中，所述的接头主体2、滑套7、接头阳头9可以采用铝合金材料制成，与传统的塑料快插接头结构相比较，不仅具备更高的结构强度及抗振等级，而且具有更优的耐电解液及阻燃等能力，结构更简单、紧凑，操作方便，接头阳头9与接头主体2之间的重复插拔次数可到百万次，且失效风险非常低，极大地提高了快插接头产品的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种内弹簧式快插接头结构，包括接头主体(2)、滑套(7)和接头阳头(9)，所述的滑套(7)与接头主体(2)之间形成弹性滑动配合结构，其特征在于：还包括内弹簧(14)，所述接头主体(2)的中空内腔中安装第一密封圈(10)、内弹簧(14)；所述的接头阳头(9)通过挤压内弹簧(14)与接头主体(2)、滑套(7)之间形成限位锁紧机构；当接头阳头(9)与接头主体(2)之间通过限位锁紧机构插接到位时，所述接头阳头(9)上的密封接触部(92)与第一密封圈(10)之间形成接触密封结构；
所述的接头主体(2)上形成滑槽(21)，在滑槽(21)中设置锁止体(3)，所述滑套(7)的中空内腔中形成锁紧环带(72)，所述的接头阳头(9)上形成卡槽(91)；当锁止体(3)通过滑套(7)上的锁紧环带(72)卡接在滑槽(21)与卡槽(91)之间时，由锁止体(3)、滑槽(21)、锁紧环带(72)、卡槽(91)共同形成限位锁紧机构；
还包括内导套(13)，所述的内导套(13)上形成限位凸台(131)；所述的内导套(13)安装在接头主体(2)的中空内腔中、且与接头主体(2)之间形成滑动配合结构，所述的内导套（13）位于内弹簧（14）与锁止体（3）之间；当所述的限位锁紧机构解除锁紧状态时，所述的内弹簧(14)、内导套(13)、滑套(7)共同将锁止体(3)限定在接头主体(2)上的滑槽(21)中；
所述的接头阳头(9)上形成锥形结构的凸肩(93)，所述的凸肩(93)上形成卡槽(91)。
2.根据权利要求1所述的内弹簧式快插接头结构，其特征在于：还包括第二密封圈(11)，所述的第二密封圈(11)安装在接头主体(2)的中空内腔中，当接头阳头(9)与接头主体(2)之间通过限位锁紧机构插接到位时，所述接头阳头(9)上的密封接触部(92)与第二密封圈(11)之间形成接触密封结构。
3.根据权利要求2所述的内弹簧式快插接头结构，其特征在于：还包括隔环(4)，所述的隔环(4)安装在接头主体(2)的中空内腔中，且隔环(4)设置在第二密封圈(11)与第一密封圈(10)之间。
4.根据权利要求1所述的内弹簧式快插接头结构，其特征在于：还包括卡圈(5)，所述的卡圈(5)固定安装在接头主体(2)的中空内腔中。
5.根据权利要求4所述的内弹簧式快插接头结构，其特征在于：所述卡圈(5)的截面形状呈Y形结构，所述接头主体(2)的中空内腔中形成定位槽(23)，所述卡圈(5)上的Y形结构与定位槽(23)之间形成卡接固定结构。
6.根据权利要求1-5任一项所述的内弹簧式快插接头结构，其特征在于：还包括挡圈(8)，所述滑套(7)的一端形成导槽(71)，所述的挡圈(8)固定安装在接头主体(2)上；所述滑套(7)相对于接头主体(2)的运动行程通过挡圈(8)与导槽(71)配合来进行限定。
7.根据权利要求6所述的内弹簧式快插接头结构，其特征在于：所述滑套(7)的另一端形成限位槽(73)，且滑套(7)与接头主体(2)之间通过限位槽(73)形成弹簧安装腔(12)，所述的弹簧安装腔(12)中设置弹簧(6)，所述的滑套(7)与接头主体(2)之间通过弹簧(6)形成弹性滑动配合结构。
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