CN110500465A

CN110500465A - 用于机动车辆的流体连接装置

Info

Publication number: CN110500465A
Application number: CN201910411184.3A
Authority: CN
Inventors: J-G·维格; T·贝纳德
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2019-11-26
Anticipated expiration: 2039-05-17
Also published as: FR3081203A1; PL3569910T3; EP3569910B1; FR3081203B1; US11326726B2; EP3569910A1; US20190353290A1; CN110500465B

Abstract

本申请涉及一种用于机动车辆的流体连接装置，其包括：‑内凹喷嘴，其具有内部流体流动通道，并设置成接收外凸喷嘴，‑弹性卡扣机构，其由内凹喷嘴承载，并设置成当外凸喷嘴接合在内凹喷嘴中时与外凸喷嘴配合，‑机构，其用于检测外凸喷嘴进入内凹喷嘴的弹性卡扣装配，和‑电插头，其用于将装置电连接到电源，其特征在于，检测机构包括一个柔性导电圆顶，其容纳在内凹喷嘴中，并能够通过使外凸喷嘴在圆顶的顶点上挤压而从不受压力的自由位置弹性变形到受压力位置，在自由位置处圆顶具有大致弯曲的形状，在受压力位置处圆顶具有大致被压扁的形状，并在连接到电插头的两个端子之间提供电连接。

Description

用于机动车辆的流体连接装置

技术领域

本发明具体涉及一种流体连接装置，特别是用于机动车辆的流体连接装置，其可以用于例如将进气喷嘴连接到内燃发动机的泄气管的应用。

背景技术

用于使气体从燃烧室通向发动机曲轴箱的内燃机的泄气管被广泛地称为“窜气管”。通常，机动车辆的快速连接件用于将流体输送管连接到发动机部件。特别地，流体连接装置和加热装置用于污染控制系统，其中，发动机燃烧的气态残余物(其积聚在发动机曲轴箱中并且特别含有水分)注入到进气管中。在极冷的情况下，这些水可能结冰并导致管道阻塞，在完全阻塞的情况下，这会导致发动机曲轴箱中的压力增加，从而使得发动机曲轴箱中所包含的润滑油通过测量仪表入口排出。这可能导致发动机的严重损坏。

在当前技术中，这种连接装置包括基于具有正温度系数或“PTC”的部件的流体加热装置。待加热的流体在通常由铝制成的导热管中循环，该导热管由PTC部件加热。实际上，PTC部件相对较小(直径约为8mm)，这导致使用导热管故意地增加流体与加热装置之间的交换表面。有多种方法使PTC部件与该管热连接，通常是通过将部件焊接或冲压在该管上。

文献FR-A1-2 943 718描述了一种带有PTC部件的流体连接装置。

机动车辆排放控制系统受到CARB(Californian Air Resources Board，加州空气资源局)最初设立的严格规定(OBD标准，车载诊断的首字母缩写)约束，以控制车辆污染物排放。电子发动机管理系统和相关传感器的到来使得车辆能够减少其污染物排放。因此，OBD规定车辆在其整个使用寿命期间必须持续监控发动机在污染方面的正常功能。其规定必须通过仪表板上的指示灯报告排放故障，并且必须由车辆记录与检测到的故障相对应的代码。在这种情况下，重要的是确保流体连接装置正确地连接。在需要拆卸装置的电动机维护操作期间，设备可能未被操作者正确连接，而必须能够识别和校正这种连接缺陷。

本发明提出了一种技术改进，以满足现行法规的需要。

发明内容

本发明涉及一种特别用于机动车辆的流体连接装置，其包括：

-内凹喷嘴，其具有内部流体流动通道，并且设置成接收外凸喷嘴，

-弹性卡扣机构，其由所述内凹喷嘴承载，并且设置成当所述外凸喷嘴接合在所述内凹喷嘴中时与所述外凸喷嘴配合，

-机构，其用于检测所述外凸喷嘴进入所述内凹喷嘴的弹性卡扣装配，以及

-电插头，其用于将装置电连接到电源，

其特征在于，所述检测机构包括一个柔性导电圆顶，所述圆顶容纳在所述内凹喷嘴中，并且所述圆顶能够通过使所述外凸喷嘴在所述圆顶的顶点上挤压而从不受压力的自由位置弹性变形到受压力位置，在自由位置处所述圆顶具有大致弯曲的形状，在受压力位置处所述圆顶具有大致被压扁的形状，并在连接到所述电插头的两个端子之间提供电连接。

在当前技术中，例如用于进气的外凸喷嘴包括外部环形肋，所述外部环形肋用于与连接装置的内凹喷嘴弹性卡扣装配。本发明提出在不改变外凸喷嘴的情况下检测该卡扣装配，这是经济的并且因此是有利的。为此目的，本发明提出，检测机构直接与外凸喷嘴配合，并且优选地与外凸喷嘴的圆柱形表面配合，所述肋在该圆柱形表面上凸出。这可以通过圆顶检测机构实现。这种类型的圆顶在另一种非常不同的应用中是已知的，所述应用是计算机键盘。柔性导电圆顶位于键盘上的每个键下方，并且可以通过挤压键而从自由位置变形到变形位置，其中圆顶提供电连接。这里在流体连接装置中使用圆顶，圆顶具有制造简单、节省空间并且对尺寸链不太敏感的优点。它以可靠并且经济的方式优化了对外凸喷嘴与内凹喷嘴的正确连接的检测。

因此，根据本发明的装置具有双重连接功能，分别是流体连接和电连接。圆顶优选地具有常开单动电开关的功能。

所述装置的优点在于它允许通过机动车辆的计算机进行可靠和永久的诊断。相反，可能会装备这种类型装置的压力传感器不允许在任何时间进行诊断。在车辆的下侧发动机中发生超压时尤其如此。超压不是泄漏，计算机将会受到干扰，并将无法检测到这种超压。

根据本发明的装置可以包括彼此独立或彼此组合的以下特征中的一个或多个：

-所述圆顶包括金属板，所述金属板具有大致在其中央的所述顶点以及在其外周处的压腿，

-至少有两个、三个或四个腿，

-所述圆顶包括柔性密封膜，其覆盖所述板，

-所述端子通过具有第一预定阻抗值L1的至少一个电气元件而被连接在一起，

-所述端子中的第一个端子大致位于所述顶点的下方并垂直于所述顶点，并且所述端子中的第二个端子与圆顶的外周永久接触，

-所述第一端子连接至具有第二预定阻抗值L2的至少一个电气元件，

-所述内凹喷嘴包括内部腔室，所述内部腔室中容纳所述圆顶的支撑件，所述支撑件与连接到所述端子以及连接到所述电插头的电导轨整体结合，

-所述支撑件具有大致圆柱形的形状，所述圆顶位于所述支撑件的圆形端部上，

-所述元件由所述支撑件承载，例如位于该支撑件的侧面凹部中，

-所述内凹喷嘴包括流体连接尾部以及安装在所述尾部一端的主体，所述腔室形成在所述本体中，并且通过附接并固定到所述主体的盖而被封闭，

-所述尾部具有直的或成拐角的形状，

-所述圆顶设置成在大致与所述外凸喷嘴插入内凹喷嘴的方向垂直的方向上弹性变形，

-至少一个环形密封接头安装在所述内凹喷嘴中，并且相对于所述外凸喷嘴插入内凹喷嘴中的方向而位于所述圆顶的上游，

-至少一个环形密封接头安装在所述内凹喷嘴中，并且相对于所述外凸喷嘴插入内凹喷嘴中的方向而位于所述圆顶的下游，

-所述装置包括流体加热装置，所述流体加热装置容纳在所述内凹喷嘴中并且连接到所述电插头，

-该装置包括所述外凸喷嘴，并且

-所述外凸喷嘴包括管状端部，所述管状端部具有外圆柱形表面以及从所述表面凸出的环形肋，所述肋设置成与所述内凹喷嘴的所述卡扣机构配合，并且所述圆柱形表面用于与所述圆顶配合，特别是通过滑动和挤压进行配合。

附图说明

在阅读作为非限制性示例并参考了附图的下文的描述时，将会更好地理解本发明，并且本发明的其它细节、特征和优点将更清楚地显现，在所述附图中：

-图1是根据本发明的实施方案的流体连接装置的立体示意图，

-图2是图1中的与外凸喷嘴相关连的流体连接装置的立体示意图，

-图3是图2中的装置的分解示意图，

-图4是图3中的部件的较大尺寸的视图，

-图5是图1和图2中的装置的电导轨的立体示意图，

-图6是与图5中的导轨整体结合的支撑件的立体示意图，

-图7a至图7d是显示了根据本发明的装置的电路的简化图，

-图8是图2中的装置的轴向截面的局部示意图，

-图9是连接装置的实施方案的变体形式的轴向截面的局部示意图，

-图10是根据本发明的装置的圆顶的立体示意图，

-图11a和图11b分别是处于不受压力的自由状态下以及处于弹性变形状态下的圆顶的示意截面图。

具体实施方式

图1至图8显示了根据本发明的流体连接装置10的实施方案，其例如位于进气喷嘴12与内燃发动机的泄气管14之间。

喷嘴12在图1中未显示，而在图2、图3和图8中示出。管14在图1中用虚线示意性地表示。

装置10具有内凹喷嘴16，内凹喷嘴16限定了用于流体流动的内部通道P(优选地沿着图1中的箭头方向限定用于流体流动的内部通道P)。在所示出的示例中，内凹喷嘴16基本上由两部分组成，即主体18和连接尾部20。

主体18例如由塑料制成。其可以通过注塑获得。主体18包括两个部分18a、18b，所述两个部分中的一个基本上是圆柱形的，其旋转轴线标记为X并且对应于流体进入主体的入口轴线。主体18还包括部分18b，其从部分18a上的X轴线径向延伸。该部分18b形成中空突起，并且包括内部腔室L，该内部腔室L用于接收装置22，该装置22用于检测喷嘴12(其为外凸喷嘴)在内凹喷嘴16中的连接。

外凸喷嘴12通常为圆柱形，并且包括外圆柱表面12a，至少一个外环形肋12b在外圆柱表面12a上凸出。

主体18的部分18a由弹性卡扣环30围绕，所述弹性卡扣环30在此是可移除的。该环30是裂口式的，并且可以弹性变形以增加其内径。所述环30包括齿30a，齿30a径向向内(相对于X轴)定向，并且能够通过弹性卡扣装配方式而与喷嘴的肋12b配合。此处有两个径向相对的齿30a(图3)。

连接尾部20具有任意形状并且在所示的示例中是有拐角的。或者，连接尾部20可以是直的。所述连接尾部20可以由塑料材料制成。尾部20通常是管状的并且包括端部20a和相对的端部20b，所述端部20a安装在主体18(特别是部分18a)的内部通道P的一端上，而端部20b的截面具有冷杉树的形状或类似的形状，从而保持旨在安装在该端部20b上的管14。

至少一个环形密封接头26安装在内凹喷嘴16的内部通道P中，并且构造成与外凸喷嘴12配合。在所示出的示例中，密封件安装在限定在主体18与尾部20之间的内部环形凹槽27中(图8)。密封件26旨在以密封的方式与喷嘴的圆柱形表面12a的在肋12b与该喷嘴的自由端之间延伸的一部分配合。

在图9所示出的实施方案中，密封件26安装在主体18中，并且与连接尾部20轴向间隔开。

主体18的壳体L径向向外打开，并且在此由盖34(图3和图4)封闭。盖34例如由塑料材料制成，并通过超声波焊接固定到主体18。

在图3至图6中能够更好地看到位于该壳体L中的检测机构22。

检测机构22应当包括至少一个柔性且导电的圆顶40，如图10中示意性所示。圆顶40可以从不受压力的自由位置弹性变形到受压力位置，在自由位置处圆顶40具有大致弯曲的形状(图11a)，而在受压力位置处圆顶40具有大致被压扁并因此基本上是扁平的形状(图11b)。

如图10所示，圆顶40可以包括金属板42，金属板42具有基本上位于中间的顶点44以及位于顶点44的外周的压腿46。板42相对较薄，厚度在0.01至0.2mm之间，优选地在0.04至0.1mm之间。板42例如由弹簧钢制成。例如，所述板42长度为2至10mm，宽度为2至10mm。

腿46的目的是确保圆顶40的精确定位和稳定性，特别是在圆顶40的不受压力的自由位置处确保圆顶40的精确定位和稳定性。腿46可以彼此间隔开，并且通过板42的内凹弯曲外围边缘48彼此连接，如同在所示出的示例中那样。这些边缘48限定空气通道，空气通道旨在使位于圆顶40下方的空间中的空气便于在圆顶40变形期间排出(即便考虑到所述板的相对小的尺寸而该空间的体积也很小)。边缘48还减小了圆顶的压毁力，从板上去除的材料越多，板的柔性就越大，使得转换更为容易。至少有两个、三个或四个腿46。在所示出的示例中有四个腿46。

另外，如图10所示，板42的顶点44可以包括凹部，使得所述板具有隆起，所述隆起朝向下方并因此位于在板42下方的空间中。或者，板的顶点可以包括隆起、尖端、空处、孔、变形部、倒圆部等，而不是凹部。

圆顶40还包括柔性密封膜50，其覆盖板42以特别地保护它。

例如，膜50由橡胶制成，优选地为抗油的，厚度在0.5至5mm之间，优选地在0.8至4mm之间。膜50旨在覆盖整个板42。所述膜50可以具有大致圆形形状，其中央部分50a是弯曲的，并且覆盖板42并且特别是覆盖其顶点44，并且膜50的外周部分50b覆盖所述腿46并且通过压靠内凹喷嘴16的主体18的环形凸缘18c而被保持为紧紧地抵靠这些腿。

如图8所示，壳体L穿过由该环形凸缘18c限定的开口径向向内打开到主体18的内部通道P中。在圆顶40在主体18中的安装位置上，当圆顶处于不受压力的状态(图11a)时，圆顶的一部分凸出到通道P中。在该位置中圆顶位于通道中的部分可以是膜50的一部分或甚至是板42的一部分。在变形且被压扁的位置上，圆顶40被约束在通道P的外部。这通过外凸喷嘴12与圆顶40的直接配合而成为可能。

外凸喷嘴12向内凹喷嘴16中接合的方向基本上平行于X轴线。在所示出的示例中，圆顶40构造成在基本垂直于该插入方向的方向上弹性变形。当将外凸喷嘴12接合在内凹喷嘴16中时，喷嘴12的圆柱形表面12a，特别是该表面的在肋12b与喷嘴的自由端之间延伸的一部分，旨在通过滑动和挤压来配合在圆顶40上，从而将其从图11a中的位置约束并变形到图11b中的位置。

在图8所示出的示例中，密封接头26安装在内凹喷嘴16中，并且相对于外凸喷嘴12进入内凹喷嘴16中的插入方向位于圆顶40的下游。这在变体形式中可能是相反的。在图9所示出的变体形式中，接头密封件26安装在内凹喷嘴中，并且相对于外凸喷嘴的插入方向位于圆顶40的上游。

在图8的情况下，圆顶与流体隔离，因此对流体的压力和性质不太敏感。在图9的情况下，当喷嘴12充分接合并密封在喷嘴16中时，圆顶40能够检测喷嘴12。膜50随之向流体暴露，必须选择具有良好的压力、温度和耐化学性的膜50，以保持其在操作中的密封功能。

圆顶40，特别是其板42，由导电材料制成，并且旨在具有电开关的功能。在不受压力的自由位置上，使电路断开。在变形位置上，使装置10的电路闭合。为此目的，圆顶40的外周永久地压在第一电端子52上。在所示出的示例中，该电接头由板42的腿46提供，腿46抵靠图4至图6中可见的大致环形的端子52上。当圆顶处于变形状态时，圆顶40的顶点44能够挤压第二电端子54。在所示出的示例中，该电接头由板42的顶点或下侧隆起提供，其能够抵靠图4至图6中可见的大致圆形的端子54。环形端子52围绕圆形端子54延伸。

端子52、54在此连接到电路中的导轨，其在图5中是可见。导轨允许端子电连接到电导体56、58，电导体56、58本身连接到电插头60，用于将装置10电连接到电源。

端子52、54和导轨在此整体结合到圆顶40的支撑件62中。支撑件62具有大致的圆柱形状，其旋转轴线大致垂直于X轴线。支撑件62具有两个圆形纵向端部，其一个下侧端部62a可以通过形状配合而挤压并楔入到盖34上，并且支撑件62的上侧端部62b支撑圆顶40。

如图所示，端子52、54位于该上端62b上，并且圆顶40旨在插置于该端部与前述环形凸缘18c之间。

支撑件62包括用于安装两个电气元件64、66的侧面凹部62c，电气元件64、66在所示出的示例中是电阻器。第一电气元件64具有第一预定阻抗值L1并且使电端子52、54彼此连接。第二电气元件66具有第二预定阻抗值L2并且连接到环形端子52。更确切地说，第一元件64将连接到端子52、54的电导轨彼此连接，并且还连接到与插头60连接的导体56中的一个的一端。第二元件连接位于如下两个之间的电导轨，其中一个连接到第一端子52，另一个连接到连接到插头60的另一个导体58的一端。

因此可以理解，支撑件62整体结合了端子52、54和导轨，并且还承载元件64、66，这些全都被收容在由盖34封闭的主体18的壳体L中。例如，端子64、66和导轨由冲压和折叠的白铜板制成，支撑件62在这些板上包塑成型。

内凹喷嘴16的部分18b包括壁，导体56、58穿过该壁，并且在该区域中可以包括在导体与该壁之间提供密封的构件68。

图7a至图7d以简化的方式示出了装置10的电路，并结合前述的涉及端子52、54和电气元件64、66的参考。

这些附图显示了该回路可以采用的四个状态。

在图7c所示出的第一个状态中，装置10的插头60未连接到电源，并且意性地表示为断开的回路。在图7b所示出的第二个状态中，装置的插头60连接到电源，并且圆顶40处于自由状态而不受压力。在第三个状态(图7a)中，圆顶40变形并提供端子52、54之间的电连接。在图7d所示出的第四个状态中，插头60未连接并使回路断开，而圆顶40变形。

取决于回路的状态，元件64接通或不接通，即元件64允许电流通过或不通过。在所述第一个和最后一个状态中，其不允许电流通过。在第二个状态中，它使电流通过，但在第三状态中其不允许电流通过或仅略微允许电流通过，这是因为电流将优先通过较低阻抗的圆顶40。

在所述第一个和最后一个状态中，由于插头60(并且因此装置10)未连接到电源，回路完全断开并且在该回路中流动的电流为零。回路的等效阻抗是无限。在第二个状态中，元件64将允许电流在端子52、54之间通过。在第三个状态中，电流将优先通过圆顶40。

附图标记60指的是与该回路相关联的控制器或计算机，以检测回路的电阻或阻抗值，以确定喷嘴12、16是否正确地相互连接。

因此，控制器60能够识别回路的状态。为此，其测量回路的阻抗值并将其与一个或更多个预定值进行比较。当阻抗值为无限时，回路处于第一个或最后一个状态，并且装置不工作。当阻抗值等于元件64的阻抗值(例如1.2KΩ)时，回路处于第二个状态，插头60正确地连接但插头12未接合或未正确地接合在装置10中。当测量的阻抗值小于元件64的阻抗值(例如若干欧姆)或甚至为零时，回路处于第三个状态，插头60正确地连接并且外凸喷嘴12正确地接合在内凹喷嘴16中。

例如，控制器60是机动车辆的车载计算机的一部分。

尽管未示出，但是装置10可以包括流体加热装置，所述流体加热装置容纳在内凹喷嘴中并连接到电插头。这些加热装置例如包括热敏电阻，其适于加热在内凹喷嘴的通道内同轴延伸的导热管。热敏电阻可以位于壳体L中。

因此，本发明能够检测装置10的主体中的喷嘴12中的物理状态，以便根据现行法规诊断该防治污染设备的正确连接。

Claims

1.一种流体连接装置(10)，其特别用于机动车辆，所述流体连接装置(10)包括：

-内凹喷嘴(16)，其具有内部流体流动通道(P)，并且设置成接收外凸喷嘴(12)，

-弹性卡扣机构(30)，其由所述内凹喷嘴承载，并且设置成当所述外凸喷嘴接合在所述内凹喷嘴中时与所述外凸喷嘴配合，

-机构(22)，其用于检测所述外凸喷嘴进入所述内凹喷嘴的弹性卡扣装配，以及

-电插头(60)，其用于将装置电连接到电源，

其特征在于，所述检测机构(22)包括一个柔性导电圆顶(40)，所述圆顶(40)容纳在所述内凹喷嘴(16)中，并且所述圆顶(40)能够通过使所述外凸喷嘴(12)在所述圆顶的顶点(44)上进行挤压而从不受压力的自由位置弹性变形到受压力位置，在所述自由位置处所述圆顶(40)具有大致弯曲的形状，在所述受压力位置处所述圆顶(40)具有大致被压扁的形状，并在连接到所述电插头的两个端子(52、54)之间提供电连接。

2.根据前一权利要求所述的流体连接装置(10)，其中，所述圆顶(40)包括金属板(42)，所述金属板(42)具有大致在其中央的所述顶点(44)以及在其外周处的支撑腿(46)。

3.根据前一权利要求所述的流体连接装置(10)，其中，所述腿(46)的数量至少为两个、三个或四个。

4.根据权利要求2或3所述的流体连接装置(10)，其中，所述圆顶(40)包括柔性密封膜(50)，所述柔性密封膜(50)覆盖所述板(42)。

5.根据前述权利要求的任一项所述的流体连接装置(10)，其中，所述端子(52、54)通过具有第一预定阻抗值L1的至少一个电气元件(64)连接在一起。

6.根据前述权利要求的任一项所述的流体连接装置(10)，其中，所述端子中的第一个端子(54)大致位于所述顶点(44)的下方并垂直于所述顶点(44)，并且所述端子中的第二个端子(52)与圆顶(40)的外周永久接触。

7.根据从属于权利要求5的权利要求6所述的流体连接装置(10)，其中，所述第一端子(54)连接至具有第二预定阻抗值L2的至少一个电气元件(66)。

8.根据前述权利要求的任一项所述的流体连接装置(10)，其中，所述内凹喷嘴(16)包括内部腔室(L)，所述内部腔室(L)中容纳所述圆顶(40)的支撑件(62)，该支撑件与连接到所述端子(52、54)以及连接到所述电插头(60)的电导轨整体结合。

9.根据前一权利要求所述的流体连接装置(10)，其中，所述支撑件(62)具有大致圆柱形的形状，所述圆顶(40)位于所述支撑件的圆形端部(62b)上。

10.根据从属于权利要求7的权利要求8或9所述的流体连接装置(10)，其中，所述元件(64、66)由所述支撑件(62)承载，例如位于该支撑件的侧面凹部(62c)中。

11.根据前述权利要求的任一项所述的流体连接装置(10)，其中，所述内凹喷嘴(16)包括流体连接尾部(20)以及安装在所述尾部一端的主体(18)，所述腔室(L)形成在所述主体中，并且通过附接并固定到所述主体的盖(34)而被封闭。

12.根据前述权利要求的任一项所述的流体连接装置(10)，其中，所述圆顶(40)设置成在大致与所述外凸喷嘴(12)插入所述内凹喷嘴(16)中的方向垂直的方向上弹性变形。

13.根据前述权利要求的任一项所述的流体连接装置(10)，其中，至少一个环形密封接头(26)安装在所述内凹喷嘴(16)中，并且相对于所述外凸喷嘴(12)插入内凹喷嘴中的方向而位于所述圆顶(40)的上游。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的流体连接装置(10)，其中，至少一个环形密封接头(26)安装在所述内凹喷嘴(16)中，并且相对于所述外凸喷嘴(12)插入内凹喷嘴中的方向位于所述圆顶(40)的下游。

15.根据前述权利要求的任一项所述的流体连接装置(10)，其中，所述装置包括流体加热装置，所述流体加热装置容纳在所述内凹喷嘴(16)中并且连接到所述电插头(60)。

16.根据前述权利要求的任一项所述的流体连接装置(10)，其中，所述装置(10)包括所述外凸喷嘴(12)。

17.根据前一权利要求所述的流体连接装置(10)，其中，所述外凸喷嘴(12)包括管状端部，所述管状端部具有外圆柱形表面(12a)以及从该表面凸出的环形肋(12b)，所述肋设置成与所述内凹喷嘴(16)的所述卡扣机构(30)配合，并且所述圆柱形表面用于与所述圆顶(40)配合，特别是通过滑动和挤压而与所述圆顶(40)进行配合。