CN110805770B - 用于流体供给系统的连接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于流体供给系统的连接设备，该连接设备包括母连接部件和公连接部件，其中，所述母连接部件包括：后支撑板；中间支撑板；前支撑板；其中，所述前支撑板包括旨在连接到所述公连接部件的对应连接元件的流体输出端口，并且所述后、中间和前支撑板每个包括连接到所述输出端口的输出孔，其中，所述中间支撑板固定到所述后支撑板，并且所述前支撑板固定到所述中间支撑板；其中，所述前支撑板设置为能够沿着第一轴线移动；其中，所述中间支撑板设置为能够沿着横向于所述第一轴线的第二轴线移动。

Description

用于流体供给系统的连接设备
技术领域
本发明涉及为气动系统提供空气供给的连接设备的领域，气动系统例如是：作为车辆车身部件的组装站的一部分的气动系统。
背景技术
为了将空气供给给机动车辆领域中的组装站的气动设备，已知使用管将气动设备连接到空气供给，该管的管口连接到空气供给的流体输出端口。为了该目的，要求将管口与端口对齐。这样的对齐通常由以视力控制对齐的能够以足够的精确度将管口布置在端口前方的人工操作员来实现。
然而，在机动车辆工业的范围内，为了提高生产率，大部分组装工作目前使用机器人或其它远程控制设备，以自动的方式来实现。因此期望避免要求人工操作员参与以将管口连接到端口。为了该目的，端口应构造为使得能够在管口与端口对齐方面无需高度的精确度地实现插入管口。
发明内容
本发明旨在通过提供一种用于流体供给系统的连接设备来解决该问题，该连接设备包括母连接部件和公连接部件，
其特征在于，母连接部件包括：
-后支撑板；
-中间支撑板；
-前支撑板；
其中，所述前支撑板包括旨在连接到公连接部件的对应连接元件的流体输出端口，并且所述后、中间和前支撑板每个包括连接到输出端口的输出孔，
其中，中间支撑板固定到后支撑板，并且前支撑板固定到中间支撑板；
其中，前支撑板设置为能够沿着第一轴线移动；
其中，中间支撑板设置为能够沿着横向于第一轴线的第二轴线移动。
由于前和中间支撑板能够沿着两条横向于彼此的轴线移动，它们变成能够相对于后支撑板在两个不同方向上移动的浮动板(floating plates)，即这两块支撑板能够略微移动和/或扭转以使得能够将公部件插入到流体输出端口中而无需它们两者之间的精确对齐。换句话说，由此提供对齐方面的容差。这允许机器人或远程控制设备将公部件插入到流体输出端口中，实现连接，而无需人工操作员的参与。
在一个优选实施例中，使用至少一个螺栓将前支撑板螺固到中间支撑板，前支撑板包括沿着第一轴线延伸的槽孔，并且其中，使用至少一个螺栓将中间支撑板螺固到后支撑板，中间支撑板包括沿着第二轴线延伸的槽孔。这是一个允许前支撑板和中间支撑板沿着第一和第二轴线移动的简单但有效的构造。
优选地，所述连接设备还包括构成后、中间和前支撑板的框架的支撑框架，其中，中间支撑板通过沿着第二轴线延伸的至少两个弹簧、优选地四个弹簧连接到支撑框架，并且其中，前支撑板通过沿着第一轴线延伸的至少两个弹簧、优选地四个弹簧连接到支撑框架。
使用支撑框架并通过弹簧来支承所述板能够使得中间和前支撑板在实现连接之后被迫回到它们的初始位置。
在一个优选实施例中，对于每个弹簧，支撑框架都包括从其延伸穿过弹簧的线圈中的至少一个的弹簧支撑销，和/或围绕附接到所述框架的弹簧的线圈中的至少一个的保持环，以稳定该弹簧。
由此，阻止弹簧左右偏移并使得支撑板以不期望的方式转动。
在一个优选实施例中，第一和第二轴线相互垂直。这尤其适于容易地集成在连接设备中的方形板。
在一个优选实施例中，母连接部件还包括至少两个用于引导公连接部件插入到母连接部件的引导销，公连接部件还包括至少两个用于接收引导销的对应的引导孔，孔具有倒角以利于将销插入孔中。
在一个优选实施例中，在前支撑板的平面中，引导销与流体输出端口对齐。该对齐帮助避免支撑板的不期望的转动。
为了保护其部件(这通常在例如车辆部件组装厂的环境中被要求)，所述连接设备优选地还包括覆盖后、中间和前支撑板和引导销的保护罩。
在一个优选实施例中，保护罩连接到支撑框架，并设置为相对于支撑框架沿着公连接部件插入到母连接部件的方向移动。
为了提高连接设备的自动化，所述连接设备优选地还包括能够检测母和公连接部件已经连接和/或断开连接的传感器。
在一个具体实施例中，母连接部件连接到车辆部件组装站的空气供给。
在一个具体实施例中，公连接部件连接到车辆部件组装站。
附图说明
现在用以下附图来说明本说明书的一个具体的非限制性实施例：
图1是根据本发明的一个优选实施例的连接设备的母连接部件的立体视图；
图2是图1的连接设备的分解视图；
图3是根据本发明的一个优选实施例的连接设备的公连接部件的分解视图；
图4是图1的连接设备处于第一位置时的前视图；
图5是图1的连接设备处于第二位置时的前视图。
具体实施方式
图1示出一个用于流体供给系统的连接设备10的母连接部件12，该连接设备包括图3示出的公连接部件14。该公连接部件14在图3的分解视图中示出。
在附图所示的本发明的优选实施例中，母连接部件12的连接元件连接到车辆部件组装站(未示出)的空气供给系统15，而公连接部件14连接到所述车辆部件组装站。
母连接部件12包括后支撑板16、中间支撑板18和前支撑板20。这些板每个具有大致正方形的形状，但当然可考虑其它形状，例如矩形、圆形或甚至三角形。优选地，所有板具有相同的尺寸，即在正方形或三角形的情况下具有相同的边长，或在圆形板的情况下具有相同的直径。
前支撑板20包括连接到公连接部件14的对应连接元件23的流体输出端口22。流体输出端口22优选地布置在前支撑板20的中心。
后支撑板16、中间支撑板18和前支撑板20每个包括连接到输出端口22的输出孔16a、18a和20a。优选地，它们沿着公连接部件14插入母连接部件12的方向对齐。在此，所有输出孔形成在板16、18、20的中心，并共享共同的中心。在此，输出孔16a和18a是圆形的，而输出孔20a具有大致方形的形状。
中间支撑板18紧固到后支撑板16，前支撑板20紧固到中间支撑板18。
使用两个螺栓24将前支撑板20螺固到中间支撑板18。特别地，前支撑板20包括两个沿着第一轴线Y-Y延伸的槽孔20b，螺栓24分别穿过这两个孔。由此，前支撑板20能够沿着所述第一轴线Y-Y移动。
第一轴线Y-Y在此大致与前支撑板20的边之一平行。考虑到前支撑板20在图2和3中的取向，第一轴线Y-Y对应于附图的竖直轴线。螺栓24插入由中间支撑板18承载的对应孔24a。
槽孔20b具有大致长方形的形状。它们优选地以相对于输出孔20a对称的方式位于前支撑板20的相对的两侧。
类似地，使用两个螺栓26将中间支撑板18螺固到后支撑板16。中间支撑板18包括沿着第二轴线X-X延伸的槽孔18b，螺栓26穿过该孔。由此，中间支撑板18能够沿着所述第二轴线X-X移动。
槽孔18b具有大致长方形的形状。它们优选地相对于输出孔18a以对称的方式位于中间支撑板18的相对的两侧。
中间支撑板18设置为能够沿着第二轴线X-X移动。第二轴线X-X横向于第一轴线Y-Y。在如图所示的优选实施例中，第一轴线Y-Y和第二轴线X-X相互垂直。由此，考虑到前支撑板20在图2和3中的取向，第二轴线X-X对应于图的横轴线。
由于前支撑板20和中间支撑板18能够沿着两条横向于彼此的轴线移动，它们变成能够相对于后支撑板16在两个方向上移动的浮动板(floating plates)，即这两块支撑板能够略微移动和/或扭转以使得能够将公部件14插入到流体输出端口22中而无需它们两者之间的精确对齐。
所述连接设备还包括构成后支撑板16、中间支撑板18和前支撑板20的框架的支撑框架30。考虑到支撑板16、18、20的正方形框架，支撑框架是正方形的空心长方体框架。
中间支撑板18通过至少两个沿着与槽孔18b相同的轴线、即沿着第二轴线X-X延伸的弹簧连接到支撑框架30。在附图所示的优选实施例中，中间支撑板18通过四个水平弹簧32连接到支撑框架30。
通过同样的方式，前支撑板20通过至少两个沿着与槽孔20b相同的轴线延伸、即沿着第一轴线Y-Y延伸的弹簧连接到支撑框架30。在附图所示的优选实施例中，前支撑板20通过四个竖直弹簧34连接到支撑框架。
支撑框架30对于每个弹簧32、34，包括对应的弹簧支撑销32a、34a，弹簧支撑销从支撑框架30延伸穿过弹簧32、34的线圈中至少一个(例如第一线圈或前两个线圈)，以稳定弹簧32、34。而且，支撑框架30对于每个弹簧32、34包括附接到框架30的围绕弹簧32、34的线圈中至少一个(例如第一线圈)以稳定弹簧32、34的保持环32b、34b。
如图4和5所示，由于前支撑板20和中间支撑板18以上述方式相互连接、并连接到后支撑板16和支撑框架30，流体输出端口22能够在弹簧允许它的最大程度上在包含轴线X-X和Y-Y两者的平面中移动。
图4示出所谓的中性位置或静止位置，在该位置上，弹簧32、34处于静止。在该静止位置上，中间支撑板18和前支撑板20两者在支撑框架30内居中(center)。
图5示出极端位置，在该位置上，中间支撑板18和前支撑板20两者已分别沿着轴线X-X和Y-Y移动到弹簧32、34允许它们的最大程度。
可理解的，在由弹簧32、34的张力和长度限定的范围内，中间支撑板18和前支撑板20可在包含轴线X-X和Y-Y两者的平面中处于任何位置。
由此，能够对公连接部件14和母连接部件12之间的不良对齐容错(容差)。
例如，当公连接部件14布置在母连接部件12前方时，即使公连接元件23没有与流体输出端口22的中心对齐，也可将它插入母连接部件12中。例如，应该略微向右移动，中间支撑板18和前支撑板20可略微向右移动。
母连接部件12还包括两个引导销36，以引导公连接部件14插入到母连接部件12种。在附图所示的优选实施例中，两个引导销36从前支撑板20朝着远离前支撑板20的方向延伸，并沿着大致与前支撑板20的平面垂直的方向。
优选地，引导销36从前支撑板20的两个相对的角部延伸。更加优选地，引导销36和输出端口22在前支撑板20的平面中对齐。
公连接部件14包括两个对应的用于接收引导销36的引导孔38，引导孔38具有倒角以利于销36插入引导孔38中。
更具体地，公连接部件14包括其上附接有公支承板42的公主体40，公连接元件23从该公支承板凸出。很像母板16、18、20那样，公支承板是正方形的，但可考虑其它形状。
公连接部件14还包括螺固到公支承板42的公前板44。公支承板42承载从其延伸的公连接元件23。在本优选实施例中，公前板44也具有正方形形状。引导孔38由公前板44承载。优选地，引导孔位于公前板44的相对的两个角部。公前板44还承载用于接收公连接元件23的中央孔45。
连接设备10、尤其是母连接部件12还包括覆盖后支撑板16、中间支撑板18和前支撑板20和引导销36的保护罩50。考虑到支撑板16、18、20的方形框架，保护罩是正方形的空心长方体框架。
保护罩50的一端至少从后支撑板16延伸到至少引导销16的自由端部的另一端。
保护罩50连接到支撑框架30，并设置为相对于支撑框架30沿着公连接部件14插入母连接部件12中的方向移动。
可选地，连接设备10还包括能够检测母连接部件12和公连接部件14已连接和/或断开连接的传感器(未示出)。
本发明不限于所述实施例，其它实施例对于本领域技术人员会是明显的。

Claims (14)

1.一种用于流体供给系统的连接设备，该连接设备包括母连接部件和公连接部件，
其中，所述母连接部件包括：
-后支撑板；
-中间支撑板；
-前支撑板；
其中，所述前支撑板包括旨在连接到所述公连接部件的对应连接元件的流体输出端口，并且所述后、中间和前支撑板每个包括连接到所述输出端口的输出孔，
其中，所述中间支撑板固定到所述后支撑板，并且所述前支撑板固定到所述中间支撑板；
其中，所述前支撑板设置为能够沿着第一轴线移动，
其中，所述中间支撑板设置为能够沿着第二轴线移动，所述第二轴线横向于所述第一轴线，
其中，所述连接设备还包括构成所述后、中间和前支撑板的框架的支撑框架，所述中间支撑板通过沿着所述第二轴线延伸的至少两个弹簧连接到所述支撑框架。
2.如权利要求1所述的连接设备，其中，使用至少一个螺栓将所述前支撑板螺固到所述中间支撑板，所述前支撑板包括沿着所述第一轴线延伸的槽孔，并且其中，使用至少一个螺栓将所述中间支撑板螺固到所述后支撑板，所述中间支撑板包括沿着所述第二轴线延伸的槽孔。
3.如权利要求1所述的连接设备，其中，所述中间支撑板通过沿着所述第二轴线延伸的四个弹簧连接到所述支撑框架。
4.如权利要求1所述的连接设备，其中，所述前支撑板通过沿着所述第一轴线延伸的至少两个弹簧连接到所述支撑框架。
5.如权利要求4所述的连接设备，其中，所述前支撑板通过沿着所述第一轴线延伸的四个弹簧连接到所述支撑框架。
6.如权利要求1所述的连接设备，其中，对于每个弹簧，所述支撑框架包括弹簧支撑销和/或保持环，以稳定该弹簧，所述弹簧支撑销从所述支撑框架延伸穿过该弹簧的线圈中的至少一个，所述保持环围绕附接到所述框架的弹簧的线圈中的至少一个。
7.如权利要求1所述的连接设备，其中，所述第一轴线和所述第二轴线相互垂直。
8.如权利要求1所述的连接设备，其中，所述母连接部件还包括至少两个用于引导所述公连接部件插入到所述母连接部件的引导销，所述公连接部件还包括至少两个用于接收所述引导销的对应的引导孔，所述引导孔具有倒角以利于将所述引导销插入所述引导孔中。
9.如权利要求8所述的连接设备，其中，在所述前支撑板的平面中，所述引导销与所述流体输出端口对齐。
10.如权利要求8所述的连接设备，其中，所述连接设备还包括覆盖所述后、中间和前支撑板和所述引导销的保护罩。
11.如权利要求8所述的连接设备，其中，所述连接设备还包括覆盖所述后、中间和前支撑板和所述引导销的保护罩，并且所述保护罩连接到所述支撑框架，并设置为相对于所述支撑框架沿着所述公连接部件插入到所述母连接部件的方向移动。
12.如权利要求1所述的连接设备，其中，所述连接设备还包括能够检测所述母和公连接部件已经连接和/或断开连接的传感器。
13.如权利要求1所述的连接设备，其中，所述母连接部件连接到车辆部件组装站的空气供给。
14.如权利要求1所述的连接设备，其中，所述公连接部件连接到车辆部件组装站。
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