CN113167421A - 多件式连接器组件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种多件式连接器组件，该连接器组件实现了软管(40)与管套(50)之间的紧凑卡扣联接，仅具有单个潜在泄漏位置，并且仅需要最少数量的部件：第一保持构件(10)、第二保持构件(20)、以及在连接器组件的轴向上夹在它们之间的密封元件(30)。

Description

多件式连接器组件
技术领域
本发明涉及一种用于将软管连接至插口或管套作为所谓的快速连接器或卡扣式连接器的连接装置和方法。
背景技术
快速连接器或卡扣式连接器在各种应用中广泛使用，尤其是在汽车和工业应用中用于接合流体输送导管。需要将由柔性聚合物材料制成的软管快速连接至插口，并与插口可靠地密封。软管形成流体连接的母部分，插口形成流体连接的公部分，而连接器组件应能够以卡扣配合方式实现两个部分的快速且完全密封的连接。
常规的卡扣式连接器具有用于接收公插口(在下文中也称为接头或管套)的第一保持器部分和用于与母软管接合的第二保持器部分。这两个保持器部分均需要在不同位置设有密封装置(例如O型圈)，以分别与插口和软管形成密封。换句话说，每个保持器部分形成一个密封位置，而每个密封位置均代表着潜在的泄漏部分。此外，常规的卡扣连接器在轴向上需要相当大的安装空间，并且具有比软管的直径大得多的总直径。这在电动汽车领域的汽车应用中尤其不利，在这些应用中，电池组的安装空间和相应的冷却回路是关键问题。
发明内容
本发明的目的是解决常规卡扣连接器的上述缺点，并提供一种具有最少数量的部件和潜在泄漏部分(尤其是仅有一个密封位置)的紧凑连接器组件。此外，希望软管-插口系统在其连接状态下在径向和轴向上的外形尺寸较小。
上述目的是通过在权利要求1中限定的连接器组件实现的。从属权利要求涉及优选实施例。在独立权利要求15中限定了一种相应的方法。
与现有技术中的任何连接器组件不同的是，本发明的连接器组件将第一保持构件和第二保持构件布置为在轴向上彼此隔开，从而可在轴向上插入一个密封元件，由此直接在软管与插口之间形成密封。换句话说，第一和第二保持构件是沿轴向同轴布置的管状构件，其轴向间隙形成单个密封位置，可将密封元件夹在该密封位置。因此，不再需要第二个密封位置/元件。
根据本发明的一个优选实施例，第一和第二保持构件以及密封元件设置为至少三个独立部分。但是，也可形成至少三个相互连接的部分(例如使用适当的合成材料通过模制过程形成)，只要第一和第二保持构件在轴向上不相互重叠。所述连接器组件的所有部件优选由塑料材料制成，尤其是聚酰胺(PA)或热塑性弹性体(TPE)。
优选第二保持构件完全插入到软管中，并且第一保持构件插入到软管中直至用作第一抵接部分的第一凸缘处。密封元件例如是轴向设置在第一和第二保持构件之间的O型圈、X形密封件或唇形密封件。然后，将管套完全推过第一保持构件、密封元件，然后插入到第二保持构件中直至第二凸缘，该第二凸缘用作设置在远端(即，前端)的第二抵接部分。
由于管套的外径大于未扩张状态下的O型圈的内径，因此O型圈在径向上变宽，从而其外径与软管的内径接触以形成密封。此外，由于第一和第二保持构件几乎完全布置在软管内，因此在连接状态下软管-插口系统的总轴向延伸量仅略微增加。此外，径向尺寸的增加量仅与软管的柔性聚合物材料因第一和第二构件的插入而变宽的量相当。换句话说，连接器组件几乎完全集成到软管中，从而所述系统在其连接状态下比现有技术的系统更紧凑。总而言之，本发明的卡扣连接在软管的轴向和径向上需要的安装空间较少。
为了在软管与第一和第二保持构件之间实现可靠的连接，第一和第二保持构件均包括具有一个或多个有角度的脊的紧固部分。这些脊具有锯齿形横截面，并且允许第一和第二保持构件平滑地插入到软管中，但是在试图沿相反方向将构件从软管中拉出时提供较大摩擦。此外，第二构件可包括设置在外表面上的周向间隔位置处的多个径向突起或倒钩，这些突起或倒钩用于进一步增大拉出摩擦，并且还阻止软管相对于第二构件的任何旋转运动。在软管输送高压流体的情况下，这使得在使用中在软管与第一和第二构件之间形成可靠的连接。此外，该连接可由围绕软管的外圆周布置的一个或多个外软管夹固定。
根据本发明的另一个优选实施例，第一保持构件具有在径向上可柔性变形并可卡入管套远端附近的相应凹部中的锥形端部。这使得在第一保持构件与管套之间卡扣接合时伴随有一声典型的咔嗒声，这种咔嗒声表明管套正确且完全地插入到放置在软管内的连接器组件中。
附图说明
现在将参照附图说明一个详细的实施例。在附图中：
图1a是本发明的一个实施例的带有插入式连接器组件的软管的侧视图；
图1b是图1a的系统的横截面图；
图1c是沿着图1a中的A-A线截取的截面图；
图1d是图1a的系统的透视图；
图2a是管套的侧视图；
图2b是本发明的实施例的三件式连接器组件的侧视图；以及
图2c是通过本发明的实施例的连接器组件与软管联接的管套的截面图。
具体实施方式
图1a示出了待连接至图2a所示的管套50的软管端40。软管端40紧密配合到第一和第二构件10、20的外表面上，从而其外轮廓类似于第一和第二构件10、20的外轮廓。只有第一构件10的凸缘部分15保留在软管40的外部，并在图1a和1d的最左侧示出。从图1c和图2c的截面图中能最佳地看到和理解这些细节。
图1c示出了基本上由三部分组成的连接器组件：将与软管40和管套50接合的第一保持构件10、将与软管40接合的第二保持构件20、以及O型圈30形式的密封元件，该密封元件轴向插入在第一和第二构件10、20之间，并适于在管套50的外表面与软管40的内表面之间形成密封。
第一保持构件10具有第一凸缘部分15，该第一凸缘部分15具有与软管14基本上相同的外径，从而在第一构件10插入到软管40中时，软管40抵靠该部分15。第一构件10在邻近该第一凸缘部分15处以内径与第一凸缘部分15相同但外径小于第一凸缘部分15的区域延续，随后以具有多个脊12的第一紧固部分11延续，所述脊12使得软管40的内表面与紧固部分11的外表面之间形成紧密连接。在第一构件10的远侧(即，向前)方向上在邻近第一紧固部分11的位置设有锥形端部13，在该锥形端部处，第一构件10的内径和外径均逐渐减小。
锥形端部13还具有多个轴向狭缝14，这些狭缝为端部13提供足够的径向柔性，使其可变形到允许具有大于其最前端或远端处的锥形端部13的外径的管套50穿过第一构件10完全插入的程度。
第二保持构件20在图1c中被示为处于软管40内的完全插入位置。它具有第二紧固部分21和第二凸缘部分25。第二紧固部分21包括至少一个有角度的脊22，该脊22防止第二构件20被沿与插入方向相反的方向从软管40中拉出。此外，第二紧固部分22包括多个周向间隔的突起或倒钩23，这些突起或倒钩23不仅增加软管40与第二构件20之间沿轴向的摩擦，而且防止第二构件20相对于软管40的任何旋转运动。第二凸缘部分25位于连接器组件的最前端，并且具有减小的内径，在管套50如下面的图2a-c所示和所述插入时，该内径用作管套50的支座。
在第一和第二保持构件10、20之间插入有由适当的聚合物材料制成的O型圈形式的密封元件30。O型圈30夹在第一和第二保持构件10、20之间，并且在下面的图2c所示的系统配置中当压入配合时可弹性变形到使得其能够与管套50和软管40形成密封的程度。
可设有圆柱形塞子(未示出)，该圆柱形塞子用于将连接器组件的三个部分保持在一起，直到连接器最终用于连接软管40和管道50。在本发明的多件式连接器组件的生产、包装和交付时，所述塞子穿过由第一和第二保持构件10、20以及插入的O型圈30形成的中心通孔。所述塞子将三个部件保持在正确的位置，并形成软管开口的遮盖密封件。在本发明的第一个连接步骤中，在将连接器组件插入到软管40中时，塞子甚至可保留在连接器组件内。这样能轻松且正确地将连接器组件定位在软管40内。作为第二个连接步骤，将塞子拔出并替换为管套50，该管套50通常具有与塞子相同的外部尺寸。
在与本申请同一天提交的同一申请人的名称为“连接器”的共同未决国际PCT申请中更详细地说明了塞子的概念。该申请的内容通过引用结合在此。
图2c的截面图与图1c的截面图是相同的类型，不同之处是管套或管接头50从左侧插入。从图2a能最佳地看出，管套50具有凹入部分51，在该凹入部分51中，外径以楔形逐渐减小。在凹入部分51的远侧，管套50形成通向端部52的台阶，端部52又具有较大的外径，该外径优选与凹入部分51近侧的部分的外径相同，并称为管套50的总外径。
如图2c所示，凹入部分51与第一构件10的锥形端部13接合，使得管套50在到达图2c所示的位置后被锁定到第一构件10中。该锁定位置是通过将管套50沿图2a和2b的布置形式限定的运动方向插入到连接器组件中而达到的。管套50的远端或前端部分52的直径大于设置在第一构件10的远端的锥形端部13的直径。但是，由于通过轴向狭缝14实现的锥形端部13的径向可变形性，管套50的前端部分52仍然可通过第一构件10平滑地插入到第二构件20中，直到其到达第二凸缘部分25。在此位置，凹入部分51到达第一构件的锥形端部13，并且狭缝14松弛成其原始形状，从而达到图2c所示的锁定状态。
图2b再次示出了本发明的由三个独立的部分组成的连接器组件，这三个部分是第一保持构件10、第二保持构件20、以及位于这两个构件10、20之间的轴向空间中的密封元件30的形式。将连接器组件分为在轴向上没有任何重叠的三个独立部分使得本发明的连接器组件能够在软管40与管套50之间实现完全密封的卡扣连接，并且潜在泄漏部分和部件的数量最少，尤其是仅具有单个O型圈30形式的密封元件。此外，所述连接器组件仅略微增加了连接的软管-插口系统的径向和轴向尺寸。
应说明的是，所述连接器组件是以具有两个保持构件10、20和一个O型圈30的最简单的形式示出和说明的。但是，它也可由三个或更多保持构件和两个或更多密封元件组成，例如在由两个保持构件10、20之间的轴向间隙限定的密封位置处有两个O型圈，尤其是一个O型圈是针对在高温下形成密封而优化的，另一个O型圈是针对在低温下形成密封而优化的。
此外，连接器组件不仅可包括作为如图所示的三个独立结构部分的两个保持构件10、20和一个密封元件30。也可通过适当的单组分或多组分模制工艺或其它制造方法使密封元件30与两个保持构件10、20之中的一个或两个一体地形成。用于形成连接器部件的典型塑料材料是具有极低渗透值的合成聚合物材料。优选使用聚酰胺(例如具有20-50％玻璃纤维含量的PA 6或PA 12)或热塑性弹性体(TPE)。
附图标记列表
10 第一保持构件
11 第一紧固部分
12 环形脊
13 锥形部分
14 倒钩
15 第一凸缘部分
20 第二保持构件
21 第二紧固部分
22 环形脊
23 倒钩
25 第二凸缘部分
30 密封元件
40 软管
50 管套
51 环形凹部
52 前端部分

Claims (15)

1.一种连接器组件，包括：
适于与管套(50)接合的第一保持构件(10)，
适于与软管(40)接合的第二保持构件(20)，以及
密封元件(30)，
其特征在于，第一和第二保持构件(10、20)沿连接器组件的轴向间隔布置，密封元件(30)在轴向上插入在它们之间。
2.如权利要求1所述的连接器组件，其中，
密封元件(30)的外表面适于与软管(40)的内表面形成密封，并且
密封元件(30)的内表面适于与管套(50)的外表面形成密封。
3.如权利要求1或2所述的连接器组件，其中，
第一和第二保持构件(10、20)沿着连接器组件的轴向布置为夹住密封元件(30)的两个独立结构部分，或者
第一和/或第二保持构件(10、20)与密封元件(30)一体地形成。
4.如任何前述权利要求所述的连接器组件，其中，所述密封元件(30)是O型圈、X形密封件或唇形密封件。
5.如任何前述权利要求所述的连接器组件，其中，
第一和第二保持构件(10、20)适于接收管套(50)，并且
第一和第二保持构件(10、20)适于容纳在软管(40)内。
6.如任何前述权利要求所述的连接器组件，其中，
第一保持构件(10)的外表面具有用于与软管(40)的内表面形成紧密连接的第一紧固部分(11)，并且
第二保持构件(20)的外表面具有用于与软管(40)的内表面形成紧密连接的第二紧固部分(21)。
7.如权利要求6所述的连接器组件，其中，所述第一紧固部分(11)具有一个或多个环形脊(12)。
8.如权利要求6或7所述的连接器组件，其中，所述第二紧固部分(21)具有至少一个环形脊(22)和/或多个周向间隔开的倒钩(23)。
9.如任何前述权利要求所述的连接器组件，其中，
所述第一保持构件(10)具有锥形端部(13)，
该锥形端部(13)适于沿软管(40)的径向柔性变形，并且
该锥形端部(13)的内径小于管套(50)的前端部分(52)的外径。
10.如权利要求9所述的连接器组件，其中，所述锥形端部(13)具有轴向狭缝(14)，该轴向狭缝(14)为第一保持构件(10)提供足够的径向柔性，以允许管套(50)穿过第一保持构件(10)完全插入。
11.如任何前述权利要求所述的连接器组件，其中，
所述第一保持构件(10)具有第一凸缘部分(15)，第一保持构件(10)将被插入软管(40)中直至该第一凸缘部分(15)，并且
所述第一凸缘部分(15)的外径大于软管(40)的内径。
12.如任何前述权利要求所述的连接器组件，其中，
所述第二保持构件(20)具有第二凸缘部分(25)，所述管套(50)将被插入到第二保持构件(20)中直至该第二凸缘部分(25)，并且
所述第二凸缘部分(25)的内径小于管套(50)的外径，并且优选基本上等于管套(50)的内径。
13.一种系统，包括：
如任何前述权利要求所述的连接器组件，
软管(40)，以及
管套(50)。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述管套(50)具有环形凹部(51)，该环形凹部与第一保持构件(10)接合，尤其是与如权利要求9所述的锥形端部(13)接合。
15.一种用于通过连接器组件将软管(40)连接至管套(50)的方法，该连接器组件包括将与管套(50)接合的第一保持构件(10)、将与软管(40)接合的第二保持构件(20)、以及密封元件(30)，其特征在于：
将第一和第二保持构件(10、20)沿连接器组件的轴向间隔地布置在软管(40)内，将密封元件(30)在轴向上插入在它们之间，并且
将管套(50)插入到第一和第二保持构件(10、20)中，使得密封元件(30)的直径扩大，并与软管(40)的内表面和管套(50)的外表面形成密封。
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