CN114502866B - 快速连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在流体连接系统的管状凸形部件(50)与凹形部件(40)之间形成卡扣连接的快速连接器。该连接器具有保持装置(10)，该保持装置(10)适于设置在凹形部件(40)的嘴部(41)内，并且具有弹性构件(20)，当被保持装置(10)保持在轴向固定位置的弹性构件(20)因与凸形部件(50)的卡扣接合而被沿径向拉伸时，该弹性构件(20)与凸形部件(50)的加厚部分(52)和凹形部件(40)的嘴部(41)中的环形槽(42)卡扣接合。

Description

快速连接器

技术领域

快速连接器或卡扣式连接器被广泛地用于实现凸形部件(例如管套、插口或接头)与凹形部件(尤其是流体输送系统的块状部件内的孔部)之间的便捷连接。传统上，连接器具有螺纹部分和套管部分，所述螺纹部分将被拧入到凹形部件中，所述套管部分在螺纹部分被拧入到凹形部件中之后从凹形部件延伸，并且具有轭簧形式的弹性构件，该弹性构件沿径向施加弹簧力，以与凸形部件的凹部卡扣接合。

背景技术

传统连接器的一个缺点是其轴向延伸长度较长，并且存在两个潜在的泄漏位置。在螺纹部分处，在第一O型圈形成连接器与凹形部件之间的密封的位置存在第一个泄漏位置；在套管部分的内周缘中，在第二O型圈形成连接器与凸形部件之间的密封的位置存在第二泄漏位置。

US 2015/0145240 A1说明了一种快速连接器，其中去除了螺纹部分，并且该连接器不是螺纹连接的，而是以不可拆卸的方式被敲弯、铆接或型锻到凹形部件上。虽然这种常规方案不需要第一O型圈来形成连接器与凹形部件之间的密封，但是它的一个缺点是快速连接器被永久连接到凹形部件上。此外，在将快速连接器永久地连接到凹形部件上时，快速连接器仍然从凹形部件的外表面突出，这对于节省空间的连接器方案来说是不希望有的，尤其是在电动汽车系统中所需的电池冷却等领域中。

发明内容

本发明的目的是简化连接器的构造形式，缩短其轴向长度，并减少潜在的泄漏位置的数量。

此目的是通过在权利要求1中限定的连接器实现的。从属权利要求涉及优选实施例，并且还提出了一种连接系统，该连接系统包括连接器和待相互连接的凸形部件和凹形部件。

本发明的连接器没有用于凹形部件与连接器之间的螺纹连接的螺纹部分。相反，所述弹性构件被改造为具有双重功能，从而它不仅提供与凸形部件的卡扣接合功能，而且在因与凸形部件的卡扣接合而在横向于轴向的径向平面内被拉伸时还允许与凹形部件接合。

在本发明的一个特定实施例中，所述快速连接器具有保持装置，该保持装置具有形成在其外圆周上的环形凹部，在该凹部中，优选是轭簧的弹性构件被保持在轴向固定位置。所述环形凹部具有径向开口，弹性构件的至少一个第一部分通过该径向开口径向向内突出。在弹性构件因与凸形部件的卡扣接合而被沿径向拉伸时，弹性构件的至少一个第二部分延伸超出保持装置的外径，从而其与凹形部件的内径处的对应部分接合，以将保持装置锁定在其连接状态。

更精确地说，弹性构件的尺寸和形状设计成使得在插入凸形部件之前该弹性构件在被插入到凹形部件时已经处于预锁定状态，例如用于防止其在运输期间掉出。在该预锁定的接合位置，弹性构件的至少一个第二部分伸入到凹形部件的内径处的相应部分(例如环形槽)中足够远，能够使保持装置保持附接至凹形部件。然后，在插入凸形部件时，它会被完全接合并锁定在锁定接合位置。

所述密封装置优选是O型圈、X形密封件或唇形密封件，它在凹形部件的嘴部内在轴向上位于保持装置的前面。所述密封位置在轴向上不与保持装置重叠，从而在所述快速连接器处于其锁定状态时，所述密封装置能够与凸形部件接触并与凹形部件接触。由此单个密封位置对于凸形部件与凹形部件之间的结合就足够了，因而仅有单个潜在的泄漏位置。

本发明优选还包括用于将保持装置和密封装置保持在非安装状态的塞件。所述保持装置和所述密封装置被接收在塞件的轴部，该轴部的外径小于塞件的握持部分的外径。所述塞件用作凸形部件的占位装置，并且在连接器的制造和交付期间以及在随后在流体连接系统(尤其是在汽车行业中)内组装连接器期间有助于快速且安全地操作连接器。

所述轴部优选具有用于逐渐拉伸弹性构件的锥形段和/或用于接收处于拉伸状态的弹性构件的凹槽段。因此，可拉伸弹性构件以与凹形部件接合，从而将连接器保持在其锁定和密封状态，直到塞件被凸形部件替换。凹槽段的直径小于塞件的周向相邻部分的直径，因此允许弹性构件因其弹簧力而沿径向收缩，从而允许弹性构件与凹形部件和塞件均接合。这种状态对于安全运输或安装前的压力测试非常有用。

为了释放塞件，可将塞件围绕其纵向轴线转动，使得弹性构件的所述至少一个第一部分不再与塞件的凹槽段接合，并且弹性构件伸长得更多，使得所述至少一个第二部分沿径向更加突出，从而与凹形部件接合。在此状态下，可将塞件从被保持在与凹形部件接合的状态的连接器中取出，从而可使用凸形部件替换塞件。总而言之，塞件允许在第二旋转位置以完全密封的状态封闭凹形部件的嘴部，并且在塞件被凸形部件替换时，可在第一旋转位置释放塞件。

在塞件被流体连接系统的凸形部件(优选是插口)替换时，弹性构件被凸形部件以与塞件类似的方式沿径向拉伸，从而使连接器处于其完全锁定状态。凹形部件具有形成在其嘴部的内周上的凹槽。该凹槽可具有环形或任何其它适当的形状。它具有比嘴部的轴向相邻部分更大的内径，使得弹性构件在因凸形部件的插入而被克服其弹簧力拉伸时能够锁定在该凹槽中。由此弹性构件提供双重功能，即，不仅在保持装置与凸形部件或塞件之间提供卡扣连接，而且通过卡入到形成在凹形部件的嘴部的内周上的凹槽中而在保持装置与凹形部件之间提供卡扣连接。

附图说明

下面将参照附图解释本发明及其实施例的细节。在附图中：

图1是本发明的一个实施例的流体连接系统的部件处于非连接状态时的透视图；

图2是流体连接系统处于其完全连接状态时的横截面图；

图3是本发明的一个实施例的连接器、凹形部件和塞件处于非连接状态时的透视图；

图4是该实施例的通过连接器连接至凹形部件的塞件的侧视图；和

图5是沿着图4的A-A线截取的横截面图。

具体实施方试

在图1所示的流体连接系统的透视图中，凹形部件40形成为块中的孔。虽然常规的流体连接系统在孔中设有内螺纹以与连接器的螺纹部分接合，但是凹形部件40的嘴部41适于完全接收没有这种螺纹部分的连接器并与之接合。图1以分解图示出了环形保持装置10、弹性构件20、密封装置30和插口50在连接至凹形部件40之前的情况。插口50的插入方向在图中向下延伸，在下文中该方向被指定为向前方向。相反的方向被指定为向后方向。

作为密封装置的O型圈30位于形成在嘴部41的前端处的环形台阶43处(参见图2)。O型圈30和连接器的其它部件(即，保持装置10和弹性构件20)在图1中被示为在轴向上处于远离嘴部41的位置，并且作为凸形部件的插口50在轴向上从嘴部41向后间隔得更远。为了形成如图2所示的流体连接系统的完全连接状态，首先将密封装置30置于如图2所示的凹形部件40的台阶43处的嘴部41内，将弹性构件20卡入到环形保持装置10的环形凹部11中，然后在其弹簧处于松弛状态下将弹性构件20沿轴向向后置于邻近密封装置30的位置。当连接器被插入到嘴部41中时，连接器已经进入预锁定的接合状态。这是因为弹性构件20在进入嘴部41时会受到一些压缩，并且其四个第二部分22会卡入到凹形部件40的环形槽42中。由此，防止弹性构件20和保持装置10在运输等过程中从嘴部41掉出。

最后，推动凸形部件50穿过保持装置10和密封装置30，直到弹性构件20的径向向内突出的三个第一部分21与凸形部件50形成卡扣接合。更具体地说，弹性构件20首先被凸形部件50的锥形部分51拉伸，然后弹性构件20的三个第一部分21被搁置在锥形部分51后面的加厚部分52上。由此弹性构件20的外径被拉伸，使得其四个第二部分22与凹形部件40的环形槽42接合。

根据图2能最好地理解这一点，图2示出了处于锁定状态的流体连接系统。其中，凹形部件40形成为块中的孔。该孔具有标准直径部分44，该标准直径部分44稍大于凸形部件50的前部的外径。在标准直径部分44的后面有内径大于标准直径部分44的嘴部41。嘴部41具有用于接收密封装置30的台阶43和直径大于台阶43的直径的部分，保持装置10会被接收在该部分43中，从而保持装置10不会从凹形部件40轴向向外突出。嘴部41还具有环形槽42，该环形槽42的直径大于嘴部41的相邻后面部分的直径，从而在弹性构件20被管状凸形部件50拉伸或扩张到其锁定状态时，弹性构件20能够突出到环形槽42中。

管状凸形部件50在其最前部具有标准外径，该外径在锥形部分51中逐渐增大，该锥形部分51被布置成在凸形部件50被推动穿过保持装置10时逐渐拉伸弹性构件20。在锥形部分51的后面有加厚部分52，该加厚部分52具有足够大的外径，以将弹性构件20(更具体地说是其四个第二部分22)在环形槽42内保持在锁定状态。图2以横截面图示出了连接系统，其中第二部分22仅略微突出到环形槽42中。在此未示出的其它段中的突出程度会更大。

保持装置10具有形成在其外周上的环形凹部11，该环形凹部11用于接收作为弹性构件的轭簧20。环形凹部11具有形成为细长通孔的径向开口11a，该通孔允许弹性构件20的至少三个第一部分21穿过。此外，在环形凹部11的前面有一个漏斗部分12，在该漏斗部分处，保持装置10的内径逐渐减小到小于凸形部件50的最前面部分处的标准外径，以形成止挡凸形部件50的插入的止挡位置。

在此实施例中，弹性构件形成为具有弯曲形状的轭簧20，该轭簧20具有用于与凸形部件50的锥形且加厚的部分51、52接合的三个第一部分21、以及用于与凹形部件40的嘴部41内的环形槽42接合的四个第二部分22。第一和第二部分21、22的数量可任意选择。弹性构件20的完全不同的设计、形状和尺寸也是可能的，并且被本公开所涵盖。

保持装置10和弹性构件20都优选由金属制成，尤其是由不锈钢制成。但是，它们之一或两者也可由适当质量和柔性的塑料材料形成，尤其是某些玻璃纤维增强聚合物材料。

图3以分解图示出了密封装置30和保持装置10，以及在插入到连接系统的凹形部件40之前被布置在塞件60上的附接的弹性或弹簧构件20。在塞件60上预先组装快速连接器的部件通常是有用的，以实现在最终组装步骤之前轻松的制造和高效的处理。图4和图5示出了在通过连接器完全连接至凹形部件40时的塞件60。

从图5的横截面图能最佳地看到，塞件60的轴部61具有与凸形部件50的外径一致的标准外径，塞件60用作凸形部件50的占位装置。此外，锥形段62基本上与凸形部件50的锥形部分51对应，并且用于在塞件60被推动穿过保持装置10和密封装置30时拉伸弹性构件20。弹性构件20可被保持在该最大拉伸状态，以在第一旋转位置再次将塞件60从凹形部件40的孔口移除。

但是，图5示出了处于第二旋转位置的塞件60，在该位置，由于弹性构件20的第一部分21与凹槽段63接合，因此弹性构件20松弛到第二拉伸状态。沿着轴部61的外圆周间断地形成有三个凹槽段63，以在第二旋转位置具有与三个第一部分21一致的周向取向。塞件60在凹槽段63处的外径基本上与凸形部件50的加厚部分52的外径一致。因此，在沿径向施加的弹簧力的作用下，允许弹性构件20松弛到其第二伸长状态。与第一拉伸状态相比，第二拉伸状态包括弹性构件20的较小径向尺寸，并且与完全锁定接合状态对应。在此状态下，第二部分22与凹形部件40的环形槽42之间完全接合，从而塞件60封闭嘴部41，并将连接器保持在完全锁定状态，这在运输期间或者在最终安装之前进行压力测试时特别有用。

可将塞件60旋转回到第一旋转位置，以在最后的组装步骤中沿向后方向将其移除，由凸形部件50替换。弹性构件20随后不再使其第一部分21保持在凹槽段63内，而是使第二部分22比在锁定状态下更进一步突出到环形槽42中。在移除塞件60之后，连接器在凹形部件40内保持其预锁定状态。

总而言之，弹性构件20基本上有三种不同的状态：(1)松弛状态，在该状态中，它连接至保持装置10，并且其第二部分22沿径向突出足够远，能够卡入到凹形部件40的槽42中，以形成预锁定接合。(2)第一拉伸状态，在该状态中，弹性构件20被凸形部件50的锥形部分51或塞件60的锥形部分62扩宽，并且，在塞件60处于其第一旋转位置时，弹性构件20被保持。(3)第二拉伸状态，此状态是完全锁定接合的状态，在凸形部件50被进一步向前推动从而第一部分21抵靠在加厚部分52上时，或者在塞件60被置入第二旋转位置时(在该位置，第一部分21与槽63接合)，弹性构件20从第一拉伸状态快速跳回到第二拉伸状态。

塞件60还具有止挡脊65，该止挡脊65沿轴向延伸，并为塞件60提供扩大的外径，以在塞件60处于其完全插入位置时止挡并抵靠保持装置10。塞件60的抓握部分64包括止挡脊65和圆盘部分66。止挡脊65使用户的手很容易旋转塞件60，并充分扩大塞件的直径，以防止它被推入连接器中太远。它们还向用户指示凹槽段63形成在塞件60的哪些圆周部分，并且它们向上延伸到圆盘部分66，该圆盘部分66在最后面的部分处形成塞件60的终止边缘。

可选择弹性构件20的形状和材料，使得弹性构件20具有足够的柔性，以将在其上带有连接器的塞件60插入到凹形部件40中，直到第二部分22锁定到环形槽42中。此后，可将塞件60围绕其纵向轴线从第一旋转位置转动到第二旋转位置，以移除塞件60。连接器在预锁定的接合状态下保持在凹形部件40内，准备好与凸形部件50进行最终组装。

总而言之，本发明提供了一种用于在流体连接系统的管状凸形部件50与凹形部件40之间形成卡扣连接的快速连接器。该连接器具有保持装置10，该保持装置10适于设置在凹形部件40的嘴部41内，并且具有弹性构件20，当被保持装置10保持在轴向固定位置的弹性构件20因与凸形部件50的卡扣接合而被沿径向拉伸时，该弹性构件20与凸形部件50的加厚部分52和凹形部件40的嘴部41中的环形槽42卡扣接合。

附图标记列表

10保持装置 44标准直径部分

11环形凹部 50管状凸形部件

11a开口 51锥形部分

12漏斗部分 52加厚部分

20弹性构件 60塞件

21第一部分 61轴部

22第二部分 62锥形段

30密封装置 63凹槽段

40凹形部件 64抓握部分

41嘴部 65止挡脊

42环形槽 66圆盘部分

43台阶

Claims (10)

1.一种流体连接系统，包括管状凸形部件(50)、凹形部件(40)和用于将管状凸形部件(50)连接至凹形部件(40)的快速连接器，所述快速连接器包括：

密封装置(30)，其适于设置在凹形部件(40)的嘴部(41)内，以在凸形部件(50)与凹形部件(40)之间形成密封；

保持装置(10)，其适于设置在嘴部(41)内以保持密封装置(30)；和

用于与凸形部件(50)卡扣接合的弹性构件(20)，其中弹性构件(20)被保持装置(10)保持在轴向固定位置，并在横向于连接器的轴向的径向上施加弹簧力，

其中

所述管状凸形部件(50)具有锥形部分(51)，其外径逐渐增大，以在锥形部分(51)被插入到保持装置(10)中时拉伸弹性构件(20)，和

所述凹形部件(40)具有形成在其嘴部(41)的外周上的环形槽(42)，

其特征在于，所述管状凸形部件(50)具有加厚部分(52)，在凸形部件(50)处于其与保持装置(10)卡扣接合的位置时，该加厚部分(52)适于径向向外推动弹性构件(20)，使得弹性构件(20)被沿径向拉伸，并在凸形部件(50)处于其与保持装置(10)卡扣接合的位置时，所述弹性构件(20)突出到环形槽(42)中。

2. 如权利要求1所述的系统，其中

弹性构件(20)被置于并保持在形成在保持装置(10)的外圆周上的环形凹部(11)中，并且

环形凹部(11)具有开口(11a)，弹性构件(20)通过该开口径向向内突出。

3. 如权利要求1或2所述的系统，其中所述弹性构件(20)是弹簧。

4.如权利要求1或2所述的系统，其中

弹性构件(20)具有弯曲的形状，

弹性构件(20)的至少一个第一部分(21)径向向内延伸超出保持装置(10)的内径，以允许与凸形部件(50)的外圆周卡扣接合，并且

在弹性构件(20)被沿径向拉伸时，弹性构件(20)的至少一个第二部分(22)径向向外延伸超出保持装置(10)的外径，以允许与凹形部件(40)的内圆周锁定接合。

5.如权利要求4所述的系统，其中，即使在弹性构件(20)处于其未拉伸状态时，弹性构件(20)的至少一个第二部分(22)也延伸超出保持装置(10)的外径，以允许与凹形部件(40)的内圆周预锁定地接合。

6.如权利要求1或2所述的系统，其中所述保持装置(10)适于将密封装置(30)保持在轴向上靠近保持装置(10)但不与之重叠的密封位置，使得密封装置(30)适于在快速连接器的锁定状态下与凸形部件(50)和凹形部件(40)接触。

7. 如权利要求1或2所述的系统，还包括塞件(60)，该塞件(60)用于在连接器的非安装状态下保持所述保持装置(10)和所述密封装置(30)，其中所述塞件(60)具有：

适于穿过保持装置(10)和密封装置(30)的轴部(61)；和

抓握部分(64)，其具有比保持装置(10)的内径更大的外径，从而抓握部分(64)从轴部(61)轴向向外突出，以供用户抓握。

8. 如权利要求7所述的系统，其中所述轴部(61)具有：

外径逐渐增大的锥形段(62)，该锥形段适于在该锥形段(62)插入到保持装置(10)中时拉伸弹性构件(20)，直到弹性构件(20)达到第一拉伸状态；和/或

凹槽段(63)，该凹槽段(63)用于接收弹性构件(20)，从而在塞件(60)被完全插入到保持装置(10)中并且塞件(60)被相对于保持装置(10)从第一旋转位置转动到第二旋转位置时，弹性构件(20)能够从第一拉伸状态松弛到第二拉伸状态。

9. 如权利要求1或2所述的系统，其中：

所述管状凸形部件(50)是插口；和/或

所述凹形部件(40)形成为连接器块中的孔。

10. 如前述权利要求1或2所述的系统，其中

所述嘴部(41)具有大于所述凹形部件(40)的轴向相邻部分(44)的内径，并且

所述嘴部(41)具有用于接收密封装置(30)的台阶(43)。