CN1168170A - 把管子连接到刚性部件的快速连接装置 - Google Patents

Abstract

一种把管子(101)连接到柱面空腔(105)内的呈可插入筒形的快速连接装置，该装置包括一管体插入件(1)，该管体插入件具有把它锚定在空腔(105)内的外部装置(7)和与一垫圈(25)一起夹持管子的内部装置(11)，其中，管状插入件(1)有一外径小于锚定管状插入件的装置(7)的直径的鼻部(21)，还有一内径接近鼻部外径的护环(23)，所述护环安装在鼻部(21)的自由端，并通过弱锁定装置(27)在相对于鼻部轴向伸出的位置相对鼻部轴向固定，以在其内部容纳垫圈(25)。

Description

把管子连接到刚性部件的快速连接装置

本发明涉及一种把管子连接到刚性部件的快速连接装置，尤其涉及一种把管子锚定在刚性部件(例如一压缩空气部件的本体)的孔中并密封最终的连接的“筒形”类的快速连接装置。

大家知道快速连接装置可把管子可密封地连接在一刚性部件的分级孔中。总的来讲，这类装置为管状插入件形式，这种管状插入件包括一管状体，它具有把管子永久锚定在刚性部件内的装置和夹持管子的装置。通常，锚定装置以形成在管状体外表面的圣诞树形状的齿的形式提供，一旦管状体插入刚性部件中的孔第一分段就阻止管状体轴向抽出。管夹持装置可以垫片的形式提供，这种垫片具有当管子插入时会挠性顶起并咬入管子以阻止管子拔出的内齿，也可以紧固环的形式提供，这种紧固环包括多个纵向臂，纵向臂的自由端有指向管子外表面的边棱，该纵向臂通过一做成凸轮的表面(camming surface)与管状体配合，使得当以拔出方向拉管子时该纵向臂会夹住管子。在管子与管状体之间还可有一顶起齿的滑动推动件，以便齿顶起时管子可拆卸。连接装置安装在刚性部件之前是呈“圆筒”形式，即插入件在内部与管夹持装置预先配合，只是通过被压迫进入分级孔而安装在刚性部件内。

借助一通常是O形圈的垫圈使连接密封，当管状体插入孔第一分段内部时，垫圈置于孔的第二分段，第二分段的直径比第一分段的直径小。总的来讲，孔有直径比第二分段的直径小但接近管子外径的第三分段，该第三分段用于容纳管子的端部以使管子适当定位。

目前，上述装置借助一管状套筒形式的专用装配工具来安装在孔的内部，这种专用装配工具迫使管体伸入孔内。一圆形对称的伸长部件通过管体，该伸长部件的一端部包括一靠在管体一端的台阶，而其另一端有一容纳垫圈的槽。装配时，当管体插入孔的内部时，密封环进入孔的第二分段，伸长部件被抽出。

然而，在储藏和运输以及在装配之前连接装置所经受的各种加工操作的过程中，垫圈未加保护而可能受到破坏，或甚至可能脱离容纳它的部件。类似地，在装配过程中，由于垫圈的外径比孔顶端第二分段的直径大，所以环擦到第二分段入口边缘，从而使垫圈再一次冒受到破坏的风险。

因此，设计一种具有在装配之前和装配的过程中能有效保护垫圈的装置的“筒形”类的快速连接装置显得有必要。

本发明提供一种把管子连接到柱面空腔内部的呈可插入筒形的快速连接装置，该装置包括一管体插入件，该管体插入件具有把它锚定在空腔内的外部装置和与一垫圈一起夹持管子的内部装置，其中管状插入件有一外径小于锚定管状插入件的装置的直径的鼻部，还有一内径接近鼻部外径的护环，所述护环安装在鼻部的自由端，并通过弱锁定装置在相对于鼻部轴向伸出的位置相对鼻部轴向固定，以在其内部容纳垫圈。

因此，在装配之前，先把垫圈固定到圆筒，就可通过环绕垫圈的护环使垫圈不受外界影响。在装配的过程中，管状插入件轴向插入分级孔的第一分段。当护环到达所述第一分段的端部时，它靠在由刚性部件中的分级孔的第二分段形成的一台阶上。然后用来使护环相对于鼻部固定的锁定装置在作用于管状插入件的轴向推力的作用下破裂，因此，插入件的鼻部在护环内滑动，并把垫圈推入刚性部件中的孔的第二分段中。这样，由于垫圈已在护环内受到压缩，使其外径基本上接近孔的第二分段的直径，它就不会擦到第二分段的入口边缘，因而也就不会受到任何破坏。

在一较佳实施例中，护环的锁定装置由一在所述护环与鼻部之间的连接部构成，该连接部具有弱机械特性。

在一有所改变的实施例中，护环的锁定装置由用粘结剂连接于鼻部的所述环的一区域组成。

在另一较佳实施例中，护环的锁定装置包括一形成在护环上并与鼻部的相应圆周槽配合的内凸起。

根据本发明的较佳特征，护环的外径接近锚定管状插入件的装置的外径。这样，护环的外表面为在刚性部件孔的第一分段内部的装置提供导向，以提高在孔中的整个装置的对中，尤其是垫圈相对于孔的第二分段的对中。

根据本发明的另一较佳特征，鼻部的轴向长度不小于护环的轴向长度。  因此，鼻部把垫圈的右侧推离护环，使垫圈完全置于在刚性部件中的孔的第二分段中。有利的是鼻部的轴向长度限定在一比护环的轴向长度稍长的值。这样，鼻部没有使在自己的端表面与孔的第三分段形成的以容纳管子端部的台阶之间的垫圈破碎的风险。

在另一较佳实施例中，其中的装置包括一可滑动地安装在管状插入件内部以控制夹持装置的松开的管状推动件，推动件的一端伸出管状插入件的远离鼻部的一端，并包括一在推动件处于一松开位置时，靠在管状插入件的端部的台阶。

在护环的一有所改变的实施例中，该护环有一形成一垫圈的空腔的内槽。

通过阅读如下结合附图所描述的未限定的特定实施例的说明，本发明的其它特征和优点将更清楚。

图1是本发明的一快速连接装置的轴向剖视图，它示出在装配之前具有一合适的分级孔的刚性部件的内部情况；

图2和3是类似于图1的视图，它们示出了在刚性部件的孔的内部，本发明的装置是怎样装配的；

图4是装配之后的类似于图2和3的视图；

图5是类似于图4的视图，它示出了一管子是怎样借助于本发明的装置连接到刚性部件上的；

图6和7是轴向剖面图，它们示出护环的一有所改变的实施例；

图8是在护环与鼻部之间的连接部的详图，它示出了护环的锁定装置的第一实施例；

图9是一类似于图8的视图，它示出了锁定装置的第一个有所改变的实施例；

图10是一类似于图8的视图，它示出了锁定装置的第二个有所改变的实施例；以及

图11和12是类似于图2和3的视图，它们示出了本发明的快速连接装置的一有所改变的实施例。

参阅附图，尤其是图1，把管子101连接到一刚性部件103上的快速连接装置呈一种可插入部件103的柱面空腔105内部的筒形状。它包括一容纳在部件103的空腔105内的管状插入件1。在这种情况下，插入件1包括一管体3和一垫圈支承件5两部分。管体3的外表面配有圣诞树形状的齿形的尖凸起7，以形成锚定空腔105内部的插入件1的装置。在两个部分3与5之间构成一内槽9，该内槽形成一用来放置一垫片11的空腔，该垫片11设置有紧固和夹持将插入管状插入件1的管子101的齿，这将在下面详细说明。垫片11本身是已知的，它可弹性变形，通常呈截头锥形，其内侧圆周面的直径比管子101的直径小。

安装有一管状推动件13，使它能在插入件1的管体3内部、在两个位置之间轴向滑动，一个位置是通过一台阶1 5与管体3的一台阶1 7相靠而相邻使垫片只靠在推动件13的端部1 上的不活动的延伸位置，另一个是台阶15与台阶17彼此间隔开使端部19顶起垫片11的齿的可活动的缩回位置。此外，推动件13的内径接近管子101的直径。这种设置在这种类型的连接中是众所周知的。

根据本发明的主要特征，插入件1的部件5包括一外径比锚定装置7的直径小的鼻部21。一内径接近鼻部21外径的护环23安装在鼻部21的自由端上，它轴向延伸并突出于鼻部以在其内容纳垫圈25。此时，垫圈具有外经比护环23内径稍大的圆柱形外表面和内径比管子101的外径稍小的喇叭口形内表面。此外，在所示的例子中，护环23的外径接近插入件1的锚定装置7的外径。

在图6和7中，可以看到护环的一个不同的实施例。现编号为53的护环有一形成一空腔以容纳垫圈57的内槽55，使垫圈轴向固定。当垫圈是一种如例子中所示的O形圈时，这种变化尤其适宜。

根据本发明的另一主要特征，护环23通过弱锁定装置轴向固定在鼻部21上，此时，从图8更清楚地看出，鼻部21和护环23与弱机械特性的连接部27一体形成。但还可以其它方式制造护环23的锁定装置。图9和10示出两个有所改变的锁定装置的例子。

图9示出了第一个有所改变的例子，借助一通过粘结剂41把护环固定在鼻部21上的连接部来锁定护环23。在如图10所示的第二个有所改变的例子中，护环23有一个形成在径向弹性护环23的端部45的圣诞树形齿形式的内凸起43。齿43与形成在鼻部21的相应的圆周槽47配合。对于这种锁定装置，由于齿43可抵抗任何欲分开护环23的力，所以护环23没有意外地与鼻部21脱离的危险。但是，当插入件1插入部件103的孔105，护环23开始靠向横向推力面117时，作用在插入件1的轴向推力使齿43滑过槽47的底部，该槽形成一坡道使护环23的端部45弯曲。因此，齿43离开槽47并使护环23滑过上述的鼻部21。

除鼻部21之外，部件5包括一其外径等于部件3外径的部分29。该部分29形成一具有面对护环23并因此而构成一邻接面(abutment)的横向表面31的台阶。

组装之前，必须使刚性部件103具有合适的孔以形成容纳插入件的圆柱形空腔105。此时，空腔呈在轴向分成四分段的形式的孔。图中的从右到左分别是：一容纳插入件1的大直径分段107、一容纳垫圈25的小直径分段109、一其直径基本与要连接的管子101的外径对应的分段111和一其直径基本等于管子内径的分段113。在分段111与113之间的一横向推力面115构成一阻止管子101插入的支撑面。在所示的例子中，分段111有一小端碰到表面115的稍微有点锥形的端部，由此当管子的引导端伸入分段111并开始靠在表面115上时，在该管子的引导端形成少量的压缩。在分段105与109之间的横向推力面117构成被推入分段107的护环23紧靠的支撑面。

在组装时，先给垫圈25涂油。由于垫圈在组装之前可以先位于护环23内部，使这种困难的操作变得容易。如图2所示，借助其内径接近管状推动件13的外径的套筒形工具119迫使插入件1进入分段107。为此，套筒119覆盖推动件13伸出插入件的部件3的那部分，套筒的前面121压靠在所述部件3上。用图2中的箭头F表示的轴向力作用在套筒119上以使插入件1伸入孔105的分段107中。

在这种情况下，应注意到其圆筒形外表面的直径接近分段107的内径的护环23起到在分段107内部改进插入件的导向性和对中性的作用。尤其是当接合力作用在齿7上使齿7伸入分段107时，图2中标记L的相当长的导向长度起到避免插入件1由于没有与分段107对齐而在分段107内部卡住的作用。

当护环23开始靠在横向推力面117时，作用在套筒119的轴向推力在位于护环23与鼻部21之间的连接部27上施加足以使该连接部破裂的剪切力。然后如图3所示鼻部21在护环23内部滑动并把垫圈25推入孔105的分段109中。在这种情况下，应注意到护环23的内径基本上等于或略小于分段109的直径。此外，护环23在分段107中由其外表面引导，使护环内表面相对于分段109的对中最佳。因此，当垫圈25从护环23进入所述分段109中时，没有受到任何作用在与横向面117和分段109所共有的边缘上的摩擦，由此避免垫圈受到任何破坏。

在所示的实施例中，鼻部21的轴向长度比护环23的轴向长度稍长。这样，当护环23开始靠在插入件1的部件5的横向表面31时，则垫圈25与护环23完全脱离。此外，由于护环23开始靠在表面31上，从而限制了鼻部21的长度，使垫圈25不会在表面118与鼻部21的端表面之间破碎。此后可抽出套筒119。

如图4所示，一驱动环31安装在伸出插入部件3的管状推动件13的端部，以便于推动件的驱动。在所示的例子中，驱动环31有一个呈指向部件3的V形开口的径向部分，它包括一相对柔性的分支，在分支的内表面有一与形成在推动件13的圆周凹槽37配合的肋35。因此，在套筒抽出之后只需用手而不必用工具就能安装驱动环31。

当管子101插到插入件1的内部时，垫片11的齿被顶起，这些齿以这种形式对管子101的外表面施加弹性压力，同时垫圈25被压缩，以在管子101与部件103之间形成一刚性而密封的连接，如图5所示。

图11和12示出了本发明的快速连接装置的有所改变的实施例。与上述实施例相比，改变之处仅在于推动件13。在该推动件的远离垫片11的端部设置一外台阶49，该台阶49从插入件1的远离其鼻部21的端部径向朝外伸出。因此在组装时，使用一不是靠在插入件1而是靠在推动件13的台阶49上的合适的工具121，由此对台阶49施加一推力F。推动件13在插入件1的内部滑动一小段距离之后使垫片11的齿被顶起，台阶49则开始靠在插入件1的相应端部上。因此，工具121施加的推力F被传递到插入件1上，而垫片11又不会被推动件13所破碎。

应予以理解的是，由于推动件13在任何情况下都必须超出插入件1，因此一定能直接触及，所以组装力直接作用在推动件13上比作用在插入件1上更为方便。

本发明不限于上述实施例，而是相反，本发明覆盖了使用等效装置复制上述主要特征的任何变异体。

Claims (9)

1.一种把管子(101)连接到柱面空腔(105)内的呈可插入筒形的快速连接装置，该装置包括一管体插入件(1)，该管体插入件具有把它锚定在空腔(105)内的外部装置(7)和与一垫圈(25；55)一起夹持管子(101)的内部装置(11)，其特征在于，管状插入件(1)有一外径小于锚定管状插入件(1)的装置(7)的直径的鼻部(21)，还有一内径接近鼻部(21)外径的护环(23；53)，所述护环安装在鼻部(21)的自由端，并通过弱锁定装置(27)在相对于鼻部轴向伸出的位置相对鼻部轴向固定，以在其内部容纳垫圈(25；55)。

2.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，护环(23；53)的锁定装置由一在所述护环与鼻部(21)之间的连接部(27)构成，该连接部具有弱机械特性。

3.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，护环(23)的锁定装置是用粘结剂(41)连接于鼻部(21)的所述护环的一区域。

4.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，护环(23)的锁定装置包括一形成在护环(23)上并与鼻部(21)的相应圆周槽(47)配合的内凸起(43)。

5.如前述权利要求中的任一项所述的连接装置，其特征在于，护环(23；53)的外径接近锚定管状插入件(1)的装置(7)的外径。

6.如前述权利要求中的任一项所述的连接装置，其特征在于，鼻部(21)的轴向长度不小于护环(23；53)的轴向长度。

7.如权利要求6所述的连接装置，其特征在于，鼻部(21)的轴向长度限定在一比护环(23；53)的轴向长度稍长的值。

8.如前述权利要求中的任一项所述的连接装置，它包括一可滑动地安装在管状插入件(1)内部以控制夹持装置(11)松开的管状推动件(13)，其特征在于，推动件(13)的一端伸出管状插入件(1)的远离鼻部(21)的一端，并包括一台阶(49)，该台阶在推动件(13)处于一松开位置时，供管状插入件(1)的端部紧靠。

9.如前述权利要求中的任一项所述的连接装置，其特征在于，护环(53)有一形成一垫圈(57)的空腔的内槽(55)。

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