CN1280571C - 连接两根管末端的快速接头 - Google Patents

Abstract

一种快速接头，用于使第一管末端(10)与第二管末端(20)形成密封和可松脱式连接，具有第一弹性臂(33)、第一管末端(10)上的第一外止挡凸起(14)、与弹性臂(33)连接的第一弹性变形环(31)和在第一弹性变形环(31)上与第一外止挡凸起(14)配合的两个第一内止挡凸轮部(34)，本发明的特征在于，包括在第二管末端(20)上的第二外止挡凸起(23)、与弹性臂(33)连接并与第一弹性变形环(31)隔开的第二弹性变形环(32)以及在第二弹性变形环(32)上的与第二外止挡凸起(23)配合的第二内止挡凸轮部(35)。两个环通过弹性臂彼此连接，构成了双连接件(30)，在双连接件(30)快速卡住之后使接头固定在密封位置。

Description

连接两根管末端的快速接头

技术领域

本发明涉及一种快速接头，用于使第一管末端与第二管末端形成密封并可松脱的连接，其具有弹性臂、第一管末端的第一外止挡凸起、与弹性臂相连的第一弹性变形环和在第一弹性变形环上与第一外止挡凸起配合的两个第一内止挡凸轮部。

背景技术

这种类型的快速接头还称为“连接器”。该快速接头使用在汽车结构中，尤其是用于连接燃料管或空气通道。采用术语“通道”，但意为具有任何横截面的封闭管路，特别是具有圆形横截面的管或导管。通常，需要连接于金属或非金属管的接头或连接件。因为会产生振动的原因，所以有必要形成至少一部分得以弹性收缩的管路或通道。为此，一般使用橡胶软管。由于其很重而且成本高，特别是在大量的空气通道中，因此橡胶软管不是很有利。已经与较轻的并且便宜的塑料管组合，但是，这些塑料管相对不易弯曲。而且，为了使塑料管与橡胶软管连接，需要连接器。一般提供的是一种较复杂的结构，它具有由不同材料构成的多个部分和部分之间的多个连接器。这导致所需的制造成本、运输费用以及组装费用很高。单独组成部件不能如要求的那样短，但多部分结构还不利于管路的密封性并强制形成已知的最小长度。而且，由于目前在大多数汽车发动机燃烧室中呈狭窄形状，因此必须提供足够的空间以使单独连接器易于拆卸。

DE3727858C2或DE3843995C2中公开一种已知的快速接头，该快速接头用于上述类型的塑料管，使弹性臂的端部之一与第二管末端连接，并使其另一端与第一弹性变形环连接。在这一区域，还在环上形成第一内止挡凸轮。具有止挡凸轮部以及两弹性臂的环与第二管末端形成一个整体，其由塑料喷射模塑部分制成。对于软管连接，第二管末端具有相应连接件或接头。

特别是，由于具有由EP07570152B1公开的插塞式接头，为使橡胶软管与金属或塑料管连接，通过U形弯曲止挡弹簧来固定设计成内套或外套的两个管末端。通过外套中的开口和内套上外槽中的开口，从侧面与其两个臂接合。由于采用这一方案，另外的部分具有止挡弹簧，它必须形成可控制的连接且必须与其余连接件完全分离，这样才能脱开连接。由于止挡弹簧在侧部接合，因此必须提供较大的空间来形成和脱开连接。

JP11-201356公开了一种用于使第一管末端与第二管末端形成可脱开式连接的快速接头。在第二管末端上，弹簧件紧密包围第二管末端而使其因此不能变形，该弹簧件固定地预安装在两盘管之间。环件具有四个分隔的弹性臂。在弹性臂的自由端上分别设有内止挡凸轮部，其与第一管末端上的止挡凸起配合。

同样地，WO99/34143公开了一种环件连接于第二管末端的技术方案，但是其中弹簧件的弹性臂从内部向外部快速卡住并插入第一管末端的凹槽内，第一管末端与第二管末端交迭并隔开。第二管末端呈挠曲式结构并由挤压吹成法制成。

发明内容

本发明目的是提供一种上述类型快速接头，它具有已知技术方案的优点，能够以简单而可行的方式制成，具有更强大的功能，并形成尽可能小巧的管接头。

本发明的快速接头，其特征在于包括在第二管末端的第二外止挡凸起、与弹性臂相连并与第一弹性变形环隔开的第二弹性变形环，以及在第二弹性变形环上的与第二外止挡凸起配合的两个第二内止挡凸轮部。

采用本发明快速接头，特别获得以下优点：

能够通过使止挡凸轮部自动快速卡住而简单地结合两个管末端。

获得了用于流体(液体、蒸汽或气体)的(实用意义上的)密封接头。

为了松脱开连接，必须由内止挡凸轮部之间的反向压力仅对第一和第二弹性变形环中的一个进行压缩，由此使它们脱离与相应被包围止挡凸起的接合。另外，可以采用合适的工具使弹性臂或环展开。因此，足以沿接头的轴向进行很轻松的拉拔。

接头至少大体对称并能由此在双侧即在一个或另一个管末端上脱开。与本领域的已知方案相反，由此使功能性加倍强大。这对于狭窄的空间尺寸如现在汽车的发动机燃烧室尤其有利。

具有内止挡凸轮部的双环和双弹性臂构成了可与双管末端分离的双连接件，双环和双连接件仅与双管末端外部接触和接合。在该连接中，双连接件所使用的材料有很大的选择自由度，该材料与用于两管末端的材料无关，可以在不考虑管末端中所输送介质的情况下对进行选择。

可以沿轴向以适当比例形成很短的双连接件。由于整个快速接头的轴向长度基本由双连接件的长度来确定，因此还使快速接头非常短并很小巧。

双连接件以特别的成本效益制成塑料注射成型部件，因此可能的最小尺寸是很有利的。另一优点是所使用材料的选择自由度是很大的。就适合于双连接件的注塑成型塑料材料来说，通常存在工艺聚合物的问题。首先，加强聚酰胺是合适的。在该接头中，最好采用聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺11、聚酰胺12以及部分芳族、部分晶体的共聚多酰胺(聚邻苯二酰胺)。

可以使用纤维和/或矿物(例如云母)作为聚酰胺的加强物。对于通过纤维的加强，采用玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维是很合适，最好采用玻璃纤维。

根据本发明的另一优选实施例，平行设置另外两个内止挡凸起，使其与在第一弹性变形环上的第一内止挡凸轮部隔开，从而形成用于容置第一管末端上第一外止挡凸起的接合槽。双连接件可以预安装在第一或第二管末端，并能够供应、运输、储存双连接件并最终与这些部件组装在一起。为了形成和脱开连接，双连接件不需要与相应的管末端分离。因此，它不是接头的活动分离部分。

由于采用现有公知的接头，而且还采用本发明的接头，因此双管末端的结构要使其能够得以彼此相互插入。特别是在该接头中，第二管末端的端分部逐级加宽，因此台阶状加宽部能够直接用作第二外止挡凸起。当然，还可以采用额外的凸缘或额外的槽作为外止挡凸起(如第一管末端那样)。

可以使快速接头具有密封性，其中第二管末端的端分部内侧设有密封面，第一管末端的端分部外部设有用于至少一个密封件(例如环形密封件)的至少一个圆周密封槽。在将两管末端中的一个插入另一个内部时，通过至少一个密封件靠着第二管末端上没有其它特征的所述密封面使其密封。还可以使用衬垫芯或唇形密封件作为密封件。

特别的优点是，由于采用本发明的快速接头，可以将第一管末端制成塑料的挤压吹塑成型部件，这是因为不需要在第一外止挡凸起外部有其它结构，如果需要的话设置所述的密封槽。外止挡凸起以及密封槽还必须满足关于其外轮廓的预定精确度要求，在这种情况下可以是通过在外成型模中吹塑成型而获得的上表面组成部分。在该接头中，结构最好为旋转对称。

至于采用该技术而具有另外简单制成的波纹的吹塑成型管，其还可以是挠性的并能够直接使用，而不使用橡胶软管。而且，可以通过连续波纹管挤压来制造该管，其中，可以模制相应的端分部。但特别是，如果它起注射成型容器(例如空气过滤器壳体)上的支承的作用，则还能够通过注射成型来制造管末端(特别是第二管末端)。

可以包含普通添加剂和/或加强物的高粘度热塑性塑料适合作为管或第一管末端的塑料材料。这些模制物质必须具有用于挤压吹成法的足够熔化性。根据该应用，要观察其耐热性和耐化学制品性。例如聚合物如聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯硫存在问题。但是，最好采用聚酰胺，如聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚邻苯二酰胺(polyphthalamides)、聚酰胺弹性体以及聚酰胺混合物。

根据本发明的另一实施例，第二管末端是在容器上形成的金属管末端部或金属连接件。在该情况下，可以以特别精确的方式制成所述的密封面。

但是新的快速接头不限于专用材料或成对材料。但是，最好两个管末端都由塑料制成，或第一管末端由金属制成而第二管末端由塑料制成。而且，还设想有用于两金属管末端的接头。

通过挠性挤压吹塑成型管与金属连接件或塑料管的直接连接，实现了在汽车结构中使用的令人感兴趣、简单、小巧、重量轻、有利于使用和组装以及成本低的管连接。

另一优点是，本发明的快速接头不限于小直径，而且还特别适于如空气通道所需的大直径，因为在两管末端上，不必设置复杂的部件或结构，并且双连接件的结构可以非常小巧。由于采用本发明的双连接件，可以使两管末端具有简单而有利的几何形状。

附图说明

下面参照附图详细说明本发明，其中：

图1示出了具有双连接件的本发明快速接头的横截面；以及

图2是图1中双连接件的透视图。

具体实施方式

在图1中，第一管末端由标号10表示，而第二管末端由标号20表示，两管末端可以起到用于汽车结构中的燃料管或空气通道分部的作用。至少一个管末端分部能够起到连接在容器上的连接件的作用。因此，就第一管末端10来说，假定其起到一段由塑料材料制成的挠性管或空气通道分部的作用，其直径范围最好为30-70mm。相反，管末端20应该为由金属或塑料制成的容器的一部分连接件。但是如上所述这些假定仅是示例，而不对本发明进行限定，本发明应用关于附图的以及附图细节的所有信息。

第一管末端10的一段分部11插入第二管末端20的端分部21中。为此使端分部21加大，由此加宽部呈台阶状，下面对其理由进行详细说明。

端分部21的内表面22呈光滑密封表面。另一方面，在端分部11的外侧设置有用于环形密封圈13的圆周密封槽12。环形密封圈13密封了密封槽12并抵靠内表面22，于是抵靠彼此互相插入的两端分部11、12之间的圆柱部。

通过双连接件30使第一和第二管末端10、20固定在一起。这包括在第一管末端10侧面的第一弹性变形环31和第二管末端20侧面的第二弹性变形环32。第一和第二弹性变形环31、32通过沿直径方向相对的弹性臂33彼此连接。在弹性臂33与第一和第二弹性变形环31、32相连处，在第一和第二弹性变形环31、32内侧上(这种情况下，还可设在弹性臂端部上)设置内止挡凸轮部，实际上，在第一弹性变形环31上为第一内止挡凸轮部34，在第二弹性变形环32上为第二内止挡凸轮部35。止挡凸轮部34和35分别设置在两个环的侧面上，且彼此面对并彼此远离，在双连接件的横截面中具有向外的止挡面，另一方面，具有凸出的斜面。平行于第一止挡凸轮部34并与其隔开最小间距的另外两内止挡凸轮部36设置在内侧，而在第一弹性变形环31上形成接合槽37。

图1示出了处于连接状态的本发明快速接头。在该状态下，可防止接头在轴向作用拉力的作用下意外脱开。但是在需要时，当以旋转对称的方式形成、并一般在正确的角度位置开始组装时，两管末端能够在该状态下彼此反向扭转。

在另一种已知的情形下，要求精确组装而不能进行扭转。这可以通过管末端的非旋转对称结构来实现，使得通过正向安装来防止扭转，或者防止管扭转。

为了组装本发明接头，在第一步骤中，第一管末端10插入第一弹性变形环31侧面上(由此固定)双连接件30。第一外止挡凸起14与第一止挡凸轮部34的斜面一旦形成接触，这些部件就彼此向外弯而做进一步移动，使第一弹性变形环31变形并使两弹性臂33变形，直到它们在止挡凸起15后面弹回并能快速卡进去。第一外止挡凸起14还与接合槽37形成接合，由此使第一管末端31不能进一步移动。在该位置，第一管末端10与双连接件30彼此连接。还可以说，双连接件是预先安装在第一管末端上的。

作为形成连接的第二步骤，沿反向并通过在双连接件30中容置第一管末端10或其端分部11而插入第二管末端20，直到第二弹性变形环32上的第二内止挡凸轮部35在第二管末端20的第二外止挡凸起23后面快速卡入，以上述方式沿插入方向与第一管末端相连。第二管末端20的其前边缘24同时接触另一内止挡凸轮部36，随之还在卡入后限制了第二管末端20的进一步插入运动。通过使用环形密封圈，直接实现两管末端10、20与外界之间的密封。

但是这里还应该特别指出的是，能够以相反顺序完成本发明接头的组装。即，在第一步骤中，还能够采用第二弹性变形环32将双连接件30推向第二管末端20上，并在第二步骤中，能够插入第一管末端10。

可以在第一弹性变形环31或第二弹性变形环32上脱开本发明的连接，由此在止挡凸轮部之间通过施加压力而使相应环进行很显著的变形，使得设置于其上的内止挡凸轮部与相应止挡凸起形成外部接合，这是它们在以后的接合。在这种情况下，还可以使用在止挡凸轮部中展开弹性臂或环的工具，例如展开夹，使其从环的轴向端附连。因此能够从双连接件30拔出与相应环相联的管末端。

双连接件30是成比例构成的，最好制成塑料注射成型件。

能够通过挤压吹塑成型法制成第一管末端10或整个组装部分。以此方式，在挤压后加宽管，在其还是软的而且可模压的状态时，在外模的内压力作用下，在本实施例中，该模至少必须具有相应轮廓，该轮廓呈用于第一外止挡凸起14的槽的形状和密封槽12的形状。

本发明快速接头包括两管末端和双连接件，最好特别用作汽车发动机吸入或充气区域的空气通道的接头。特别是涡轮增压式发动机的充气区域。

参考标号列表：

10 第一管末端

11 第一管末端的端分部

12 密封槽

13 密封件(例如，环形密封件)

14 第一管末端10上的第一外止挡凸起

20 第二管末端

21 第二管末端20的端分部

22 端分部21的内表面

23 第二管末端20第二外止挡凸起

24 第二管末端的前边缘

30 双连接件

31 第一弹性变形环

32 第二弹性变形环

33 弹性臂

34 第一内止挡凸轮部

35 第二内止挡凸轮部

36 另一内止挡凸轮部

37 接合槽

Claims (25)

1、一种快速接头，用于使第一管末端(10)与第二管末端(20)进行密封和可松脱式连接，其具有弹性臂(33)、第一管末端(10)上的第一外止挡凸起(14)、与弹性臂(33)相连的第一弹性变形环(31)以及在第一弹性变形环上的与第一外止挡凸起(14)配合的第一内止挡凸轮部(34)，其特征在于，包括第二管末端(20)上的第二外止挡凸起(23)、与弹性臂(33)连接并与第一弹性变形环(31)隔开的第二弹性变形环(32)以及在第二弹性变形环(32)上的与第二外止挡凸起(23)配合的两个第二内止挡凸轮部(35)。

2、如权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述弹性臂(33)、与所述弹性臂(33)连接的所述环(31、32)以及设置在所述第一和第二弹性变形环(31、32)上的所述第一和第二内止挡凸轮部(34、35)构成了双连接件(30)，该双连接件(30)制成塑料注射成型件。

3、如权利要求2所述的快速接头，其特征在于，使用加强聚酰胺作为所述塑料注射成型件的塑料材料。

4、如权利要求3所述的快速接头，其特征在于，所述聚酰胺从以下的组中选取：聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺11、聚酰胺12和部分芳族、部分晶体的共聚多酰胺。

5、如权利要求3或4所述的快速接头，其特征在于，使用纤维和/或矿物作为所述聚酰胺的加强物。

6、如权利要求5所述的快速接头，其特征在于，所述纤维是从包括以下纤维的组中选取的：玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺纤维。

7、如权利要求1所述的快速接头，其特征在于，另外两个内止挡凸轮部(36)平行设置，并与所述第一弹性变形环(31)上的所述第一内止挡凸轮部(34)隔开，从而形成接合槽(37)，该接合槽(37)用于第一管末端(10)上的第一外止挡凸起(14)。

8、如权利要求1所述的快速接头，其特征在于，第一管末端和第二管末端(10、20)或所述管末端的端分部(11、21)能够彼此相互插入。

9、如权利要求8所述的快速接头，其特征在于，所述第二管末端(20)的端分部(21)逐级加宽，以便容置所述第一管末端(10)的所述端分部(11)，所述台阶状的加宽部形成了第二外止挡凸起(23)。

10、如权利要求8所述的快速接头，其特征在于，所述第二管末端(20)的所述端分部(21)的内部具有密封面。

11、如权利要求8所述的快速接头，其特征在于，在所述第一管末端(10)的所述端分部(11)外部，设置有用于至少一个密封件(13)的至少一个圆周密封槽(12)。

12、如权利要求11所述的快速接头，其特征在于，所述至少一个密封件为环形密封圈、衬垫芯或唇形密封件。

13、如权利要求1所述的快速接头，其特征在于，第一和/或第二管末端包括塑料。

14、如权利要求13所述的快速接头，其特征在于，所述塑料是从以下组中选取的：聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯硫和聚酰胺。

15、如权利要求14所述的快速接头，其特征在于，这些聚合物还包含添加剂和/或加强物。

16、如权利要求14所述的快速接头，其特征在于，所述聚酰胺包括聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚邻苯二酰胺、聚酰胺弹性体和聚酰胺混合物。

17、如权利要求13所述的快速接头，其特征在于，所述第一管末端(10)是挤压吹塑成型部分。

18、如权利要求13所述的快速接头，其特征在于，所述第一管末端(10)是连续挤压波纹管。

19、如权利要求13所述的快速接头，其特征在于，所述第二管末端(20)是注射成型部分。

20、如权利要求19所述的快速接头，其特征在于，所述第二管末端(20)是注射成型容器上的连接件。

21、如权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述第二管末端(20)是金属部分。

22、如权利要求21所述的快速接头，其特征在于，所述第二管末端(20)是金属连接部分。

23、如权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述两个管末端(10、20)的直径范围是30-70mm。

24、如权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述两管末端(10、20)形成为旋转对称。

25、如权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述接头是汽车发动机的进气或充气区域的空气通道接头。

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