CN1981153A - 用于待装配入容腔的管连接的嵌入式卡头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有圆柱形主体(10)的卡头，该主体(10)具有连接至管道(28)的第一开口，并设有径向向外延伸，且朝向设置用于引入待连接的管(14)的第二开口倾斜，并设置在容腔(18)底部的弹性齿(26)。用于将管(14)连接至该卡头的速接连接器，它包括：带齿的弹性环(2)，该齿径向地向内延伸，并抵靠在卡头主体(10)的内侧台肩上；用于将弹性环(2)保持在适当的位置上的套筒(4)；位于管(14)的外表面和主体(10)的内表面之间的密封装置(6)；以及对弹性环(2)的齿施加作用，以便将保持为连接状态的管(14)松开的按钮(8)。容腔(18)的入口处具有环形缘(18a)，在管(14)的末端连接位置并且当卡头处于其在容腔(18)内的中间插入位置上时，改环形缘(18a)形成用于按钮(8)的端部移动挡块，从而使管(14)与卡头的连接不能逆向取消。

Description

用于待装配入容腔的管连接的嵌入式卡头

本发明涉及一种用于诸如气动连接的管连接的嵌入式卡头，该管连接设计用于装配入容腔，例如装配入机器的壁层、装配入连接板或气压缸。

可以引用法国专利No.2 758 379以作为示例。该专利描述了一种嵌入式卡头，它包括：

-具有连接至管道的第一开口并配有弹性齿的大体形状为圆柱形的主体，该弹性齿沿径向向外延伸、相对于径向平面朝向用于引入待连接的管子的第二开口倾斜，并且优选地设置在容腔的底部；和

-用于将管子连接至卡头的速接连接器，它包括：带齿的弹性环，该齿径向地向内延伸并抵靠在形成于卡头的主体内部的台肩上；衬套，它用于将弹性环保持在适当的位置上；密封装置，它用于在待连接的管子的外表面与卡头主体的内表面之间提供密封；以及可轴向移动的按钮，它用于对弹性环的齿施加作用，以便使保持为连接状态的管子松脱。

由此这种卡头包括一种可锚定于容腔中的非常可靠的系统，容腔可由合成材料或金属同样制成。另一方面，通过简单地沿轴向拉动管子是无法将它拆卸下来的，这是由于弹性环的齿锚定于管中，当施加这种拉力时，这些齿产生楔入效应所导致的。唯有按钮才可能在弹性环的齿上起作用，以便将管子从它们的夹具中松开，并允许拆卸除所述管子。

然而，出于安全的原因，当需要连接是永久性的时，需要使后一个卸除管子的功能失效。

因此本发明的目的在于，通过提供一种用于上述类型的管连接的嵌入式卡头来解决这个问题，该嵌入式卡头包括用于防止待连接管移动并由此使连接永久化的装置。

为此，本发明的主题是一种上述类型的嵌入式卡头，其中卡头容腔的入口处具有环形缘，在管处于末端连接位置并且当卡头处于其在容腔内的中间插入位置时，所述环形缘形成用于限制按钮轴向移动的挡块，从而使管与卡头的连接不能逆向取消。

因而，在卡头达到位于其在容腔中的中间插入位置前，在卡头的第一操作模式下，管子和卡头之间的连接可通过按动按钮而断开。

作为比较，一旦已达到这个中间插入位置，按钮与形成在卡头容腔入口处的环形缘相靠，且不能再对保持管子的弹性环起作用。按钮的这种失效是不可逆的，这是由于弹性齿防止卡头相对其容腔发生任何移动。在卡头的这种第二操作模式中，管子与卡头的连接是永久的。

按钮有利地具有一个扩大的顶部，以便在容腔的入口处形成与环形缘接触的足够大的区域。然而，按钮和容腔入口大轮缘之间的接触区域可以是极小的，由此不会因此影响卡头的操纵。

为了能够将卡头从其容腔上拆卸下来，而不损坏其中形成有容腔的支承结构，根据本发明所述，容腔具有一个环形台肩，当卡头处于其在容腔中的最终插入位置时，该环形台肩形成一个用于限制卡头主体移动的挡块，以使得所述台肩的凸缘抵靠在弹性齿的基部上，并且当通过该凸缘在弹性齿基部上轴向施加的推力达到预定阈值时，弹性齿发生塑性且不可逆的形变，由此它们朝向所述第二开口的倾斜度增加并且不再阻止卡头从容腔拆卸下来。

在这种情况下，有利地是，从容腔的入口至形成用于卡头主体的移动限制挡块的环形台肩，容腔的横截面是不变的。

为了将卡头拆卸下来，操作者朝容腔的底部方向向卡头施加一个较大的轴向力。在反作用下，容腔的环形台肩的凸缘将一个轴向反作用力施加在弹性齿的基部上，从而使它们发生塑性且永久的形变。一旦弹性齿发生这样的形变，它们锚定在容腔的内壁上的情况将消失，从而可以将卡头从容腔中抽出来。

有利地是，弹性齿是上弯的以形成截锥体形，并紧固至卡头主体的截头圆锥体的端部上，从而在弹性齿和卡头主体的所述截头圆锥体端部之间形成约15至20°的间隙角。

在容腔的环形台肩的凸缘的反向推力作用下，这个间隙确保弹性齿不可逆的形变是足够大的，从而通过齿的倾斜而允许将卡头拆卸下来。

例如弹性齿是弹性垫圈的齿，该弹性垫圈通过例如卡合锁定或压接而紧固至卡头主体。在这种情况下，卡头主体优选地由合成材料制成，且弹性垫圈优选地由金属，例如弹簧钢制成。

本发明还涉及一种板，该板设有至少一个能够用作上述容腔的井槽，以用于上述的嵌入式卡头，并且还涉及一种设置有这种嵌入式卡头的气压缸。

总之，通过下列说明书，并参照所附的示意图将清楚地理解本发明，该示意图示出了根据本发明的嵌入式卡头的一个示意性实施例，附图为：

图1是根据本发明的卡头处于容腔中的第一位置处的纵向剖视图；

图2是卡头处于其在容腔中的中间插入位置时，与图1相似的视图；

图3是用于如前述视图所示的卡头的弹性垫圈的平面图；

图4是类似于图1和2的卡头的视图，此时卡头位于最终插入位置，并且处于一种能够使卡头从其容腔上拆卸下来的结构配置。

如图1所示，根据本发明的嵌入式卡头置于容腔18中，该容腔18构造在连接板或气缸的例如设备壁面中。容腔18是待与管14相连的管道28的端部。例如，这种管道28可与压缩空气源或气缸内腔相连。

实际使用中的卡头包括一个构成卡头主体的黄铜衬套10，一个腈密封装置22和一个设置有齿26的不锈钢弹性垫圈24。

密封装置22位于形成在衬套10外表面中的环形凹槽中。它用于在衬套10和容腔18的内壁之间提供密封。

衬套10整体上呈圆柱形。它两端开口。第一开口用于接纳待连接的管14，而第二开口则朝向管道28，即朝向容腔18的底部定位。

弹性垫圈24示于图3的平面图中。其厚度为0.2至0.3mm，从而确保具有良好的抗张强度。弹性垫圈24朝向第二开口紧固在卡头主体10的截头圆锥形端部；因此在这个安装状态下，它位于容腔18的底部。

弹性垫圈24是上弯的从而呈截锥体形，其外倾角相对于径向平面约为30至36°。归功于它们在斜度上的不同，卡头主体10的截头圆锥形端部和弹性垫圈24形成了约15至20°的间隙角。

衬套10朝容腔18的底部具有一个管状突出部分30，垫圈24位于该突出部分上。为了确保垫圈与衬套10牢固连接，突出部分30的壁面是向外展开的，以便垫圈24不能再脱离突出部分30。

在衬套10由具有高弹性度的材料，例如合成材料制成的情况下，将垫圈24卡合锁定在衬套的环形突出部分上也是可以想象的，所述突出部分的顶上有外径略大于垫圈24内径的环形肋。

齿26径向延伸，并具有向外扩展的形状。当安装垫圈24时，齿26朝衬套10的用于接纳待连接的管14的开口定向。有齿的垫圈24的外径在不工作的状态下大于容腔18的直径，且大于衬套10的外径。

因而当将衬套10引入容腔18时，齿26相对于径向平面更为倾斜。一旦位于容腔18中，就形成锚定现象。将卡头抽出是不可能，这是由于当拉动卡头欲将它从其容腔18上拔出时，齿26产生了楔入效应以防止它发生任何移动所导致的。

速接连接器装置优选地位于衬套10的第一开口侧。它包括一个具有朝环内侧径向延伸的齿的弹性环2，一个压接或卡合锁定的套筒4(其它的紧固手段，例如螺纹连接，同样是可以想象的)，一个密封装置6和一个缩醛按钮8，这些元件2至8安装在构成卡头主体的衬套10中。

密封装置6抵靠在形成于衬套10中的台肩上。弹性环2具有置于衬套10的第二内部台肩上的环形凸缘12。套筒4使环形凸缘12与相应的台肩接触。

当将由合成材料，例如聚酰胺，聚氨酯，聚乙烯等或金属制成的待连接的管14引入连接时，它推动弹性环2的齿，该齿是倾斜的从而允许这种引入。待连接的管14与衬套10的第三内部台肩16接靠。

通过简单地沿轴向拉动管子14是无法将它拆卸下来的，这是由于弹性环2的齿锚定于管中，并且当施加这种拉力时，这些齿产生楔入效应以防止管14移动所导致的。按钮8能够对弹性环2的齿起作用，以便将管14从它们的夹持状态中松开，并允许将所述管拆卸出来。

图2示出了在容腔18中处于中间插入位置上的卡头。

容腔18的入口具有一个环形缘18a，在处于中间插入位置时，该环形缘形成用于限制按钮8轴向移动的挡块。该按钮8具有一个扩大了的顶部，以致具有可利用的与缘18a相接触的足够大的区域，在这种情况下，该缘18a是倒角的，以利于将卡头引入容腔18。

使按钮8失效，并因此不能再对弹性环2的齿起作用，以便将管14从它们的夹持中松开。管子14至卡头的连接是永久的且是不可逆向取消的。

作为比较，一旦到达这个中间插入位置，按钮就与形成在卡头容腔入口处的环形缘相靠。按钮的这种失效是不可恢复的，这是由于弹性齿防止该卡头相对于其容腔发生任何移动。在卡头的第二操作模式中，管至卡头的连接是永久的。

因而，根据本发明的卡头能够在第一操作模式下形成一种可拆卸的连接(见图1)，这种连接的拆卸是通过当按钮8可在环2的方向上沿轴向自由移动时对按钮8施加作用力来实现的，也就是说，它是在卡头未到达其在容腔18中的中间插入位置时实现的。

当到达中间插入位置时，管14至卡头的连接成为永久的(见图2)，这是由于按钮8失效所导致的。

从卡头的第一操作模式(可拆卸的连接)至第二操作模式(永久连接)的变换可简单地形成，而无需借助于任何用于使按钮8失效的附加装置。

本发明还能够将卡头从其容腔18中卸下，而无需损坏其中形成有容腔18的壁面，板或气缸。

出于这一目的，在容腔18中设置有环形台肩20，以形成用于限制衬套10移动的挡块，并因此在其容腔18中确定了卡头的最终插入位置。

从容腔18的入口处至形成插入挡块的这个环形台肩20，容腔18的横截面是不变的。

当卡头处于最终插入位置时，台肩20的凸缘20a抵靠在弹性齿26的基部上。

在足够大的轴向推力的作用在垫圈24的弹性齿26的基部的情况下，这些齿将发生塑性且不可逆的形变，由此它们朝向用于接纳待连接的管14的衬套10的开口的倾斜度增加。垫圈24和卡头主体10之间的角间隙允许这种变形的发生。

为了将卡头拆卸下来，操作者朝容腔18的底部方向给卡头施加一个较大的轴向推力。这一推力通过容腔18的环形台肩20的凸缘20a传递至弹性齿26的基部。

当这个推力达到预定阈值时，例如约400N(即比装配过程中将卡头插入其容腔18中的例如约80N的力大的多)，弹性齿26发生形变，并以塑性且永久的方式内折(见图4)。

一旦弹性齿26发生形变，它们在容腔18内壁上的锚定作用就消失了，这样就可将卡头从容腔18中抽出。而后所有要做的事只是将已损耗的垫圈24替换成一个新的弹性垫圈，以便能够再次使用该卡头。

因而，即使管14和卡头之间的连接是永久的，也可以通过(略微)破坏性的方式将卡头从其容腔中拆卸下来，这可以说为本发明的卡头定出了一个第三操作模式。

不言而喻，以下内容将不构成对于如权利要求所限定的本发明范围的特殊背离：

-将相同的组装原理用于一种栓塞，该栓塞用于在气动机械或连接板中封闭孔口；

-将弹性垫圈替换为一些齿，这些齿可例如围绕一个外围的环形槽设置在卡头的主体上；

一在模塑法情况下，将弹性齿设置成为是卡头主体的一个组成部分，从而与这个主体形成一个整体。

Claims (9)

1.一种用于待装配入容腔(18)的管连接的嵌入式卡头，包括：

-大体形状为圆柱形的主体(10)，它具有一个连接至管道(28)的第一开口，并设有径向向外延伸的弹性齿(26)，所述弹性齿相对于径向平面朝向用于引入待连接的管(14)的第二开口倾斜，并且优选地设置在容腔(18)的底部；和

-用于将管(14)连接至卡头的速接连接器，它包括：带齿的弹性环(2)，所述齿径向地向内延伸并抵靠在形成于卡头主体(10)内侧的台肩上；套筒(4)，它用于将弹性环(2)保持在适当的位置上；密封装置(6)，它用于在待连接的管(14)的外表面和卡头主体(10)的内表面之间提供密封；以及可轴向移动的按钮(8)，它用于对弹性环(2)的齿施加作用，以便能够将保持为连接状态的管(14)松开，

其特征在于，容腔(18)的入口处具有环形缘(18a)，在管(14)处于末端连接位置并且当卡头处于其在容腔(18)内的中间插入位置时，所述环形缘(18a)形成用于限制按钮(8)轴向移动的挡块，从而使管(14)与卡头的连接不能逆向取消。

2.如权利要求1所述的嵌入式卡头，其特征在于，所述按钮(8)具有一个扩大的顶部，以便在容腔(18)的入口处形成与所述环形缘(18a)相接触的足够大的区域。

3.如权利要求1或2所述的嵌入式卡头，其特征在于，所述容腔(18)具有一个环形台肩(20)，当卡头处于其在容腔(18)中的最终插入位置时，所述环形台肩(20)形成一个用于限制卡头主体(10)移动的挡块，以使得所述台肩(20)的凸缘(20a)抵靠在弹性齿(26)的基部上，并且当通过所述凸缘(20a)在弹性齿(26)基部上轴向施加的推力达到预定阈值时，弹性齿(26)发生塑性且不可逆的形变，由此它们朝向所述第二开口的倾斜度增加并且不再阻止将卡头从容腔(18)上拆卸下来。

4.如权利要求3所述的嵌入式卡头，其特征在于，从容腔(18)的入口处至形成用于卡头主体(10)的移动限制挡块的环形台肩(20)，所述容腔(18)的横截面是不变的。

5.如权利要求3或4所述的嵌入式卡头，其特征在于，所述弹性齿(26)是上弯的以形成截锥体形，并紧固至卡头主体(10)的截头圆锥体的端部(10a)，从而在弹性齿(26)和卡头主体(10)的所述截头圆锥体的端部(10a)之间形成约15至20°的间隙角。

6.如权利要求1至5中的任意一项所述的嵌入式卡头，其特征在于，所述弹性齿(26)是弹性垫圈(24)的齿，所述弹性垫圈通过例如卡合锁定或压接而紧固至卡头主体(10)。

7.如权利要求6所述的嵌入式卡头，其特征在于，所述卡头的主体(10)由合成材料制成，且所述弹性垫圈(24)由金属制成。

8.一种板，它设有至少一个能够用作容腔(18)的井槽，以用于如权利要求1至7中的任意一项所述的嵌入式卡头。

9.一种气压缸，其特征在于，它包括至少一种如权利要求1至7中的任意一项所述的嵌入式卡头。