专利名称：用于流体管线的插头式连接的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于流体管线的一种插头式连接，该连接包括可装配在一起的两个耦接部件，特别是一个插座部件和一个插头部件，该插头部件有可能通过插柄以密封方式插入该插座部件的定位孔，并且可以通过锁定装置可释放地锁紧在插入状态，该锁定装置包括一方面，这两个耦接部件的两个外部的、径向的、凸缘状的保持片，在插入状态下该两个保持片在插入方向上轴向邻接；以及另一方面，一个保持元件，它通过至少一个在轴向截面中呈“C”形的保持段以直接锁定的方式轴向地和径向地包绕所述两个耦接部件的保持片。
背景技术：
在本上下文中，术语“流体”是指任何所需的液态和/或气态流动媒质或压缩媒质。因此该插头式连接既适用于液压、也适用于气压、还适用于液压气动型的应用。然而，根据本发明的该插头式连接的一个优选应用领域是机动车辆燃料管线的连接。
在DE-A 2 414 828或对应的US 3 930 674中说明了所属类型的插头式连接。该案例提供了插入与锁定原理，根据该原理，两个耦接部件各具有两个外部环形凸缘中的一个，该两个凸缘在插入状态下轴向邻接并通过卡夹状的保持元件来锁定。为达到此目的，该保持元件被设计成部分圆环形的柔性卡夹，该卡夹在俯视图中成近似“C”形，且具有在直径上相对的两个末端部分，该末端部分在轴向截面中成“C”形并且轴向地和径向地包绕该耦接部件的凸缘。这样的插头式连接在相对低的装配力下确保具有高释放或者高拔出力，并且因此也可用于高工作压力。然而其组装相当不便，因为该耦接部件首先必须装配在一起，然后手动固定直至该卡夹独自地径向滑动到其上。该卡夹的这一径向装配过程要求在装配位置有相应的大的余隙空间，为此该卡夹不可能使用或仅在有限的程度上才可使用在，例如，小中心距上具有多个插头式连接的单元中。另外，在尚未完成装配或随后重新释放的情况下有较高的丢失该单独卡夹的危险。在某些应用中，有必要至少在该耦接部件之一中一体形成用于拆卸保护的挡瓣。在此情况下所描述的装配位置导致一些特殊的问题，因为该耦接部件是克服了挡瓣弹力而插入的，并且为了对抗该弹力必须手动握持所述耦接部件直至该卡夹径向地滑动到其上。该装配过程在任何情况下都需要双手完成。
发明内容
本发明的目的是改进前述类型的插头式连接，其方式为在保留已知锁定原理的优点(特别是高拔出力)的同时，减小丢失该保持件的危险并简化该装配过程，确切地讲，特别要在那些装配位置只有很小的周围空间和/或该耦接部件一体形成了至少一个挡瓣的应用之中。
根据本发明，这一目的的实现在于该保持件被设计为被束缚地预装在或者可被束缚地预装在该两个耦接部件之一上，其方式是一方面将所述保持件几乎无游隙地在轴向固定并且在径向被束缚地固定，另一方面，所述保持件能在该/各保持段的区域内弹性地径向运动，并且该保持件被设计成在该/各保持段的区域内与另一个耦接部件的保持片相互适配，以便形成一个直接锁定的闩扣连接。该保持件在插入方向上的作用方式是，当该耦接部件装配在一起时，该/各保持段从该保持片径向地朝外运动，对其进行相对移动，并且随后在插入状态下，通过径向朝内的返回运动，将该两个耦接部件上的保持片包绕以进行锁定。
通过根据本发明的这一构造，将所属类型的已知锁定原理的各种优点与插头式闩扣原理的各种优点结合起来。在将该保持件预装在所述一个耦接部件上的情况下，只有另一个耦接部件需要被插入。从而使得简单、快捷、舒适而且还非常可靠的单手装配操作成为可能，而且还在径向上具有小周围空间的装配位置具有优势。此外，可以通过径向移除该保持件来释放该连接。
本发明进一步有利的构造特征包含在从属权利要求和以下说明之中。
本发明将参照附图所示的优选的示例性实施方案进一步详细说明，其中图1示出根据本发明的插头式连接的耦接部件处在插入与锁定状态的透视图；图2示出根据图1的插头式连接的放大的轴向剖面示意图；图3示出根据本发明的插头式连接的各组件的展开透视图；图4示出相应于图2的单个耦接部件的轴向剖面的单独示意图；图5示出该保持件单独透视图；图6示出其上预装了保持件的单个耦接部件的示意性透视图；
图7示出根据图6的带有预装的保持件的单个耦接部件的轴向剖面图；图8示出该保持件根据图9或图10在截面VIII-VIII上的放大的截面图；图9示出该保持件根据图8在该平面IX-IX上的轴向剖面图；图10示出该保持件根据图8在该平面X-X上的轴向剖面图；图11a-c分别示出该保持件的三个实施方案变形的透视图。
在附图的各图示中，各相同的部分总是使用相同的附图标记，因此各部分一般只需说明一次。
具体实施例方式
根据本发明的一种插头式连接，其包括两个耦接部件，确切地说是包括插座部件2和插头部件4。该插头部件4可通过插柄6以密封的方式插入该插座部件2的定位孔8，并且可以通过锁定装置10可释放地锁定在插入状态之中。在该插柄6的一个环形凹槽内，特别是以密封圈12的形式，布置有用于密封的环形圆周密封件。
该锁定装置10一方面包括该两个耦接部件2、4的两个外部的、径向的、凸缘状的保持片14和16，另一方面包括保持件18。在该插入状态下，保持片14、16在插入方向(箭头20)上彼此轴向邻接。该保持件18通过至少一个在轴向截面内呈“C”形的保持段22以一种直接锁定的方式轴向地和径向地包绕所述两个耦接部件2、4上的保持片14和16。这一锁定状态如图1和图2所示。
根据本发明，该保持件18被束缚地预装在或者可被束缚地预装在该两个耦接部件之一上，确切地说在所示优选实施方案中是装在该插头部件4之上。在此情况下，该保持件18与该耦接部件4设计为按以下方式相互适配，即一方面该保持件18在轴向几乎无游隙地和在径向受束缚地被固定，另一方面，其在各保持段22的区域内弹性地径向可移动。此外，在所示的插座部件2的实施方案中，该保持件18在各保持段22的区域内与另一个耦接部件的保持片14被设计成相互适配，以形成直接锁定的闩扣连接，其在插入方向20上的作用方式是，当该耦接部件2、4被装配在一起时，各保持段22被该保持片14径向地朝外移动，经对其相对移动，并且随后在插入状态下，通过径向朝内的返回移动而包绕该两个耦接部件2，4上的该保持片14、16以进行锁定，如图2所示。
为了实现根据本发明的闩扣作用，该保持件18在各保持段22的区域内、在插入操作过程中，朝向另外一个耦接部件2的那一侧具有闩扣件24。各闩扣件24在插入方向20上朝向该另外那个耦接部件2的前侧具有径向的内斜面26，并且在其相对侧还具有径向的保持缘28。该保持片14在插入过程中以相对的方式移动时通过该斜面26形成对应的闩扣件24径向朝外的扩张运动，直到所述闩扣件24的径向保持缘28以闩扣的、直接锁定的形式啮合在该保持片14的后面。
在此需要注意的是，凭着还可以在该保持片14上形成对应的斜面以径向地扩大该保持段22的这一事实，则一种运动学的反转是可能的。
该保持件18优选设计成单件弹性圆环形卡夹30，为了具有径向的弹性变形能力，其在一个圆周点处具有轴向和径向连续的槽形缺口32。特别是在径向对称的圆周分布中，具有至少两个该圆环形卡夹30，但如图所示优选为四个保持段22，它们在轴向截面内呈“C”形，从而相应地还提供至少两个，优选为四个，闩扣件24。
为了预安装该保持件18，相关的耦接部件，优选为插头部件4，具有径向的环形凹槽34，用于容纳该保持件18的对应的环形颈圈36。通过该环形卡夹30在相对于插入方向20上的横向的插入运动，该环形颈圈36可以通过其前部的该槽形缺口32插入该环形凹槽34之中，同时该环形卡夹30被弹性地扩大。这可参见图3中的图示。根据图4，该径向的环形凹槽34优选在轴向上形成于该保持片16和一个附加的环形固定片38之间。在此情形下，该环形固定片38所具有的直径大于该保持片16的直径。实际上，该保持片16的直径优选大致对应于该环形卡夹30在毗邻该圆环形颈圈36的保持段22的内表面区域的内径。此外，在插入操作过程中，该圆环形卡夹30处在最大扩张的状态时，所述环形卡夹30上的该环形颈圈36所具有的内径近似等于或略大于该保持片16的直径，但在任何情况下都小于较大的环形固定片38的直径。这一构造确保在插入操作中将该环形卡夹30可靠地轴向支撑在该环形固定片38上。
该环形卡夹30扩展一个圆周角(围绕角)α(图8)，其大小设定为保证在插入操作过程中的最大扩张状态下该槽形缺口的净开口宽度总是分别小于该插入部件4上对应的相关直径。这确保该环形卡夹30在其轴向区域的各部分都能包绕该插头部件4超过180°。其结果是，该环形卡夹30被束缚地固定在该耦接部件4上。然而，为了安装/移除，该圆环形卡夹30还可被进一步弹性地扩张或变宽。因此，该固定是由卡扣到位的横向摩擦来实现。在所示实施方案中，该环形卡夹30的圆周角α约为300°，从而在该槽形缺口的区域内得到一个约为60°的开放角。
在另一个有利的构造中，在轴向截面上呈“C”形的各保持段22由该闩扣件24的之一和该环形颈圈36的轴向相对的圆周部分以及该环形卡夹30的圆周管壁40的一部分来形成。此外，这种情形下，有利的是该圆周壁40在该保持段22的区域内具有一个更大的径向厚度且在该保持段22之间的区域内具有一个减小的厚度。通过这一有利的构造，一方面，在该保持段22的区域内实现了确保高的拔出力的高稳定度，并且在各种情形下，由于该圆周壁40的较薄的部分，在该保持段22之间实现了好的(高的)径向弹性。
该保持段22以及由此还有该闩扣件24被设置成偶数个(特别是4个)，且对称于一个中心平面42，该中心平面轴向延展并且通过该环形卡夹30(参看图8)上的槽形缺口32的中心。其结果是，在直径上与该槽形缺口32相对的那一侧的两个保持段22之间或闩扣件24之间的区域内形成一种连接，其由更薄厚度的圆周壁40的一部分构成，并将该环形卡夹30分成两个弹簧臂。另外，相应的连接还在该两个弹簧臂的各臂上的保持段22或闩扣件24之间处形成。在该情形下，有利的是在直径上与该槽形缺口32相对的那一侧，相邻地设置在该中心平面42的两侧的两个闩扣件24，在它们相互朝向的区域内具有在径向上倾斜的侧翼44。在这些区域内，该环形卡夹30经历其最小的径向扩张；该侧翼44减小了插入操作过程中此处的摩擦，并且获得了轴向力与径向力之间的一个非常有利的比率。其结果是，该插入力又被减小了。
正如例如可从图1和图3还可见到，在由该圆环形卡夹30上的槽形缺口32所分开的并在圆周方向上相互朝向的卡夹的末端的区域内，用于该保持片14、16的多个窗口状的通道开口46各自形成于轴向上该环形颈圈36与对应闩扣件24之间。这使得该环形卡夹30的预装和移除更容易。
此外，该环形卡夹30在其邻接该槽形缺口32的区域内，很方便地具有抓握件48，用于手动握持该环形卡夹30，以便在径向地移除该卡夹以释放该耦接部件2、4的连接时扩大该卡夹。
如图11a到11c所示可见，为了改变其径向弹性，该圆环形卡夹30可在环形颈圈36的区域内和/或圆周方向上该保持段22上的该闩扣件24之间的区域内具有一些凹陷50。这样，根据图11a，对应的那些凹陷50形成于该圆周壁40之上，例如，仅在闩扣件24之间的那个轴向侧形成，并且根据图11b，对应的那些凹陷50仅在另一个轴向侧、该环形颈圈36的区域内形成。在根据图11c的实施方案中，对应的那些凹陷50被设置成在两个轴向侧上相互对置。这一实施方案保证了低的、柔性的径向弹性力，从而还保证了低的插入力。
正如已经提到的，根据图2所示的已插入并锁定的该耦接部件2、4可在任何时候通过径向地移除该保持件18而重新释放。为了减小在该释放状态下丢失的危险，该保持件18还通过一个附加的保管件(附图中未示出)优选束缚地连接在那个耦接部件上，在此是插头部件4。该保管件很容易地具有柔性、带状或索状设计并且很方便地一端连接到该耦接部件4而另一端连接到该保持件18上。为了连接到该耦接部件4上，该保管件可能具有一个夹持在该耦接部件4上的一个附加的保持凹槽52中的眼圈。为了在另一端连接到该保持件18，图8和图9所示的实施方案中提供了一个扭扣连接，该保持件18的外表面具有一个扣紧件54，该保管件的扣眼状的一端可扣接在该扣紧件上。该耦接部件4上的保持槽52优选地在该环形固定片38与一个附加的环形片56之间形成。在此，优选地规定该附加的环形片56具有小于该环形固定片38和该保持片16的直径。由于这一有利的构造，通过该附加保持凹槽52也具有小于在保持片16与固定片38之间形成的该环形凹槽34的直径，大大避免了该保持件18在预先装配过程中的不正确装配。
该保持件18可以由金属制成，例如，特别是该插头式连接用于较高的液压时，可用黄铜。特别在用于较低的流体压力时，该保持件也可以有利的设计成一个塑料模制件。这时，特别用到了一种玻璃纤维增强的热塑材料。
该两个耦接部件2、4优选由金属制成，特别是黄铜。
背离所述和所示出的实施方案，其中该保持件18被预先装配在该插头部件4上，而且在该圆环形卡夹30同轴地以一个径向距离包绕该插入柄6的情况下，也可相应地提供将该保持件18预先装配在该插座部件2上。
该耦接部件2、4上，在他们与该插头式连接的一侧相对的侧部，原则上可以具有任何所需的连接件。在所示实施方案中，该插头部件4具有用于流体管线60(导管或软管)的连接插塞58，该插座部件2具有螺旋管接头。当然，至少该耦接部件2、4中的一个还可以在某些设备上直接形成(为一个单件)。
由于根据本发明的所述构造或优选构造，确切地说，凭着该环形卡夹30与所关联的耦接部件(插头部件4)在它们的连接与啮合区域内相互适配这一事实，总能确保在正确的位置进行预先装配；由于该设计的原因极大地排除了不正确的装配。
如图10还可以看出，轴向上相互对置的该闩扣件24与该圆环形颈圈36上的那些保持表面，并且当然地，还有与之相适配的该保持片14、16(这一方面参照图2)上对应的保持表面，被设计成具有底切角β≥90°，以保证真正的直接锁定，且从而保证高拔出力。
本发明并不局限于所示出和所说明的示例性实施方案，而是包括了在本发明范围之内具有同样效果的所有实施方案。此外，本发明至今亦不局限于权利要求1中限定的那些特征的组合，而是还可以由整体上所披露的所有单独特征中的某些特征的任何其他所需组合来限定。这意味着原则上，几乎权利要求1中任何单独特征都可省略或由本申请中其他地方所披露的至少一个特征取代。在这个程度上而言，权利要求1仅可理解为限定本发明的一个初步尝试。
权利要求
1.一种用于流体管线的插头式连接，包括两个耦接部件(2，4)，该耦接部件可装配在一起，并可以通过锁定装置(10)可释放地锁定于装配在一起的状态，该锁定装置(10)包括，一方面，所述两个耦接部件(2，4)的两个外部的、径向的、凸缘状的保持片(14，16)，在插入状态下该两个保持片在插入方向(20)上轴向邻接；和另一方面，一个保持件(18)，其通过至少一个在轴向截面内呈“C”形的保持段(22)轴向地和径向地包绕所述两个耦接部件(2，4)上的保持片(14，16)，其特征在于，该保持件(18)设计为束缚地预先装配在所述两个耦接部件(2，4)之一(4)上，其方式是，一方面，所述保持件被轴向地和径向地固定，并且另一方面，能在该/各保持段(22)的区域内弹性地径向移动，而在该/各保持段(22)的区域内，该保持件(18)与另外那个耦接部件(2)的保持片(14)设计成相互适配，以形成在插入方向上的直接锁定的闩扣连接。
2.按照权利要求1所述的插头式连接，其特征在于，该耦接部件被设计为插座部件(2)和插头部件(4)，该插头部件(4)可用一个插入柄(6)以密封的方式插进该插座部件(2)的定位孔(8)中，并通过该锁定装置(10)锁定在插入状态。
3.按照权利要求1或2所述的插头式连接，其特征在于，在该/各保持段(22)的区域内，该保持件(18)在插入操作过程中、在朝向另一个耦接部件(2)的那一侧具有闩扣件(24)，该闩扣件(24)具有径向的内斜面(26)，由于该保持片(14)在插入过程的相对运动中，致使产生闩扣件(24)径向朝外的扩大移动，该/各闩扣件(24)的径向保持缘(28)以一种闩扣的、直接锁定的方式啮合在该保持片(14)的后面。
4.按照权利要求1至3中之一所述的插头式连接，其特征在于，该保持件(18)设计成优选为单件的弹性圆环形卡夹(30)，为了有径向的弹性变形能力，其在一圆周点处具有一轴向和径向连续的槽形缺口(32)，并且，在特别的径向对称的圆周分布中，其具有至少两个，优选为四个保持段(22)，该保持段在轴向截面内呈“C”形。
5.按照权利要求1至4中之一所述的插头式连接，其特征在于，为了预先装配该保持件(18)，所述耦接部件(4)具有径向的圆环形凹槽(34)，用于容纳该保持件(18)的对应的径向的圆环形颈圈(36)，通过相对于插入方向(20)的横向插入运动、并随着该保持件(18)的弹性扩宽而可将该圆环形颈圈(36)插入该环形凹槽(34)之中。
6.按照权利要求5所述的插头式连接，其特征在于，所述耦接部件(4)上的径向圆环形凹槽(34)轴向地形成于该保持片(16)和附加的圆环形固定片(38)之间。
7.按照权利要求6所述的插头式连接，其特征在于，该圆环形固定片(38)所具有的直径大于该保持片(16)的直径。
8.按照权利要求7所述的插头式连接，其特征在于，该保持片(16)的直径近似地对应于该环形卡夹(30)在邻接该圆环形颈圈(36)的各保持段(22)的内表面区域的内径。
9.按照权利要求6至8中之一所述的插头式连接，其特征在于，在插入操作过程中，当该圆环形卡夹(30)处在最大扩张的状态时，所述圆环形卡夹(30)上的圆环形颈圈(36)所具有内径近似等于该保持片(16)的直径，但任何情况下都小于较大的圆环形固定片(38)的直径。
10.按照权利要求4至9中之一所述的插头式连接，其特征在于，该圆环形卡夹(30)覆盖圆周角(α)，其大小被确定为大到在插入操作过程中的最大扩张状态下，该槽形缺口的净开口宽度总是小于插入部件(4)上所对应的相关直径。
11.按照权利要求4至10中之一所述的插头式连接，其特征在于，该保持件(18)的在轴向截面上呈“C”形的该/各保持段(22)是由该闩扣件(24)之一和该圆环形颈圈(36)的轴向相对的圆周部分以及该圆环形卡夹(30)的圆周管壁(40)的一部分所形成。
12.按照权利要求4至11中之一所述的插头式连接，其特征在于，该闩扣件(24)被设置成偶数个，且关于中心平面(42)对称，该中心平面轴向延展并且通过该圆环形卡夹(30)上的该槽形缺口(32)的中心，在直径上与该槽形缺口(32)相对的一侧，两个闩扣件(24)相邻地设置在该中心平面(42)的两侧，并在它们相互朝向的区域内具有径向倾斜的侧翼(44)。
13.按照权利要求4至12中之一所述的插头式连接，其特征在于，由该圆环形卡夹(30)上的槽形缺口(32)所分开的、并且在圆周方向上相向的卡夹末端区域内，用于该保持片(14，16)的多个通道开口(46)在轴向上形成于该圆环形颈圈(36)与对应闩扣件24之间。
14.按照权利要求4至13中之一所述的插头式连接，其特征在于，该圆环形卡夹(30)在其邻接该槽形缺口(32)的区域里具有多个抓握件(48)，用于手动握持该圆环形卡夹(30)以释放该耦接部件(2，4)的连接。
15.按照权利要求4至14中之一所述的插头式连接，其特征在于，该圆环形卡夹(30)在该圆环形颈圈36的区域内和/或在该闩扣件(24)之间的区域内具有多个凹陷(50)。
16.按照权利要求1至15中之一所述的插头式连接，其特征在于，该保持件(18)通过附加的保管件束缚地连接在所述耦接部件(4)上。
17.按照权利要求16所述的插头式连接，其特征在于，该保管件具有柔性的、带状或索状的设计，并且在一端，特别通过眼形环圈，连接到该耦接部件(4)上的附加的保持凹槽(52)中，而另一端优选地通过一扭扣连接在该保持件(18)上进行连接。
18.按照权利要求17所述的插头式连接，其特征在于，该保持凹槽(52)形成于该圆环形固定片(38)和附加环形片(56)之间，该附加环形片(56)优选具有比该圆环形固定片(38)和该保持片(16)小的直径。
19.按照权利要求1至18中之一所述的插头式连接，特别是用于较高液压，其特征在于，该保持件(18)用金属制成。
20.按照权利要求1至18中之一所述的插头式连接，特别是用于较低的流体压力，其特征在于，至少该保持件(18)的一部分被设计成塑料模制件。
21.按照权利要求20所述的插头式连接，其特征在于，该闩扣件(24)用金属制成，并且被嵌入，特别地被封装在，该塑料模制件。
22.按照权利要求1至21中之一所述的插头式连接，其特征在于，该保持件(18)被预先安装在该插头部件(4)上。
23.按照权利要求1至22中之一所述的插头式连接，其特征在于，该耦接部件(2，4)用金属制成。
全文摘要
一种用于流体管线的插头式连接，包括两个耦接部件(2，4)，该两个耦接部件可结合在一起，且结合在一起时，可以通过锁定装置(10)可释放地锁定。锁定装置(10)包括两个耦接部件(2，4)的两个外部的、径向的、凸缘状的保持片(14，16)和通过至少一个保持段(22)轴向地和径向地包绕所述保持片(14，16)的保持件(18)。保持件(18)预先以束缚的方式安装在该两个耦接部件(2，4)之一(4)上，以便其被轴向地和径向地固定，并能在该/各保持段(22)的区域内以弹性的方式径向移动。保持件(18)在该/各保持段(22)区域内与另外一个耦接部件(2)的保持片(14)设计成相互适配，用于形成在插入方向上的直接锁定的闩扣连接。
文档编号F16L37/12GK101040142SQ200580034992
公开日2007年9月19日 申请日期2005年8月3日 优先权日2004年8月16日
发明者罗扎利·比尔施泰因, 福尔克尔·卡明斯基, 约瑟夫·布兰特 申请人:福士自动车有限责任公司