快速接头的制作方法
【专利摘要】一种快速接头总成，用于在具有凸圈的外止口形结构和软管或任何其它类型的管子之间进行快速连接并建立流体连通。该快速接头总成包括外壳，该外壳具有用于接纳软管的杆部分和用于接纳外止口形结构的凹口接纳部分。外壳内设置有柱塞，柱塞被弹簧沿第一方向偏置。该快速接头总成还包括锁扣装置，该锁扣装置被保持在未在用位置，直到外止口形结构被插入到外壳中直到凸圈沿着与第一方向相反的第二方向移动柱塞。一旦外止口形结构的凸圈经过锁扣装置，锁扣装置可以被移动到在用位置，其中外止口形结构的凸圈被限制在锁扣装置和柱塞之间。
【专利说明】快速接头
[0001]对先前申请的交叉引用
[0002]本PCT专利申请要求享受2011年2月11日提交的题为“Quick Connector (快速接头)”的美国临时专利申请N0.61/442，057的优先权，该申请的全部公开内容被视为本申请的公开内容的部分，并且通过引用合并于此。
【技术领域】
[0003]本发明涉及快速接头总成，特别涉及接纳和锁住外止口形结构的快速接头总成。【背景技术】
[0004]在许多不同的应用中，使用快速接头总成来在外止口形结构和软管或另一个管子之间进行快速连接，并建立流体连通。重要的是，外止口形结构可以与快速接头总成快速接合，以便使例如装配生产线上的装配时间和人工最小化。同时，快速接头总成必须非常可靠，并且必须与外止口形结构建立不会泄露或与外止口形结构脱离的液密密封。在汽车产业中，快速接头总成经常用于燃料管线，快速接头总成的故障可能带来严重的安全风险。为了降低这一风险，制造商已开发了直到外止口形结构完全插入快速接头才能锁定的总成。
[0005]一种已知的快速接头总成包括外壳，该外壳具有用于接纳外止口形结构的凹口接纳部分和用于接纳软管的杆部分。锁扣装置能够在未在用位置和在用位置之间移动，其中未在用位置用于允许插入或拔出外止口形结构，在用位置用于使凸圈接合以将外止口形结构保持在外壳中。锁扣装置包括环状物，该环状物在外止口形结构插入外壳预定距离之前防止锁扣装置移动到在用位置，当所述外止口形结构插入外壳预定距离后，该环状物断开，使得外止口形结构能够完全插入外壳。一旦外止口形结构完全插入外壳，并且凸圈经过锁扣装置，锁扣装置可以向下移动进入在用位置，以便与凸圈接合，并在外壳中将外止口形结构保持在锁定位置。然后，锁扣装置可以移动返回未在用位置，以允许拔出外止口形结构。然而，一旦从快速接头总成移除外止口形结构，因为环状物断开，所以即使当外止口形结构没有安置在外壳中时，也没有防止锁扣装置移动返回在用位置的结构。因此，这种快速接头总成仅防止锁扣装置在快速接头总成第一次接纳外止口形结构之前移动到在用位置。此后，即使当外止口形结构未插入快速接头总成的外壳时，也没有安全机制来防止锁扣装置移动到在用位置。用户可能在没有将外止口形结构恰当地锁在外壳中的情况下，无意中将锁扣装置移动到在用位置。
[0006]对于既可靠又可重复使用的改进的快速接头总成仍然有重大且持续的需求。
【发明内容】
[0007]本发明的一个方面提供了一种快速接头总成，包括可滑动地布置在外壳中并且被弹簧沿着第一方向偏置的柱塞。锁扣装置被限制到未在用位置，直到外止口形结构被插入到外壳中预定距离，外止口形结构被插入到外壳中沿着与第一方向相反的第二方向移动柱塞。一旦外止口形结构被插入到外壳中充分的距离，锁扣装置可以移动到在用位置，由此将外止口形结构与快速接头总成锁住。本发明的这一方面是有利的，因为外止口形结构可以仅被正确地锁住和密封到快速接头总成中，并且外止口形结构可以被移除和重新安装到快速接头总成中，而不损失快速接头总成的功能。因此，锁扣装置移动进入在用位置提供了外止口形结构被快速接头总成恰当地锁住并密封的可视化提示。本发明的这一方面是有利的，还因为当外止口形结构被快速接头总成锁住时，柱塞保持对着外止口形结构的凸圈而被偏置，由此即使例如在车辆沿着颠簸的道路行进时，快速接头总成被摇动，也限制外止口形结构相对于外壳的移动。更进一步地，本发明的这一方面是有利的，还因为其允许快速接头总成与低剖面外止口形结构配合，即，外止口形结构在凸圈和从外止口形结构的外管直径偏离的弯曲部分或表面的切线之间具有短距离。
[0008]根据本发明的另一个方面，锁扣装置包括一对内侧腿，这一对内侧腿延伸通过外壳中的下部缝隙，并且提供外止口形结构被快速接头总成恰当地锁住的附加的可视化指示。这是该快速接头总成的另一个安全特征。
[0009]根据本发明的另一个方面，锁扣装置包括一对外侧腿，每个外侧腿具有第一弧形部分和第二弧形部分，第一弧形部分用于在锁扣装置位于在用位置时接触外壳，第二弧形部分用于在锁扣装置位于未在用位置时接触外壳。这是该快速接头总成的另一个安全特征，因为外侧腿仅允许锁扣装置在这两个位置之间移动，即，其不能位于部分在用位置，而且外侧腿还确保只有用户有意的动作才可以将锁扣装置从在用位置移动到未在用位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]本发明的这些和其它特征及优点容易被理解，因为通过结合附图参考后面的详细描述，本发明的这些和其它特征及优点变得更好理解，其中:
[0011]图1是锁扣装置位于未在用位置的情况下快速接头总成的示例性实施例的截面图；
[0012]图2是锁扣装置位于在用位置的情况下快速接头总成的示例性实施例的截面图；
[0013]图3是锁扣装置位于未在用位置的情况下快速接头总成的示例性实施例的局部透视图；
[0014]图4是锁扣装置位于在用位置的情况下快速接头总成的示例性实施例的局部透视图；
[0015]图5是图示将外止口形结构连接到快速接头总成的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]参考附图，其中在全部几幅图中，相同的附图标记表示对应的部件，图1-4中一般性地示出了用于在外止口形结构22和另一个软管或管子(未示出)之间建立流体连通的快速接头总成20。外止口形结构优选是金属的，具有基本上管状形状，并且延伸到管子端部。外止口形结构22还包括凸圈24或者环形脊，与管子端部相距预定距离。
[0017]快速接头总成20包括一般性地指示的外壳26，呈现用于接纳外止口形结构22的凹口接纳部分28和用于接纳软管或任何其它管子(未示出)并与其建立流体连通的杆部分30。在示例性实施例中，外壳26是由金属形成的，通过拉深工艺而成形。然而，应当理解，可以使用任何其它可成形材料来替换金属(包括例如聚合材料或陶瓷)，并且外壳26可以通过任何期望的成形工艺来成形。
[0018]外壳26界定在凹口接纳部分28和杆部分30之间延伸的孔32，用于在外止口形结构22和软管(未示出)之间输送流体。凹口接纳部分28沿着轴延伸，并且呈现用于接纳外止口形结构22的进入孔34。凹口接纳部分28的孔32被两次扩孔，以呈现打开直到第一部分38的第一肩部36和打开直到更大的第二部分42的第二肩部40。于是，第一部分38在第一肩部36和第二肩部40之间延伸，并且具有第一直径,而第二部分42在第二肩部40和进入孔34之间延伸，并具有比第一直径大的第二直径。
[0019]一对密封环44布置在孔32的第一部分38中，其中一个密封环44邻接第一肩部36，并且在第一部分38中在密封环44之间夹着间隔件46。密封环44优选是O型环，其可以由各种材料制成，这取决于快速接头总成20的流体和温度要求。示例性实施例的间隔件46是热塑性材料的，并且通过注塑成型工艺制造。然而，间隔件46可以是任何其它材料的，并且可以使用任何期望的成形方法制造。还应当理解，第一部分38可以可替换地包括任何数量(包括零个)的密封环44。
[0020]示例性实施例的快速接头总成20还包括基本上圆柱形的套管48，布置在孔32的第二部分42中，并且在第二肩部40和进入孔34之间延伸。套管48还沿着外壳26的第二肩部40径向向内延伸，以呈现第一弹簧座50 (下面将进一步详细讨论)，并且轴向进入第一部分38，以邻接第一密封环44，用来将第一和第二密封环44以及间隔件46保持在孔32的第一部分38中。示例性实施例的套管48是热塑性材料的，并且通过注塑成型工艺制造。然而，套管48可以可替换地是任何其它材料的，并且可以使用任何期望的成形工艺制造。
[0021]快速接头总成20还包括柱塞52，柱塞52具有基本上环形的形状，可滑动地布置在孔32的第二部分42中的套管48内。柱塞52具有前部51和后部55，前部51具有较大直径，以接纳外止口形结构22的凸圈，后部55具有较小直径，以接纳外止口形结构22的凸圈24之前的部分。柱塞52还包括径向延伸部分57，其尺寸设计为类似于套管48的开口，以弓I导柱塞52在套管48内的运动。
[0022]柱塞52还呈现第二弹簧座53，第二弹簧座53面对着上面已讨论过的套管48的第一弹簧座50。弹簧54布置在孔32的第二部分42中，并且在套管48的第一弹簧座50和柱塞52的第二弹簧座53之间延伸，以沿第一轴向方向朝进入孔34偏置柱塞，并进入静止位置，这已在图1中示出，并将在下面进一步详细描述。尽管应当理解，可以可替换地使用任何其它类型的压缩弹簧54，但是示例性实施例的弹簧54是由不锈钢坯料形成的波形弹簧54。示例性的柱塞52是热塑性材料的，并且通过注塑成型工艺制造。然而，柱塞52可以是任何其它材料的，并且可以使用任何期望的成形方法制造。
[0023]快速接头总成20还包括锁扣装置56，锁扣装置56在在用位置(图2和4)和未在用位置(图1和3)之间可移动，其中在用位置用于将外止口形结构22保持在外壳26中，未在用位置用于允许外止口形结构22插入外壳26或从外壳26拔出。锁扣装置56包括基底58和一对内侧腿60，内侧腿60向下延伸通过外壳26的凹口接纳部分28和套管48中的至少一个上部缝隙59进入孔32。每个内侧腿60具有上部部分62和不同的下部部分64。上部部分62彼此间隔稍大于外止口形结构22的直径，下部部分64彼此间隔稍大于外止口形结构22的凸圈24的直径但小于柱塞52的直径。因此，当锁扣装置56位于图1和3中的未在用位置时，弹簧54朝着内侧腿60的下部部分64偏置柱塞52，下文中将这一位置称为“静止位置”。因为内侧腿60的下部部分64之间较大的间距，当锁扣装置56位于未在用位置时，外止口形结构22，包括凸圈24，可以被插入外壳26，经过锁扣装置56的内侧腿60，到达图2和4所示的位置。一旦凸圈24通过内侧腿60，锁扣装置56就可以向下移动进入在用位置，如图2和4所示。在锁扣装置56位于在用位置的情况下，外止口形结构22的凸圈24被限制在内侧腿60的上部部分62和柱塞52的径向延伸部分57之间。于是，外止口形结构22被快速接头总成20成功地锁住并密封。另外，柱塞52被朝着外止口形结构22的凸圈24偏置，因此，即使例如当车辆沿颠簸的道路行进时，快速接头总成20发生振动，外止口形结构22相对于外壳的移动也被限制。套管48也可以具有朝着柱塞52延伸的凸缘61，以便在外止口形结构22被锁在快速接头总成20中时接触柱塞52。
[0024]套管48还包括一对沿圆周方向间隔开的搁板状物66，锁扣装置56的每个内侧腿60呈现对应于一个搁板状物66的向外延伸的唇缘67和通往唇缘67的倾斜部分68。当锁扣装置56初始安装到外壳26上时，内侧腿60的倾斜部分68与套管48接合，以使内侧腿60向内弯曲。一旦唇缘67通过搁板状物66，内侧腿60就向外侧弯曲返回其无应力位置。如果用户试图从外壳26移除已经安装的锁扣装置56，内侧腿60上的唇缘67将与套管48的搁板状物66接合，以防止将锁扣装置56从外壳26移除。优选地，唇缘67和搁板状物66的强度足以承受高达九十(90)牛顿的力。
[0025]当锁扣装置56位于在用位置时，内侧腿60的下部部分64向下延伸通过套管48和外壳26的下部缝隙69，以提供锁扣装置56位于在用位置的证据。因为它向人提供锁扣装置56已到达在用位置并且外止口形结构22被快速接头总成20恰当地锁住并密封的可视化提示，所以这样是有利的。
[0026]锁扣装置56还包括一对外侧腿70,外侧腿70从基底58向下延伸,用来与外壳26的凹口接纳部分28的外表面接合。外侧腿70彼此间隔开，并且每个外侧腿都具有第一弧形部分72、第二弧形部分74和外展部分76，第一弧形部分72具有与外壳26的外表面相同的曲率，第二弧形部分74也具有与外壳26的外表面相同的曲率，外展部分76从第二弧形部分74向外展开。当在装配快速接头总成20期间将锁扣装置56安装到外壳26的凹口接纳部分28上时，外侧腿70的外展部分76帮助将外侧腿70引导到外壳26上。然后将锁扣装置56向下推以使外侧腿70向外弯曲，直到第二弧形部分74与外壳26接合。此时，锁扣装置56位于图1和3所示的未在用位置。为了将锁扣装置56向下移动到图2和4所示的在用位置，必须向基底58施加向下的力，以使外侧腿70向外歪曲，直到第一弧形部分72与外壳26接合。外侧腿70的形状仅允许锁扣装置56保持在未在用位置或在用位置，因此，示例性实施例的锁扣装置56不能移动到部分在用位置。这也是快速接头总成20的另一个重要安全特征。
[0027]如在图4中最佳地示出，当示例性实施例的锁扣装置56位于在用位置时，基底58相对于外壳26被升高，内侧腿60从基底58两侧向下延伸。这一布置在基底58和外壳26之间呈现开口，以接纳常规螺丝刀或类似工具，常规螺丝刀或类似工具可以插入这一开口，并用来将锁扣装置56向上撬到未在用位置。可替换地，可以向外且向上拉锁扣装置56的外侧腿70的外展部分76，以将锁扣装置56从在用位置移动到未在用位置。因此，只有用户有意的动作才能将锁扣装置56移动到未在用位置。这也是快速接头总成20的另一个安全特征。[0028]在示例性实施例的附图中，杆部分30以直角延伸，并且被成形为与软管(未示出)配合。然而，应当理解，杆部分30可以根据期望的应用，采用许多不同的形状，以便与各种各样的管子和软管配合。
[0029]操作中，快速接头总成20以锁扣装置56位于未在用位置而柱塞52位于静止位置开始。如上面所讨论，在这一位置，柱塞52顶着锁扣装置56的内侧腿60的下部部分64被波形弹簧54向前偏置。内侧腿60和柱塞52之间的这一接触防止锁扣装置56向下移动到在用位置，并且防止柱塞52脱离外壳26。然后，沿轴向方向推动外止口形结构22通过接纳入口 34进入外壳26的孔32，通过密封环44将外止口形结构22的前端密封，以防止流体脱离快速接头总成20。一旦将外止口形结构22插入孔32中足够远，外止口形结构22的凸圈24将与柱塞52接合。进一步插入外止口形结构22将克服来自波形弹簧54的偏置力，以便使柱塞52向后移动。一旦凸圈24通过内侧腿60,可以向下推动锁扣装置56进入在用位置，以将外止口形结构22的凸圈24限制在柱塞52和锁扣装置56的内侧腿60的上部部分62之间。应当注意的是，仅在将外止口形结构22插入到外壳26的孔32中充分远，使得凸圈24通过内侧腿60之后，锁扣装置56才可以移动进入在用位置。当与锁扣装置56被成功移动到在用位置的可视化提示结合时，这一特征确保外止口形结构22仅可以被快速接头总成20恰当地锁住和密封。
[0030]为了从快速接头总成20移除外止口形结构22，人可以使用普通螺丝刀向上撬动锁扣装置56的基底58，或者人可以向外推锁扣装置56的外侧腿70，并向上推动锁扣装置56。一旦锁扣装置56到达未在用位置，波形弹簧54和柱塞52自动将外止口形结构22从外壳26的孔32中弹出。由于内侧腿60的唇缘67和套管48的搁板状物66，锁扣装置56不能从外壳26完全移除。
[0031]现在参考图5的流程图和图1-4所示出并在上面讨论的结构，本发明的另一个方面提供一种将具有凸圈24的外止口形结构22连接到快速接头总成20的方法。该方法包括将柱塞52沿着第一方向偏置到静止位置的步骤100，其中在静止位置处，柱塞52将锁扣装置56限制到未在用位置。该方法以将外止口形结构22插入到快速接头总成20的外壳26中的步骤102继续进行，使得外止口形结构22的凸圈24接触柱塞52。然后该方法以沿着与第一方向相反的第二方向推动外止口形结构22以将柱塞52移出静止位置并且脱离锁扣装置56的步骤104继续。然后该方法以将锁扣装置56从未在用位置移动到在用位置的步骤106继续进行，其中外止口形结构22的凸圈24被限制在柱塞52和锁扣装置56之间。该方法还可以包括将锁扣装置56移动返回未在用位置的步骤108和用被偏置的柱塞52将外止口形结构22推出外壳26的步骤110。
[0032]显然，根据上面的讲述内容，可能有本发明的许多修改和变型，并且可以与所描述的不同的方式实践，同时仍在本发明的范围之内。
【权利要求】
1.一种快速接头总成，用于与外止口形结构配合，该快速接头总成包括: 外壳，具有凹口接纳部分和杆部分； 所述外壳具有孔； 柱塞，可滑动地布置在所述外壳的所述孔中； 弹簧，布置在所述外壳的所述孔中，并且与所述柱塞接合以沿着第一方向朝着静止位置偏置所述柱塞；以及 锁扣装置，仅在响应于外止口形结构被插入到所述外壳的所述孔中并且将所述柱塞滑动离开所述静止位置的情况下，才能够从未在用位置移动到在用位置。
2.根据权利要求1的快速接头总成，其中所述锁扣装置包括一对内侧腿，每个所述内侧腿具有上部部分和下部部分。
3.根据权利要 求2的快速接头总成，其中所述内侧腿的所述上部部分彼此间隔大于所述外止口形结构的直径且小于凸圈的直径，以用于在所述锁扣装置位于所述在用位置时将所述外止口形结构限制在所述外壳中。
4.根据权利要求3的快速接头总成，其中所述内侧腿的所述下部部分的彼此间隔大于所述外止口形结构的所述凸圈的直径，以在所述锁扣装置位于所述未在用位置时允许所述凸圈在所述下部部分之间通过。
5.根据权利要求4的快速接头总成，其中所述外壳包括至少一个上部缝隙，其中所述锁扣装置的所述内侧腿延伸通过所述至少一个上部缝隙。
6.根据权利要求5的快速接头总成，还包括套管，布置在所述外壳中，其中所述套管包括至少一个搁板状物，并且其中每个所述内侧腿包括至少一个唇缘，用于与所述搁板状物配合以防止所述锁扣装置被从所述外壳移除。
7.根据权利要求5的快速接头总成，其中所述外壳包括一对下部缝隙，并且其中当所述锁扣装置位于所述在用位置时，所述内侧腿延伸通过所述下部缝隙并且到所述外壳外部。
8.根据权利要求1的快速接头总成，其中所述弹簧是波形弹簧。
9.根据权利要求1的快速接头总成，还包括布置在所述外壳中的套管，并且呈现第一弹簧座，其中所述柱塞呈现第二弹簧座，并且其中所述弹簧在所述第一弹簧座和所述第二弹簧座之间延伸，以将所述柱塞偏置在所述静止位置。
10.根据权利要求1的快速接头总成,其中所述外壳还包括杆部分。
11.根据权利要求1的快速接头总成，其中所述外壳包括第一部分和更大的第二部分，所述第一部分包括至少一个密封件，用于与所述外止口形结构建立密封关系，所述第二部分容纳所述柱塞和所述弹簧。
12.根据权利要求1的快速接头总成，其中所述锁扣装置包括一对外侧腿，用于与所述外壳的外部接合，并且用于在所述在用位置和所述未在用位置之间引导所述锁扣装置。
13.根据权利要求12的快速接头总成，其中所述外侧腿具有第一弧形部分和第二弧形部分，所述第一弧形部分具有与所述外壳的外表面相同的曲率，所述第二弧形部分具有与所述外壳的外表面相同的曲率。
14.一种将具有凸圈的外止口形结构连接到快速接头总成的方法，该方法包括以下步骤:将柱塞沿着第一方向偏置到静止位置，其中在所述静止位置处，所述柱塞将锁扣装置限制到未在用位置； 将所述外止口形结构插入到所述快速接头总成的外壳中，使得所述外止口形结构的凸圈接触所述柱塞； 沿着与所述第一方向相反的第二方向推动所述外止口形结构，以将所述柱塞移出所述静止位置并且脱离所述锁扣装置；以及 将所述锁扣装置从所述未在用位置移动到在用位置，其中在所述在用位置，所述外止口形结构的所述凸圈被限制在所述柱塞和所述锁扣装置之间。
15.根据权利要求14的方法，还包括将所述锁扣装置从所述在用位置移动返回所述未在用位置的步骤和用被 偏置的所述柱塞将所述外止口形结构推出所述外壳的步骤。
【文档编号】F16L39/00GK103429945SQ201280011727
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年2月7日 优先权日:2011年2月11日
【发明者】B·帕克斯, M·鲁茨科 申请人:A·雷蒙德公司