专利名称：用于连接至少两个用于流体介质的接纳元件的连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连接至少两个用于流体介质的接纳元件的连接器，例如用于连接两个用于流体介质的管道，该连接器具有用于连接第一接纳元件的第一连接端和用于连接第二接纳元件的第二连接端，并且连接器在第一与第二连接端之间能由流体介质流过。流体介质在此可以从第一向第二连接端那边流动或相反从第二连接端向第一连接端那边流动。用于流体介质的接纳元件在本发明的范围内特别是指用于导过流体介质的管道或用于流体介质的箱体或用于流体介质的计量元件。管道在此也指软管管道或塑料软管。在使用按照本发明的连接器用于连接至少一个管道时，以下也称该连接器为管连接器。管道适宜地可插入管连接器的第一连接端或第二连接端中并在这里特别是可锁定。
背景技术：
上述型式的管连接器在实际中以不同的实施形式是已知的。特别是在用于导过水或含水介质的管道和管连接器中存在问题，即在低温时流体介质冻结，体积膨胀。由于这样的体积膨胀或由于随之出现的压力，管道和管连接器可以损坏或甚至完全破坏。在实践中为了解决该问题人们已建议各种不同的措施。但这些措施大多并不令人满意。在汽车中使用所谓的SCR方法(选择性催化还原)，以便减少废气的含氮量。在该SCR方法的范围内采用含水的尿素溶液。特别是在该含水的尿素溶液中也出现上述问题。在低温时含水的尿素溶液类似于水冻结，体积膨胀，并且SCR系统的管道、连接器等通过相应的压力增加可以损坏或完全破坏。由实际已知，在这样的SCR系统中在汽车停止以后抽空引导介质的管道。因此排除含水的介质在管道中的冻结。但这种处理方法耗费是很大的和易出错的。
发明内容
本发明目的在于，提供一种开头所述型式的连接器或管连接器，借此可以避免上述问题。在此本发明特别是涉及一种用于连接用于含水的尿素溶液的接纳元件的连接器，特别是在SCR系统的范围内。为了达到该目的，本发明教导一种用于连接至少两个用于流体介质的接纳元件的连接器，例如用于连接两个用于流体介质、特别是用于尿素溶液的管道的管连接器，该连接器具有用于连接第一接纳元件的第一连接端和用于连接第二接纳元件的第二连接端，所述连接器在第一与第二连接端之间可由流体介质流过，所述连接器在第一与第二连接端之间具有压力平衡室，在该压力平衡室中设置可压缩的嵌件，所述可压缩的嵌件局部地贴紧压力平衡室的内壁，在压力平衡室的内壁与可压缩的嵌件之间设置至少一个、特别是多个用于在第一与第二连接端之间的流体连通的纵向通道，并且在流体介质的由温度引起的体积膨胀时，可压缩的嵌件可被压缩，特别是可向压力平衡室的中心压缩。设置至少一个用于在第一与第二连接端之间的流体连通的纵向通道，在本发明的范围内表示，流体介质经由纵向通道可以从第一向第二连接端流动和相反地流动。流体介质的由温度引起的体积膨胀特别是指在流体介质的冻结过程中的体积膨胀。在本发明的范围内，按照本发明的连接器由塑料或基本上由塑料构成。按照本发明的一种优选的实施形式，连接器的壳体由聚酰胺和优选由玻璃纤维增强的聚酰胺构成。但连接器的壳体也可以特别是由聚邻苯二酰胺(PPA)或由玻璃纤维增强的聚邻苯二酰胺或由含氟塑料或由玻璃纤维增强的含氟塑料构成。适宜地将用于连接器壳体的材料选择成，使得壳体与需要连接的由塑料构成的管道的材料锁合的连接是可能的。在此优选通过焊接方法和特别是通过旋转焊接实现材料锁合的连接。连接器优选是所谓的快速连接器。在本发明的范围内，连接器沿纵向方向由流体介质、特别是由尿素溶液流过。适宜地，连接器主要包括多个圆柱形的部分，这些圆柱形的部分沿连接器的纵向方向相继地设置。特别是第一连接端、压力平衡室和第二连接端沿连接器的纵向方向相继地设置。按推荐沿连接器的纵向方向伸展的纵轴线延伸通过第一连接端和/或通过压力平衡室和/或通过第二连接端，并且特别优选居中地通过第一连接端和/或通过压力平衡室和/或通过第二端。适宜地，压力平衡室构造成圆柱形的，并且优选可压缩的嵌件也构造成圆柱形的或基本上圆柱形的。压力平衡室特别是由塑料和尤其由玻璃纤维增强的塑料构成。关于为压力平衡室优选选择的材料，可以参阅以上对连接器壳体说明的材料。优选由塑料构成的压力平衡室按推荐由多个部分、适宜地由两个部分组成，各部分经由焊接方法相互连接。如以上所述，按照本发明的特别优选的实施形式，流体介质是尿素溶液或含水的尿素溶液。按照本发明的连接器或在其上连接的各接纳元件按推荐在SCR系统中使用。在这样的SCR系统中按照本发明的方案已证明是特别适用的。在本发明的范围内，在压力平衡室中设置的可压缩的嵌件是能够可逆地变形的。可压缩的嵌件在由于流体介质的冻结的体积膨胀时被压缩，并且可压缩的嵌件在由于随后解冻的体积缩小时优选重新占有其原始的形状。适宜地，可压缩的嵌件由弹性材料、特别是由弹性的塑料材料构成。按照本发明的特别优选的实施形式，可压缩的嵌件由塑料泡沫、优选由闭孔的塑料泡沫构成。适宜地，可压缩的嵌件由橡胶制的塑料泡沫、特别优选由EPDM(三元乙丙橡胶)制的塑料泡沫构成。在本发明的范围内，可压缩的嵌件多于50%的体积百分比、优选多于60%的体积百分比并且特别优选多于80%的体积百分比由塑料泡沫、特别是由橡胶制的或EPDM制的闭孔的塑料泡沫构成。特别已证明一种实施形式是适用的，其中，可压缩的嵌件多于90%的体积百分比、优选多于95%的体积百分比由闭孔的EPDM塑料泡沫构成。在此推荐，可压缩的嵌件的表面构造成封闭的或由闭封的外壳构成。按照本发明的优选的实施方案，可压缩的嵌件的材料具有0.5 0.7g/cm3的密度、特别是密度0.55 0.65g/cm3。按照本发明的非常推荐的实施形式可压缩的嵌件构造成紧密的。“紧密”在这里表示，可压缩的嵌件没有空腔或没有较大的空腔。如果可压缩的嵌件按照优选的实施形式由塑料泡沫、特别是由闭孔的塑料泡沫构成，则可压缩的嵌件除泡沫的细孔或小室外没有空腔或没有较大的空腔。在此推荐，可压缩的嵌件具有2至25的肖氏A硬度、优选3至20的肖氏A硬度、非常优选4至18肖氏A硬度(按德国工业标准DIN 53505测量的硬度)。按照本发明的证明适用的实施形式，可压缩的嵌件具有O 55%、优选20% 50%和非常优选25% 47%的压缩永久变形(德国工业标准DIN 53572，22小时，70°C，50%变形)。按照本发明的一种优选的实施形式，可压缩的嵌件特别是在预紧力下贴紧压力平衡室的内壁。在本发明的范围内，各纵向通道在可压缩的嵌件的圆周上分布地设置，这些纵向通道通过多个纵向条彼此分开。按照一种推荐的实施方案，纵向条从压力平衡室的内壁凸出。已证明适用的是，可压缩的嵌件(优选在预紧力下)贴紧。适宜地，纵向通道加工入或留入压力平衡室的内壁。优选在内壁的圆周上或在可压缩的嵌件的圆周上分布的各纵向通道彼此具有相同的间距或基本上相同的间距。适宜地，各纵向条则具有相同的宽度或基本上相同的宽度。在本发明的范围内，纵向通道和纵向条沿纵向方向或沿连接器的纵轴线L的方向延伸。按推荐，纵向通道和纵向条平行于或基本上平行于连接器的纵轴线L设置。特别是设置至少两个、优选设置至少三个并且非常优选设置至少四个纵向通道。如上所述，按照本发明推荐的实施形式，压力平衡室和/或可压缩的嵌件构造成圆柱形的。按照一种实施方案，彼此分开各纵向通道的各纵向条从压力平衡室的圆柱形内壁凸出。在本发明的范围内，可压缩的嵌件同轴地设置在压力平衡室中，并且压力平衡室和可压缩的嵌件具有共同的居中的纵轴线。本发明的一种特别优选的实施形式的特征在于，压力平衡室具有在其内圆周上环绕的内壁以及第一端壁和第二端壁，并且在可压缩的嵌件与第一端壁之间和/或在可压缩的嵌件与第二端壁之间设置用于与纵向通道流体连通的横向通道。在此特别地，第一端壁配置给连接器的第一连接端并且第二端壁配置给连接器的第二连接端。适宜地，压力平衡室构造成圆柱形的，于是内壁构成圆柱周面并且两个端壁构成圆柱体的表面。在第一和/或第二端壁中设置用于与纵向通道流体连通的横向通道，在本发明的范围内表示，流体介质可以经由横向通道流向纵向通道或可以从纵向通道流入横向通道。在本发明的范围内，不仅在第一端壁中而且在第二端壁中设置多个横向通道。适宜地横向通道横向于并优选垂直于或基本上垂直于纵向通道伸展。按照一种优选的实施方案，横向通道成星形地或成十字形地设置在端壁上。特别是在端壁上设置的横向通道的数目等于在内壁与可压缩的嵌件之间的纵向通道的数目。在本发明的范围内，横向通道直接和纵向通道连通。按照流体介质的流动方向，流体介质可以经由第一端壁的横向通道流入纵向通道并从纵向通道流入第二端壁的横向通道，或反之。本发明的一种推荐的实施形式的特征在于，第一连接端的直接在压力平衡室上连接的流体管道和/或第二连接端的直接在压力平衡室上连接的流体管道具有内径d，该内径d小于压力平衡室的内径D的一半、特别是小于其三分之一、优选小于其四分之一并非常优选小于其五分之一。流体管道的内径d在此垂直于流体管道的纵轴线或垂直于流动方向测定。压力平衡室的内径D垂直于纵轴线、优选垂直于压力平衡室的圆柱体轴线、而且特别是在纵向条的区域内测定。在本发明的范围内，至少一个流体管道、优选两个流体管道经由多个横向通道直接和纵向通道连通。可压缩的嵌件的长度I (沿可压缩的嵌件或压力平衡室的纵轴线的方向测定)与可压缩的嵌件的外径A的比例为1.1至1.5，并优选1.25至1.35。在此可压缩的嵌件的外径A垂直于所述纵轴线在纵向通道的区域内测定。在此推荐，可压缩的嵌件的外径A在纵向通道的区域内和纵向通道的高度h的比例为20至50、特别是25至45、优选30至40和非常优选32至38。纵向通道的高度h在这里指可压缩的嵌件与压力平衡室的内壁在纵向通道的区域内的间距。按推荐，可压缩的嵌件的外径A与纵向通道的宽度b的比例为1.5至3.5，适宜地1.8至2.8、优选2.0至2.6和非常优选2.1至2.5。在此纵向通道的宽度b横向于可压缩的嵌件的长度I测定。按推荐，各纵向通道在可压缩的嵌件的全长I上延伸，而且适宜地直线地并优选平行于可压缩的嵌件的或压力平衡室的纵轴线延伸。本发明的主题也是一种管连接器装置，其包括至少一个管道和至少一个在管道的端部上连接的上述型式的管连接器。按照一种优选的实施形式，设置至少一个管道并在该管道的每一个端部上连接一个按照本发明的上述型式的管连接器。该管道因此同时连接两个按照本发明的管连接器。在本发明的范围内，在这两个管连接器的另两个端部上分别连接另一管道。在两侧在管道的每一个端上设置管连接器关于技术问题的解决或关于管道的有利的防冻保护已证明是特别有利的。本发明的一种优选的实施形式的特征在于，管连接器在连接端上具有用于管道的接纳部并且该接纳部设置成用于材料锁合的连接，尤其是用于经由焊接方法、特别是旋转焊接方法的材料锁合的连接。在此在本发明的范围内，至少管连接器和管道的需要材料锁合地连接的各部分由塑料构成，这些塑料或是相同的或至少对于所述材料锁合的连接是相容的。但管道在连接端上的连接也可以通过管道套到心轴成型件上或通过压接实现。按照一种推荐的实施方案，管连接器在连接端上具有母的联接接纳部，该联接接纳部用于接纳管道的公的适配器或插头。但原则上该连接端也可以配备公的联接件或适配器。在此则特别是涉及型式SAEJ2044的快速联接适配器。本发明基于这样的见解，即利用按照本发明的连接器或利用按照本发明的管连接器装置可以简单、功能可靠地和有效地补偿流体介质在连接的接纳元件中或在管连接器中的由温度引起的体积膨胀。利用按照本发明的措施可以有效地避免接纳元件或管连接器的损坏或破坏。需要强调，按照本发明的连接器或按照本发明的管连接器装置特别是在借助于含水的尿素溶液的SCR系统中可以特别有效地使用。此外需要强调，按照本发明的成果利用相对简单的和成本低的措施就可以达到。
以下借助只示出一种实施例的附图更详细地说明本发明。各示意图如下:图1按照本发明的管连接器的剖视的侧视图，图2通过按照图1的管连接器的剖面图A-A，图3通过按照图1的管连接器的压力平衡室的透视的剖面图。
具体实施例方式各图示出用于连接流体介质的接纳元件的连接器I。关于未示出的流体介质，特别是并在实施例中涉及含水的尿素溶液，并且所示的连接器I适宜地和在实施例中在用于汽车的SCR系统的范围内使用。在按照图1的实施例中，在第一连接端3上连接管道2。在第二连接端4也可以连接在那里未示出的管道2。不过也有可能，在这里连接其他的以未示出的箱体或未示出的计量元件的形式的接纳元件。连接器I在第一连接端3与第二连接端4之间可以由流体介质、特别是由尿素溶液流过。按照本发明，连接器I在第一连接端3与第二连接端4之间具有压力平衡室5，在该压力平衡室中设置可压缩的嵌件6。优选和在实施例中，可压缩的嵌件6由闭孔的EPDM塑料泡沫构成。可压缩的嵌件6在此构造成紧密的。“紧密”在这里表示，除塑料泡沫的细孔或小室外，在可压缩的嵌件6中没有构成其他的空腔。压力平衡室5按推荐和在实施例中构造成圆柱形的。在压力平衡室5中使用的或设置的可压缩的嵌件6也构造成基本上圆柱形的。图2中可见，可压缩的嵌件6局部地贴紧压力平衡室5的内壁7，而且在从内壁7凸出的纵向条8的区域内贴紧。图2中还可看出，在圆柱形的压力平衡室5的内壁7与可压缩的嵌件6之间设置用于在第一与第二连接端3、4之间的流体连通的多个纵向通道9。可压缩的嵌件在各纵向条8的区域内另外特别是和在实施例中在预紧力下贴紧压力平衡室5的内壁7。在流体介质的由温度引起的体积膨胀时，特别是在流体介质在体积膨胀下的冻结时，可压缩的嵌件6可向压力平衡室5的中心压缩。按推荐，可压缩的嵌件6在此是能够可逆地变形的。图2示出，在实施例中四个纵向通道9以彼此相同的间距在可压缩的嵌件6的圆周上分布地设置，这些纵向通道9通过内壁7的四个纵向条8彼此分开。特别是和在实施例中，纵向通道9和纵向条8平行于连接器I的纵轴线L延伸。可压缩的嵌件6同轴地装入压力平衡室5中，从而可压缩的嵌件6和压力平衡室5具有相同的居中的纵轴线L。在实施例中压力平衡室5具有在其内圆周上环绕的内壁7以及具有为第一连接端3配置的第一端壁10和为第二连接端4配置的第二端壁11。内壁7因此构成压力平衡室5的圆柱形空腔的圆柱周面，并且端壁10、11构成压力平衡室5的圆柱形空腔的表面。在可压缩的嵌件6与第一端壁10之间以及在可压缩的嵌件6与第二端壁11之间设置用于与纵向通道9流体连通的横向通道12。横向通道12在端壁10、11中成型并且特别是和在实施例中垂直于各纵向通道9设置。在实施例中另外在每一个端壁10、11上成十字形设置四个横向通道12。所述横向通道12和配置的纵向通道9直接连通。特别是和在实施例(图1)中，为第一连接端3配置的第一流体管道13直接连接于压力平衡室5，并且为第二连接端4配置的第二流体管道14直接连接于压力平衡室5。适宜地和在实施例中，这些流体管道的纵轴线对应于连接器I的居中的纵轴线L。两个流体管道具有内径d，该内径按推荐和在实施例中小于压力平衡室5的内径D的四分之一。压力平衡室5的内径D在此在纵向条8的区域内测定。流体管道13、14另外经由横向通道12和纵向通道9连通。适宜地和在实施例中，纵向通道在可压缩的嵌件6的全长I上延伸，而且适宜地直线地和优选平行于连接器I的纵轴线L延伸。另外用A标记可压缩的嵌件6的外径，该外径在纵向通道9的区域内测定。纵向通道9的高度h等于在纵向通道9的区域内可压缩的嵌件6离压力平衡室5的内壁7的间距。用b标记纵向通道9的宽度，该宽度横向于可压缩的嵌件的长度I测定。在各图中所示的连接器I特别是和在实施例中构造成为快速连接器。第二连接端4特别是设置用于接纳管道或接纳元件的插头或适配器。在第二连接端4中设置一个外部的间隔元件15、两个构造成O形环的密封元件16、17和一个在两个密封元件16、17之间设置的内部的间隔元件18(图1)。此外设有固定元件19用于锁定未示出的插头或适配器。图1中可看出，在这里示出的管道2插入第一连接端3的接纳部中。管道2特别是材料锁合地连接于该第一连接端3并且优选经由旋转焊接方法制造该材料锁合的连接。为此，第一连接端3和管道2适宜地由对于材料锁合连接相容的塑料构成。图1中还可看出，第二连接端4以母的联接接纳部的形式设置，用于接纳管道2的公的适配器或插头。原则上在第二管道端4上也可以设置公的联接件，特别是以型式SAEJ2044的适配器的形式。图1中还可看出，压力平衡室5特别是和在实施例中构造成两部分式的。压力平衡室5的两个部分20、21在连接区域22内按推荐材料锁合地相互连接、特别是相互焊接。在此在本发明的范围内，压力平衡室5的两个部分20、21由对于材料锁合连接相容的塑料构成。
权利要求
1.连接器(I)，用于连接至少两个用于流体介质的接纳元件，例如是用于连接两个用于流体介质的管道的管连接器，其中 该连接器(I)具有用于连接第一接纳元件的第一连接端(3)和用于连接第二接纳元件的第二连接端(4)， 该连接器(I)在第一与第二连接端(3、4)之间能由流体介质流过， 该连接器(I)在第一与第二连接端(3、4)之间具有压力平衡室(5)，在该压力平衡室(5)中设置可压缩的嵌件(6)， 可压缩的嵌件(6)局部地贴紧压力平衡室(5)的内壁(7)，在压力平衡室(5)的内壁(7)与可压缩的嵌件(6)之间设置至少一个用于在第一与第二连接端(3、4)之间流体连通的纵向通道(9)， 并且在流体介质的由温度引起的体积膨胀时，可压缩的嵌件(6)能被压缩，特别是能向压力平衡室(5)的中心压缩。
2.按照权利要求1所 述的连接器，其特征在于，流体介质是尿素溶液。
3.按照权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，可压缩的嵌件(6)是能够可逆地变形的。
4.按照权利要求1至3之一项所述的连接器，其特征在于，可压缩的嵌件(6)由塑料泡沫、特别是由闭孔的塑料泡沫构成。
5.按照权利要求1至4之一项所述的连接器，其特征在于，可压缩的嵌件(6)由橡胶制的塑料泡沫、特别是由EPDM制的塑料泡沫构成。
6.按照权利要求1至5之一项所述的连接器，其特征在于，可压缩的嵌件(6)构造成紧密的。
7.按照权利要求1至6之一项所述的连接器，其特征在于，可压缩的嵌件(6)具有按德国工业标准DIN 53505的2至25的肖氏A硬度、优选3至20的肖氏A硬度，和/或按德国工业标准DIN 53572在22小时、70°C、50%变形时为O 55%、优选20% 50%的压缩永久变形。
8.按照权利要求1至7之一项所述的连接器，其特征在于，可压缩的嵌件(6)局部地在预紧力下贴紧压力平衡室(5)的内壁(7)。
9.按照权利要求1至8之一项所述的连接器，其特征在于，在压力平衡室(5)的内壁(7)与可压缩的嵌件(6)之间设置用于在第一与第二连接端(3、4)之间的流体连通的多个纵向通道(9)。
10.按照权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述多个纵向通道(9)在可压缩的嵌件(6)的圆周上分布地设置，并且所述纵向通道(9)通过压力平衡室(5)的内壁(7)的多个纵向条⑶彼此分开。
11.按照权利要求1至10之一项所述的连接器，其特征在于，压力平衡室(5)具有在其内圆周上环绕的内壁(7)以及第一端壁(10)和第二端壁(11)，并且在可压缩的嵌件(6)与第一端壁(10)之间和/或在可压缩的嵌件(6)与第二端壁(11)之间设置至少一个横向通道(12)、优选多个横向通道(12)，所述横向通道用于与所述至少一个纵向通道(9)、优选与所述多个纵向通道(9)流体连通。
12.按照权利要求1至11之一项所述的连接器，其特征在于，第一连接端(3)的在压力平衡室(5)上连接的流体管道(13)和/或第二连接端⑷的在压力平衡室(5)上连接的流体管道(14)具有内径(d)，该内径小于压力平衡室的内径(D)的一半、特别是小于其三分之一、优选小于其四分之一并非常优选小于其五分之一。
13.按照权利要求12所述的连接器，其特征在于，至少一个流体管道(13、14)经由所述至少一个横向通道(12)与所述至少一个纵向通道(9)连通、优选经由多个横向通道(12)与所述多个纵向通道(9)连通。
14.按照权利要求1至13之一项所述的连接器，其特征在于，压力平衡室(5)由多个部分(20、21)、优选由两个部分(20、21)组合而成，并且各个部分(20、21)材料锁合地相互连接。
15.管连接器装置，其包括至少一个管道(2)，并且包括至少一个在管道(2)的端部上连接的按照权利要求1至12之一项所述的管连接器(I)，优选包括两个按照权利要求1至12之一项所述的管连 接器，在管道(2)的每一端部上连接一个管连接器(I)。
全文摘要
一种连接器，用于连接至少两个用于流体介质的接纳元件，例如用于连接两个用于流体介质的管道，该连接器具有用于连接第一接纳元件的第一连接端(3)和用于连接第二接纳元件的第二连接端(4)，该连接器在第一与第二连接端之间能由流体介质流过，该连接器在第一与第二连接端之间具有压力平衡室(5)，在该压力平衡室中设置可压缩的嵌件(6)，可压缩的嵌件局部地贴紧压力平衡室的内壁(7)，在压力平衡室的内壁与可压缩的嵌件之间设置至少一个用于在第一与第二连接端之间流体连通的纵向通道，并且在流体介质的由温度引起的体积膨胀时，可压缩的嵌件能被压缩，特别是能向压力平衡室的中心压缩。
文档编号F16L37/00GK103196002SQ20121000232
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者A·黑克尔, U·策布林 申请人:Ti汽车传动股份有限公司