专利名称：快速连接器及包含这种快速连接器的温度控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在部件或组件温度控制的冷却剂循环管道中使用的快速连接器。本发明尤其可应用于电子组件的温度控制领域，及由合成材料制成的部件的注入成型领域(在该领域中模具必须被冷却)。
背景技术：
在专门为偏冷电子组件(cool electronic component)设计的热交换板的情况中，冷却剂循环管道被限定在板的内侧，且冷却剂循环管道设计为通过它的两端连接至供应管道以及流体排放管道，该供应管道转而连接至冷冻的冷却剂供应组。当板的管道与供应管道和排放管道分离时，在仍然热的电子组件将卡路里传递至限制在管道中的冷却剂的同时，所述冷却剂温度升高，并伴随能够导致管道或其连接元件发生破裂的压力升高。相似的问题也存在于注入成型的领域，其中模具经历温度升高，而它们的冷却剂循环管道与外侧隔离。 US-A-4447040提出使用包括阀门的连接器来解决这些问题，所述阀门固定至滑动安装在主体中的活塞。当连接器分离且它的内部压力升高超过一阈值时，活塞和阀门逆着弹簧作用的方向向外侧移动，从而产生能够降低连接器内部压力的漏隙。由于该漏隙，连接器内侧的压力降低至活塞和阀门届时被弹簧推动进入密封状态的点。但该方案并不令人满意，因为会导致冷却剂损耗以及由连接器引起环境污染的风险。具体地，这样的方案不适用于不能被冷却剂排放弄脏的电子组件冷却的领域。从US-A-3, 646，964还已知一种快速连接器，该快速连接器的凹形元件(femaleelement)通过喷口(vent)在高压下排放流体,而没有使用移动的活塞。还已知EP-A-1790458提供了一种在注入模具中的由密封的滑动活塞组成的容积补偿器，该滑动活塞与模具内侧的冷却剂循环管道交流。当活塞受到的压力升高时，该活塞逆着弹簧的在压力下降时、尤其当管道重新连接至供应管道和排放管道时使其返回至缩回位置的作用滑动以增加冷却剂的可用容积。可用的补偿容积依赖于弹簧的特性，且不能排除回路的加压分离(即在没有预先使回路达到大气压力的情况下发生分离)，这导致甚至在供应管道和排放管道完全分离之前会使活塞逆着弹簧的作用进行移动。进一步地，EP-A-1790458的方法除了它的连接器元件之外还需要将容积补偿器并入注入模具中，这样使得设备复杂且昂贵。“补偿”指在流体压力的影响下被限制流体的可用容积的调节，从而限定流体的压力变化。US-A-4, 447，040和EP-A-1790458中考虑的方案倚靠使活塞返回其位置的弹簧的作用。压力增加的流体必须对抗弹簧施加的弹力，以移动活塞且允许补偿。因此，该设备对小的压力变化不是非常敏感，且在某些应用中可能缺少可靠性
发明内容
本发明更具体地目的是通过提出一种新的快速连接器来解决这些缺陷，所述新的快速连接器不需要安装额外的容积补偿器且可防止泄漏的风险，同时允许补偿，使得可以限制从其环境中分离的冷却剂循环管道中的压力增加。为了该目的，本发明涉及一种快速连接器，所述快速连接器包括凸形或凹形的第一元件和与所述第一元件互补的凹形或凸形的第二元件，所述第一元件和所述第二元件能够沿装配轴装配在彼此中，所述第一元件包括活塞和用于选择性封闭所述第一元件的内管道的阀门，所述内管道永久地连接至流体循环管道；所述阀门能够相对于所述活塞且沿平行于所述装配轴的方向在压靠基座的封闭位置与远离所述阀门的基座的位置之间移动，在所述封闭位置，所述阀门使得所述内管道与所述第一元件的外侧隔离，在所述远离所述阀门的基座的位置，流体流能穿过所述连接器；所述活塞能够在所述连接器处于分离配置时在所述第一元件的所述内管道中现存的流体的压力作用下沿所述装配轴在缩回到所述第一元件的主体中的第一位置和相对于所述主体向前(forward)的第二位置之间移动，在所述第二位置时所述第一元件的内管道的容积相对于在所述第一位置时所述第一元件的内管道的容积是增加的。根据本发明，所述连接器包括:在所述活塞和所述第一元件的所述主体之间的密封机构；至少一个选择性可移动的元件，用于将所述活塞锁定在该活塞的第一位置；以及机构，用于在所述连接器被联接时和所述第一元件和所述第二元件的分离过程中，至少在所述阀门不处于该阀门的封闭所述第一元件的所述内管道的位置期间，将所述移动的锁定构件保持为处于将所述活塞锁定在该活塞的第一位置的配置，所述维持机构在所述连接器处于分离配置时不作用于所述移动的锁定构件。而在所述连接器处于分离配置时:所述阀门处于封闭所述内管道的位置处；且在所述活塞处于所述第一位置和所述第二位置时和在所述活塞在所述第一位置和所述第二位置之间移动的过程中，所述密封机构使所述第一元件的所述内管道与所述第一元件的外侧隔离。
由于本发明，当所述第一连接器元件与所述第二连接器元件分离时，所述阀门和所述密封机构有效地隔离所述第一连接器元件的内管道，这样防止泄漏。进一步地，由于补偿系统并入所述连接器，因此不需要提供专门地补偿器，这样简化了包含所述连接器的温度控制系统的结构。根据本发明的有利的、但可选择的方面，所述连接器可以以任何技术上可接受的组合包含下面特征中的一个或多个:在所述阀门已经到达所述封闭位置之后且没有对所述连接器进行任何其他干预(intervention)的情况下,使所述连接器的所述第一元件和所述第二元件分离的操纵(maneuver)导致所述维持机构释放所述锁定构件；所述锁定构件是所述第一元件的一部分，而所述维持机构是所述第二元件的一部分；所述锁定元件能够在第一活动位置(active position)和第二撤回位置之间相对于所述装配轴径向移动，所述锁定元件处于所述第一活动位置时将所述活塞锁定在该活塞的第一位置，且所述锁定元件在所述第二撤回位置中不阻止所述活塞在该活塞的所述第一位置和所述第二位置之间的移动；所述连接器包括环绕所述装配轴分布的多个(several)锁定构件，所述锁定构件能够相对于所述装配轴沿离心方向在各自的所述第一位置和所述第二位置之间移动；
所述活塞具有第一部分和第二部分，所述第一部分的外尺寸为第一值，所述第二部分的外尺寸为大于所述第一值的第二值；且所述第一部分在所述活塞处于所述第一位置时面对(across from)所述锁定构件,而所述第二部分在所述活塞处于所述第二位置时面对所述锁定构件；用于所述移动的锁定构件的所述维持机构包括环，所述环安装在所述第二元件的主体上，且所述环能相对于所述主体且平行于所述装配轴进行平移；所述连接器包括机构，所述机构用于当所述第一元件和所述第二元件正在联接、处于联接配置或在分离的过程中时朝所述第一元件弹性地压入(charge)所述环；当处于所述维持环阻止所述锁定构件从该锁定构件的第一位置向该锁定构件的第二位置迁移的配置时，所述维持环可径向环绕所述锁定构件；在所述第一元件和所述第二元件处于联接配置时，所述维持环的重叠距离与在所述环和所述第二元件的主体之间的轴向游隙的总和大于所述阀门的来自所述联接配置且平行于所述装配轴的关闭行程，所述环在所述重叠距离上维持与所述锁定构件或每个锁定构件接合，且所述重叠距离是平行于所述装配轴测量的；所述活塞包括第一部分和第二部分，所述第二部分的外径向表面具有比所述第一部分的外径向表面的直径更大的直径；所述第二部分被容纳在所述主体的中央孔中并且能沿所述装配轴在所述孔中移动；当所述活塞处于它的第一缩回位置时，所述第二部分处于接近所述主体的内后肩部 的位置，而所述主体的内前肩部形成一止动部，所述止动部用于使所述活塞朝该活塞的第二向前位置的移动停止； 所述阀门可移动地安装在所述活塞内，且设置在所述阀门和所述活塞之间的弹性返回机构在所述阀门上施加朝向该阀门的封闭所述第一元件的所述内管道的抵靠限定在所述活塞上的基座的位置的返回力；所述第二元件的主体装配有支承肩部，在所述第一元件和所述第二元件联接期间，所述支承肩部抵靠所述第一元件的所述活塞；联接期间，在所述支承肩部和所述活塞相接触之前，所述第一元件的所述阀门被带至打开配置。本发明还涉及一种温度控制系统，所述温度控制系统包括:一方面，具有至少一个要被冷却的部件或组件的热交换板，所述板限定有冷却剂的循环管道；以及，另一方面，至少一个用于所述冷却剂管道的供应或排放管道。该系统的特征在于使用前述的连接器实现所述管道的连接，所述连接器的所述第一元件构成所述循环管道的连接端部，且所述连接器的所述第二元件构成所述供应或排放管道的连接端部。
仅以实施例的方式且结合附图提供的快速连接器的一个实施方式及根据其原理的温度控制系统的下列描述，将更好的理解本发明，且本发明的其他优点也将变得更清楚，其中:图1是属于根据本发明的系统的冷却板的示意性示图，该板与其供应部/排放部断开；图2是图1的细节II的放大视图3是当连接器元件处于第二配置时的类似于图2的视图；图4是根据本发明的连接器的元件的分离配置中的轴向横截面图，该连接器的第一元件在图1至图3中示出；图5是当第一连接器元件处于图2的配置时，图4中示出的连接器的元件在联接步骤起始点处的轴向半剖视图；图6是当连接器的第一元件处于图3的配置时，图6中示出的连接器的元件在联接步骤起始点处的轴向半剖视图；图7是在图6中示出的步骤之后连接器的凸形元件和凹形元件在联接过程中的轴向横截面；图8是在经过图5的配置或经过图6和图7的配置之后，当联接连接器的元件时的类似于图7的横截面；以及图9是当正在分离连接器的元件时，类似于图7的横截面。
具体实施方式
为了附图的清楚，图5及随后的附图中仅示出连接器元件，而没有用于相关联的供应管道的冷却板。金属冷却板2用于冷却电子组件，在图中以附图标记4示出该电子组件的轮廓。该电子组件可能是绝缘栅双极晶体管(IGBT)或在使用过程中变热的任何其他组件。板2限定出用于冷却剂(诸如水或油)的循环管道6。6A和6B分别指示管道6的端部。端部6A和端部6B各自配备有第一连接器元件100，使得当需要时可能将管道6连接至用于向管道6供应冷却剂和排放该冷却剂的两个供应管道8和10，如在图1中的箭头Fl和F2所示。如在图4中所显现的，管道8的下游端部8A配备有第二连接器元件200，第二连接器元件200与安装在端部6A上的元件100 —起形成根据本发明的连接器R。两个第一连接器元件100相同，且配备管道10的上游端部的连接器元件(未示出)与在图4及随后的附图中示出的元件200相同。在图2及随后的附图中示出的第一连接器元件100包括主体110，主体110的后端112装备有能够将后端112拧紧在冷却板2的有内螺纹的孔口 24中的外螺纹114，所述孔口延伸管道6的端部6A。密封件120插在端部112和孔口 24的朝向板2外侧的开口之间，从而封闭孔口 24和后端112之间的间隙。主体110还装配有两个为接合在元件200的两个狭槽中所设计的锁定嵌块(locking slug) 116，图中仅示出元件200的两个狭槽中一个(附图标记为216)。这些狭槽216及等价物形成于元件200的主体210中，更具体地形成被设计为在元件100和200处于联接配置时部分环绕主体110的衬套212中。从这种意义上说，元件100是凸形元件，而元件200是凹形元件。但是，也可以考虑其中元件100是凹形元件且元件200是凸形元件的相反配置。除了朝向主体110的外侧径向突出同时在直径上相对于轴XlOO相反的嵌块116之外且除了容纳锁定球的孔口之外，元件100以形成主体110的圆对称轴的纵向轴XlOO为中心，如下面所解释的。除了在直径上相反的嵌块216之外，第二元件200以形成主体210的圆对称轴的轴X200为中心。轴XlOO和轴X200分别是第一元件100和第二元件200的纵向轴和中心轴。在图5及随后的附图中示出的正在联接的配置、联接的配置及分离的配置中，轴XlOO和轴X200结合并且与元件100和200装配到彼此中的装配轴(fitting axis)X-X’对齐。因此，可相对于装配轴X-X’调换所提供的关于元件100和200相对于它们各自的轴XlOO和X200的几何形状的解释。元件100的主体110限定出以轴XlOO为中心的台阶式中心孔118，台阶式中心孔118的被端部112环绕的第一部分118A与管道6具有持续地流体交流。dll8A表示后端112的内直径的部分118A的直径。在孔118的第二部分118B内侧，沿轴XlOO相对于主体110可转移地容纳有容积补偿活塞130。活塞130具有圆形截面且它的外径向表面是台阶式的。更具体地，活塞130包括第一部分132和第二部分134 ;第一部分132延伸越过活塞130的最大部分，且第一部分132的外径向表面具有第一直径D132 ;第二部分134位于活塞130的后部(即在第一部分118A的一侧)，且第二部分134的外径向表面具有比直径D132的值大的直径D134。换句话说，部分134具有使活塞130外直径局部增加的外环形法兰。密封件140设置在第二部分134的外径向凹槽136中。按照惯例，认为第一元件100的前面与板2相反地转动，同时该元件的后部朝向该板转动。因此第二部分134处于活塞130的后部。在第二部分118 B中，主体110的内直径dll8B的值稍微大于直径D134的值。孔118还包括第三部分118C和第四部分118D ;在第三部分118C中，主体110的内直径具有稍微大于直径D132的第三值dll8C ;且第四部分118D形成孔118朝向连接件元件100外侧的开口，且第四部分118D具有稍微大于直径dll8C的直径dll8D。提供直径dll8B和dll8C以能够在孔118的部分118B和118C中平移引导活塞130。选择密封件140的尺寸，以使得当活塞130在孔118中的适当位置时主体110压紧密封件140，以便密封件140在活塞130相对于主体100处于所有位置时在第二部分134和部分118B之间的间隙处发挥密封功能。活塞130包括以轴XlOO为中心的按销(push-piece) 138，轴XlOO也是活塞130的对称的中心轴。按销138通过四个接片(tab)连接至部分134，图中仅以附图标记139示出其中的两个接片。将在活塞130内侧环绕按销138所限定的环形容积指示为V130。除了当活塞130的前端被阀门150封闭之外，容积V130出现在活塞130的两个端部。容积V130通过部分118A和部分118B的一部分形成连接器元件100的处于活塞130的第二部分134后面、更具体地在密封件140后面的内管道C100。活塞130的内直径dl30小于部分118A的直径dll8A，以便活塞130的后部纵向表面130B在活塞130处于所有位置时与管道6流体交流。阀门150并入活塞130中且受到回位弹簧160的作用，回位弹簧160倚靠接片139且推动所述阀门抵靠限定在活塞132内侧上的基座133。换句话说，阀门150可移动地安装在活塞130中，且默认情况中在弹簧160的作用下按压阀门150抵靠基座133。一旦阀门150处于封闭位置，则不管活塞130相对于主体110的位置，密封件140均使与管道6连续交流的内管道ClOO与元件100的外侧流体隔离。活塞130的与部分134相对的前端指示为135。端部135具有相对于直径D132缩小的外直径D135。密封件152安装在端部135的内径向凹槽153中，同时另一密封件154安装在按销138的前端的外径向凹槽155中。密封件152和密封件154确保阀门150在处于按压抵靠在它的基座133上的配置时阀门150密封地关闭。进一步地，主体110装配有环绕轴XlOO有规则分布的八个孔口 113，且孔口 113径向连接孔118的部分118D，其中部分118D具有形成在主体110的前端117中的凹槽115。所述凹槽115呈现为朝向主体110的前面。球170设置在每个孔口 113中，且每个球170可在图2和图3中的双箭头F4的方向上相对于轴XlOO和轴X-X’径向移动，因为每个球170可或多或少地接合在凹槽115及孔118的部分118D中。球170被保持在孔口 113中，且被前端117和安装在主体110中的活塞130径向锁定。将主体110的其中限定有孔口 113且使孔118的部分118D与凹槽115分离的环形部分指示为111。在图1和图2的配置中，活塞130处于缩回在主体110中的位置，且活塞130的端部135沿轴XlOO与球170径向对齐。在这种配置中，活塞130在后部抵靠主体110的内后肩部119。在这种配置中，其中通过图1中示出的两个分离的连接器元件100封闭管道6，如果IGBT组件4是热的且升高达到 交换板2的温度的点，则管道6中的冷却剂的温度升高。在这些条件下，内管道ClOO中的压力趋向于增加，这样导致活塞130按照上述习惯向图2和图3中的左侧移动(即朝向连接器元件100的前面移动)。活塞130可以移动至图3的位置，在该位置处活塞130沿轴XlOO相对于主体110突出(即处于相对于图2位置的向前位置(forward position))，在该位置中的包含冷却剂的内管道ClOO具有比在图1和图2的配置中更大的容积。换句话说，如果管道6中的冷却剂的温度和压力升高，则活塞130可以移动以增加冷却剂的可用容积，从而将该流体的压力增加限制在板2允许的水平(即在不改变板2和第一连接器元件100水平上)。孔118的部分118B设置在第二部分134后部的一部分使部分118A完整以接收来自管道6的冷却剂。通过这种方式，部分118A中的冷却剂的压力增加施加朝元件100的前面推动由活塞130和阀门150形成的组合件的力。在没有任何冷却剂泄露的情况下活塞130发生朝向图3中箭头F5的方向的移动，因为密封件140起到在内管道ClOO和外侧之间的密封作用，且因为不管活塞130的位置如何均使阀门保持在封闭位置，即保持阀门抵靠在它的基座133上且通过密封件152和密封件154使阀门在它的外壳中保持在密封位置，因此密封件152和密封件154与阀门150合作以保证不存在环绕阀门150从内管道ClOO朝连接器外侧的泄露。当活塞在它的图2和图3的位置之间的整个补偿运转过程中时，维持阀门150按压抵靠在基座133上。该移动使得活塞130的第一部分132跨越孔口 113且朝向凹槽115驱动球170，那么凹槽115可接收球170。活塞130的运转具有最大幅度A130，该最大幅度A130对应于活塞130从它在图2中的缩回位置至它在图3中的紧靠也是由主体110形成的另一肩部119’的位置的移动。在这种结构中，幅度A130大约为IOmm,同时直径dll8B大约为15mm。可以看到依赖于管道6中的试剂压力增加，活塞130的移动可仅发生在具有最大幅度A130的行程的一部分上。在这种情况中，活塞130超出主体110向前突出的程度小于图3中示出的配置。在圆形管道6在端部6A和端部6B被封闭的配置中，且在管道6中的压力增加的情况下，两个连接器元件中的每个的各自的活塞均将基本相等的移动且同时朝向它们各自向前的位置移动。图4中示出第二元件200的横截面，及处于混合管线(mixed line)的管道8的一部分。主体210限定有其中安装有阀门250的中心孔218，阀门250使用弹簧260弹性压入抵靠在对应的基座213上。阀门250配备有密封件252，密封件252倚靠主体210的限定孔218的呈现的端部以及基座213的部分的内径向表面。在衬套212内侧环绕主体210的限定孔218的部分214安装有维持环270。该环270包括裙部272，裙部272相对于轴X200的径向厚度e272与该裙部插入元件100的凹槽115中的长度一致。当适于连接管道6和供应管道8或排放管道10 (即联接元件100和200)时，需要通过使管道6和管道8达到大气压力来提前确保将在“没有压力”的情况下进行该连接。然后，考虑到板2可移动的事实，使补偿元件200靠近元件100。依赖于元件100的活塞130在图2的缩回位置和图3的向前位置之间的位置，在放置阀门工作元件(即阀门150和阀门250及它们的控制元件)相接触之前或之后，元件100的嵌块116接合在元件200的狭槽216中，也就是按销138和主体210在联接过程中转向元件100的前部215。在活塞处于图1和图2所示的缩回位置的情况下，如图5中所示发生所述联接。在这种配置中，轴X200和轴XlOO 在轴X-X’上对齐，且元件200通过朝箭头F6的方向轴向平移而靠近元件100。除了使主体210和主体110靠在一起的平移之外，还有与嵌块116在狭槽216中前进相关的旋转移动。该平移使得裙部272的自由边缘274与球170相接触，可向孔118D推回球170且使环270紧靠前端117，同时环270径向覆盖球170。将元件100和元件200维持在彼此中的装配或联接力导致环270以箭头F7的方向(与弹簧280施加的弹力相反)相对于主体210撤回。前部215构成主体210的部分214的一端，在前部215内侧，阀门250被容纳在封闭孔218的配置中。第一元件100和第二元件200的装配或联接移动的持续使得部分215的前端表面215A与阀门150相接触，通过前表面215A以与弹簧160施加的力的相反方向退回阀门150，同时部分215与密封件152接触以达到密封连接且不发生泄露。同样，该移动使得按销138与阀门250相接触，通过按销以与弹簧260施加的力的相反的方向推回阀门250。裙部272的自由边缘274朝向内侧倾斜，以便在图5的位置中，由弹簧280施加的弹性返回力被以使球170朝向孔118的部分118D返回的部分向心力的形式传递至球170，这可能是因为活塞130的第一部分132撤回至主体110的内侧以仅允许具有相对于直径dll8C较小直径D135的端部135保持与球170相对。在环形部分111和端部135之间的自由容积部分接收球170，以便它们不再相对于环形部分11向外径向突出。从而，裙部272可以径向环绕球170、接合凹槽115的底部且紧靠前端117，同时持续的装配移动使阀门150和阀门250远离它们各自的基座移动。因此这样产生图8的联接配置，其中阀门150和阀门250与它们各自的基座133和基座213隔离开，以便由元件100和元件200形成的连接器R是打开的且冷却剂可以穿过孔218和孔118朝管道6流动(如箭头E所示)。由于环270相对于主体210的移动行程，使得在环270倚靠前端117的同时，可能进行前部215在活塞130的内容积V130中的前进以及按销138及孔218的前进。当活塞处于向前配置时(如图3中所示)，在联接元件100和元件200之前，这些元件100和兀件200之间的第一接触一方面发生在前表面215A和阀门150处,另一方面发生在按销138和阀门250处。在这些条件下，将两个连接器元件100和200的主体彼此靠在一起来打开来自联接操作起始点的冷却剂的通道，这样降低管道6持续连接的内管道ClOO内侧的压力。由于密封件152与部分215合作，因此可在没有泄露的情况下密封地打开流体通道。当两个连接器元件彼此靠在一起时，在图6的配置中维持环270与球170相接触，同时阀门150和阀门250已经相对于它们各自的基座133和基座213轴向偏移，但活塞130仍然处于相对于主体110的向前位置。那么，主体210的肩部217与活塞130的前端135相接触。通过主体210以图6中箭头F6的方向且朝向主体110的持续进行的轴向移动，肩部217在活塞130上施加箭头F8所示的力，该力由于内管道ClOO中降低的压力而朝主体100的肩部119推回活塞。在环270在图6配置中的位置和在图7中的位置之间时，沿轴X-X’轴向测量环270相对于主体210在图6中的箭头F7的方向上的移动行程幅度A270，在处于图 中的位置时，环270通过它的后边缘276倚靠主体210的肩部219。在活塞130朝向它的缩回位置的排斥移动的过程中，环270环绕主体210的部分214滑动，因为幅度A270大于或等于活塞130移动的最大幅度A130 (即活塞130在它的图2和图3的位置之间的行程)，从而使得环270环绕主体210的部分214滑动是可能的。在已经将活塞130推回至它的缩回位置中后，主体210达到图7的配置，在该配置中阀门150和阀门250从它们各自的基座轴向偏移，以便流体可以在连接器R中流动(如箭头E所示)。因为环270可以朝轴X-X’径向推动球170，且由于活塞130的小直径的前端135由此与孔口 113对齐，因此持续地联接可能使元件100和元件200从图7的配置变为图8的配置。环270和球170的移动相当于在图5的 配置至图8的配置改变过程中所考虑的移动。换句话说，如果活塞130处于图2的缩回位置的同时已经起始联接，则经过图5的配置达到图8的配置，在图8的配置中连接器R是打开的且是联接的。如果活塞130处于相对于主体110的向前位置(如图3所示)，则在达到图8的配置之前经过图6的配置和图7的配置。如果活塞突出在图2和图3的位置之间的中间位置，则操作与参考图3和图6 图8所解释的操作相同，除了活塞仅在它的补偿行程部分上被推回之外。应注意，在上述图5和图7的位置及在图9的位置上，活塞130不倚靠但紧邻后内肩部119。可选择地，在这些位置上可存在表面130B和肩部119之间的接触。随后进行相同的步骤以联接被设计用于连接端部6B和排放管道10的其它连接器R0因此，在狭槽216中的嵌块116的向前行程的末端，但嵌块锁定在对应的基座216A中时，即当联接元件100和元件200时(如图8所示)，朝向轴X-X’径向推回球170且裙部272径向环绕球170，这样防止球170离开孔118的部分118D。在该联接配置中，球170处于它们的活动位置且将活塞130锁定在缩回位置，即防止活塞130朝向它的向前位置进行任意移动。为了使嵌块116锁定在对应的基座216A中，两个连接器元件100和200相对于它们在中间联接配置(如图7所示)中的相关位置径向分离，结果是在联接配置中，至少在连接器元件100和200彼此最靠近的配置中已经接触到活塞150的肩部217不再与活塞130相接触。但是，被其弹簧280推回的环270维持与球170重叠(overlapping)。在这种配置中，环270逆着由弹簧280产生的力在对应于环270和主体210之间的轴向游隙J的长度上与主体210间隔开。在这种配置中，球170的中心与环270的自由前缘274之间的轴向距离指示为d。该距离d构成环270的重叠距离，环270通过它的裙部272在该距离d上从联接配置及相对于板2的向前移动中维持与球170接合。在这种配置中，C指示阀门150的关闭行程，即阀门150的前端与接收密封件152的凹槽153的前端或接收密封件154的凹槽155的前缘之间的与阀门150相距最远的距离。当适于分离元件100和元件200时，即当冷却板2的管道6必须与它的冷却剂供应管道8和冷却剂排放管道10隔离开时，操作者使管道8和管道10处于大气压力，然后解锁在管道端部6A和端部6B处的两个连接器中的每个。更具体地，相对于图2及随后附图中示出的连接器，操作者解锁根据本发明的连接器R的卡口联接系统(bayonet fasteningsystem)，且 在主体210上施加图9中箭头F9方向的轴向移动力。该轴向移动伴随有与狭槽216的几何形状相关的旋转移动。该轴向移动导致主体210的端部215从活塞130的内容积V130中撤回，以便阀门150通过弹簧160被再一次按压抵靠在它的基座133上。然后达到图9的位置，在该位置上，阀门150处于密封的封闭配置，接近它的基座133且径向接合在密封件152和密封件154之间。当阀门150到达该封闭位置时，裙部272仍然径向环绕球170，以便使球170离开孔118的部分118D，从而使活塞130保持它在主体110内侧的缩回位置。换句话说，至少只要阀门150还没有到达它可密封地封闭内管道ClOO的位置，则球170在分离过程中均使活塞130保持在主体110内侧的缩回位置。尤其因为距离d和游隙J的和大于行程C的值的事实使得上述过程是可能的。换句话说，使用前面的注释，我们具有关系:d+J 彡 C通过持续沿箭头F9的方向相对于主体110撤回主体210的分离移动，并伴随卡口的旋转解锁移动，从板2拆卸下补偿连接器元件200，并且环270不再对球170径向加压且释放球170。连接器元件100处于图1和图2的位置，同时球可撤回至凹槽115中，且活塞130可在管道6中温度升高的作用下移动以相对于主体110突出(即前进)。从而仅仅由于环270相对于球170的移动且在操作者没有对连接器R进行其他干预的情况下，元件100和元件200的分离移动导致球170的自动释放，然后球170可重新接合在凹槽115中。在分离操纵的末端(即在连接器的分离配置中)，环270远离球170且不作用在这些锁定构件上，通过活塞可将这些锁定构件朝向凹槽115推回。本发明对阀门150的构造方法是不重要的。可选择地，该阀门150可以是实心的且可省略按销138。根据另一选择，按销138可使用接片类型139紧固在主体110内侧，且环绕按销滑动的阀门150可被推回抵靠在形成于静止按销138上的基座。在连接器的分离配置中，阀门被保持在封闭位置，即阀门维持按压抵靠在它的基座上且保持在密封位置。因此，本发明使得可能获得对管道6中任何压力改变的有效补偿，同时管道6与管道8和管道10分离。由于补偿机构被整合在连接器元件100中，因此不需要提供分离的容积补偿器，这样相对于由EP-A-1790458已知的装置简化了板2的结构。
进一步地，可密封地进行补偿，而没有冷却剂的泄露，这样防止了损耗和污染的风险。进一步地，阀门150相对于它的基座133的安置使得管道6和内管道中的压力增加了阀门150施加在其基座133上的支承力(bearing force)。由于当关闭连接器的阀门时保证沿轴X-X’的缩回活塞130，且由于甚至在连接器元件的多次联接/分离之后容积仍与外侧有效隔离，因此很好地限定和保证了可用于连接器元件100的内管道的补偿容积。由于通过使阀门150抵靠在基座133上，从联接配置至少直至连接器的内管道ClOO的密封关闭，球170保持活塞130处于主体110中的缩回位置，因此不需要使用弹簧来使活塞130返回至缩回配置，或作用于活塞130以使活塞130在分离过程中返回至缩回位置。因此，当元 件100和元件200彼此分离时，活塞130在管道6中压力增加的作用下实际上是可移动地，而不必如已知设备那样必须克服弹簧的力。通过分离运动学保证活塞130维持在主体110内侧的缩回位置中以及活塞130在分离位置释放。实际上，由于元件200的撤回，在阀门150已经到达内管道密封封闭位置之后，环270自动释放球170。在连接器分离的过程中或分离之后，操作者不需要干预元件100或容积补偿装置的另一部件以装备它。当活塞在联接起始时已经不在缩回位置中时，联接运动学保证活塞撤回至缩回位置。因此在连接器元件100与连接器元件200联接之前，不管在第一连接的过程中还是在后续的连接过程中，操作者均不需要在连接器元件100上施加特殊的动作。和EP-A-1790458中作用在活塞上一样，操作者在联接过程中以箭头F6的方向施加在活塞130上的力大于弹簧的弹力，这样保证了活塞130在分离之前的正确放置。最后，使用球170和环绕球170的维持环270将活塞130锁定在主体110内侧的缩回位置是与旋转移动相容的且给予连接器良好的轴向紧凑性，该旋转移动是在使用包括嵌块116和狭槽216的卡口系统联接元件100和元件200时所必须的。通过这种方式，板2与管道8和管道10 —起形成用于控制组件4的温度的有效系统，管道8和管道10分别配备有连接器R的部件100和部件200。本发明并不限制于上述实施方式，且可以考虑各种改变形式。例如，球170可以被允许操作者竖起补偿装置的第二卡口系统所取代。解锁用于连接器两个元件的第一联接开口可以使连接器元件的阀门处于封闭位置，然后使用第二锁定卡口将活塞锁定在缩回位置中。因此，维持构件不作用于将活塞锁定在缩回位置的锁定配置中的锁定构件，但是通过防止操作者接近锁定构件(诸如第二开口的嵌块)和不合适宜地(即当阀门在分离过程中还没有达到它的封闭位置时)解锁该锁定构件，维持构件将锁定构件保持在该锁定配置中。可以考虑除了球之外的锁定构件，例如被环覆盖的横向锁(transverse lock)或被环覆盖的锁定指(locking finger)。可以使用除了开口系统之外的机构进行连接器的两个元件100和200的锁定。进一步地，卡口(bayonet)的狭槽可以形成于承载活塞的元件100上，同时补偿元件200承载嵌块。作为要提供的补偿容积的功能，尤其作为管道6的总容积的功能，仅所述管道的其中一个端部连接器100可以配置有活塞130。换句话说，可以仅在管道6的其中一端实施本发明。本发明可以用于除了冷却电子组件之外的领域中，尤其可以用于冷却由合成材料制成的零件的注入模具。这里，板的概念包含装配有冷却剂循环管道的任何热交换元件，而不管热交换元件的几何形状如何，虽然实际上这些元件的大部分是平面的。在本申请的附图中，为了简便以单一部分示出主体110和主体210。实际上，这些主体可以由尤其通过拧紧装配在一起的多个部件制成。活塞100以及主体110和主体210可以不具有圆形截面。作为主体110的结构的功能，可以大大减小或甚至除去孔118的部分118A，在这种情况中，内管道ClOO仅包括部分118B的后部和容积V130。上面考虑的实施方式及可变形式的特 征可以彼此组合。
权利要求
1.一种快速连接器(R)，包括凸形或凹形的第一元件(100)和与所述第一元件互补的凹形或凸形的第二元件(200)，所述第一元件和所述第二元件能够沿装配轴(X-X’ )装配(F6)在彼此中，所述第一元件(100)包括活塞(130)和用于选择性封闭所述第一元件的内管道(C100)的阀门(150)，所述内管道永久地连接至流体循环管道￠);所述阀门能够相对于所述活塞(130)且沿平行于所述装配轴(X-X’ )的方向在压靠基座(133)的封闭位置与远离所述阀门的基座的位置之间移动，在所述封闭位置，所述阀门使得所述内管道(C100)与所述第一元件(100)的外侧隔离，在所述远离所述阀门的基座的位置，流体流能穿过所述连接器；所述活塞(130)能够在所述连接器处于分离配置时在所述第一元件的所述内管道(C100)中现存的流体的压力作用下沿所述装配轴(X-X’ )在缩回到所述第一元件的主体(110)中的第一位置(图2)和相对于所述主体向前的第二位置(图3)之间移动，在所述第二位置时所述第一元件的内管道(C100)的容积相对于在所述第一位置时所述第一元件的内管道(C100)的容积是增加的；其特征在于， 所述连接器(R)包括: 在所述活塞(130)和所述第一元件(100)的所述主体(110)之间的密封机构(140)； 至少一个选择性可移动的元件(170)，用于将所述活塞(130)锁定在该活塞(130)的第一位置；以及 机构(270)，用于在所述连接器(R)被联接时以及所述第一元件(100)和所述第二元件(200)的分离过程中，至少在所述阀门(150)不处于该阀门(150)的封闭所述第一元件(100)的所述内管道(C100)的位置期间，将所述移动的锁定构件(170)保持为处于将所述活塞(130)锁定在该活塞(130)的第一位置的配置，所述维持机构(270)在所述连接器(R)处于分离配置时不作用于所述移动的锁定构件(170)； 在所述连接器(R)处于分离配置时: 所述阀门(150)处于封闭所述内管道(C100)的位置；且 在所述活塞(130)处于所述第一位置和所述第二位置时和在所述活塞(130)在所述第一位置和所述第二位置之间移动的过程中，所述密封机构(140)使所述第一元件的所述内管道(C100)与所述第一元件(100)的外侧隔离。
2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，在所述阀门(150)已经到达所述封闭位置之后且没有对所述连接器(R)进行任何其他干预的情况下，使所述连接器(R)的所述第一元件(100)和所述第二元件(200)分离的操纵导致所述维持机构(270)释放所述锁定构件(170)。
3.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述锁定构件(170)是所述第一元件(100)的一部分，而所述维持机构(270)是所述第二元件(200)的一部分。
4.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述锁定元件(170)能够在第一活动位置和第二撤回位置之间相对于所述装配轴(X-X’)径向移动(F4)，所述锁定元件(170)处于所述第一活动位置时将所述活塞(130)锁定在该活塞(130)的第一位置，且所述锁定元件(170)在所述第二撤回位置中不阻止所述活塞在该活塞的所述第一位置和所述第二位置之间的移动。
5.根据权利要求4所述的连接器， 其特征在于，所述连接器包括环绕所述装配轴(X-X’ )分布的多个锁定构件(170)，所述锁定构件(170)能够相对于所述装配轴(X-X’ )沿离心方向在各自的所述第一位置和所述第二位置之间移动。
6.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述活塞(130)具有第一部分(135)和第二部分(132)，所述第一部分(135)的外尺寸为第一值(D135)，所述第二部分(132)的外尺寸为大于所述第一值(135)的第二值(D132);且所述第一部分在所述活塞处于所述第一位置时面对所述锁定构件(170)，而所述第二部分(132)在所述活塞处于所述第二位置时面对所述锁定构件。
7.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，用于所述移动的锁定构件(170)的所述维持机构包括环(270)，所述环(270)安装在所述第二元件(200)的主体(210)上，且所述环(270)能相对于所述主体(210)且平行于所述装配轴(X-X’ )进行平移；所述连接器(R)包括机构(280)，所述机构(280)用于当所述第一元件(100)和所述第二元件(200)正在联接、处于联接配置或在分离的过程中时朝所述第一元件(100)弹性地压入所述环。
8.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，当处于所述维持环(270)阻止所述锁定构件从该锁定构件的第一位置向该锁定构件的第二位置迁移的配置时，所述维持环(270)可径向环绕所述锁定构件(170)。
9.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，在所述第一元件和所述第二元件(200)处于联接配置时，所述维持环(270)的重叠距离(d)与在所述环和所述第二元件的主体(210)之间的轴向游隙(J)的总和大于所述阀门(150)的来自所述联接配置且平行于所述装配轴的关闭行程(C)，所述环在所述重叠距离(d)上维持与所述锁定构件(170)或每个锁定构件(170)接合，且所述重叠距离(d)是平行于所述装配轴(X-X’ )测量的。
10.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述活塞(130)包括第一部分(132)和第二部分(134)，所述第二部分(134)的外径向表面具有比所述第一部分(132)的外径向表面的直径(D132)更大的直径(D134);所述第二部分(134)被容纳在所述主体(110)的中心孔(118)中并且能沿所述装配轴(X-X’)在所述孔中移动；当所述活塞处于它的第一缩回位置时，所 述第二部分(134)处于接近所述主体(110)的内后肩部(119)的位置，而所述主体(110)的内前肩部(119’ )形成止动部，所述止动部用于使所述活塞(130)朝该活塞的第二向前位置的移动停止。
11.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述阀门(150)可移动地安装在所述活塞(130)内，且设置在所述阀门和所述活塞之间的弹性返回机构(160)在所述阀门上施加朝向该阀门的封闭所述第一元件(100)的所述内管道(C100)的抵靠限定在所述活塞(130)上的基座(133)的位置的返回力。
12.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述第二元件(200)的主体(210)装配有支承肩部(217)，在所述第一元件(100)和所述第二元件联接期间，所述支承肩部(217)抵靠所述第一元件的所述活塞(130)。
13.根据权利要求12所述的连接器，其特征在于，联接期间，在所述支承肩部(217)和所述活塞(130)相接触之前，所述第一元件(100)的所述阀门(150)被带至打开配置。
14.一种温度控制系统,包括: 一方面，具有至少一个要被冷却的部件或组件(4)的热交换板(2)，所述板限定有冷却剂的循环管道(6);以及 另一方面，至少一个用于所述冷却剂循环管道￠)的供应或排放管道(8，10)；其特征在于，使用根据前述权利要求中任一项所述的连接器(R)实现所述循环管道(6)和所述供应或排放管道(8，10)之间的连接，所述连接器(R)的所述第一元件(100)构成所述循环管道￠)的连接端部，且所述连接器(R)的所述第二元件(200)构成所述供应或排放管道(8 ，10)的连接端部。
全文摘要
快速连接器(R)的第一元件(100)包括具有阀门(150)的活塞(130)。活塞能够在流体压力作用下在第一位置和第二位置之间移动。阀门(150)能相对于活塞(130)移动。连接器包括密封机构(140)；用于将活塞选择性锁定在它的第一位置的构件(170)；用于将移动的构件(170)保持为处于将活塞(130)锁定在该活塞(130)的第一位置的配置的机构(270)，维持机构(270)在连接器(R)处于分离配置时不作用于移动的锁定构件(170)。在连接器(R)的分离配置中，阀门(150)处于封闭内管道(C100)的位置；在活塞(130)处于所述两个位置时和在活塞(130)在这两个位置之间移动的过程中，密封机构(140)使管道与外侧隔离。
文档编号H05K7/20GK103225722SQ201310039198
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月31日 优先权日2012年1月31日
发明者A-C·蒂贝尔吉安, C·迪里厄, F·莫雷尔 申请人:史陶比尔法万举