CN1685175A - 管道连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种插接至少一个管道(6)的连接装置(1)，其由一个具有至少一个用于插入管道(6)的容纳孔(4)的一个壳体件(2)以及由一个设置在容纳孔(4)中的锁紧环(8)构成，这个锁紧环为了锁住管道(6)与壳体件(2)的一个内圆锥(16)共同作用。壳体件(2)由一个基础件(28)和一个通过一个可卡紧的形状配合连接(30)与基础件相连的、具有内圆锥(16)的插件(32)两部分构成。插件(32)具有一个防污密封件(6)以沿着圆周贴靠在插入的管道(6)上而设置的。插件(32)由第一种相对硬的和形状稳定的塑料材料构成并且防污密封件(34)直接材料连接地由第二种相对软的和弹性的塑料材料整体成形。

Description

管道连接装置
本发明涉及一种连接至少一个管道的连接装置(用于气体或者液体的管道或者软管)，其由一个具有至少一个插入管道的容纳孔的壳体件以及一个设置在容纳孔中的、有槽的和可径向弹性变形的锁紧环，该锁紧环为了锁住管道通过一个外圆锥与壳体件的一个内圆锥共同作用，其中壳体件由一个基础件和一个通过一个可卡紧的形状配合连接与基础件相连的、具有内圆锥的插件两部分构成并且插件具有一个防污密封件沿圆周贴靠在插入的管道上。
这样一种连接装置在EP 0 733 844 B1中公开。在此，插件由一个整体式的塑料成形件构成，其中一个防止灰尘、污物、潮湿(喷水)和类似物进入的防污密封件可以整体式成形为环绕的密封唇。这个密封唇在导管插入之前在插入方向上倾斜着径向向内延伸使得其通过插入的管道稍微弹性扩宽并且随后密封地贴靠。为了管道的可拆卸性能，插件在此具有两个弹性的卡扣臂，这个卡扣臂以卡扣凸缘嵌入基础件中并且在那里形成卡槽。每个卡扣臂具有一个从基础件向外突出的操作部分。这种已知的连接装置基本上被证明是良好的，当然特别是防污密封件还不是最佳。此外，卡扣臂突出的操作凸缘有妨碍作用或者甚至导致意外松动。
本发明的任务是以经济的手段进一步改善一种所述同类形式的连接装置的使用性能。
该任务按照本发明如此实现，即插件由第一种相对硬的和形状稳定的塑料材料构成并且防污密封件直接材料连接地由第二种相对软的和弹性的塑料材料整体成形。通过这种有利的设计方案，防污密封件可以形状和/或材料特定地设计用于一种最佳的密封功能。例如可以使用一种非常适合密封的、软的并且弹性的材料，其也可以实现有利的形式，特别是凸起形的环形横截面，由此在其支承在管道的圆周上时可以获得一种良好的密封效果。此外，这种设计还允许容易地插入管道中并且必要时把管道取出来，因为与唇密封相反，在凸缘密封时不会由于相对移动导致密封的损害性变形。插件本身为了实现最佳的机械特性允许通过选取一种合适的材料来设计，这首先对于支承锁紧环来说很重要。在此，按照本发明的插件可以同样成本经济地以两组分-压铸法进行制造。
此外，对于一种良好的防污密封件有利的是，插件设计成套筒形并且特别以压配合，由此密封地插入用或者可插入到基础件的容纳孔的一个加宽部位里至少防止污物和类似异物进入。在此，插件在使用状态最好管口端面(Mündungseitig)齐平密封地完全位于基础件内部。通过这种有利的实际方案，在所用插件和完全容纳插件的基础件之间的连接或者接触部位里实现一种最佳的密封来防止污物、潮湿和类似异物侵蚀。基础件内插件的这种完全沉入的结构获得一种没有突出的零件的非常紧凑的结构形式，否则突出的零件在实际应用中与其它在连接装置的环境周围内的零件碰撞或者甚至-在插件的一种可拆卸的设计方案中-致使管道无意中脱落。
本发明其它有利的设计方案的特征包含在从属权利要求以及下文中。
借助于更多优选的在图中示出的实施例在下文中对本发明进行更详细的说明。在此示出：
图1是一种按照本发明的连接装置的第一个实施形式的一个局部剖切透视图，
图2是图1中实施例的一个局部剖切侧视图，
图3是图2中平面III-III处的一个剖面图，
图4是图3中平面IV-IV处的一个剖面图，
图5是图3中从箭头方向V看去只有单独插件的一个放大端面，
图6是图5中平面VI-VI处的一个剖面图，
图7是图5中平面VII-VII处的一个剖面图，
图8是按照本发明的连接装置的另一个实施形式的一个局部剖切透视图，
图9是图8中实施例的一个半剖侧视图，
图10是图9中平面X-X处的一个轴向视图，
图11是连接装置的另一个实施形式的一个透视图，
图12是图11中实施例的一个放大纵向视图，
图13是连接装置的另一个实施形式的一个透视图，
图14是图13中实施例的一个纵向视图，
图15是连接装置的另一个实施形式的一个透视图，
图16是图15中实施例的一个放大纵向视图，
图17再次以透视图的形式示出一种连接装置的另一个实施形式，
图18是图17中实施例的一个放大纵向视图，
图19只具有优选设计特征的单独插件的一个透视图，
图20是图19中从箭头方向XX看去插件的一个侧视图，
图21是图20中平面A-A处的一个剖面图，
图22是图21中平面B-B处的一个剖面图，
图23是图20中平面F-F处的一个剖面图，
图24是图20中平面C-C处的一个横截面图，
图25是图22中平面E-E处的一个横截面图，
图26是图20中平面D-D处的一个横截面图，
图27是图21中具有一个合适结构的区域A的一个放大细节图。
在不同的附图中相同的零件始终以相同的附图标记来标示，从而对可能只在某一张图上用附图标记标示出的每个零件的描述同样也适用于其它图中可以以相应的附图标记来识别的零件。
一个按照本发明的连接装置1在所有的实施例中由一个具有一个一侧敞开的用于轴向插入一个管道6的一个端部的容纳孔4的壳体件2以及一个设置在壳体件2或者容纳孔4中的用于锁住轴向(也就是在一个插入轴线10的方向上)已插入管道6的锁紧环8。在此，连接装置1可以实现简单和快速的装配，特别是由塑料制成的管道6不需要其它安装步骤可以方便地插入壳体件2中。锁紧环8位于容纳孔4的一个加宽部位里使得锁紧环包围容纳孔4并且因此紧固已插入的管道6。锁紧环8在其圆周的一个位置上具有一个轴向和径向贯穿的槽，也就是在它的圆周走向上具有一个缺口，从而锁紧环可以径向被弹性扩宽和/或夹紧。在锁紧环8的内圆周区域内—为此尤其参见放大的视图12、14、16和18—其(至少)具有一个径向向内突出的、环绕的齿面12。此外，锁紧环还具有一个外圆锥，其为了锁紧管道6与壳体件2的一个内圆锥16共同作用，在一个松开方向(参见图2箭头方向18)上拉动管道6时，也就是在进行与插入方向相反的一个运动时，锁紧环8首先通过它的齿面12的传力连接部位被一同拉动，一直到外圆锥14贴靠在壳体件2的内圆锥16上。在进一步拉动过程中，通过圆锥面14、16产生一个径向指向内的力，通过这个力锁紧环8弹性地锁紧，从而齿面12传力连接和/或形状配合连接地与基本上平滑的圆柱形导管-外圆周共同作用并且因此管道被锁紧以防抽出。
为了对管道6进行压力密封，在壳体件2里在锁紧环8和一个孔台阶22之间的区域内设置一个密封环24(压力密封)。此外，最好在壳体件内设置一个与插入轴线10同轴的立式套筒26来传力连接地嵌入已插入的导管6中。因此，立式套筒26支承插入的管道6，一方面抵抗通过锁紧环8施加的径向压力并且另一方面也抵抗密封环24来自内部的支承力。由此，按照本发明的连接装置1原理上还适合于软管。
出于连接装置1的可制造性和可安装性考虑，壳体件2由一个基础件28和一个通过一个可卡紧的形状配合连接30(具有一个作用面-根切角度大于/小于90度的形状配合的卡扣连接)与基础件相连的、具有内圆锥16的插件32两部分构成。插件32具有一个防污密封件34沿圆周贴靠在插入的管道上。
按照本发明，插件32连同防污密封件34设计成由两种不同的塑料材料制成的一体式两组分-成形件，也就是说插件32由第一种相对较硬的并且形状稳定的塑料材料构成，同时防污密封件34直接一体式材料连接地由第二种相对较软的并且弹性的塑料材料成形而成。最好是一种热塑性弹性体(TPE)。此处，防污密封件34在其径向指向内的一侧上(为此尤其参见图6)具有一个凸起状的密封区来沿圆周贴靠在管道6上。
插件32连同防污密封件34基本上是套筒形的，并且插件最好以压配合插入或者可插入到基础件28的容纳孔4中的一个加宽部位36中并且由此至少密封地防止污物和相同的杂质进入。尤其有利的是，插件32在插入状态管口端面齐平密封地完全位于基础件28内部。由此导致连接装置1的一种有利的紧凑的结构形式，其具有一个平的、在污物密封件34上向着管道6被封闭的端面。
对于一个可卡紧的形状配合连接30可以是一个环绕在圆周方向上封闭的卡扣元件的实施形式(没有示出)，这由于所实现的形状配合连接(根切角度大于等于90度)使导管不松动。
在所述优选的实施形式中，当然为了管道6的可拆卸性使套筒形的插件32(为此尤其参见单独的、放大的在图5至7以及图19至27中的附图)至少具有两个通过纵向槽38形成的、径向弹动的、直径方向对置的弹簧臂40。每个弹簧臂40以一个径向向外突出的、鼻形的卡扣凸缘42形状配合连接地(也就是根切角度大于等于90度)并且可拆卸地嵌入一个基础件28的一个相应的卡槽44中。在此，卡槽44设计成径向的通孔，从而为了拆卸从外部利用一个合适的工具可以到达卡扣凸缘42并且可以径向向内移动，由此管道连同锁紧环8和插件32可以被取出(参见图2中箭头方向18)。
在所述优选的设计方案中，此外有利的是，当插件32的纵向槽38完全被防污密封件34的材料填满(为此参见图7或者23中纵向槽38区域内的剖面图)。这种设计方案保证了一种最佳的防污密封，因为既使在纵向槽38的区域内也没有实际的缝隙。同样，填满纵向槽38的密封材料(尤其是一种TPE)的弹性允许弹性臂40所需的径向运动。
上述的立式套筒26最好与基础件28设计成一体。
连接装置1原理上可以直接是一个任意的成套部件(例如一种阀门组)的组件。但是，在所述的实施形式中壳体件2通过(至少)一个连接部分46可以与另外一个任意的成套部件(没有示出)相连。为此不同的实施形式在下文中进行描述。
在按照图1至4中的实施例中，连接部分46是用于插入一个容纳孔中的管道附件48。在此，其还可以是另外一个按照本发明的连接装置1的一个容纳孔4。在所述的实施例中，管道附件48相对于它的纵轴线垂直于插入轴线10设置，从而它是一个角形连接器。此处在一个优选的设计方案中，基础件28与管道附件一体地设计成由塑料制成的两组分-成形件，其中管道附件部分由一种相对软的材料，特别是对应塑料管道6常用的材料，并且其余部分由一种相对硬的材料制成。这种设计方案有利于通过一个对应于锁紧环8的锁紧环固定管道附件48，方法是齿面12可以很好地压入软的材料中。此外，通过与对于通常的塑料管道一样的软的构件，管道/管道附件的径向变形可以使插件以后脱落。
在按照图8至10的实施形式中，连接部份46是螺纹附件50，特别是一个外螺纹接头的形式的螺纹附件。在这种情况下，螺纹附件50的一个螺旋轴线对应插入轴线10的分布走向。为了把螺纹附件50旋入一个相应的螺纹孔中，壳体件2具有一个操作附件52，特别是一种外六角形的操作附件。为了对相应的成套部件密封旋入的壳体件设置了一个密封环54。如所述的那样其可以是一种轴向密封环，其在操作附件52的面对螺纹附件50的端面上设置在一个相应的容纳槽56中。
在按照图11至18的实施形式中，壳体件2分别是压入套筒(Einpresspatrone)，该压入套筒可以以一个插入部分56插到(插入或压入)未示出的成套部件的一个连接孔中。连接孔可以是一个简单的、壁面平滑的孔。优点是，当连接孔具有一个直径，该直径对应一个螺纹孔的中心孔直径，这个螺纹孔为了旋入按照图8至10中的螺纹附件50而设置。因此带来这样的优点，一个成套部件制造商可以把相应的成套部件分别装备相同的中心孔直径，其中然后按照图8至10的实施例或者按照图11至18中的一个实施例可以有选择地投入使用。此外，对于按照图8至10的螺纹附件实施例只是需要配置具一个匹配的螺纹的相应的中心孔。
在按照图11至18的实施例中，为了在连接孔中密封在插入部分58的区域内设置一个密封环60，其中密封环60设置在一个容纳槽62中。为了将壳体件2固定在连接孔中，在插入部分58的外圆周上至少设置一个径向突出的齿形元件64来形状配合连接或者传力连接地嵌入连接孔中。此处特别有利的是，插入部分58至少具有一个螺纹状作用的齿形元件64，使得具有插入部分58的壳体件2一方面可以轴向压入连接孔中并且另一方面可以通过从连接孔中旋出来取出。为此壳体件2最好在与插入部分58相连处具有一个操作部分66，特别是一个外六角元件形式的操作部分。
为此需要清楚地就此指出，这种按照图11至18的特殊设计方案适用于每个任意的壳体件，该壳体件可以作为压入套筒插入在任意一个连接孔中。就这点来说，这个特征也与权利要求1的主题无关地被应用。
在按照图11至14的实施例中，壳体件或者基础件28由塑料制成，其中在图11和12的情况下，一个由金属制成的锯齿环嵌入塑料材料中并且以齿形元件向外伸出。在此，齿形元件64分布均匀地设置在一个圆上。在按照图13和14的实施例中，一条条形的金属带以一个螺纹线形的螺距的形式嵌入塑料材料中。
在一个按照图15至18的实施例中，基础件28由金属制成，特别是由黄铜制成，其中插入部分58的齿形元件64整体式成形。在按照图15和16的实施例中，齿形元件64是一个环形的齿顶边。按照图17和18，一个螺纹线形分布的螺纹棱边设置为齿形元件64。
在图19至27中示出了插件32的其他优选的设计方案特征。在这个优选的实施例中，插件32首先为了朝向基础件28沿圆周进行密封具有一个外圆周密封凸缘70。圆周凸缘70在所述的优选的实施例中由一个相对软的弹性材料制成并且为此特别材料连接地与防污密封件34和充满纵向槽38的材料共同整体式成形(为此尤其参见图23)。因此圆周密封凸缘70也优选地由一种TPE(热塑性弹性体)构成。另外一种方案中，圆周密封凸缘70原理上也可以由一种相对硬的例如插件32的加强纤维材料成形而成。但是，软弹性材料的优选实施例带来特别的优点，即形成一种“软密封”和在安装或者拆卸插件32时使用小的装配-/拆卸力，因为可以放弃一种压配合。
此外，插件32在它的外圆周上具有定位工具72用于在插入基础件28时自动定位。图19至27中示出的实施例中，这种定位工具72通过两个直径方向对置的、径向突出的并且轴向在插入方向延伸的纵向肋条74构成，该纵向肋条可以插入基础件28的相应的纵向槽(没有示出)中，从而插件32可以位置准确地定位，使得弹簧臂40的卡扣凸缘42可以正确地卡入基础件28的卡槽44中。
在另外一个有利的设计方案中，按照图19至27的实施例在插件32内与内圆锥16相连处固定边形成轴向端部挡块用于防止锁紧环8在管道6的取出方向运动，也就是弹簧臂40的区域内形成第一条固定边76并且在弹簧臂40之间或者分别在槽38之间的区域内形成第二条固定边78。第一条固定边76通过径向向内突出的弹簧臂40的凸缘80形成(尤其参见图21)。第二条固定边78按照图26通过径向向内突出的部位82形成。通过固定边76、78可以带来很大的拔出力，这保证了防止管道6无意中脱落的高可靠性。在此，按照图27在优选的设计方案中还可以看到，第一条固定边76相对于第二条固定边78以一个轴向偏移X在内圆锥方向16上偏置，从而锁紧环在受到一个在管道6的取出方向作用的力FZ时首先为了靠置只是到达第一条边，由此弹簧臂受到一个径向向外作用的紧固力分量FH。但是此处轴向偏移X比较微小使得在锁紧环弹性区域变形之后还为了靠置到达第二条固定边78，这又改善了防松的可靠性。在锁紧环78贴靠到第一条固定边76上时因此产生一个力分解，其中径向分量FH负责提高弹性弹簧臂40的紧固力。由此可以获得非常高的拔出力。
本发明不局限于所述实施例，而是还包括所有按照本发明原理同样有效的实施例。此外，本发明至今也不局限于在权利要求1种限定的特征组合，而是还可以通过其他任意所有公开的单项特征的确定特征的组合来限定。这意味着，原理上权利要求1的每个单项特征实际上可以去除或者通过至少一个在本申请的其他地方公开的单项特征来代替。就这一点来说，权利要求1仅仅理解为一个用于本发明的第一个试验范本。

Claims (20)

1.插接至少一个管道(6)的连接装置(1)，其由一个具有至少一个用于插入管道(6)的容纳孔(4)的一个壳体件(2)以及由一个设置在容纳孔(4)中的锁紧环(8)构成，这个锁紧环为了锁住管道(6)与壳体件(2)的一个内圆锥(16)共同作用，其中壳体件(2)由一个基础件(28)和一个通过一个可卡紧的形状配合连接(30)与基础件相连的、具有内圆锥(16)的插件(32)两部分构成并且插件(32)具有一个防污密封件(6)以沿着圆周贴靠在插入的管道(6)上，其特征在于，插件(32)由第一种相对硬的和形状稳定的塑料材料构成并且防污密封件(34)直接材料连接地由第二种相对软的和弹性的塑料材料整体成形。
2.按照权利要求1的连接装置，其特征在于，插件(32)设计成套筒形并且密封地插入或可插入基础件(28)的容纳孔(4)的一个加宽部位(36)里沿圆周至少防止污物和类似异物进入，其中插件(32)在插入状态最好管口端面齐平密封地完全位于基础件(28)内部。
3.按照权利要求1或2的连接装置，其特征在于，套筒形的插件(32)为了管道(6)的可拆卸性能至少具有两个通过纵向槽(38)形成的、径向弹动的弹簧臂(40)，该弹性臂利用径向向外突出的卡扣凸缘(42)形状配合地并且可拆卸地嵌入一个基础件(28)的一个相应的卡槽(44)中。
4.按照权利要求3的连接装置，其特征在于，纵向槽(38)被污物密封件(34)的材料填满。
5.按照权利要求1或2的连接装置，其特征在于，可卡紧的形状配合连接(30)具有环绕在圆周方向上的卡扣元件。
6.按照权利要求1至5中任意一项的连接装置，其特征在于，在基础件(28)内设置一个与插入轴线(10)同轴的立式套筒(26)来传力连接地嵌入已插入的导管(6)中。
7.按照权利要求1至6中任意一项的连接装置，其特征在于，壳体(2)通过至少一个连接部分(46)可与另外一个成套部件相连。
8.按照权利要求7的连接装置，其特征在于，连接部分(46)设计成管道附件(48)来插入一个容纳孔。
9.按照权利要求8的连接装置，其特征在于，基础件(28)是由塑料制成的两组分-成形件，其中管道附件(48)部分由一种相对软的材料制成，而其余部分由一种相对硬的材料制成。
10.按照权利要求7的连接装置，其特征在于，连接部分(46)是螺纹附件(50)，特别是外螺纹接头。
11.按照权利要求1至6中任意一项的连接装置，其特征在于，具有一个插入部分(58)的壳体件(2)作为压入套筒可以插入到一个成套部件的一个连接孔中。
12.按照权利要求11的连接装置，其特征在于，壳体件(2)在插入部分(58)的外圆周上至少设置一个齿形元件(64)来形状配合连接或者传力连接地嵌入连接孔中。
13.按照权利要求11或12的连接装置，其特征在于，插入部分(56)在它的圆周上至少具有一个螺纹状作用的齿形元件(64)，使得具有插入部分(58)的壳体件2一方面可以轴向压入连接孔中并且另一方面可以通过从连接孔中旋出来取出。
14.按照权利要求12或13的连接装置，其特征在于，壳体件(2)或者基础件(28)由金属制成，特别是由黄铜制成，其中插入部分(58)的齿形元件(64)整体成形。
15.按照权利要求12或13的连接装置，其特征在于，壳体件(2)或者基础件(28)由塑料制成，其中齿形元件(64)由金属制成并且局部嵌入塑料中。
16.按照权利要求2或15中任意一项的连接装置，其特征在于，插件(32)为了朝向基础件(28)沿圆周密封利用压配合插入或者可插入到基础件(28)中和/或具有一个外圆周密封凸缘(70)。
17.按照权利要求16的连接装置，其特征在于，插件(32)的圆周密封凸缘(70)由一种弹性材料制成并且特别是与防污密封件(34)和优选地与充满纵向槽(38)的材料整体材料连接地成形。
18.按照权利要求1或17中任意一项的连接装置，其特征在于，插件(32)在它的外圆周上具有定位工具(72)用于在插入基础件(28)时自动定位，其中定位工具(72)特别通过两个直径方向对置的、径向突出的并且轴向在插入方向延伸的纵向肋条(74)构成，该纵向肋条可以插入基础件(28)的相应的纵向槽中。
19.按照权利要求1或18中任意一项的连接装置，其特征在于，在插件(32)内与内圆锥(16)相连的固定边(76、78)作为用于锁紧环(8)的轴向端部挡块。
20.按照权利要求19的连接装置，其特征在于，第一条固定边(76)在弹簧臂(40)的区域内形成，第二条固定边(78)在弹簧臂(40)之间的区域内形成，其中第一条固定边(76)相对于第二条固定边(78)以一个轴向偏移(X)在内圆锥方向(16)上偏置，从而锁紧环(8)在受到一个在管道(6)的取出方向作用的力(FZ)时首先为了靠置只是到达第一条边(76)并且由此弹簧臂受到一个径向向外作用的紧固力分量FH。
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