专利名称：具有整体释放机构的快开接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括快开接头的流体连接器系统，特别是涉及一种具有使接头快速分离功能的整体释放机构的快开接头。
在汽车行业和其它领域中，为了在两个元件或管路之间提供液体通连，以便在该两个元件之间建立流体通路，经常使用快开接头。这种快开接头通常具有一个阳连接件，该连接件被密封地插入一个阴连接件体内。应用快开接头可在最短的时间内建立可靠的闭接的流体通路，而且成本很低。
现有技术中有不少将快开接头的阳连接件连接到阴连接件体上的方法和机构。一个保持机构包括一个在阴连接体中设置的保持件。该保持件有若干在阴连接体内形成的一个径向面和一个在阳连接件上形成的扩大的凸缘之间延伸的承载件，借此阳连接件在连接体中固定。这种型式的保持件的一个缺点在于快开接头的分离通常很困难。经常需要一个专门的拆卸工具或套筒从连接点上拆卸。
另一种形式的保持机械也应用一个保持件，该保持件以保持夹的形式插入并穿过阴连接体外部形成的若干个槽。本发明涉及这种形式的保持件。穿过所述若干个槽延伸的杆在阳连接件凸缘和连接体入口之间保持平衡，这样就防止了快开接头的脱开。鉴于这种保持件的几何外形，它们在商业中通常称为＂发夹＂式或者＂马碲＂式保持件。M.Ketcham和D.Walker的US-4869534号专利即涉及这种形式的保持件，该专利在本发明中参考引用。
正如其它形式的保持件一样，人们首要关心的是所设计的＂马碲＂式保持件即要允许快开接头很方便地拆卸，又不明显增加该快开接头结构的复杂性。一个释放机构不增加快开接头的额外结构或者不明显增加该快开接头的尺寸是所希望的，同时还希望这种释放机构增加意外脱落的机会尽可能的小。
本发明所述的快开接头提供了一个满足上述要求的释放机构。
本发明提供一种在流体回路系统中构成一个连接点的快开接头。该快开接头包括一个阴连接体，该连接体具有一个形成若干通槽的圆柱形外壁和一个从该阴连接体一端延伸的通孔；一个穿过阴连接体所述端延伸并进入所述孔的阳连接件，该阳连接件具有一个管状表面和一个环形凸缘，该凸缘的直径大于管状表面的直径；一个可拆卸地连接到阴连接体上的保持件，该保持件包括二个间隔设置并穿过所述若干槽延伸以及在阳连接件凸缘和所述阴连接体端之间定位的保持杆，所述保持件可在一个锁定位置和一个释放位置之间移动，在锁定位置中，所述保持件张开一个大于阳连接件管筒表面直径而小于所述凸缘直径的距离，而在释放位置中，所述保持件张开一个大于所述凸缘直径的距离；该保持件与整体释放装置相联，该解放装置与所述阴连接体的外壁相联，以使保持件从所述锁定位置移动到释放位置。
图1是本发明所述一个快开接头的分解图；图2是作为所述快开接头一个零件的阴连接体的顶视图3是所述阴连接体一端的视图；图4是图3沿4-4的剖面图；图5是图1沿5-5的剖面图；图6是作为所述快开接头一个零件的保持件的侧视图；图7是图6所示保持件左视图；图8是图6所示保持件右视图；图9是图8沿9-9的剖面图；图10是本发明所述快开接头的正视图；图11是图10所示快开接头的顶视图；图12是图10沿12-12的剖面图；图13是图11沿13-13的剖面图；图14是图10沿14-14的剖面图；图15是图10沿15-15的剖面图；一种在流体回路中应用的快开接头20包括一个通常为圆柱形的阴连接体50和一个由保持件150固定到阴连接体50上的阳连接件130。该阳连接件130在作为流体回路系统一部分的一个中空管的端部形成。使用中，阴连接体50与也作为流体回路系统一部分的柔性管或软管(图中未示出)相连接。除了各自的连接点外，阴连接体50和阳连接件130在流体回路中形成一个永久的连接点。
连接体50已在图1-4中详细地示出，由一个圆柱形的台阶外壁52和一个圆柱形的台阶内壁54限定。连接体50相对轴线55对称，并且优选为塑料，例如尼龙制成。内壁54限定一个通孔56，通孔56完全穿过连接体50，即从大比其直径大的阳连接件容纳端58穿过比其直径小的软管连接端60。
本发明需要对快开接头不同元件相对位置以及/或运动关系进行说明。下面术语的含义贯穿本发明整个说明书和权利要求书。术语＂向内＂或者＂插入＂意指离开阳连接件接收端58并且朝向软管连接端60的轴向运动或者相对位置。术语＂向外＂或者＂返回＂指离开软管连接端60朝向阳连接件接收端58的轴向运动或相对位置。这样，阳连接件＂向内运动＂或者＂插入＂指阳连接件朝向阴连接体软管连接端运动，而阳连接件的＂返回＂则是企图从阴连接体上抽出阳连接件。
连接体50不同直径的内壁54将孔56分为不同的四段。该四段从阳连接件58向内分别是保持座区段70、密封腔90、管端插孔100以及流体通道110。
保持座区段70靠近阳连接件接收端58设置，并且由一个借助上支承件76、底支承件78以及侧支承件77和79与一个内环形凸缘74连接的外环状凸缘72限定。支承件76-79环绕连接体50等距离间隔设置，这些支承件76-79之间的间隔限定上保持槽80和81以及下保持槽82和83。保持槽80-83用于接纳垂直于阴连接体50中心线55的保持件150，并将其定位。
参见图5，底支承件78上设置锁定台肩84和86。一个隆起的与顶支承件76相对的半环形挡板88在与内凸缘74相邻的位置上设置，并且在侧支承件77和79之间环绕地延伸。
密封腔90从保持座区70向内设置，并且由内壁54相对保持座区70而言直径减小的区域限定，该密封腔90从一个锥形台肩92延伸到径向台肩94，并且设置一个座密封件，以便阴连接体50和阳连接件130之间形成流体密封。
从密封腔90向内形成管端插孔100。该管端插孔100由相对密封腔90而言直径较小的内壁54限定，并从径向台肩94的小直径端向内延伸到径向台肩102。该管端插孔100用于容纳一个阳连接件130的开口端。
流体通道110由内壁54最小的直径区段限定，它将径向台肩102的小直径端连通至软管的连接端60。外壁52环绕流体通道区域设计为能与流体回路其它元件方便连接的形状。例如，图示阴连接体50的形状特别适合与一个柔性软管相连接。为了方便地插入柔性软管，与端部60相邻处设置一个锥形头部112，从锥形头部112向外设置若干倒锥面(ramped barbs)114，以将软管固定在阴连接体上。一个环形凸缘116与锥形头部112间隔设置，并限定一个槽118。如果需要，该槽内可设置一个0形密封圈。
为了与其它系统设置相连接，环绕阴连接体50的液体通道端部的外表面可以选择其它的形状，例如，为了方便地与一个包含一个系统元件的壳体的螺孔相连接，外壁52可设置螺纹。
图6-9表示了保持件150的详细结构。该保持件150优选为弹性、柔性材料，例如塑料制成。该保持件150穿过保持座区段70上的槽80-83延伸，可拆卸地装配到阴连接体50上。
保持件150包括一对细长的基本平行延伸的杆152，该对平行杆在一端由横梁154连接。横梁154使所述杆152之间的距离约等于连接件130的直径。杆152的轴向宽度与槽80-83的轴向宽度大约相等但是略小以留必要的间隙。由图14可以清楚地看到，杆152的横向宽度明显小于槽80-83的横向宽度，以允许杆152向外延伸，从而确保连接件的装配与拆卸。
横梁154的宽度基本大于杆152的宽度。从图6和9可清楚地看出，横梁154轴向地与杆152的前面对齐，并且轴向地伸出杆152的后面158。横梁稍具拱形，以提供所强调的柔性。
每个保持杆152在远离横梁154的一端形成一个擎爪160，在邻近横梁154一端的杆152的后表面158上形成一个释放凸起162，以及在擎爪160和横梁154之间的前表面156上形成一个斜面引导区164。
当保持件150全部插入阴连接体50时，擎爪160将保持件锁定在相关阴连接体50的位置上(参见图14)。由擎爪160限定的擎爪凸棱161与底支承件78限定的锁定台肩84和86相啮合，以便在预定位置上锁定保持件150。
每个保持杆152的后表面在仅低于横梁154的位置上伸出一个释放凸起162。该凸起162从杆152上轴向伸出的长度与横梁154从杆152上轴向伸出的长度相等(图6和9)。重要的是每个凸起162上形成的表面163是斜面或凸轮面。组装后，释放凸起162，特别是斜面163正好放置在阴连接体50的内环状凸缘74的上方。如果向横梁154(图15)施加压力迫使保持件150进一步进入连接体50，斜面163紧靠环状凸缘74接触并滑动或凸轮运动。由此，保持杆152张开，允许阳连接件130退出。
引导区164从每个保持杆152的前表面156轴向向内径向地倾斜(图8)，并大约终止于前表面156和后表面158之间的中部(图9)。引导区164之间的空间邻近前表面156的位置为最大。这里，该空间尺寸大约与阳连接件130的凸缘132的直径相等。由前表面156向后表面158移动，使引导区164之间的空间均匀地减小。该引导区164的后棱165处，引导区之间的空间约等于阳连接件130(非凸缘)130的公称尺寸。引导区164靠近擎爪160的区域在166处向内成曲线状以便与阳连接件凸缘132相配合。这有助于引导阳连接件130对中地穿过阴连接体50。由于杆152前表面156(引导区内)之间的空间等于凸缘132的尺寸，初始接触到保持杆152后，凸缘132借助所施加的足够的力仍能在杆152之间向内推。由于引导区164之间的空间逐渐减小，凸缘132向内运动的过程中，保持杆152逐渐地张开。一旦凸缘132全部穿过杆152，杆152恢复原位，锁定进入阴连接体50的阳连接件130。
由于保持杆152的后表面158上没有引导区，并且杆152后表面之间的空间小于凸缘132的尺寸，阳连接件130向外的运动不能张开杆152，从而确保阳连接件130不能退出阴连接体50。阳连接件130仅能在插入方向自由移动穿过保持杆152。一旦全部插入，只有按下保持件150的横梁154，使释放凸起162紧靠阴连接体60的外表面接触并滑动，并由此张开保持杆152(图15)，阳连接件130才能退出阴连接体。
其中一个保持杆152的外部仅在擎爪160的上方设置一个易折断的成角度形成的制动片168。一旦装配后，该制动片168阻止保持件150从阴连接体中退出。为拆下保持件150，杆152必须张开一段距离以使擎爪160脱离底支承件78的锁定台肩84和86，然而保持杆所张开的这段距离将导至制动片168钩住侧支承件77(或79)的底棱，这将提供一个阻止进一步从阴连接体中退出保持件150的初始阻力。然而，由于制动片168容易折断，只要施加足够的力便可使制动片从杆152上折断，由此允许从阴连接体50上拆下保持件150。此时，没有制动片168的保持件150说明该保持件已经使用过。应该指出，由于制动片168从杆152成角度地伸出。因此该制动片168仅仅阻碍保持件150从阴连接体上拆下，而不阻碍保持件150装入阴连接体50。标准的在刚性管端部成形的阳连接件130插入阴连接体50中。阳连接件130包括一个从一个开口管端134上径向向外延伸一给定距离的凸缘132。管端134一般被导圆或制成锥形，以便阳连接件130容易插入阴连接体50。凸缘132和管端134之间是一个光滑的圆柱形密封表面136。该阳连接件130的公称外径(非凸缘)设计为其端部适合于在管端插孔100中配合。
密封腔90中设置0形密封圈30和32。0形密封圈30和32紧密地环绕阳连接件130的密封表面136，并在密封腔中紧密配合。如果需要，0形密封圈30和32可由一个刚性隔离环隔离。上述0形密封圈30和32优选由氟塑料或者韧性氟塑料制成。
一个中空定位套34将0形密封圈30和32在密封腔90中固定。定位套34具有一个与内壁54的锥形台肩92相配合并使套34在孔56中定位的锥形扩大端36。为增强孔56中定位套34的可靠性，该套的外表面可形成凸起的环形部分，并在内壁54形成相应的环形槽。该凸起的定位部分在内壁54上形成的槽相配合，以便将定位套34锁定到工作位置。
定位套34具有若干重要功能。它在密封腔90中将密封元件保持在相对固定的位置，并防止该密封元件从孔56中逸出。同时，套34的内径与阳连接件130的公称外径近似相等，尽可能使阳连接件130相对阴连接体50的径向运动减至最小。最后，定位套34的扩大端36限制阳连接件130向内运动。
在阳连接件130插入阴连接体50之前，保持件150就已装配到阴连接体50上。保持杆152、擎爪160首先穿过保持座区70的顶槽80和81插入阴连接体50。保持件150正确取向，以使横梁154和释放凸起162在内环凸缘74上方定位，并向杆152的引导区164面对阳连接件接收端58。
通过向横梁154施加向下的力，固定杆152很容易穿过所述的槽，然后继续安装，使擎爪160穿过底槽83和84，当擎爪160接触底支承78的侧面时，需要增加向下的压力。随着施加足够的向下压力，擎爪160的导圆端紧靠支承件78侧面滑动，迫使固定杆152张开，由此擎爪160越过支承件78。当擎爪160越过底支承件78时，擎爪棱161与底支承件78的锁定台肩84和86啮合，借此将保持件150固定到阴连接体50上。图14表示保持件正确的装配关系。
将阳连接体130插入阴连接体50后才表明快开接头20组装完成。阳连接件130的端部134在两保持杆152之间穿过进入密封腔，由于杆152之间的距离与阳连接件130的公称外径近似相等，故此时的操作阻力很小或者没有阻力。
当凸缘132接触保持杆152时出现了插入阻力。施加足够的力之后，保持杆152的引导区164允许凸缘132从保持杆152之间穿过。当凸缘132在杆152之间穿过时，凸缘132接触引导区164沿其运动，并使保持杆152平稳地向外挠曲。一旦凸缘穿过，杆152在凸缘132的后面借助弹性恢复原位。保持杆152的后表面158紧靠凸缘132，防止了阳连接件130从阴连接体50内退出。由此阳连接件位于锁定位置(图10-13)。
在孔56中安装的直径较小的定位套34防止阳连接件130从锁定位置进一步明显的向内插入。然而，如图12所示，保持杆152和定位套端部36之间的距离足以允许阳连接件130相对阴连接体50有轻微的轴向运动。在锁定位置上，0形圈30和32在阳连接件130的密封表面136和密封腔90的内壁54之间建立了流体密封。
虽然优选为在阳连接件130安装之前先安装保持件150，需要指明的是上述安装步骤亦可巅倒。阳连接件130插入阴连接体50直到凸缘132接触定位套34，然后如上所述的将保持件150装入阴连接体50。如果从保持杆152上取消引导区164，应用这种方法安装可得到本发明所述的快开接头。
从锁定位置拆下阳连接件130仅在保持件横梁154上施加向下的压力便可实现。＂向下压力＂应理解为使横梁54朝向阴连接体50运动的力。一般来说，该力由姆指向下压横梁154而产生(图15)。
加在横梁154向下的压力导致释放凸起162(该凸起162在横梁154下面偏离杆152延伸)接触阴连接体50的内环凸缘74。当继续施加压力时，凸起162的倾斜表面163紧靠凸像74滑动或凸轮运动，导致保持杆152平稳地张开。最后，杆152将张开足够的距离以允许凸缘132从杆152之间通过，这样阳连接件130可以从阴连接体50中退出。从阴连接体150中拆下阳连接件130后，松开保持杆150，保持件150恢复至正常的安装位置。
本发明用于快开接头20的保持/释放结构的优越性在于，保持件150在相对侧边(凸缘的每个侧面上有一个保持杆152)＂俘获＂所述凸缘时，仅需在一个方向上施加一个释放力。若干在两个侧边俘获得管凸缘的保持件一般需要两个相对方向同时＂推＂(一个方向适用一个杆)，并且使用一个释放工具才能将管拆下。
拆卸简易性的增加导致人们对快开接头意外性脱开的关注。由于本发明的保持件仅需在一个方向上推就可将管拆下，诸如安装的粗心以及石头的撞击(当快开接头用于暴露的汽车液压回路时)均可向横梁154提供所需拆卸的力。
为了减少意外脱离的机会，阴连接体50的外部设置一个环形挡板88。挡板88在阴连接体50的上方延伸出一个略为低于横梁154的距离，并且具有与横梁154相配的弯曲轮廓。挡板88和阴连接体50的外环凸缘72在横梁154轴向范围内提供垂直屏障。这样，潜在的脱离力若要起释放的作用必须直接作用到横梁的顶端(即90°角)。
意外脱离的潜在根源，例如飞溅的石块通常是以某种角度飞抵快开接头的。这样本发明的结构减少了导致意外脱离的可能发生的机会。由于挡板88和凸缘72的存在实际上只能使姆指向下按横梁154的顶部，故尽管安装时粗心大意，也不会产生潜在的意外脱落，因为例行的安装或检查的过程中，误用姆指垂直按下横梁的接触几乎是不可能的。
以上用参考实施例的方式说明了本发明的各种特点，然而上述实施例的各种变化型、改进型均在本发明的保护范围之内，其范围由权利要求书确定。
权利要求
1.一种在流体回路系统中构成一个连接点的快开接头，包括一个阴连接体，该连接体具有一个形成若干通槽的圆柱形外壁和一个从该阴连接体一端延伸的通孔；一个穿过阴连接体所述端延伸并进入所述孔的阳连接件，该阳连接件具有一个管状表面和一个环形凸缘，该凸缘的直径大于管状表面的直径；一个可拆卸地连接到阴连接体上的保持件，该保持件包括二个间隔设置并穿过所述若干槽延伸以及在阳连接件凸缘和所述阴连接体端之间定位的保持杆，所述保持杆可在一个锁定位置和一个释放位置之间移动，在锁定位置中，所述保持杆张开一个大于阳连接件管筒表面直径而小于所述凸缘直径的距离，而在释放位置中，所述保持杆张开一个大于所述凸缘直径的距离；该保持件与释放装置相联，该释放装置与所述阴连接体的外壁相联，以使保持杆从所述锁定位置移动到释放位置。
2.根据权利要求1所述的快开接头，其特征在于所述的保持杆从一个横梁穿过所述的槽延伸，该横梁与所述阴连接体的外壁之间有一距离。
3.根据权利要求2所述的快开接头，其特征在于所述的释放装置包括在所述保持杆上形成的凸起，该凸起设置在所述横梁和阴连接件的外壁之间的位置并按以下方式定位，该横梁朝向所述外壁的运动可使其与外壁接触。
4.根据权利要求3所述的快开接头，其特征在于所述凸起具有倾斜表面，当横梁朝向所述外壁运动时，该倾斜表面紧靠阴连接体外壁作凸轮运动，由此导致所述保持杆张开，从一个锁定位置向一个释放位置移动。
5.根据权利要求4所述的快开接头，其特征在于所述阴连接体包括一个与所述阴连接体端相邻的外环凸缘，该外环凸缘借助四个等距设置的支承件与一个内环凸缘相连，所述支承件之间的空间限定所述容纳保持杆的槽。
6.根据权利要求5所述的快开接头，其特征在于在保持杆远离横梁的端部形成擎爪，并且在一个支承件上形成锁定台肩，该擎爪与所述锁定台肩相啮合，以便将所述保持件可拆卸地连接到阴连接体上。
7.根据权利要求6所述的快开接头，其特征在于所述保持杆面向阴连接体的一侧形成引导区，以便允许所述凸缘在保持杆之间运动。
8.根据权利要求7所述的快开接头，其特征在于在阴连接体外壁紧靠所述内环凸缘的位置上形成一个隆起的半环形挡板。
9.根据权利要求8所述的快开接头，其特征在于所述横梁在隆起的挡板和外环凸缘之间设置，该外环凸缘和隆起的挡板径向高度与所述横梁近似相等，以便避免角度偏斜的力施加到横梁上。
10.一个快开接头包括一个容纳一个具有一个隆起的凸缘的管状阳连接件的中空阴连接体，和一个可拆卸地安装到所述阴连接体上的保持件，该保持件具有两个间隔设置并从位于阴连接体外侧的横梁上穿过该阴连接体中若干槽延伸的保持杆，该保持杆在所述凸缘和阴连接体一端之间定位，并且该保持杆之间非张开状态之间的距离小于所述凸缘的直径，以便将阳连接件连接到阴连接体内，其改进包括每个保持杆与所述横梁和阴连接体之间的位置伸出一个释放凸起，每个释放凸起具有一个凸轮表面，当所述横梁压向阴连接体时，该凸轮表面与该阴连接体的一个外表面协同作用，以便保持杆张开后的间距大于所述凸缘的直径，从而使所述阳连接件能从该阴连接件中退出。
11.根据权利要求1所述的快开接头进一步包括围绕所述横梁的挡板装置，以防止所述横梁非正常的运动。
全文摘要
一个接头，它包括一个容纳一个具有一个隆起的凸缘的管状阳连接件的连接体。一个安装到所述连接体上的保持件具有两个间隔设置并从位于连接体外侧的横梁上穿过该连接体中若干槽延伸的保持杆。该保持杆接触所述凸缘以便将连接件保持在连接体内。当所述横梁压向所述连接体时，从所述横梁伸出的释放凸起与该连接体的外表面协同作用，以便保持杆张开。
文档编号F16L33/28GK1148146SQ9610604
公开日1997年4月23日 申请日期1996年2月18日 优先权日1995年2月21日
发明者G·卡拉哈斯蒂, J·R·辛克 申请人:邦迪公司