快速接頭的制作方法
【專利摘要】一種快速接頭總成，用于在具有凸圈的外止口形結構和軟管或任何其它類型的管子之間進行快速連接并建立流體連通。該快速接頭總成包括外殼，該外殼具有用于接納軟管的桿部分和用于接納外止口形結構的凹口接納部分。外殼內設置有柱塞，柱塞被彈簧沿第一方向偏置。該快速接頭總成還包括鎖扣裝置，該鎖扣裝置被保持在未在用位置，直到外止口形結構被插入到外殼中直到凸圈沿著與第一方向相反的第二方向移動柱塞。一旦外止口形結構的凸圈經(jīng)過鎖扣裝置，鎖扣裝置可以被移動到在用位置，其中外止口形結構的凸圈被限制在鎖扣裝置和柱塞之間。
【專利說明】快速接頭
[0001]對先前申請的交叉引用
[0002]本PCT專利申請要求享受2011年2月11日提交的題為“Quick Connector (快速接頭)”的美國臨時專利申請N0.61/442，057的優(yōu)先權，該申請的全部公開內容被視為本申請的公開內容的部分，并且通過引用合并于此。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及快速接頭總成，特別涉及接納和鎖住外止口形結構的快速接頭總成。【背景技術】
[0004]在許多不同的應用中，使用快速接頭總成來在外止口形結構和軟管或另一個管子之間進行快速連接，并建立流體連通。重要的是，外止口形結構可以與快速接頭總成快速接合，以便使例如裝配生產線上的裝配時間和人工最小化。同時，快速接頭總成必須非?？煽?，并且必須與外止口形結構建立不會泄露或與外止口形結構脫離的液密密封。在汽車產業(yè)中，快速接頭總成經(jīng)常用于燃料管線，快速接頭總成的故障可能帶來嚴重的安全風險。為了降低這一風險，制造商已開發(fā)了直到外止口形結構完全插入快速接頭才能鎖定的總成。
[0005]一種已知的快速接頭總成包括外殼，該外殼具有用于接納外止口形結構的凹口接納部分和用于接納軟管的桿部分。鎖扣裝置能夠在未在用位置和在用位置之間移動，其中未在用位置用于允許插入或拔出外止口形結構，在用位置用于使凸圈接合以將外止口形結構保持在外殼中。鎖扣裝置包括環(huán)狀物，該環(huán)狀物在外止口形結構插入外殼預定距離之前防止鎖扣裝置移動到在用位置，當所述外止口形結構插入外殼預定距離后，該環(huán)狀物斷開，使得外止口形結構能夠完全插入外殼。一旦外止口形結構完全插入外殼，并且凸圈經(jīng)過鎖扣裝置，鎖扣裝置可以向下移動進入在用位置，以便與凸圈接合，并在外殼中將外止口形結構保持在鎖定位置。然后，鎖扣裝置可以移動返回未在用位置，以允許拔出外止口形結構。然而，一旦從快速接頭總成移除外止口形結構，因為環(huán)狀物斷開，所以即使當外止口形結構沒有安置在外殼中時，也沒有防止鎖扣裝置移動返回在用位置的結構。因此，這種快速接頭總成僅防止鎖扣裝置在快速接頭總成第一次接納外止口形結構之前移動到在用位置。此后，即使當外止口形結構未插入快速接頭總成的外殼時，也沒有安全機制來防止鎖扣裝置移動到在用位置。用戶可能在沒有將外止口形結構恰當?shù)劓i在外殼中的情況下，無意中將鎖扣裝置移動到在用位置。
[0006]對于既可靠又可重復使用的改進的快速接頭總成仍然有重大且持續(xù)的需求。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的一個方面提供了一種快速接頭總成，包括可滑動地布置在外殼中并且被彈簧沿著第一方向偏置的柱塞。鎖扣裝置被限制到未在用位置，直到外止口形結構被插入到外殼中預定距離，外止口形結構被插入到外殼中沿著與第一方向相反的第二方向移動柱塞。一旦外止口形結構被插入到外殼中充分的距離，鎖扣裝置可以移動到在用位置，由此將外止口形結構與快速接頭總成鎖住。本發(fā)明的這一方面是有利的，因為外止口形結構可以僅被正確地鎖住和密封到快速接頭總成中，并且外止口形結構可以被移除和重新安裝到快速接頭總成中，而不損失快速接頭總成的功能。因此，鎖扣裝置移動進入在用位置提供了外止口形結構被快速接頭總成恰當?shù)劓i住并密封的可視化提示。本發(fā)明的這一方面是有利的，還因為當外止口形結構被快速接頭總成鎖住時，柱塞保持對著外止口形結構的凸圈而被偏置，由此即使例如在車輛沿著顛簸的道路行進時，快速接頭總成被搖動，也限制外止口形結構相對于外殼的移動。更進一步地，本發(fā)明的這一方面是有利的，還因為其允許快速接頭總成與低剖面外止口形結構配合，即，外止口形結構在凸圈和從外止口形結構的外管直徑偏離的彎曲部分或表面的切線之間具有短距離。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，鎖扣裝置包括一對內側腿，這一對內側腿延伸通過外殼中的下部縫隙，并且提供外止口形結構被快速接頭總成恰當?shù)劓i住的附加的可視化指示。這是該快速接頭總成的另一個安全特征。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，鎖扣裝置包括一對外側腿，每個外側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鎖扣裝置位于在用位置時接觸外殼，第二弧形部分用于在鎖扣裝置位于未在用位置時接觸外殼。這是該快速接頭總成的另一個安全特征，因為外側腿僅允許鎖扣裝置在這兩個位置之間移動，即，其不能位于部分在用位置，而且外側腿還確保只有用戶有意的動作才可以將鎖扣裝置從在用位置移動到未在用位置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點容易被理解，因為通過結合附圖參考后面的詳細描述，本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點變得更好理解，其中:
[0011]圖1是鎖扣裝置位于未在用位置的情況下快速接頭總成的示例性實施例的截面圖；
[0012]圖2是鎖扣裝置位于在用位置的情況下快速接頭總成的示例性實施例的截面圖；
[0013]圖3是鎖扣裝置位于未在用位置的情況下快速接頭總成的示例性實施例的局部透視圖；
[0014]圖4是鎖扣裝置位于在用位置的情況下快速接頭總成的示例性實施例的局部透視圖；
[0015]圖5是圖示將外止口形結構連接到快速接頭總成的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]參考附圖，其中在全部幾幅圖中，相同的附圖標記表示對應的部件，圖1-4中一般性地示出了用于在外止口形結構22和另一個軟管或管子(未示出)之間建立流體連通的快速接頭總成20。外止口形結構優(yōu)選是金屬的，具有基本上管狀形狀，并且延伸到管子端部。外止口形結構22還包括凸圈24或者環(huán)形脊，與管子端部相距預定距離。
[0017]快速接頭總成20包括一般性地指示的外殼26，呈現(xiàn)用于接納外止口形結構22的凹口接納部分28和用于接納軟管或任何其它管子(未示出)并與其建立流體連通的桿部分30。在示例性實施例中，外殼26是由金屬形成的，通過拉深工藝而成形。然而，應當理解，可以使用任何其它可成形材料來替換金屬(包括例如聚合材料或陶瓷)，并且外殼26可以通過任何期望的成形工藝來成形。
[0018]外殼26界定在凹口接納部分28和桿部分30之間延伸的孔32，用于在外止口形結構22和軟管(未示出)之間輸送流體。凹口接納部分28沿著軸延伸，并且呈現(xiàn)用于接納外止口形結構22的進入孔34。凹口接納部分28的孔32被兩次擴孔，以呈現(xiàn)打開直到第一部分38的第一肩部36和打開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之間延伸，并且具有第一直徑,而第二部分42在第二肩部40和進入孔34之間延伸，并具有比第一直徑大的第二直徑。
[0019]一對密封環(huán)44布置在孔32的第一部分38中，其中一個密封環(huán)44鄰接第一肩部36，并且在第一部分38中在密封環(huán)44之間夾著間隔件46。密封環(huán)44優(yōu)選是O型環(huán)，其可以由各種材料制成，這取決于快速接頭總成20的流體和溫度要求。示例性實施例的間隔件46是熱塑性材料的，并且通過注塑成型工藝制造。然而，間隔件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。還應當理解，第一部分38可以可替換地包括任何數(shù)量(包括零個)的密封環(huán)44。
[0020]示例性實施例的快速接頭總成20還包括基本上圓柱形的套管48，布置在孔32的第二部分42中，并且在第二肩部40和進入孔34之間延伸。套管48還沿著外殼26的第二肩部40徑向向內延伸，以呈現(xiàn)第一彈簧座50 (下面將進一步詳細討論)，并且軸向進入第一部分38，以鄰接第一密封環(huán)44，用來將第一和第二密封環(huán)44以及間隔件46保持在孔32的第一部分38中。示例性實施例的套管48是熱塑性材料的，并且通過注塑成型工藝制造。然而，套管48可以可替換地是任何其它材料的，并且可以使用任何期望的成形工藝制造。
[0021]快速接頭總成20還包括柱塞52，柱塞52具有基本上環(huán)形的形狀，可滑動地布置在孔32的第二部分42中的套管48內。柱塞52具有前部51和后部55，前部51具有較大直徑，以接納外止口形結構22的凸圈，后部55具有較小直徑，以接納外止口形結構22的凸圈24之前的部分。柱塞52還包括徑向延伸部分57，其尺寸設計為類似于套管48的開口，以弓I導柱塞52在套管48內的運動。
[0022]柱塞52還呈現(xiàn)第二彈簧座53，第二彈簧座53面對著上面已討論過的套管48的第一彈簧座50。彈簧54布置在孔32的第二部分42中，并且在套管48的第一彈簧座50和柱塞52的第二彈簧座53之間延伸，以沿第一軸向方向朝進入孔34偏置柱塞，并進入靜止位置，這已在圖1中示出，并將在下面進一步詳細描述。盡管應當理解，可以可替換地使用任何其它類型的壓縮彈簧54，但是示例性實施例的彈簧54是由不銹鋼坯料形成的波形彈簧54。示例性的柱塞52是熱塑性材料的，并且通過注塑成型工藝制造。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]快速接頭總成20還包括鎖扣裝置56，鎖扣裝置56在在用位置(圖2和4)和未在用位置(圖1和3)之間可移動，其中在用位置用于將外止口形結構22保持在外殼26中，未在用位置用于允許外止口形結構22插入外殼26或從外殼26拔出。鎖扣裝置56包括基底58和一對內側腿60，內側腿60向下延伸通過外殼26的凹口接納部分28和套管48中的至少一個上部縫隙59進入孔32。每個內側腿60具有上部部分62和不同的下部部分64。上部部分62彼此間隔稍大于外止口形結構22的直徑，下部部分64彼此間隔稍大于外止口形結構22的凸圈24的直徑但小于柱塞52的直徑。因此，當鎖扣裝置56位于圖1和3中的未在用位置時，彈簧54朝著內側腿60的下部部分64偏置柱塞52，下文中將這一位置稱為“靜止位置”。因為內側腿60的下部部分64之間較大的間距，當鎖扣裝置56位于未在用位置時，外止口形結構22，包括凸圈24，可以被插入外殼26，經(jīng)過鎖扣裝置56的內側腿60，到達圖2和4所示的位置。一旦凸圈24通過內側腿60，鎖扣裝置56就可以向下移動進入在用位置，如圖2和4所示。在鎖扣裝置56位于在用位置的情況下，外止口形結構22的凸圈24被限制在內側腿60的上部部分62和柱塞52的徑向延伸部分57之間。于是，外止口形結構22被快速接頭總成20成功地鎖住并密封。另外，柱塞52被朝著外止口形結構22的凸圈24偏置，因此，即使例如當車輛沿顛簸的道路行進時，快速接頭總成20發(fā)生振動，外止口形結構22相對于外殼的移動也被限制。套管48也可以具有朝著柱塞52延伸的凸緣61，以便在外止口形結構22被鎖在快速接頭總成20中時接觸柱塞52。
[0024]套管48還包括一對沿圓周方向間隔開的擱板狀物66，鎖扣裝置56的每個內側腿60呈現(xiàn)對應于一個擱板狀物66的向外延伸的唇緣67和通往唇緣67的傾斜部分68。當鎖扣裝置56初始安裝到外殼26上時，內側腿60的傾斜部分68與套管48接合，以使內側腿60向內彎曲。一旦唇緣67通過擱板狀物66，內側腿60就向外側彎曲返回其無應力位置。如果用戶試圖從外殼26移除已經(jīng)安裝的鎖扣裝置56，內側腿60上的唇緣67將與套管48的擱板狀物66接合，以防止將鎖扣裝置56從外殼26移除。優(yōu)選地，唇緣67和擱板狀物66的強度足以承受高達九十(90)牛頓的力。
[0025]當鎖扣裝置56位于在用位置時，內側腿60的下部部分64向下延伸通過套管48和外殼26的下部縫隙69，以提供鎖扣裝置56位于在用位置的證據(jù)。因為它向人提供鎖扣裝置56已到達在用位置并且外止口形結構22被快速接頭總成20恰當?shù)劓i住并密封的可視化提示，所以這樣是有利的。
[0026]鎖扣裝置56還包括一對外側腿70,外側腿70從基底58向下延伸,用來與外殼26的凹口接納部分28的外表面接合。外側腿70彼此間隔開，并且每個外側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具有與外殼26的外表面相同的曲率，第二弧形部分74也具有與外殼26的外表面相同的曲率，外展部分76從第二弧形部分74向外展開。當在裝配快速接頭總成20期間將鎖扣裝置56安裝到外殼26的凹口接納部分28上時，外側腿70的外展部分76幫助將外側腿70引導到外殼26上。然后將鎖扣裝置56向下推以使外側腿70向外彎曲，直到第二弧形部分74與外殼26接合。此時，鎖扣裝置56位于圖1和3所示的未在用位置。為了將鎖扣裝置56向下移動到圖2和4所示的在用位置，必須向基底58施加向下的力，以使外側腿70向外歪曲，直到第一弧形部分72與外殼26接合。外側腿70的形狀僅允許鎖扣裝置56保持在未在用位置或在用位置，因此，示例性實施例的鎖扣裝置56不能移動到部分在用位置。這也是快速接頭總成20的另一個重要安全特征。
[0027]如在圖4中最佳地示出，當示例性實施例的鎖扣裝置56位于在用位置時，基底58相對于外殼26被升高，內側腿60從基底58兩側向下延伸。這一布置在基底58和外殼26之間呈現(xiàn)開口，以接納常規(guī)螺絲刀或類似工具，常規(guī)螺絲刀或類似工具可以插入這一開口，并用來將鎖扣裝置56向上撬到未在用位置?？商鎿Q地，可以向外且向上拉鎖扣裝置56的外側腿70的外展部分76，以將鎖扣裝置56從在用位置移動到未在用位置。因此，只有用戶有意的動作才能將鎖扣裝置56移動到未在用位置。這也是快速接頭總成20的另一個安全特征。[0028]在示例性實施例的附圖中，桿部分30以直角延伸，并且被成形為與軟管(未示出)配合。然而，應當理解，桿部分30可以根據(jù)期望的應用，采用許多不同的形狀，以便與各種各樣的管子和軟管配合。
[0029]操作中，快速接頭總成20以鎖扣裝置56位于未在用位置而柱塞52位于靜止位置開始。如上面所討論，在這一位置，柱塞52頂著鎖扣裝置56的內側腿60的下部部分64被波形彈簧54向前偏置。內側腿60和柱塞52之間的這一接觸防止鎖扣裝置56向下移動到在用位置，并且防止柱塞52脫離外殼26。然后，沿軸向方向推動外止口形結構22通過接納入口 34進入外殼26的孔32，通過密封環(huán)44將外止口形結構22的前端密封，以防止流體脫離快速接頭總成20。一旦將外止口形結構22插入孔32中足夠遠，外止口形結構22的凸圈24將與柱塞52接合。進一步插入外止口形結構22將克服來自波形彈簧54的偏置力，以便使柱塞52向后移動。一旦凸圈24通過內側腿60,可以向下推動鎖扣裝置56進入在用位置，以將外止口形結構22的凸圈24限制在柱塞52和鎖扣裝置56的內側腿60的上部部分62之間。應當注意的是，僅在將外止口形結構22插入到外殼26的孔32中充分遠，使得凸圈24通過內側腿60之后，鎖扣裝置56才可以移動進入在用位置。當與鎖扣裝置56被成功移動到在用位置的可視化提示結合時，這一特征確保外止口形結構22僅可以被快速接頭總成20恰當?shù)劓i住和密封。
[0030]為了從快速接頭總成20移除外止口形結構22，人可以使用普通螺絲刀向上撬動鎖扣裝置56的基底58，或者人可以向外推鎖扣裝置56的外側腿70，并向上推動鎖扣裝置56。一旦鎖扣裝置56到達未在用位置，波形彈簧54和柱塞52自動將外止口形結構22從外殼26的孔32中彈出。由于內側腿60的唇緣67和套管48的擱板狀物66，鎖扣裝置56不能從外殼26完全移除。
[0031]現(xiàn)在參考圖5的流程圖和圖1-4所示出并在上面討論的結構，本發(fā)明的另一個方面提供一種將具有凸圈24的外止口形結構22連接到快速接頭總成20的方法。該方法包括將柱塞52沿著第一方向偏置到靜止位置的步驟100，其中在靜止位置處，柱塞52將鎖扣裝置56限制到未在用位置。該方法以將外止口形結構22插入到快速接頭總成20的外殼26中的步驟102繼續(xù)進行，使得外止口形結構22的凸圈24接觸柱塞52。然后該方法以沿著與第一方向相反的第二方向推動外止口形結構22以將柱塞52移出靜止位置并且脫離鎖扣裝置56的步驟104繼續(xù)。然后該方法以將鎖扣裝置56從未在用位置移動到在用位置的步驟106繼續(xù)進行，其中外止口形結構22的凸圈24被限制在柱塞52和鎖扣裝置56之間。該方法還可以包括將鎖扣裝置56移動返回未在用位置的步驟108和用被偏置的柱塞52將外止口形結構22推出外殼26的步驟110。
[0032]顯然，根據(jù)上面的講述內容，可能有本發(fā)明的許多修改和變型，并且可以與所描述的不同的方式實踐，同時仍在本發(fā)明的范圍之內。
【權利要求】
1.一種快速接頭總成，用于與外止口形結構配合，該快速接頭總成包括: 外殼，具有凹口接納部分和桿部分； 所述外殼具有孔； 柱塞，可滑動地布置在所述外殼的所述孔中； 彈簧，布置在所述外殼的所述孔中，并且與所述柱塞接合以沿著第一方向朝著靜止位置偏置所述柱塞；以及 鎖扣裝置，僅在響應于外止口形結構被插入到所述外殼的所述孔中并且將所述柱塞滑動離開所述靜止位置的情況下，才能夠從未在用位置移動到在用位置。
2.根據(jù)權利要求1的快速接頭總成，其中所述鎖扣裝置包括一對內側腿，每個所述內側腿具有上部部分和下部部分。
3.根據(jù)權利要 求2的快速接頭總成，其中所述內側腿的所述上部部分彼此間隔大于所述外止口形結構的直徑且小于凸圈的直徑，以用于在所述鎖扣裝置位于所述在用位置時將所述外止口形結構限制在所述外殼中。
4.根據(jù)權利要求3的快速接頭總成，其中所述內側腿的所述下部部分的彼此間隔大于所述外止口形結構的所述凸圈的直徑，以在所述鎖扣裝置位于所述未在用位置時允許所述凸圈在所述下部部分之間通過。
5.根據(jù)權利要求4的快速接頭總成，其中所述外殼包括至少一個上部縫隙，其中所述鎖扣裝置的所述內側腿延伸通過所述至少一個上部縫隙。
6.根據(jù)權利要求5的快速接頭總成，還包括套管，布置在所述外殼中，其中所述套管包括至少一個擱板狀物，并且其中每個所述內側腿包括至少一個唇緣，用于與所述擱板狀物配合以防止所述鎖扣裝置被從所述外殼移除。
7.根據(jù)權利要求5的快速接頭總成，其中所述外殼包括一對下部縫隙，并且其中當所述鎖扣裝置位于所述在用位置時，所述內側腿延伸通過所述下部縫隙并且到所述外殼外部。
8.根據(jù)權利要求1的快速接頭總成，其中所述彈簧是波形彈簧。
9.根據(jù)權利要求1的快速接頭總成，還包括布置在所述外殼中的套管，并且呈現(xiàn)第一彈簧座，其中所述柱塞呈現(xiàn)第二彈簧座，并且其中所述彈簧在所述第一彈簧座和所述第二彈簧座之間延伸，以將所述柱塞偏置在所述靜止位置。
10.根據(jù)權利要求1的快速接頭總成,其中所述外殼還包括桿部分。
11.根據(jù)權利要求1的快速接頭總成，其中所述外殼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個密封件，用于與所述外止口形結構建立密封關系，所述第二部分容納所述柱塞和所述彈簧。
12.根據(jù)權利要求1的快速接頭總成，其中所述鎖扣裝置包括一對外側腿，用于與所述外殼的外部接合，并且用于在所述在用位置和所述未在用位置之間引導所述鎖扣裝置。
13.根據(jù)權利要求12的快速接頭總成，其中所述外側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與所述外殼的外表面相同的曲率，所述第二弧形部分具有與所述外殼的外表面相同的曲率。
14.一種將具有凸圈的外止口形結構連接到快速接頭總成的方法，該方法包括以下步驟:將柱塞沿著第一方向偏置到靜止位置，其中在所述靜止位置處，所述柱塞將鎖扣裝置限制到未在用位置； 將所述外止口形結構插入到所述快速接頭總成的外殼中，使得所述外止口形結構的凸圈接觸所述柱塞； 沿著與所述第一方向相反的第二方向推動所述外止口形結構，以將所述柱塞移出所述靜止位置并且脫離所述鎖扣裝置；以及 將所述鎖扣裝置從所述未在用位置移動到在用位置，其中在所述在用位置，所述外止口形結構的所述凸圈被限制在所述柱塞和所述鎖扣裝置之間。
15.根據(jù)權利要求14的方法，還包括將所述鎖扣裝置從所述在用位置移動返回所述未在用位置的步驟和用被 偏置的所述柱塞將所述外止口形結構推出所述外殼的步驟。
【文檔編號】F16L39/00GK103429945SQ201280011727
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年2月7日 優(yōu)先權日:2011年2月11日
【發(fā)明者】B·帕克斯, M·魯茨科 申請人:A·雷蒙德公司