CN102788203B - 用于流体管路的连接件和流体管路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于流体管路的连接件，流体管路，和形成流体管路的方法。连接件包括：具有出口开口的壳体，至少一个辅助元件经由所述出口开口而引出壳体，连接于管道的管接头，连接于对应元件的连接几何件，和弹性件，其构造并设置为使得至少一个辅助元件沿通道方向引导经过该弹性件。弹性件构造为使得在施加了平行于通道方向的力时，弹性件会垂直于通道方向地扩张。

Description

用于流体管路的连接件和流体管路

相关申请的交叉引用

依据《美国法典》第35条第119款，本专利申请要求于2011年5月20日提交的德国专利申请102011102154.3的优先权，其公开全文明确地以引用的方式结合到本文中。

技术领域

本发明的实施方案涉及用于流体管路的连接件，其带有壳体，所述壳体具有可连接于管道的管接头以及可连接于对应元件的连接几何件。

此外，本发明涉及带有这种类型的连接件的流体管路。

下文所描述的实施方案包括在机动车中的应用，但是可以理解，其他的实施方案也应用于其他的流体管路和连接件。

背景技术

在机动车中，必须经常将流体、特别是液体从储藏容器传送到消耗点。这种液体的是一个例子是尿素，其用于柴油机中以减少氮氧化物。这种类型的流体管路将储罐连接于消耗点。通常至少在流体管路的两端处设有连接件，通过所述连接件可在流体管路和储罐或泵之间产生连接。储罐和泵又具有可与连接几何件接合的对应元件，例如管接头。也可实施或形成为软管或其他管路的管道通过管接头连接于连接件的壳体。

在一些应用情况中，要求在流体管路内部具有预设定的装置。但是，这种装置必须与外部连通，使得必须将连接于该装置或甚至形成这种装置的辅助元件引出到流体管路之外。这种类型的装置的一个例子是加热装置。但是，该装置也可为传感器，其例如监测流体管路内部的介质的压力、温度、流速、粘度等。

流体管路内的流体经常处于比流体管路环境内的压力更大的压力下。这会导致在将辅助元件引出流体管路之处存在泄漏的风险。

发明内容

本发明的实施方案旨在以低泄漏风险的方式将辅助元件引出流体管路。

因此，在开始提及类型的连接件包括具有出口开口的壳体，至少一个辅助元件可经由所述出口开口引出壳体而到达外部。辅助元件引导穿过弹性件，在平行于辅助元件穿过弹性件的通道方向施加压力时，所述弹性件会垂直于通道方向地扩张。

因此，首先将连接件选择为辅助元件经其而从流体管路的内部引到外部的元件。在本文中，假设连接件的壳体足够牢固，以便能够施加必要的压力。在壳体中，提供了辅助元件以密封方式被引导从中穿过的出口开口。为密封选择了特定的弹性件，其由于内部压力而已经以一定密封度顶靠在出口开口的边缘、即围绕着出口开口的壳体部分上，并且顶靠着辅助元件。为了即便在流体管路内有较大压力的情况下也确保密封度，形成密封的弹性件具有如下性能：在“轴向”挤压、即平行于通道方向的挤压的情况中，所述弹性件表现出径向扩张，使得其朝向围绕着出口开口的壳体部分扩张，以及朝向辅助元件扩张。流体管路内部的压力越大，按压弹性件以顶靠出口开口的边缘和顶靠辅助元件的力也越大。因此，随着压力增加，密封度也会增加。因此，即使有较大的压力，泄漏的风险也会保持为低。

优选地，弹性件通过保持装置保持在出口开口中。在流体管路内有较高压力的情况下，保持装置用于吸收作用在弹性件上的力，使得实际上可平行于通道方向地挤压弹性件而不向外泄漏。弹性件的密封功能与保持功能分开。可将弹性件压在保持装置上，使得其可径向向里和向外地更好地扩张，并且因此改善了密封度。

优选地，弹性件由恒体积材料形成。对于恒体积材料来说，在一个方向中的挤压不会导致或基本上不会导致体积缩小，而是作为替代地导致物体在其它方向中的扩张。由于在本情况中挤压可实际仅平行于通道方向地发生，因此仅发生径向向外和径向向里、即朝向出口开口的边缘和朝向辅助元件两个方向上的扩张。

优选地，弹性件在出口开口处具有比在壳体内部更大的直径。这样具有的优点是，可在壳体的内部产生密封。如果在这里在弹性件上施加压力，则这种压力实际上会直接转化成保证弹性件紧密顶靠着出口开口的周向壁，并且紧密顶靠着辅助元件。

优选地，弹性件具有锥形逐渐扩大的部分。这种锥形逐渐扩大的部分可用于在弹性件的插入期间产生特定的径向预加载，使得插入出口开口的弹性体通过由紧密顶靠出口开口的周向壁而产生的径向向外的特定预载荷以及由紧密顶靠辅助元件而产生的径向向里的特定预载荷而密封。

如果弹性件具有台阶，则也是有益的。台阶阻止了弹性件插入到壳体内部过远。

优选地，出口开口布置在出口接头中。因此，在壳体内有可获得的足以容纳弹性件的长度，否则壳体必须要用过多的材料来实施或形成。例如，出口接头可形成为壳体的管状部分。

优选地，出口接头具有平行于通道方向的长度，其比弹性件在平行于通道方向的长度更长。这样，弹性件不会妨碍穿过连接件的贯穿通道，使得流经流体管路的流体流动不会被弹性件所阻挡。

优选地，保持装置具有压环。压环能够以平面的方式作用于弹性件，使得其可吸收作用在弹性件上的压力。因此，压环将弹性件牢固地保持在连接件的壳体内，并且用作用于通过流体管路内部的压力挤压弹性件的顶靠对应件。

优选地，通过倒扣将压环保持在出口开口内。例如，可将压环压入到出口开口内，使得在压入期间出口开口会临时地扩大，但是又会径向向里弹回。如此，将压环牢固地保持在壳体内而没有额外的费用。

优选地，保持装置具有帽状体，其覆盖了出口开口的至少一部分并且被拧、推、压、粘结或焊接到壳体上。当将帽状体拧到壳体上时，在帽状体和壳体上需要相应的螺纹。在推入情况中，必须有允许刚性闭合的不同的连接几何件。因此，必须能够临时地径向加宽帽状体，并且接着其会弹回到连接几何件上。当将帽状体压入时，基本上通过摩擦而将其保持。在粘结或焊接情况中，在帽状体和壳体之间通过粘结力产生闭合。在所有情况中，帽状体能够施加必须的保持力，使得当在流体管路内升高的压力为主导时，弹性件不会被压出壳体，并且该帽状体形成了顶靠对应件，以产生所要求的弹性件的挤压。帽状体可与压环一起使用，或不与压环一起使用。

优选地，保持装置具有壳体的重叠模制件。当将辅助元件从出口开口引出并且已经将弹性件插入出口开口中时，例如可将连接件插入到注模中，并且可注入塑料以产生重叠模制件。这也是将弹性件(带有或不带有压环)保持在出口开中的一种方法，以及施加用于挤压所必须的反向力的一种方法。

因此，对于重叠模制件来说优选地是，其在与出口开口相反的一侧上包围了壳体。这导致了重叠模制件塑料的刚性闭合，这也能克服较大的力而将弹性件保持在出口开口中。

优选地，重叠模制件至少部分地覆盖了管接头。那么，重叠模制件也可用于从外部覆盖推到管接头上的管道，使得甚至会将管道更好地保持在管接头上。

优选地，辅助元件由电缆形成。这种类型的电缆例如可将电能传导到布置在流体管路内的加热装置。电缆也可用于将测量数据从布置在流体管路内的传感器传导到外部。当使用电缆时，通常优选将两个导线引导穿过弹性件内的分开的贯穿开口，以保证具有高可靠度的密封。

本发明也涉及一种流体管路，其带有如上文所述的连接件，和附接于管接头的管道。辅助元件，例如电缆也可被引导穿过连接件进入管道内部。

本发明的实施方案旨在一种用于流体管路的连接件，其包括具有出口开口的壳体，至少一个辅助元件经由所述出口开口而引出壳体，连接于管道的管接头，连接于对应元件的连接几何件，以及弹性件，其构造并设置为使得至少一个辅助元件沿通道方向引导经过该弹性件。弹性件构造为使得，在施加了平行于通道方向的压力时弹性件会垂直于通道方向地扩张。

根据本发明的一些实施方案，保持装置可构造并布置为将弹性件保持在出口开口中。

根据本发明的其他实施方案，弹性件可由恒体积材料形成。

仍根据其他实施方案，弹性件在出口开口处可具有比在壳体的内部更大的直径。弹性件可包括锥形逐渐扩大部分。此外，弹性件可包括台阶。

根据其他实施方案，出口接头可包括出口开口。出口接头可具有平行于通道方向延伸的长度，其比弹性件在平行于通道方向的方向内的长度更长。

仍根据其他特征，保持装置可包括压环。出口开口可包括构造为保持压环的倒扣。保持装置可具有帽状体，其至少部分地覆盖了出口开口，并且被拧、推、压、粘结或焊接到壳体上。此外，保持装置可包括壳体的重叠模制件。重叠模制件在与所述出口开口相反的一侧上包围了所述壳体。重叠模制件可构造为至少部分地覆盖了管接头。

仍根据其他实施方案，辅助元件可包括电缆。

本发明的一些实施方案旨在一种流体管路，其包括如上文所描述的连接件和附接于管接头的管道。

本发明的一些实施方案旨在一种形成流体管路的方法。该方法包括引导辅助元件穿过连接件壳体内的出口开口，沿通道方向引导辅助元件穿过弹性件，以及将弹性件放到出口开口中。弹性件构造为使得在通道方向的方向中施加在弹性件上的压力导致弹性件在垂直于通道方向的方向内的扩张。

根据本发明的其他实施方案，该方法也可包括通过帽状体来至少部分地覆盖出口开口，所述帽状体被拧、推、压、粘结或焊接到壳体上。

该方法也可包括将管道滑到连接件壳体上。

仍根据本发明的其他实施方案，弹性件在通道方向中可比接合于管接头的出口接头的纵向延伸部分更短，并且出口接头可包括出口开口。

通过查阅本说明书和附图，可以发现本发明的其他典型实施例和优点。

附图说明

通过本发明的典型实施例的非限定性例子，在随后的详细描述中将基于多幅附图来对本发明进行进一步的描述，在附图的全部视图中相似的附图标记表示相似的部分，其中：

图1是连接件的第一实施方案的纵截面图；

图2是连接件的第二实施方案的纵截面图；

图3是图1所示连接件的透视图；

图4是相对于图3进行了改进的实施方案；以及

图5是连接件的一个简化实施方案的纵截面图。

具体实施方式

这里所介绍的细节是示例性的，并仅用来对本发明的实施例进行例证性讨论，它们的存在是为了提供被认为是对本发明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。关于这一点，这里并没有试图对本发明的结构细节作超出于基本理解本发明所需的程度的介绍，本领域的技术人员通过说明书及其附图可以清楚地理解如何在实践中实施本发明的几种形式。

图1显示了用于流体管路的连接件1，其带有具有管接头3的壳体2。管道4推到管接头3上。可提供未进一步详细显示的元件以将管道4保持到管接头3上，所述管道4也可实施或形成为柔性管道或软管。密封圈5保证了在管接头3和管道4之间的额外密封。此外，管接头3具有“松树状”结构。

贯穿通道6经由管接头3一直延伸到壳体2的位于与管接头3相反一侧的端部的连接几何件7。仅示意性显示的连接件几何件7可用于将连接件1连接于对应元件，例如储罐或泵(未示出)的管接头。连接几何件7应当保证可机械加载的密封的连接。对于本发明，连接几何件的精确设计不太重要。

壳体2具有围绕着出口开口9的出口接头8。电缆的两根导线10、11经由出口开口9引导，电缆经贯穿通道6延伸进入管道4的内部。电缆的导线10、11例如可通向传感器，通过所述传感器可检测流经管道4和连接件1的流体的温度、压力、流速等。导线10、11也可用于将电能传导到布置在管道4内的未详细显示的加热装置。

为了能够以密封的方式将导线10、11从壳体2的内部引到外部，位于出口接头8处的弹性件12提供了密封功能。

弹性件12具有用于每个导线10、11的贯穿开口13、14(也见图3)。为了简化下面说明，贯穿开口13、14的纵向方向也称为“通道方向”。在本情况中，通道方向与出口接头8的轴线相一致。

弹性件12具有柱形部分15，其与出口接头8的背向壳体2的端部相邻。柱形部分15汇合到锥形部分16中。锥形部分16之后是与另一柱形部分18邻接的小台阶17。柱形部分18具有比柱形部分15更小的直径。

只要弹性件12位于出口接头8的外部，则其至少在具有较大直径的柱形部分15的区域中具有小的超出部分。为了在连接件1内进行装配，将弹性件12推到伸出于出口开口9之外的两根导线10、11的上方，然后压入到出口开口9中。锥形部分16使得会较为容易地将弹性件12压入到出口接头8中。在这种压入期间，弹性件12被略微径向地、即垂直于通道方向地挤压，使得其紧密地顶靠出口开口9的周向壁。由于径向挤压，弹性件也将紧密地顶靠导线10、11的周向表面。台阶17阻止了弹性件12被推入到出口接头8中过远。

为了将弹性件12保持在出口接头8中，提供了可以卡在倒扣20处的压环19。该压环同样具有两个用于两根导线10、11的贯穿开口。

除了通过倒扣20形成的刚性闭合，也通过帽状体21将压环19保持在出口接头8中。如所示，帽状体21可具有螺纹部分22，通过其可将帽状体连接到出口接头8处。作为替代，可使用其他类型的连接形式。例如，也可仅将帽状体21压在出口接头8上，即通过摩擦连接保持在那里。通过将帽状体21推到出口接头8上可产生刚性连接。在图1中未示出对于这种目的所必须的突出和凹陷。也可将帽状体21粘结或焊接到出口接头8处，即可通过粘附力形成闭合。

如上文所述，由于弹性件12被压入出口接头8中，因此会产生一定的密封度，但是所述密封度对于贯穿通道6内占主导的压力来说未必足够。箭头23显示了这些压力。

通过在一个方向中的挤压，现在弹性件12的材料具有在其他可获得的方向中扩张的性能。在极端情况中，弹性件12可由恒体积材料制成，其中在一个方向中的挤压不会导致体积减小，相反，在此方向中的相应缩短将会导致在其他方向中的尺寸增加。

在本情况中，弹性件12的材料性能会导致下面结果：当弹性件12受到壳体2内部的压力23作用时，它会受压而顶靠压环19，这会导致在通道方向中的挤压。这种挤压又会导致在径向方向、即垂直于通道方向中的扩张。换句话说，弹性件12试图径向向外地扩张，从而更加紧密地顶靠着出口开口9的周向壁。同时，弹性件12也径向向内地扩张，从而更加紧密地顶靠导线10、11的周向表面。弹性件12顶靠相应的配合表面越紧，即弹性件12顶靠这些配合面所借助的力越大，密封性越好。因此，密封度实际上会随着壳体2内部的压力而增加，使得甚至壳体内部存在较高的压力，也会有足够的密封度。

出口接头8具有平行于通道方向的长度，其大于弹性件12的平行于通道方向的长度。这阻止了弹性件12凸出进入贯穿通道6中而阻挡经贯穿通道6的流体流动。

图2显示了改进的实施方案，其中相同的部件和具有相同功能的部件具有相同的附图标记。

这里也一样，出口接头8与贯穿通道6成角α。该角α可在例如20°到80°的范围中。

在根据图2的实施方案中，弹性件12一直延伸到出口接头8的端部。为了将弹性件12保持在出口开口9中，连接件1的壳体2具有重叠模制件24。除了导线10、11穿过的区域之外，重叠模制件24完全覆盖了弹性件12。

重叠模制件24也覆盖了管接头3，并因此覆盖了推到管接头3上的管道4的一部分。重叠模制件24在贯穿通道6的周围沿周向方向围绕在壳体2周围，并因此具有布置在壳体2的位于与出口接头8相反的侧部上的部分25。因此，弹性件12也通过形状封闭保持在壳体2中。

重叠模制件24也可与压环19一起使用。重叠模制件24也可与帽状体21一起使用。但是，在多数情况中这不是必须的。

图3从外部显示了根据图1的连接件1(没有管道4)。可以看到，管接头3和连接几何件7似乎位于一条直线上，使得贯穿通道6不包含任何偏转部分等。这种类型的连接件也称之为“0°连接件”。出口接头8与贯穿通道6之间所形成的角在20°到80°的范围中。

图4显示了一个改进的实施方案，其中相同的部件和具有相同功能的部件具有相同的附图标记。

图4中所示的连接件1’也称为“90°连接件”，这是由于壳体2’布置为使得管接头3和连接几何件7彼此成90°角。

在这种情况中，出口接头8可具有与管接头3相同的轴线，使得导线10、11可以直线的方式引导穿过贯穿开口13、14。

自然地，也可使用其他辅助元件来替代导线10、11。

图5显示了相对于图1和2简化了的实施方案。相应于图1的元件的元件具有与其相同的附图标记。

弹性件12’插入到出口接头8的出口开口9中而没有保持装置。为了施加必要的保持力，有利地是在这种插入期间弹性件12’在径向方向中所受到的挤压比在根据图1的实施方案中的挤压更强。如果在插入后弹性件12’又趋向于扩张，则会通过相应较大的摩擦力将其保持在出口开口9中。任选地，可以有利地使出口开口具有略微粗糙或带纹路的表面，其允许弹性件12’插入到出口接头8中，但是又使得难以将弹性件压出出口接头8。

还在这种情况中，由壳体2内部的升高的压力所引起的力会导致在弹性件12’上的相应的力。这种力在通道方向中挤压弹性件12’，这是由于弹性件被保持在出口接头8中。那么，所要求的径向挤压导致至少在具有较小直径的柱形部分18区域中具有相应的密封。

应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本发明。虽然已经根据示例性实施例对本发明进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本发明的范围和精神的范围中，可以对本发明进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于这里公开的细节；相反，本发明可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。

Claims (18)

1.一种用于流体管路的连接件，包括：

具有含有出口开口的出口接头的壳体，至少一个辅助元件经由所述出口开口而引出所述壳体；

连接于管道的管接头；

连接于对应元件的连接几何件；

弹性件，其构造并设置为使得所述至少一个辅助元件沿通道方向引导经过所述弹性件；

其中，所述弹性件构造为使得在施加了平行于所述通道方向的力时，所述弹性件会垂直于所述通道方向地扩张，以及

所述弹性件具有柱形部分，其与所述出口接头的背向壳体的端部相邻并汇合到锥形部分中，所述锥形部分之后是与另一柱形部分邻接的台阶，所述另一柱形部分具有比柱形部分更小的直径。

2.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，还包括保持装置，其构造并布置为将所述弹性件保持在所述出口开口中。

3.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述弹性件由恒体积材料形成。

4.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述弹性件在所述出口开口处具有比在所述壳体内部更大的直径。

5.根据权利要求4所述的连接件，其特征在于，所述弹性件包括锥形逐渐扩大的部分。

6.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述出口接头具有平行于所述通道方向延伸的长度，其比所述弹性件在平行于所述通道方向中的长度更大。

7.根据权利要求2所述的连接件，其特征在于，所述保持装置包括压环。

8.根据权利要求7所述的连接件，其特征在于，所述出口开口包括构造为保持所述压环的倒扣。

9.根据权利要求2所述的连接件，其特征在于，所述保持装置具有帽状体，其至少部分地覆盖了所述出口开口，并且被拧、推、压、粘结或焊接到壳体上。

10.根据权利要求2所述的连接件，其特征在于，所述保持装置包括壳体的重叠模制件。

11.根据权利要求10所述的连接件，其特征在于，所述重叠模制件在与所述出口开口相反的一侧上包围了所述壳体。

12.根据权利要求10所述的连接件，其特征在于，所述重叠模制件构造为至少部分地覆盖了所述管接头。

13.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述辅助元件包括电缆。

14.一种流体管路，包括：

根据权利要求1所述的连接件；和

附接于所述管接头的管道。

15.一种形成流体管路的方法，包括：

引导辅助元件穿过连接件壳体内的包含在出口接头内的出口开口；

沿通道方向引导所述辅助元件穿过弹性件；

将所述弹性件放入到所述出口开口中，

其中，所述弹性件构造为使得在沿所述通道方向的方向中施加在所述弹性件上的压力导致所述弹性件在垂直于所述通道方向的方向中的扩张，以及

所述弹性件具有柱形部分，其与所述出口接头的背向壳体的端部相邻并汇合到锥形部分中，所述锥形部分之后是与另一柱形部分邻接的台阶，所述另一柱形部分具有比柱形部分更小的直径。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括通过帽状体来至少部分地覆盖所述出口开口，所述帽状体被拧、推、压、粘结或焊接到壳体上。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括将管道滑到所述连接件壳体上。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述连接件壳体包括与所述出口接头相连的管接头，并且所述弹性件在所述通道方向中比所述出口接头的纵向长度更短。