带有目测指示器的快速连接器

带有目测指示器的快速连接器

本申请是悬而未决的于1995年9月26日申请的、申请号为 PCT/US95/12282申请的系列申请，在此，完全结合引用。

本发明一般涉及一种流体流过的管接头。特别是，本发明涉及一 种将插入管扣在凹座中的快速连接器和包括一个确认正确连接指示器 的这种类型的连接。

在汽车工业(也包括其他工业)中，总是要求低成本、可靠和易 装配的构件。很显然，对于如燃料、制动或制冷剂线路的流体输送管 道间的连接特别要有这种需要。这种连接通常是通过使用螺纹接头、 喇叭管形接头或通过栓接法兰，而将插入管扣在凹座中实现的。

目前，已经使用与快速连接保持器结合的各种按扣代替传统的方 法。这些快速连接器通常具有多个柔性支柱，这些支柱与插入管上的 环形凸缘接合，并且也与插座内形成的下切槽接合。两种这样的例子 在发明名称为“可摆动的快速连接器组件”，于1986年7月22日颁布的 US4601497和发明名称为“高温连接用的可摆动快速连接器”，于1988 年10月18日颁布的US4778203中加以公开，这两项发明均由本发明人 发明，在此结合引用。另一种快速连接器具有一个扁平保持器，和围 绕其延伸的一对环形臂件，臂件在径向弯曲。本发明人发明的其他快 速连接器由分别在1985年6月25日和1984年1月23日颁布的、发明名称 均为“可摆动的快速连接器组件”的US4524995和US4423892中公开， 在此，这两项专利被结合引用。

目前，本发明人在快速连接器方面的研究已经获得进展，即发现 了一种将快速连接器插入管组件正确地固定于插座中的系统。悬而未 决地申请PCT/US95/12282阐述了该系统，该申请题目为“带有确认特 征的快速连接器”。按照该发明，具有易断环的连接器以这样的方式 相对插入管定位，即在安装者朝着凹套移动时，随着安装者施压以将 插入管与凹套接合，指示器的环部断开。由于安装者将压力连续地施 加到环部，其断离连接器主体，这样，通过其沿着插入管子的新位， 确认插入管完全与凹套接合。

本发明的快速连接器具有保持器部分(将插入部分和插入部分结 合在一起)设置在插入部分中(与本文所引用的、悬而未决的申请 PCT/US95/12282“带有确认件的快速连接器”中的插入部分相对的部 分)并且确认件具有两个环。环之一的外环已在前面加以描述，而另 一环定位于保持器的内侧并由插入管上的凸缘带动。由于插入管安装 在插座的内侧，插座中保持器上的爪件由插入管上的凸缘推开。随着 插入管上的凸缘挤压这些爪件，凸缘推在该内环上。将插入管(和其 凸缘)安装进插座内较深，最后引起外环从与两环连接的一个或多个 臂件上断开。

上述的组件提供了一种快速连接器组件的改进，但其他的改进和 变更是可能和希望的。

按照本发明，联结器的一个较佳实施例包括一个带有指示器的保 持器。指示器为安装者确认插入管已经正确地接合于凹套中。

本发明包括一个指示器组件，由一对间隔开的平行环构成，环通 过垂直定位于环之间的一个或多个臂件连接。设置在保持器中的环之 一为内环。设置在保持器外部的另一环为外环。一个或多个臂件中的 每一个的一个端部可从外环断开。

内环设置在保持器内。保持器位于插座中。指示器包括一个内环， 内环具有从其上伸出的一个或多个弹性臂件。在每个臂件的端部是易 断区域，将每个臂件(如果使用一个以上臂件时)与内环隔开，内环 具有一个较大外径，足以由凹套开启端部止住。

插入管包括一个倒角端，一个径向凸缘和在倒角端和径向凸缘之 间形成以提供良好密封的缩减区域。在将插入管的倒角端插入凹套中 时，缩减区域容易在保持器的爪件之间通过。然而，当径向凸缘在爪 件之间通过时，爪件被强制打开，以允许径向凸缘移动到爪件的内侧。 随着这种现象的发生，在与爪件相连的弹性臂件的弹性力作用下，爪 件急速返回其原始位置。同时，径向凸缘与指示器组件的内环的外表 面接合，迫使其向内朝向内侧。指示器组件属于双环型，随着插入管 插入凹套中，外环被拉靠在凹套的端表面上，迫使内环朝着内侧向内 移动。在某一点，外环从臂件断开，这样，通过现外环沿着插入管定 位，显示已经完成正确连接。

在保持器锁紧爪件(通过爪件弹性返回插入管上的径向凸缘后 面，该爪件保持插入管)的端部与前保持器环(安装保持器爪件的弹 性臂件依靠于此)之间最好有额外长度。这可以通过改变爪件简单地 实现。

采用该额外长度，现在，安装者具有一个额外的长度将插入管推 到凹套中，有助于外环从臂件上断开和进入管子中，允许内环沿着连 接器轴线(径向凸缘前部)移动的长度空间。

本发明克服了与快速连接器的组件有关的一些缺点。特别是，保 持器由金属或塑料制成，这就提供了使用对工作而言是最好的材料的 可能性。指示器(最好由塑料制成)组件易低成本地制造。此外，指 示器组件易于操作和并不影响插入管安装到凹套中。

因此，本发明的一个目的是提供一种可手动插入的快速连接器， 包括一个可快速和清楚的确认插入管在凹套中的正确连接的指示器。

本发明的另一目的是提供一种由最小数目部件制成的快速连接 器。

本发明的又一目的是提供一种制造相对便宜的指示器。

本发明进一步的目的是提供一种快速连接器，该连接器可以是连 接管道的部分。

本发明的又一目的是提供一种快速连接器，该连接器具有一个可 开环，在连接正确实现后开启。

本发明的其他目的和优点将在下面的参照附图的说明和附上的权 利要求书中变得更加显而易见。

本发明的上述优点和其他优点对于本技术领域的普通技术人员来 说，在阅读了下面参照附图的说明书和附加的权利要求书后更加清 楚。

图1示出本发明的塑料制保持器的剖视图，一个塑料制保持器的指 示器组件位于其中，

图2示出本发明金属制保持器的第2实施例的剖视图，一个变更的 塑料制指示器组件位于其中，

图3示出本发明的指示器组件的透视图，

图4示出本发明的快速连接器和插入管的剖视图，一个插座和塑料 制保持器装配其中，指示器组件定位于保持器中，

图5示出类似于图4的剖视图，但示出插入管固定于插座中，

图6示出本发明的快速连接器和插入管的剖视图，一个插座和金属 制保持器装配其中，指示器组件定位于保持器中，

图7示出类似于图6的剖视图，但示出插入管固定于插座中。

通常，本发明涉及一种快速连接器管组件，包括一个组装有固定 指示器的保持器。固定指示器包括一个与外环间隔开的内环，通过至 少一个臂件使这些环件相互连接。外环可从臂件上断开。在将插入管 固定于插座中时，臂件进一步在凹套中凹下，外环从部件上断开，从 而确认正确连接。在第1实施例中，保持器由塑料制成。在另一实施例 中，保持器由金属制成。

插座可以具有各种类型，包括由深拉、薄壁结构以及注射成形形 成的。

本发明适用于如将设置在燃料、水或油路系统构件之间的管子联 接。本发明也可以用于塑料或金属管道，正如发明人悬而未决的美国 专利申请号08/503454，发明题目为联接非螺旋连接件的装置这样的 管道。

更特别的是，本发明的连接器也可用于外油路和软管也就是汽车 燃料和冷却系统。本发明的连接器也可用于如燃料箱和燃料泵之间的 车辆燃料系统，汽化器或燃料注射系统。特别使用于汽车，本发明的 连接器也可用于实际上任何必须将凸和凹流体携带线路加以连接的场 所。

参照图1，示出了塑性保持器组件10的剖视图。根据图1实施例的 保持器组件10由聚合材料例如塑料制成。保持器组件10包括前环12， 前环12中部设有供插入管穿过的中通孔13。

多个弹性臂14大致悬垂于前环12。尽管可以有多个，但至少要有 一个这样的臂14。臂14一端固定到前环12上，而另一端包括一个连接 区域(在两臂之间)，在该区域中悬有用于与插入管接合的爪件。臂 14的结构为，在插入插入管时，臂14略微弯离图示的垂直位置，这些 将在下文加以说明。

成对臂14上设有爪件16。每个爪件16均包括一个内端17和外端 18。如图4和5所示，外端18用于靠在凹套的内表面上。应当理解到， 在此所公开的臂和爪件的布置是用作图解说明并不构成限制。例如， 尽管示出了成对臂支承着爪件，但也可以仅仅由单个臂来替代图示的 成对臂。

指示器组件20基本上定位于保持器组件10内。组件20最好也是由 聚合材料例如塑料制成。组件20包括指示器臂22，外指示器环23，和 保持与臂22连接的内指示器环24。外指示器环23通过一段易断区域27 与臂22连接。正如图示，臂22大致垂直于内指示器环24。图中，仅仅 示出一个臂22，一个半环23和一个半环24，但这样的臂可以为2个或多 个。内指示器环24中部设有供插入管通过的通孔26，而外指示器环23 的中部设有供插入管通过的通孔29。外环23必须具有足以使至少插入 管上升起的凸缘通过的内径，这些将在下文参照附图4和5加以说明。 序号28指向指示器20上的一个区域(图中环24的后面)，其目的是使 指示器20在保持器10中稳定。

图2示出本发明保持器组件另一实施例的剖视图，该保持器组件用 序号30表示。本实施例中的保持器组件30由金属制成，它包括一个前 环32，前环32的中心形成插入管通过的通孔33。

至少一个臂34从前环32处伸出，不过这样的臂34图中示出3个。正 如图示，臂件34上有孔，以便在保持锁定爪36具有足够的稳定性的同 时增加臂34的弹性。每个臂34包括一个外部、凹套接触端(或弯曲区 域)36。正如图6和7所示，外端36用于靠在凹套的内表面。

爪件37向内悬挂在端部36上。正如图1所示的保持器实施例，臂34 可以朝向或离开图示位置的一个方向弯曲。每个爪件37止于内端38。

指示器组件40大致定位于保持器组件30内。指示器组件40最好由 聚合材料例如塑料制成。组件40包括一个指示器臂42，外指示器环43 和内指示器环44。通过一段易断区域47，外指示器环43可拆卸地连接 到指示器臂42上。外指示器环43的内径49大于插入管上的凸缘外径， 从而允许插入管通过外环43。

正如图示，臂42基本上垂直于内指示器环44。图中仅仅示出了一 个臂42，但这样的臂可以为2个或多个。内指示器环44的中部设有供插 入管通过的通孔46。

图3示出本发明指示器组件100的一个典型实施例的透视图。最好 也是由聚合材料例如塑料制成的“指示说明”指示器组件100可以用作 参照图1和2所示说明的指示器组件20和40。组件100基本上包括组件 20和40的各种特征。图1和2与图3实施例最主要的不同在于对准和对中 接头，在图1和2中所用的接头是使指示器20和40对准和对中的，在图1 中该接头隐藏于前指示器环24后，而图2中由序号45表示。图3中这样 的对准接头构件用序号105表示。

指示器组件100包括一个内指示器环102，该环基本上以垂直方式 悬挂于多个臂104上。在相对内指示器环102的端部上，每个臂104均 包括一段区域106，该区域106由易断的易碎闸门限定。区域106将每 个臂104与外指示器环108相连。(虽然并未示出，但应当理解到，外 指示器环也可以连接到图1的指示器组件20的每个臂22的外端或连接 到图2指示器组件40的每个臂42的外端)。内指示器环102具有一个中 通孔110，以提供插入管通道。外指示器环108也具有一个中通孔112， 也能提供插入管凸缘通道。图3中区域105表示将指示器组件100定位于 保持器中的机构。

图4示出本发明的插入管200，与示意的插座210间隔开。插座包含 有参照图1说明的塑性保持器组件10。插入管200是一个长圆柱形部 件，包括一个其上形成倒角端214的管件212，一缩小区域216(用于 改进与插座密封件的密封，这些将在下文说明)，和形成在与倒角端 214有预定距离处的管凸缘218。插入管200可以由塑料或金属制成。 插入管200作为汽车或类似装置中燃料、制动或制冷系统用的流体管 路。因此，插入管200必须牢牢地紧固到插座210中。

插座210包括有端部222的套件220，径向缩减的肩部224，和管稳 定端226。套件220可由金属或塑料类聚合材料制成。最好是，凹套件 220属于深拉型，是通过延展金属或其他材料制成。

在插座210内还具有衬套228和O型环230。应当理解到，O型环230 是用于密封的，它可由如一对被垫圈(未示出)隔开的O型环构成。(在 此也应当多于一个的)衬套228为环形并且最好是由形成波形瓦 (pentilateral)断面形状的壁限定。衬套228用于将插入管200“引 导”入插座210中。衬套228由塑料或金属材料制成。O型环230最好由 弹性材料如橡胶制成。衬套228和O型环230为密封和支承件，衬套和O 型环的构造甚至其数目可以根据需要变化，以便为插入件和插座提供 适当的流体密封组件。

保持器组件10和指示器组件20装配于插座210内。然而，应当理解 到，也可以是指示器组件40与保持器组件10结合使用。

图5示出固定于插座210内的插入管200。外指示器环23已从指示器 组件20上断开，这表明：插入管200已经适当地密封于插座210内。下 面说明将插入管200与插座210成功连接的过程。

安装者(未示出)抓住插入管200将倒角端214(图4)穿过外导管 环23的孔112并插入插座210中。倒角端214和其相邻的缩减区域216所 具有的直径，使得插入管200易于从爪件16的对置的内端17之间穿过， 并穿过内指示器环24的通孔26和保持器组件10的前环23的通孔13。然 而，凸缘218的外径大于所有这些通道的内径。因此，随着凸缘218压 向爪件16端部17的内表面，臂件14向外弯曲，进而使端部17形成的内 径变得足够大，从而允许凸缘218从中通过。一旦凸缘218通过端部17， 爪件16急速返回其非弯曲位置，将凸缘218(继而插入管200)锁紧在 插座210内。操作期间，凸缘218通过爪件16后，碰撞内指示器环24。 由于通孔26的内径小于凸缘218的外径并且由于通孔26并不膨胀，凸缘 218紧压内指示器环24的外表面28并带着环24向着导管212的固定位 置向前移动。通过臂件22与内指示器环24连接的外指示器环23也轴向 向内移动直到其内表面与凹套件220的端部222接触为止。当外指示器 环23到达此处时，因环23与端部222碰撞，环23不能进一步移动，并 且设计成易断的区域27断开，这样，外指示器环23脱开指示器组件20 的余部。现在允许不受其约束的外指示器环23沿着导管212在轴向和纵 向自由移动，如此告知安装者，插入管200正确地固定于插座210中。

在图5中还用序号231表示一个任意刻槽区域，该区域可以使环23 断裂并从导管212上取下，由此防止环23振动或拍击或以其它方式影响 工作。

图6和图7公开了本发明的快速连接器和插入管的剖视图，具有插 座和固定于其中的图2的金属保持器组件30，保持器组件30中设有在其 中定位的指示器组件40。图6示出插入管插入前的构件，而图7示出接 着插入的构件。

图6和7示出的本发明的插入管200′与典型的插座210′相间隔开。 插入管200′和插座210′最好(但并不是限定的)与图4和5所示的这 样一对构件相同。然而，正如图示，插座210′包含的金属保持器组件 30为图2所示和讨论的。插入管200′包括一个形成倒角端214′的管 件212′，用于密封插座密封件(将在下文说明)的缩减区域216′和 形成在距离倒角端214′预定距离处的管凸缘218′。正如图4和5所示 的一对构件，插入管200′可由金属或塑料制成。插入管200′作为汽 车或类似装置中的燃料、制动或制冷系统用的流体导管。因此，插入 管200′必须牢牢地固定于插座210′内。

再次参照图4和5所示的这一对构件，插座210′包括带有端部222′ 的套件220′，径向缩减肩部224′和管稳定端226′。套件220′可以 由金属或如塑料的聚合材料制成。最好，凹套件220′属于深拉型并由 延展金属或其他材料制成。

再次参照图4和5的实施例，O型环230′位于插座210′内，如衬套 228′一样。衬套228′用于将插入管200′“引导”入插座210′中。 衬套228′由塑料或合金材料(具有足够的环向强度以承受作用其上的 径向向外方向的力，即它可沿着塑料或金属制的管件212′滑动配合) 制成。O型环230′最好由弹性材料如橡胶制成。衬套228′和O型环230′ 两者为密封和支承件，衬套和O型环的构造甚至其数目可以根据需要变 化，以便形成插入件和插座的适当的流体密封件。正如图4和5所示， 对插入管200′在O型环230′中，同时也是在内衬区域中运动的限制是 由图6中肩部226′的内径区域中的套件220′来完成的，即仅由图7所 示的管件212′的倒角端214′的右面来完成。

安装者(未示出)抓住插入管200′将倒角端214′(图6)穿过外 指示器环43的通孔49插入插座210′中。倒角端214′和其相邻的缩减 区域216′所具有的直径，使得插入管200′易于从爪件37的对置的内 端38之间穿过，并穿过内指示器环44的通孔46和保持器组件30的前环 32的通孔33。然而，凸缘218′的外径大于所有这些通道的内径。因此， 随着凸缘218′压向爪件37端部38的内表面，使臂件34向外弯曲，从 而使端部38形成的内径变得足够大，进而允许凸缘218′从中通过。一 旦凸缘218′通过端部38，爪件37急速返回其非弯曲位置，将凸缘218′ (继而插入管200′)锁紧在插座210′内。

操作期间，凸缘218′通过爪件37后便碰撞内指示器环44。由于通 孔46的内径小于凸缘218′的外径并且由于通孔46不能膨胀，凸缘 218′紧压内指示器环44的外表面并带着环44朝向插入管200′的固定 位置向前移动。通过臂件42与内指示器环44连接的外指示器环43也轴 向向内移动直到其内表面与凹套件220′的端部222′接触为止。当外 指示器环43到达此处时，环43不能进一步移动，并且设计成易断的区 域47断开，这样，外指示器环43脱开指示器组件40的剩余部分。现在 不受约束的外指示器环43可以沿着导管212′在轴向自由移动，如此告 知安装者插入管200′正确地固定于插座210′中。

正如本发明的例子，爪件37的端部38与保持器组件30的环32内侧 之间的区域最好比内指示器环44的厚度和凸缘218′的宽度之和大 0.015英寸。在插入管200′插入插座210′中时，该尺寸足以使区域 47断裂并且为公差提供较大的空间。这样设定该尺寸，在插入时爪件 37锁扣在凸缘218′后面之后，外指示器环43碰到套件220′的端部 222′。仅仅轻微地推动插入管200′(在将管件212′推进所建议的 0.015英寸之前)就将外指示器环43从臂件42上断开。外指示器环43 被防止完全离开管件212′。

与特定实施例无关，本发明的连接器优于现有技术的优点包括将 指示器(不具有任何隔离套或中间部件)装入插座中的方法简单并且 在总成本低的情况下易于确定组件正确和坚固连接。此外，本发明的 连接器不需要现有技术那样的专门的引导机构。

对于本技术领域的普通技术人员来说，从前述的本发明的概括性 教导中理解到可用各种形式加以实施。因此，虽然本发明描述了其特 定的例子，但并不限定本发明的真正范围，因为，对于普通技术人员 而言，在研究了附图、说明书和所附权利要求书后可作出其他变更。