具有确认性能的快速连接器

本发明通常涉及一种流体管路的导管连接装置。更确切地说，本发明 涉及一种将一插入式导管保持在一插座内的快速连接器，并且此类连接方 式包括一用于确认正确连接的环。

在汽车制造业(还有很多其它产业)中，经常需要低成本、可靠性强 并且易于安装的部件。这种需要在提供一种流体输送管路，比如燃料、制 动或制冷管路的连接方面更为明显。通常，这种连接利用螺纹连接件、喇 叭管接头或通过螺栓连接法兰将一插入式导管固定在一插座。

近年来，出现了多种搭锁在一起的快速连接保持器，用来代替传统的 方法。这些快速连接器一般具有多个柔性的支柱，这些支柱与连接在一插 入式导管上的环形珠状物接合，同时与位于一插座部件内的切槽相接合。 在1986年7月22日公开的题目为“可转体的快速连接器装置”的美国专 利№ 4601497和在1988年8月18日公开的题目为“用于高温连接的可转 体快速连接器”的美国专利№ 4778203中公开了两个这样的例子，这两个 发明都是本发明的发明人发明的，在此引作参考。另一种快速连接器的保 持器是平的，具有若干对环绕其延伸的并在径向可伸缩的环形臂。分别在 1985年6月25日和1984年1月23日公开的题目均为“可转体的快速连接 器装置”的美国专利№ 4524995和№ 4423892公开了另外一种快速连接器， 这两个发明同样也都是本发明的发明人发明的，在此引作参考。

虽然上述的快速连接器已在现有技术的基础上有了很大地提高，但仍 需进一步地提高已知技术。确切地说，需要提供一种连接保持器，它能够 很容易地安装入一插座内，而且也能够很容易地从中去掉。还需要提供一 种组成部件的数量最少且足够薄可以用来代替拧入式接头的连接保持器。 另外，需要提供这样一种连接件，它能够清楚地显示快速连接器插入式导 管装置已正确地安装在插座内。

根据本发明，连接件的一个最佳实施例包括一个三个部件的部件组， 或带有指示器的四个快速连接器接合组件，被安装到一插入式导管的端 部，以形成一快速连接器插入式导管装置，除此之外，还有密封所需的部 件。所述部件组包括一个中间板，一个保持器，一个后位板和一个作为第 四个部件的安装指示器。中间板包括一对使该板与相邻的保持器相对准的 对准凸出部，而该保持器本身包括一对用于与后位板对准的脱扣对准接 片，用于在使用一金属管或一塑料管和管衬套的时候。后位板还包括一使 后位板与安装指示器和保持器相对准的接片。这些接合部件组合成的部件 组在插入式导管上基本上是可以自动定心的。由于一系列对准部件的存 在，接合部件组还可以防止彼此之间的相对转动。

保持器包括一围绕插入式导管的一部分安装的环和一对制有脱扣(并 可与中间板和安装指示器对准)接片的外臂。该环和外臂基本上位于一共 同的平面内。沿每一个外臂的外部周边都形成有一锁定凸缘，用于与沿插 座的轴向孔的内部周边形成的锁定凹腔可脱扣地接合。外臂是于上述环同 轴的。环和外臂在一公共部分处相互连接起来，该公共部分允许外臂在被 挤压的情况下，朝向另一个件移动，不受内臂制约。在接合部件组相邻的 位置上提供了一组套管和一O形环(或O形环组)，以提供插入式导管在 插座内的合适的密封，同时业使得这些部件彼此之间正确安装，这样在密 封件的每一侧(内部和外部)都提供有插入式导管对插座的支承面。

快速连接器插入式导管装置的插入由安装者来完成，将插入式导管的 自由端置于插座内并(如果使用了安装指示器)推动安装环直到环从安装 指示器的主体上碎裂下来。碎裂的出现表明快速连接器插入式导管装置已 经正确地位于插座内。当保持器在力的作用下通过一形成在插座上的凹入 的外部表面时，保持器的外臂和与它们相关联的锁定凸缘向内臂被挤压。

将该装置从插座上去掉是很容易实现的，由拆除者用手或一工具向另 一端挤压脱扣对准接片，以便强制外臂朝向内臂移动，进而使得锁定凸缘 从在插座的腔室内形成锁定凹腔的径向保持器锁定壁上脱开。一旦脱开， 拆除者就可以将快速连接器插入式导管装置从插座内抽出。快速连接器的 插入件是直接位于输送流体的导管上的装置。

本发明克服了已知连接器在安装和拆卸过程中的一些困难。确切地 说，保持器不需要安装到一导管之外的中心部件上。而且，弹簧锁定部分 是一开口环式的，并且在插座部分的锁定平面内，因此排除了已知弹簧不 合乎需要地占据与导管相平行的一段长度，并且与锁定凹腔的径向保持器 锁定壁和由弹簧部件装在导管上的锁定部分的平面成直角的缺点。

因此，本发明的一个目的是提供一种具有一相对很薄的保持器的手动 脱扣的快速连接器。

本发明的另一个目的是提供一种可以使用金属或塑料作为插入件和插 座部分的连接。

本发明还有一个目的是提供连接的插入件和插座组件的多种变化形 式。

本发明的再有一个目的是提供一种制造成本相对低廉的保持器。

本发明的另外一个目的是提供一种可转体的快速连接器，它可以在相 同的空间内用来替换扩张或拧入连接器。

本发明还有一个目的是提供一种可手动脱扣自动定心的开口环式的保 持器。

本发明的再有一个目的是提供一种可以作为连接中的管路的一部分的 快速连接器。

本发明的另外一个目的是提供一种快速连接器，它具有一个可以显示 出正确连接的安装环。

本发明的其它优点和特性从下面的说明书和权利要求书以及附图中可 以清楚地看出。

通过下面的参照附图对说明书以及附加的权利要求书的描述，本领域 的技术人员将会对本发明的上述优点以及其它优点有更清楚认识，附图包 括：

概括地讲，本发明涉及一种快速连接器插入式导管装置，包括有一可 手动脱扣的、自动定心的环形保持器，在该保持器内安装有安装指示器。 安装指示器包含有一安装环，用以辅助快速连接器插入式导管装置安装入 一插座内，并明确地指示给安装者：一个插入式导管已经锁定到一插座上。 本发明可用于诸如连接位于燃料、水或油系统的部件之间的管路中。它可 以用于塑料或金属导管，如本发明人的在先美国专利申请№ 08/503,454， 题目为“非螺纹件的连接装置”中所示。

更确切地说，本发明连接器也适用于外部油管路和软管以及液压制动 系统。本发明连接器也可以用在车辆的燃料系统中，例如，位于燃料箱、 燃料泵和化油器或燃料喷射系统之间的燃料系统中。除了在机动车上的特 殊应用外，本发明连接器实际上可以用在必须将两个插入件和插座式传输 流体的管路连接起来的任何情形下。

图1是本发明的一个最佳实施例的快速连接器 部件分解图；

图2是图1所示的快速连接器的组装的插入式导管部件

剖视图，它从与其相配合的同样以剖视图给出的插座

分离开；

图3是与图1和2相似的一个快速连接器的插入式导管装置的剖视图， 它锁定在另一个实施例的插座内；

图4是本发明的一个最佳实施例的快速连接器的中间板的一端的透视 图；

图5是图4所示的快速连接器的中间板的端视图；

图6是与图4所示的快速连接器的中间板的一面相对的另一面的透视 图；

图7是本发明的一个最佳实施例的装置中保持器的透视图；

图8是图7所示保持器的端视图；

图9是本发明的一个最佳实施例的保持器沿图8中的线9-9所作的 一个剖视图；

图10是沿图8中的线10-10所作的一个剖视图；

图11是沿图8中的线11-11所作的一个剖视图；

图12是沿图11中的线12-12所作的一个剖视图；

图13是本发明装置的一个最佳实施例的后位板的透视图；

图14是图13所示的后住板的侧视图；

图15是图13所示的后位板的端视图，该端部与图13所示的侧面相对；

图16是本发明的一个最佳实施例的中间板和保持器环的一个透视图；

图17是本发明的一个最佳实施例的由安装指示器、后位板、保持器和 中间板组成的部件组的一个透视图；

图18是图17中的安装指示器的一个透视图；

图19是图18中的安装指示器的一个端部视图；

图20是图18中的安装指示器的一个侧视图；

图21是已经锁定就位的快速连接器的插入式导管装置一个详细的局部 剖视图，其中安装指示器的安装环位于其易碎位置；

图22是与图21相似的一个视图，所不同的是所示的环部件与插座脱 离开；

图23是一个剖视图，图中示出了与图3中的插座脱离开的本发明的快 速连接器插入式导管装置的另一个实施例；

图24是图24中的一个实施例的快速连接器插入式导管装置的剖视 图，该装置锁定在本发明的另一个实施例的插座内；

图25是另一个实施例的保持器的透视图，该保持器被安装到本发明的 一个最佳实施例的中间板上。

参见图1，它是一个快速连接器插入式导管装置的部件分解图，该装 置总称为10，并示出了一个插座11。所示的插座11是一个深拉拔型的， 可以由延展金属或其它材料制成。装置10包括一个插入式导管12(以断 开的形式示出)。插入式导管12是一细长的圆柱形部分，在其上有一顶部 或凸缘端13和一隆起的环状部分14，该环状部分14距凸缘端13有一定 的纵向距离。隆起的环状部分14包括一径向壁15。装置10做为一机动车 等的燃料、制动或制冷系统的流体导管，因此插入式导管12必须牢固地安 装在插座11的内部。

装置10还包括一安装指示器16，一后位板18，一可手动脱扣、自动 定心的保持器20，一中间板22，一对套管24和26，及一O形环28。(可 以理解提供O形环是用来起密封作用的，例如可以由一对O形环组成。) 安装指示器16、后位板18、保持器20和中间板22共同构成一接合部件 组29。套管24和26是环形的，且最好由具有矩形横断面形状的四边形壁 来限定。但如本领域技术人员所公知的，这样的套管可以是U形的。套管 24和26在将装置10导入插座11时是有用的。套管24和26由具有足够周 向强度的塑料或金属材料制成，以便承受作用在其上的径向向外的作用 力，或他们可以沿由塑料或金属制成的导管滑动配合。O形环28最好是由 一种高弹性材料，如橡胶，制成。

套管26和O形环28是密封兼支承的元件，为适应提供合适的插入件 和插座组件的流体密封装置的需要，它们的结构甚至数量都可以改变。接 合部件组29的接合部件、套管24和26及O形环28聚集在凸缘端13和隆 起环状部分14的径向壁15之间。套管24的一外端与板22相接合，以传 递可能将插入式导管12与插座11分离的力。板22用于接受从套管24作 用在插入式导管12上的这些分离力，并通过与一径向保持器-锁定壁的内 部锁定，将这些力传递到插座11，该径向保持器-锁定壁构成插座11内的 凹孔的一个壁，将在下面进一步描述。壁15防止接合部件组29从连接中 脱离开。

图2是图1所示的部件分解图的一个变化的形式，示出了安装在插入 式导管12的端部的快速连接器—插入式导管装置10的部件。插入式导管 装置12的结构和其总体设计体现在本发明人的在先美国申请№ 08/503454，题目为“非螺纹件的连接装置”中。作为本领域的现有技术， 插座11端部的一部分安装在一软管或管路30的端部内，该软管或管路30 最好由一种半柔性可延伸的弹性材料如橡胶制成，但可延伸的聚合和金属 材料也可以使用。

图2还示出了插座11的结构，该结构是示范用的，不是应用本发明快 速连接器—插入式导管装置10的唯一的插座形式。该插座包括一具有一导 入坡口32的通孔31，该导入坡口32形成在插座11的通孔31的开口端。 坡口32有助于安装保持器20。保持器20是一个快速连接紧固件，它包括 外部柔性臂(下面参见图7至12描述)，将这些柔性臂插入插座11的导 入坡口32，沿插入式导管12的纵向轴向内挤压。

插座11的通孔31还包括一与导入坡口32相邻的锁定凹腔33。保持 器20可脱扣地锁定在凹腔33内。半柔性软管或管路30被连接到插座11 上。

参见图3，图中给出了锁定在一插座34内的装置10的断面视图，该 插座34位于一刚性流体管路35的端部。插座34包括一通孔36，该通孔 包括一导入坡口37，一凹腔38，一径向保持器锁定壁39，一内圆锥表面 44和一内部管式腔室46。(插座34的内部结构可以从下面参见图23该部 件的断面视图和对该部件的描述中了解得更为清楚。)同上述的图2中的 斜面32一样，导入坡口37可挤压保持器20的可压缩部件以使其进入凹腔 38并锁定在径向保持器锁定壁39上。内圆锥表面44引导套管26(与O形 环28和套管24一起)进入内部管式腔室46。

安装指示器16包括一安装环48。如图3所示，安装指示器16的一部 分通过操作者按压导管12已经被插入插座34内。根据图中所示，装置10 已被锁定就位，而安装环48还没有被拆除。按压导管12使得由插座34端 部施加到安装环48上的原料更大，比将装置10设置到如图所示的位置的 压力要多，这将使其从安装指示器16的其余部分上断开，进而显示给操作 者装置10已经在插座34(或此文中所示的插座的任何其它实施例)内锁 定就位。

图4至图6示出了板22的各种形式。板22由一种刚性材料，比如金 属或硬塑料制成。板22包括一平的盘形体50，在该盘形体50上有一供插 入式导管插入的中心孔52。在盘形体50的一端有一对间隔布置的对准凸 出部54，它们从盘形体50的平面向外延伸。两个凸出部54之间有一间隔 56，设置它的目的将在下面参照几个附图进行描述。

图7至12示出了本发明的可手动脱扣的、自动定心的环形保持器20 的多个整体和局部视图。保持器20包括一个用于环绕插入式导管12(未 示出)的一部分的环62。环62绕插入式导管12超过180度，以便保持器 20安装在其上。可认识到环62的顶部也可以是斜截的，以便有更多的空间 用于脱扣接片，下面将要说明这一点。保持器还包括一对外臂64，该外臂 与环62同心，并通过一公共连接部分66与环62相连接。外臂64是可以 偏移的，不受环64的制约。环62和外臂64是共面的。而且，环62和外 臂64与图3所示实例中的插座34的径向保持器锁定壁39(并与其它的插 座中类似的径向保持器锁定壁)是在同一平面内的。

每一个外臂64的悬臂端都有一手动脱扣的接片68，如在透视图7中 所示和在侧面视图9、10中部分示出。每一个外臂64还包括一锁定凸缘 70。脱扣接片68的长度取决于接片68的内表面之间的距离“d”，而距 离“d”则由臂64的外径来控制。当保持器20被脱扣时，接片68遮蔽插 入式导管12(未示出)。锁定凸缘70从臂64的外径处延伸大约0.025或 0.03英寸以与插座(未示出)的一切槽的直径相接合。切槽的直径与一开 口环的凹槽类似，但比规则的开口环的凹槽要长一些。保持器20由弹性钢 材或塑料压制而成。

参见图9，图9是沿图8中的线9-9所作的断面图。该断面是通过 切割将连接环62和外臂64连接起来的公共连接部分66而得到的(参见图 1)。图9中所示的锁定凸缘70从外臂64伸出，脱扣接片68也是这样(如 在侧面视图中所示)。

参见图10，图中示出了沿图8中的线10-10所作的断面。所示出的 断面部分是沿外臂64、连接部分66和环62切割而得到的。

参见图11，该图示出了沿图8中的线11-11所作的断面。

参见图12，该图示出了沿图11中的线12-12所作的断面。为了防 止在快速连接安装过程中，锁定凸缘70刮坏或磨损插座部件的导入坡口(未 示出)，锁定凸缘70要具有一光滑的表面。

参见图13至15，给出了后位板18的各种视图。如板22相同，后位 板18通常也是由平的盘形刚性材料板，如金属或塑料制成。板18包括一 主体76。插入式导管通孔78形成在板18的主体76的中心位置上。但与 板22不同，板18的接片80是弯曲的，基本上与主体76的平面垂直。与 接片80相邻的是一对凹槽82，该槽可接收保持器20的脱扣接片68。

接片80的作用是使板18与安装指示器16和保持器20对准，并基本 上防止这三个部件彼此之间的相对转动。接片80还有一个功能是防止臂64 的弹簧部分(如图7、8和9中所示)受压过大。一对凹口84也形成在板 18的主体76的边缘上，用来接收保持器20的锁定凸缘70。

图16示出了接合部件组29的一部分，其中中间板嵌套在保持器20上。 从图16中可以看出，

板22的凸出部54可以位于公共连接部分66的任一边上，由此锁住保 持器20并防止板22相对于保持器20的转动。(这是为了52[内径]的两个 直径，一个直径是为一塑料管[图23中所示]膨胀提供空间，膨胀是由于当 衬套104插入塑料导管的端部时，容纳在衬套104的端部上的隆起部108 引起的。这两个直径也用在后位板内部直径78上[如在图13-15中所 示]。)

在图17中清楚地示出了作为接合部件组29的板22、保持器20、板 18和安装指示器16的嵌套，该图是一透视图，显示了这些部件的位置。图 中清楚地示出了用来容纳圆柱形的插入式导管12(未示出)的位于接合部 件组29的中心位置的尺寸相同的通孔系列。

图18至20给出了安装指示器16的各种视图。指示器16主要包括三 个部件，这三个部件彼此之间是很容易破碎折断的。指示器16由一种脆性 材料，如硬塑料制成，当然在某些高温应用场合中，根据需要也可以使用 易碎的金属材料。

如上所述，指示器16包括安装环48。环48被连接到一不完整的圆柱 体90上并可破碎折断，该不完整圆柱体90有一比该不完整圆柱体90的其 它部分薄一些的部分92。部分92的形成是用于容纳板18的接片80。部 分92紧靠着一对相邻的平表面94。一圆柱形供插入式导管穿过的通腔96 形成在不完整圆柱体90的中心位置上。在通腔96内，形成有一限定腔体 表面98。限定腔体表面98(如图20中虚线所示)与通腔96一起形成一 凸肩100(也如图20中虚线所示)。通过利用形成在插入式导管12(或 如图23中所示的导管103)上的一隆起部，凸肩100起到阻止插入式导管 12沿轴向向下游移动的作用。参见图21和22可以更好地理解这一点。在 上述的在先申请中很详细地描述了这一概念。

一系列易碎的连接桥102将环48连接到不完整圆柱体90上。正是这 些连接桥102在快速连接器插入式导管装置10之间的正确连接被安装到一 插座内之后，由插座上的开口环式凹槽的长度所允许的过量行程所损坏。 可以看到，连接桥102是由较薄的材料制成，而且相应地连接点也很脆弱， 这些连接点会在环48或不完整圆柱体90中的任何一个之前碎裂。一旦碎 裂，环48就从体90上脱离下来，可以由安装者将其剪下而从导管12上拆 除，也可以保留在导管12上。由于安装环48是环形的，并且完全环绕导 管12，所以即使是在环48沿导管12滑下的情况下，环48的存在也不会 妨碍车辆的操作。

图21和22示出了配合在插座34内的快速连接器插入式导管装置10 的一部分。在图21中，所示出的快速连接器插入式导管装置10已经在插 座34内锁定就位。在图22中，安装环48已经被安装者推开，推动导管12 越过锁定位置，直到板22停止在凹腔38内部的垂直侧壁上，而此侧壁与 表面44的起始部分相重合。相应地，所示的安装环从体90上脱离(如图 22中虚线所示)。如上所述，在由导入坡口37的末端使其从不完整圆柱体 90上脱离后，安装环48可以自由地从体90上滑下。图22示出了快速连接 器插入式导管装置10进入插座的正确的连接已经完成之后，安装环48如 何从体90和插座34上移开。

图23示出了图3中的插座34和前面已讨论过的部件组29中的接合部 件。但是插入式导管的结构，如图中的装置130，与上述的插入式导管12 有所不同。导管装置130是本发明人的上述美国专利申请№ 08/503,454中 的一个方面，它包括一个导管103和一管状衬套104。导管103可以由一 种弹性材料如橡胶或其它的聚合材料组合，而管状衬套104则由一种刚性 金属或塑料制成。管状衬套104包括一凸缘106，该凸缘的作用是将套管 26、0形环28、套管24和接合组29固定在导管103上。在衬套104上形 成有一隆起部108。隆起部108限制快速连接器的组件沿导管103的轴向 的长度方向的平移。在图23中，内部套管26可以由形成一具有一凸缘106 的衬套104来代替，该凸缘106包括套管26。

图24是一剖面图，示出了如多个视图中的某一些所示的并且如上所述 的快速连接器插入式导管装置10被锁定入一插座110内，该插座110是一 个装置111，如一个制动座或一个汽化器的一个机械部分。插座110包括 一盲孔112，在该盲孔内有一大体垂直的流体通道114。盲孔112还包括 一套管和O形环安装腔室116、腔室118和一形成在腔室118内用于可锁 定地接收快速连接器插入式导管装置10的开口环式凹槽122，以及是导入 坡口120。安装环48在图中已经被分离了。此装置与上述的在图3和图23 中所示的插座34相应的装置类似。当然，装置111的形状结构可以是与图 示中的形状结构大不相同的，并且，相应地，装置111仅是作为举例说明 用的，是非限定性的，以上描述并示出的相对于本发明的各种结构的每一 种插座的结构也是一样。

图25示出了可手动脱扣、自动定心的保持器的另一个实施例的透视 图，以20′示出，安装到板22上。提供了一对手动接片68′来代替在图16 中示出并描述过的保持器20的手动脱扣接片68。手动脱扣接片68′最好但 不是唯一地形成在与手动脱扣接片68成90度角的位置上。通过此方式， 板18不再需要吊耳80(图17中所示)，并且是平面的。手动脱扣接片68′ 之间的间隙的功能与板18上的吊耳80相同。脱扣接片68′从安装指示器16 向外伸出。

不拘泥于特殊的实施例，本发明的连接器具有多个优于现有技术的特 点，包括将快速连接器插入式导管装置安装入插座或从插座中取出的方法 简单，而且很容易证明装置被正确并牢固地连接起来。

虽然图中包含有指示器16，但指示器16对提供一流体密封的连接来 说不是必需的。如果不使用指示器16，则仅需要将导管的延伸部分朝向导 管的端部作略微的移动。

本领域的技术人员可以从前述的说明中了解到本发明的发明思想可以 在多种形式中得以实现。所以，虽然参照特殊的实施例对本发明进行了描 述，但本发明的范围不应该就这样被限定了，因为对本领域的技术人员来 说，通过对附图、说明书及下面的权利要求的研究，可以很容易地得到其 它的改进形式。