能旋轉的軸向鎖定且耐壓的線路連接件的製作方法

2023-05-14 15:55:26 3

本發明涉及一種按照權利要求1的用於形成氣動連接的連接裝置、一種按照權利要求17的用於形成氣動連接裝置的方法和一種按照權利要求18的車輛。

背景技術：

以所謂的O型圈密封件形式的密封件用於使在彼此交界的面之間、尤其是在兩個基體之間的縫隙密閉。在這種情況下，涉及如下密封件，所述密封件布置在留空部中並且在預應力的情況下安裝，使得所述密封件密封地貼靠在基體的兩個對應的密封面上。

然而，如果所述密封件必須對抗內部或者外部的很大的壓力地工作或者起作用，那麼常常存在如下危險：密封件元件、尤其是O型圈，被從它們的容納部或者留空部壓出來並且被壓到或者被擠到在兩個基體之間的密封縫隙中。於是，在這種情況下可能損壞密封元件並且失去其密封作用。這種密封裝置隨著壓力增大變得不密封，因為在兩個基體之間的保持力隨著壓力增大而減小，而且因此密封元件的密封作用也變得更小。

因此，值得期望的是：提供尤其是用於沿著連接裝置的連接軸線是能被穿流的連接裝置的方法和設備，利用所述方法/所述設備消除之前提到的缺點。尤其是提供一種連接裝置，所述連接裝置在沒有附加的用於緊固聯接體的裝置的情況下夠用而且所述連接裝置具有高的密封和保持作用。

例如，根據美國專利文件US 5516122公知了一種密封裝置，兩個(聯接)基體與所述密封裝置氣動連接，沿著兩個(聯接)基體的連接軸線，這兩個(聯接)基體能被穿流。在所述公知的密封裝置中，密封圈布置在兩個聯接體中的兩個留空部中並且於是在壓力加載的情況下沿著連接軸線藉助於外部的套筒或者夾圈來夾緊。因此，在沒有套筒或者夾圈的情況下，沒有設置在兩個基體之間的自保持的(selbsthaltend)夾緊、尤其是藉助於密封元件的軸向的卡鎖作用。

技術實現要素：

本發明的任務是：提供一種經改進的連接裝置和一種用於形成連接裝置、尤其是用於能沿著其連接軸線穿流的連接裝置的經改進的方法，利用連接裝置允許提供在兩個基體之間的密封的連接，該密封的連接相對於從現有技術公知的解決方案具有經改進的保持和經改進的密封作用。任務尤其是：布置兩個基體，使得它們以能相對彼此擺動、尤其是轉動且密封的方式彼此連接。還更優選地，本發明的任務是提供一種連接裝置，該連接裝置隨著作用到要連接的基體上的壓力增大而在基體之間具有增大的保持力，因為在壓力增大時，單位面積載荷升高而且同時對軸向固定力的需求提高。

按照本發明，該任務通過根據權利要求1的用於形成氣動連接的連接裝置和根據權利要求17的方法以及根據權利要求18的車輛來解決。從屬權利要求的主題描述了按照本發明的構思的優選的設計方式。

本發明包括如下構思：連接裝置具有第一和第二聯接體用於沿著連接軸線形成氣動連接，而且具有密封元件用於將圍繞氣動連接的密封縫隙密封，該密封縫隙具有與連接軸線平行的長度延伸，其中，第一和第二聯接體能沿著連接軸線被氣動地穿流，並且第一聯接體具有穿通部，該穿通部具有橫向於連接軸線的橫截面，其中：

-第二聯接體至少部分布置在穿通部中；

-在第一聯接體的與連接軸線平行地延伸的外側上，橫向於連接軸線形成至少區段式地環繞的第一留空部，用以容納密封元件；

-在第二聯接體的與連接軸線平行地延伸的內側上，橫向於連接軸線形成至少區段式地環繞的第二留空部，用以容納密封元件；

-第一和第二留空部至少部分對置；以及

-密封元件布置在周向空間的至少一個區段中，用於第一和第二聯接體的卡鎖連接，其中，周向空間由第一和第二留空部形成。

此外，本發明還包括如下構思：用於沿著連接軸線形成連接裝置、尤其是按照本發明的連接裝置的方法，其中，該連接裝置具有第一和第二聯接體以及密封元件，該密封元件用於將圍繞氣動連接的密封縫隙密封，該密封縫隙具有與連接軸線平行的長度延伸，其中，第一和第二聯接體能沿著連接軸線被氣動地穿流，並且第一聯接體具有穿通部，該穿通部具有橫向於連接軸線的橫截面，其中：

-在第一聯接體的與連接軸線平行地延伸的外側上，橫向於連接軸線形成至少區段式地環繞的第一留空部，用以容納密封元件；

-在第二聯接體的與連接軸線平行地延伸的內側上，橫向於連接軸線形成至少區段式地環繞的第二留空部，用以容納密封元件；而且該方法包括如下步驟：

-將密封元件布置在第一聯接體的至少區段式地環繞的第一留空部中；

-沿著連接軸線將第一聯接體引入第二聯接體的穿通部中；

-在沿著連接軸線將第一聯接體引入穿通部中時，使密封元件橫向於連接軸線地變形，尤其是壓縮；而且

-使密封元件橫向於連接軸線地膨脹到，尤其是卡入周向空間中，該周向空間由至少部分地對置的第一和第二留空部來形成。

此外，本發明還包括如下構思：根據本發明的車輛具有壓縮機和能擺動的抽吸接管，該壓縮機用於形成第一聯接體並且具有穿通部，該抽吸接管用於形成第二聯接體並且具有帶穹頂狀的內部空間和在側向布置在穹頂狀的內部空間的上側上的抽吸線路，它們被構造成用於形成按照本發明的連接裝置。

在下文中對本發明的設計方案進行示例性描述，而在此不限制本發明。

按照本發明的設計方案，設置有具有兩個聯接體的連接裝置、尤其是具有兩個聯接體的能插裝的氣動連接件，這兩個聯接體能沿著兩個聯接體的連接軸線被氣動地穿流，利用該連接裝置，兩個要連接的聯接體藉助於密封元件、尤其是彈性的密封元件(例如O型圈)彼此軸向卡鎖地連接。在此，密封元件施加徑向和軸向的保持力，使得兩個聯接體以氣動密封的方式彼此連接。

在這種情況下，用於將密封縫隙密封的密封元件布置在兩個聯接體之間。在此，要密封的密封縫隙具有長度延伸，長度延伸與連接軸線平行地延伸。因此，密封縫隙兩個聯接體之間沿連接軸線的方向布置，其中，聯接體在軸向上部分交錯地布置、尤其是插裝到彼此中。兩個聯接體，即第一和第二聯接體能沿著連接軸線在軸向上被氣動地穿流。由於壓力波動、例如由於壓縮空氣機組通過兩個聯接體的充氣和排氣，力作用到聯接體上，這些力可以使兩個聯接體沿著連接軸線、即沿軸向相對彼此移動。按照本發明的設計方案，藉助於密封元件施加到兩個聯接體上的軸向保持力，提供了卡鎖的氣動連接，即使在變化的壓力狀況下，該卡鎖的氣動連接也是氣動密封的。

尤其是，按照本發明的設計方案規定：在要連接的聯接體中形成留空部，這些留空部在連接裝置裝配好的狀態下對置，並且因此形成用於容納密封元件的周向空間。藉助於聯接體和在留空部中的密封元件，提供在兩個聯接體之間的軸向卡鎖的連接。在這種情況下，通過所提出的卡鎖幾何形狀來產生軸向的保持力，其將兩個聯接體密封連接。

本發明的重要的優點尤其在於：

-在要連接的(聯接)體之間的可靠的保持，

-在(聯接)體之間的提高了的密封作用，

-兩個(聯接)體以能相對彼此擺動、尤其是轉動的方式布置，

-在(聯接)體之間的保持力隨著作用到(聯接)體上的壓力增大而提高，

-容易的可裝配性，以及

-無損壞的拆卸。

本發明的上述設計方式和其它優選的設計方式是從屬權利要求的主題，而且明確地說涉及裝置、方法和車輛。尤其是，優選的改進方案是從屬權利要求的主題並且詳細地說明了如下有利的可行方案：在任務範圍內以及在另外的優點方面如何來實現或設計上面所闡述的連接裝置/方法。

優選的設計方案規定：穿通部的直徑形成為朝第二留空部方向橫向於連接軸線地變窄，即從大於密封元件在置入狀態下的外直徑的引入直徑直至小於密封元件在置入狀態下的外直徑的卡鎖直徑。在該優選的設計方案中，針對密封元件形成了形式為徑向變窄的穿通部的引入型廓，利用該引入型廓允許了在裝配連接裝置時以周到且完好的方式來使密封元件預緊，而在組合或插合聯接體時不會損壞密封元件。在這種情況下，在將一個聯接體引入另一個聯接體中時，密封元件首選在徑向上變形，尤其是壓縮，而且於是以鎖入的方式膨脹到周向空間中，該周向空間由兩個聯接體中對置的留空部形成。

一個設計方案優選規定：第一和第二聯接體被配置成用於連接氣動壓力源與氣動壓降部。氣動壓力源例如可以是車輛的壓縮機、尤其是車輛的利用馬達來驅動的壓縮機。於是，氣動壓降部由壓縮機的空氣輸送部或者空氣抽吸端、尤其是抽吸線路來形成。

在一個適宜的設計方案中可以規定：第二聯接體中的穿通部形成為圓形的穿通部、尤其是形成為鑽孔。該設計方式可以用特別簡單的方式來實現，而且允許了兩個氣動的聯接體、即第一和第二聯接體在形成連接裝置時以能相對彼此轉動的方式布置。一個優選的改進方案規定：密封元件是O型圈。在這種情況下，優選是標準O型圈，該標準O型圈形成為環形的密封元件，並且該標準O型圈於是布置在第一和第二聯接體的環繞的、圓形的第一和第二留空部中，尤其是布置在周向空間中，用以使兩個聯接體之間的密封縫隙密閉。

在一個有利的設計方案中可以規定：第二聯接體的內側在變窄的直徑的區域中相切地靠近第一聯接體的外側。在該設計方式中，在第一聯接體上設置有引入型廓，其中，第一聯接體的內側例如圓形地或者拋物線形地靠近第二聯接體的外側。該設計方案具有如下優點：在組合、插合或者裝配連接裝置時，使密封元件、尤其是O型圈特別完好地預緊或者壓縮，而在這種情況下不會以密封元件和/或密封元件的表面的裂紋、壓傷或者其它的損壞的形式來損壞O型圈。

一個優選的改進方案規定：第二聯接體的橫斷面在變窄的直徑的區域內具有部分圓的形狀，部分圓具有半徑r。在這種情況下，第二聯接體的外側在圓形軌跡上、即圓形地靠近第一聯接體的外側。該設計方案允許了對於密封元件來說特別完好的連接裝置裝配。在組合兩個聯接體時，通過第二聯接體中的圓形的變窄的穿通部，使密封元件連續且完好地壓縮或者預緊，並且緊接著一旦第一和第二聯接體中的第一和第二留空部對置，密封元件就突然膨脹成為在第一與第二聯接體之間的卡鎖連接。

一個改進方案可以規定：在第二聯接體的內側、尤其是在穿通部的區域內具有倒鉤型廓。在該優選的設計方式中，在第二聯接體的內側、尤其是在穿通部的區域內形成倒鉤型廓，該倒鉤型廓用於在第一與第二聯接體之間的特別強的保持。例如可以如下這樣形成倒鉤型廓，使得留空部在第二聯接體的內側上朝該留空部的下端擴寬。在該設計方案中，第二聯接體中的第二留空部的壁因此傾斜地布置。尤其是在出現作用到第一和/或第二聯接體上的高的壓力或者拉力時，這樣的倒鉤型廓導致第二聯接體摳入密封元件中，使得在第一與第二聯接體之間形成可靠的保持。此外，這具有如下優點：在聯接體之間的保持力隨著壓力或者拉力增大而增強。倒鉤型廓的另一可行的設計方案可以規定：在第二留空部的區域內形成一個或多個鉤部。

一個設計方案優選規定：第一聯接體以穹頂狀的內部空間和側向布置在該穹頂狀的內部空間的上側上的氣動連接接頭來形成。在這種情況下，第一聯接體優選形成為用於車輛的壓縮機的抽吸接管。

一個優選的設計方式涉及如下連接裝置，其中，利用彈性的或者部分彈性的材料來形成密封元件。根據實施方式和例如對耐熱性的要求而定地使用不同的材料、尤其是不同類型的橡膠、全氟橡膠(FFKM或者FFPM)、聚乙烯(PE)或者聚四氟乙烯(PTFE)。此外，還可以規定：密封元件、尤其是密封件O型圈具有由金屬構成的芯。在一個更優選的設計方式中，利用部分彈性的材料、例如熱塑性彈性體(TPE)來形成密封元件。

一個有利的設計方式涉及如下連接裝置，其中，密封元件在未變形的狀態下具有圓的橫斷面。針對密封元件的其它實施例可以具有卵形的、橢圓形的或者多邊形的、尤其是正方形的或者矩形的橫斷面。

一個特別有利的設計方式涉及如下連接裝置，其中，第一和第二留空部形成為第一和第二槽，尤其是形成為環繞的槽。在這種情況下涉及環繞的、長形的、有角的凹部，該凹部在第一和第二聯接體的外側或內側上環繞地形成。

一個設計方案優選規定：第一留空部的橫向於連接軸線的第一深度延伸大於第二留空部的橫向於連接軸線的第二深度延伸。在這種情況下，尤其是規定：第一聯接體中的留空部比第二聯接體中的對應的留空部更深，使得密封元件(與較大的深度延伸相匹配地)與在第二聯接體的留空部中相比以更大的部分(份額)布置在第一聯接體的留空部中。由此，尤其是在裝配密封裝置時確保密封元件的可靠的保持，使得密封元件不會打滑。

一個優選的設計方式涉及如下連接裝置，其中，第一留空部的與連接軸線平行的第一長度延伸和第二留空部的與連接軸線平行的第二長度延伸分別在2mm到4mm的範圍內，優選分別在3mm的範圍內。特別優選地，留空部正方體狀地實施，也就是說，第一長度延伸和第二長度延伸基本上具有相同的長度，而且第一留空部的第一深度延伸的深度與第二留空部的第二深度延伸的深度之和也基本上具有與第一和第二長度延伸相同的長度，尤其是在3mm的範圍內的長度。

在一個適宜的設計方案中可以規定：密封元件具有在50至60肖爾之間的肖氏硬度、優選是55肖爾的肖氏硬度。在肖氏硬度標度中，更高的值意味著更高的硬度。

一個優選的改進方案規定：第一聯接體是車輛的抽吸接管而第二聯接體是車輛的壓縮機。在該設計方式中，連接裝置布置在車輛、尤其是乘用車中，其中，通過抽吸接管來抽吸和/或排氣。在這種情況下，短暫地出現直至3bar的壓力。在抽吸時也出現輕微的負壓。即使在這種壓力的情況下也必須持續地使連接裝置密閉，因為否則在抽吸時，未經過濾的空氣、尤其是潮溼的空氣進入到氣動機組中並且導致在氣動機組上的磨損和/或其它損傷。

附圖說明

本發明的實施例隨後結合附圖來描述。這些附圖沒有必要按比例地示出實施例，而是在那裡用於闡述的附圖以示意性的和/或稍微變形的形式來實施。在對能從附圖直接認識的教導進行補充的方面，參考了有關的現有技術。在此，要考慮的是：有關實施方式的形狀和細節可以執行各式各樣的修改和改變，而不會偏離本發明的一般的構思。本發明的在說明書、附圖以及權利要求書中公開的特徵不僅以單個方式而且以任意的組合的方式對於本發明的改進方案來說都可能是重要的。此外，由至少兩個在說明書、附圖和/或權利要求書中公開的特徵構成的所有組合都落入本發明的範圍內。本發明的一般的構思不限於在下文示出並且描述的優選的實施方式的精確的形狀或者細節，或者不限於與在權利要求書中請求保護的主題相比受到限制的主題。在所說明的尺寸範圍內，在所提到的界限內的值也應該作為界限值來公開，並且能任意地使用並且能請求保護的。在附圖中，相同或類似的部分或者功能相同或類似的部分，為了簡便起見配備有相同的附圖標記。

本發明的其它優點、特徵和細節從下面對優選的實施例的描述以及依據如下的附圖來得到。具體地：

圖1示出了具有第一和第二聯接體並且具有密封元件的、用於沿著連接軸線形成氣動連接的連接裝置的可行的設計方式的示意圖；並且

圖2示出了如圖1所示的連接裝置的設計方式的部分區域(虛線框)。

具體實施方式

圖1示出了用於形成在氣動壓力源14與氣動壓降部15之間(例如在車輛100的壓縮機2.1與車輛100的能擺動的抽吸接管1.1之間)的氣動連接的連接裝置50的優選的設計方式的示意圖(示意性示出)。

該連接裝置包括第一和第二聯接體1、2以及密封元件3，密封元件3布置在第一與第二聯接體1、2之間。第一和第二聯接體1、2沿著連接軸線12形成氣動連接。為了密封和連接、尤其是為了密封地連接平行於第一與第二聯接體1、2之間的連接軸線12地延伸的密封縫隙13，設置有密封元件13、尤其是O型圈。

第一和第二聯接體1、2能沿著連接軸線12被氣動地穿流，其中，第二聯接體2具有穿通部9、尤其是圓形的穿通部9.2或者沿著連接軸線12的鑽孔9.3。為了形成氣動連接，第一聯接體1至少部分地、尤其是與軸一起布置在第二聯接體2的穿通部9中。

在平行於連接軸線12地延伸的第一聯接體1的外側4上，橫向於連接軸線地形成環繞的第一留空部6、尤其是第一環繞的第一槽6.1。在環繞的第一留空部6中、尤其是在環繞的第一槽6.1中，容納有密封元件3、尤其是O型圈。在此，密封元件3在置入狀態下具有外直徑R_D。

在第二聯接體2的平行於連接軸線12地環繞的內側5上，橫向於連接軸線12地設置有對應的環繞的第二留空部7、尤其是環繞的第二槽7.1，該第二槽7.1同樣用於容納密封元件3、尤其是O型圈。

第二聯接體2中的穿通部9、尤其是第二聯接體2中的沿著連接軸線12的鑽孔9.3具有橫向於連接軸線12的直徑5.2，該直徑5.2朝第二留空部7方向變窄。穿通部9的變窄的直徑5.2形成用於裝配或者組裝連接裝置的引入型廓或者引入輔助部。在裝配或者組裝該連接裝置期間、尤其是在將第一聯接體1引入第二聯接體2的穿通部9中時，為了形成密封的氣動連接，布置在第一聯接體1的留空部6中的密封元件完好地壓縮，而且當第一和第二聯接體6、7對置時，該密封元件突然膨脹成為在第一與第二聯接體1、2之間的卡鎖連接。

在此，穿通部9的直徑5.1在其最大寬度處以引入直徑R_E來形成，該引入直徑R_E在第二留空部7的方向上減小到卡鎖直徑R_R。在此，引入直徑R_E大於密封元件3在置入狀態下的外直徑R_D，而卡鎖直徑R_R小於密封元件3在置入狀態下的外直徑R_D。

在所示的連接裝置中，第一聯接體1中的第一留空部6與第二聯接體2中的第二留空部7互相對置，並且形成了周向空間8，在周向空間8中，布置有用於在第一與第二聯接體1、2之間進行卡鎖連接的密封元件3。

圖2示出了如在圖1中示出並描述那樣的連接裝置的設計方式的部分區域(虛線框)的示意圖，其中，示出了兩個不同的狀態或者情況，即，一個是在其中沒有力作用到聯接體1和2上的連接裝置(參見圖2中的A.))，另一個是在其中有力作用到聯接體上的連接裝置(參見圖2中的B.))。

圖2A.)示出了如下狀態或者情況，其中，第一與第二聯接體1、2連同密封元件3形成連接裝置，其中，沒有力作用到沿著連接軸線12的第一或者第二聯接體上。

同樣示出了第二聯接體2中的變窄的穿通部9的部分區域、尤其是沿著連接軸線12的鑽孔的部分區域。變窄的穿通部9、尤其是穿通部9的邊緣，形成用於第一聯接體1的引入型廓、尤其是用於第一聯接體1中的留空部6中的密封元件3的引入型廓，其中，第二聯接體2具有朝第二留空部7變窄的橫截面，而且橫斷面2.1具有部分圓2.3的形狀，部分圓2.3具有半徑r。在不限制本發明的情況下，也可以設置拋物線形的橫斷面或者相切地靠近第一聯接體1的外側的橫斷面。圓的或者拋物線形的橫斷面使得拼合/裝配連接裝置變得容易，其中，在將第一聯接體1引入第二聯接體2的沿著連接軸線12的穿通部9中時，使密封元件3完好地變形，尤其是橫向於連接軸線12地壓縮，而且緊接著使該密封元件膨脹到第二聯接體2的第二留空部7中，並且因此實現卡鎖連接。

在所示的連接裝置中，第一聯接體1中的第一留空部6的橫向於連接軸線12的第一深度延伸6.2大於第二聯接體2中的第二留空部7的橫向於連接軸線12的第二深度延伸7.2。第一和第二留空部6、7具有第一留空部6的平行於連接軸線12的第一長度延伸6.3和第二留空部的平行於連接軸線12的第二長度延伸7.3，第一和第二長度延伸分別在2mm到4mm的範圍內、尤其是在3mm的範圍內。特別優選地，第一深度延伸6.2的深度與第二深度延伸7.2的深度之和基本上等於第一長度延伸6.3或第二長度延伸7.3的長度，而且在2mm到4mm的範圍內、尤其是在3mm的範圍內。因此，總體上得到由第一留空部6和第二留空部7構成的用於容納密封元件3、尤其是以O形圈3.1的形式的密封元件3的整個密封容納部的基本上正方形的橫斷面。

在圖2B.)中示出了如下狀態或者情況，其中，第一和第二聯接體1、2連同密封元件3也形成連接裝置，但是其中，沿著連接軸線12的壓力或者拉力在這裡作用到第一和/或第二聯接體1、2上。在該力的作用下，第一和第二聯接體相對彼此移動，並且使密封元件3變形，其中，第一與第二聯接體1、2之間的卡鎖連接沒有脫開。

在連接裝置的一個優選的設計方案中，在第二聯接體2內側5上、尤其是在穿通部9的區域中形成倒鉤型廓14，倒鉤型廓14用於在第一與第二聯接體1、2之間的特別強的保持。在本情況下通過如下方式來形成倒鉤型廓14：留空部在第二聯接體2的內側上朝第二留空部7的下端部擴寬。在該設計方案中，傾斜向外地形成第二聯接體2中的第二留空部7的(橫向於連接軸線12的)壁，使得留空部7的邊緣形成倒鉤或者倒鉤型廓14。尤其是在出現作用到第一和/或第二聯接體1、2上的強的壓力或者拉力時，倒鉤型廓14引起第二聯接體2摳入密封元件3中，使得在第一與第二聯接體1、2之間形成可靠的保持。這尤其具有如下優點：隨著壓力或者拉力增大提高了在聯接體之間的保持力。但是，倒鉤型廓的另一可能的設計方案也可以以在第二留空部的區域中形成的一個或多個鉤部的形式來形成。

附圖標記列表(說明書的組成部分)

1 第一聯接體

1.1 抽吸接管

2 第二聯接體

2.1 壓縮機

2.2 橫斷面

2.3 部分圓

3 密封元件

3.1 O型圈

4 第一聯接體1的外側

5 第二聯接體2的內側

5.1 變窄的直徑5.2的區域

5.2 直徑

6 在第一聯接體1中的第一留空部

6.1 第一槽

6.2 第一留空部的第一深度延伸

6.3 第一留空部的第一長度延伸

7 在第二聯接體2中的第二留空部

7.1 第二槽

7.2 第二留空部的第二深度延伸

7.3 第二留空部的第二長度延伸

8 周向空間

8.1 周向空間的區段

9 在第二聯接體2中的穿通部

9.1 穿通部的橫截面

9.2 圓形的穿通部

9.3 鑽孔

10 穹頂狀的內部空間

11 氣動連接終端

12 連接軸線

13 密封縫隙

14 倒鉤型廓

15.1 壓力源

15.2 壓降部

16 穹頂狀的內部空間的上側

50 連接裝置

100 車輛

r 半徑

R_E 引入直徑

R_D 密封元件3的外直徑

R_R 卡鎖直徑