CN102192380B - 用于连接两个管端部的连接元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连接两管端部的连接元件。所述连接元件包括带有第一连接端部、第二连接端部，和形成于第一和第二连接端部之间的连接通道的壳体，和具有由吸湿性密封件和排放阀覆盖的通道的排放通道，所述排放阀包括阀座和与吸湿性密封件和通道串联布置的阀芯。阀芯构造为可通过连接通道中的压力从阀座上抬起。

Description

用于连接两个管端部的连接元件

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2010年3月6日提交的德国专利申请102010010463.9和于2010年4月16日提交的德国专利申请102010015157.2-24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

本发明涉及一种用于连接两个管端部、尤其是汽车的冷却剂回路中的两个管端部的连接元件，其包括具有第一连接端部和第二连接端部的壳体以及排放管道，在两连接端部之间设有或形成有连接通道。

背景技术

这类连接元件可在管路***的生产中使用，以使单独的管端部彼此连接起来，但是例如也可用来形成支路，或者例如将控制元件如阀门或可关闭的开口引入到***中。因此，管端部不仅指刚性管的端部，还可以是任何形式管路的端部，例如还有管接头。

管路***例如汽车的冷却剂回路经常充有液体。该***一般必须有排放功能。例如在汽车的冷却剂回路中，例如通过从排放管道上移开罩盖来实现排放，罩盖仅当冷水从排放管道中出现时才会重新关闭。因此，通过使用罩盖可实现排放管道的真空密闭式密封，其特别是在吸入液体的填充操作期间是必须的。

但是，罩盖的使用需要操作者的操作动作。

发明内容

本发明的实施例提供了一种连接元件，其能够实现完全自动的和真空密闭式的排放。

根据本发明，一种用于连接两个管端部的连接元件，包括：壳体，其具有第一连接端部、第二连接端部以及形成在第一和第二连接端部之间的连接通道；排放通道，其具有由吸湿性密封件所覆盖的通路，以及与吸湿性密封件和通路串联布置的包括阀座和阀芯的排放阀，其中，阀芯构造为能通过连接通道中的压力从阀座中抬起，连接元件还包括：至少部分地布置在壳体的管接头中的中空的柱形嵌件，其中吸湿性密封件布置在中空的柱形嵌件中；以及设置为封闭了嵌件的第一前端面的帽，其中嵌件具有设置为阀芯的阻挡件的第二前端面。

根据该实施例，排放通道的出口被吸湿性密封件覆盖。在此排放通道中设置了具有阀座和阀芯的排放阀，阀芯可通过连接通道中的压力从阀座中抬起。

在该应用中，“通路”指的是在连接通道外部的例如通向周围环境的排放通道的开口。因此，通过使用吸湿性密封件可保证尽管会发生排放，但液体不会泄漏。吸湿性密封件能够吸湿，并在需要时将其重新释放。但是，仅吸湿性密封件本身不能实现排放通道的真空密闭性关闭。另外，“真空密闭”指的是允许在连接通道中建立负压的密封，即具有足够密闭度的密封。此密闭度由排放阀保证，其中通过阀芯座靠在阀座上保证了非常密闭的关闭，这是因为阀芯可通过连接通道中的压力从阀座中抬起，或可通过负压回座到阀座上。因此，能够在连接通道中建立负压，同时可通过抬起阀座和经由吸湿性密封件的逸出来保证排放。操作者不必为此目的而采取动作。通过排放阀与吸湿性密封件的串联、即一个接一个地布置，欲经排放通道从连接通道中逸出的任何物质都必须经过排放阀和吸湿性密封件。

因此特别优选的是，通过沿关闭方向的作用力来给阀芯加载。例如，给阀芯加载弹簧作用力。因此，排放阀保持在常闭位置。例如，通过重力来将阀芯向下压靠在阀座上。使用沿关闭方向给阀芯加载的弹簧意味着用于开启排放阀的必要作用力、即连接通道中的必要过压能够被相对精确地调整。同时，由于弹簧而增强了阀芯座靠在阀座上的确定性，这例如在会受到震动的应用中是有利的。

优选地，吸湿性密封件布置在中空的柱形嵌件中，而该嵌件布置在壳体的管接头中。因此，不必生产具有高精度的壳体。吸湿性密封件可相对精确地安置在嵌件中就足够了。例如可将此嵌件压入、拧入或焊在壳体中。在另一实施例中，嵌件可滑动地布置在壳体中。可提供额外密封件以在嵌件和壳体之间形成密封，该额外密封件例如布置在嵌件的前端面上，并且布置成在***嵌件时处在该前端面和壳体之间。此密封件也可为径向密封件。通过将嵌件焊入到连接壳体中，可以省去该额外密封件。

因此特别优选地是，嵌件的前端面由帽所遮盖。因此，该中空的柱形嵌件在其背向壳体的一侧上由该帽遮盖。这保证了仅能通过通路来实现排放。但是，在放置帽之前可以容易地安装吸湿性密封件，其中嵌件在其***到壳体中的端部上具有向内伸出的凸缘，而吸湿性密封件便承靠在该凸缘上。带有密封件和帽的嵌件意味着易于操作的紧凑式单元。

优选地，通路布置在嵌件的周向壁中。因此，排放不再以直线方向简单地实施，而是必须有约90°的变向。这使得液体难以穿过。

优选地，吸湿性密封件具有若干密封圈。使用若干密封圈使得能将吸湿性密封件的尺寸相对精确地适应于中空柱形嵌件的内部。因此，通过密封圈的自由横截面产生了排放通道的延长。

优选地，排放通道具有处在连接通道中的孔区。因此，此孔区例如可实施为限制点的形式，即其相对于邻近的排放通道具有缩小的内径。因此，通向连接通道的开口可保持为相对小，这能防止液体的过度流出。对于排放来说，仅需要相对较小的开口。

优选地，阀芯具有延伸穿过孔区的延伸部分，如有必要的话，该延伸部分的长度比阀芯的行程更长。阀芯也可通过此延伸部分在孔区中被引导。因此，此延伸部分遮盖了孔区的大部分横截面，使得总共只保持相对小的开口横截面和因此连接通道的小开口。因此，液体仅能以相对小的量泄漏，而这可通过吸湿性密封件来容易地收集。

优选地，排放通道具有导向区，其中孔区具有比导向区更小的直径，并且阀座由导向区和孔区之间的台阶形成。导向区可具有足够大的直径，以便于例如阀芯在导向区中容易地运动。通过孔区内的直径减小，壳体的减弱以及特别是通向连接通道的开口保持为较低。这对于获得良好的密封是有利的。作为由导向区和孔区之间的台阶来形成阀座的结果，阀座可与壳体形成一体而不需要高的费用。因此，台阶通过与导向区直径相比的孔区直径的减小来产生。

有利的是，阀芯在导向区中被引导。因此，阀芯可简单地安装在排放通道的导向区中，使得阀芯在穿过导向区的运动期间被引导。例如，阀芯径向地支撑在导向区的周向壁上。因此，通过阀芯的相应的不规则形状，可以保证在阀芯和导向区的周向侧之间进行排放。也可以生产出带有大间隙的阀芯，使得在阀芯和导向区的周向侧之间总是有足够的气隙。

优选地，阀座以漏斗状的方式实施或形成，并且阀芯尤其具有锥形支承面。因此，当阀芯座靠在阀座上时，在阀座和阀芯之间可获得平的接触面。这在可获得的密封度方面具有有利的效果。通过用比较软的或弹性的材料来生产阀芯和/或壳体以使得在阀芯座靠在阀座上时会发生弹性变形，可进一步提高所获得的密封度。

优选地，嵌件的第二前端面形成了用于阀芯的阻挡件。因此，可通过嵌件来限制阀芯在开启方向上的行程。因此可以相对简单的方式来实施排放通道。同时，通过嵌件限定了阀芯的行程，并且可以防止阀芯丢失。

优选地，此连接端部设置成彼此之间形成大于0°、特别是90°的角度。这使得能够实现将排放阀设置在最高点处的连接元件的装配。

因此，其中一个连接端部可实施为或形成为***部分，而另一个连接端部可实施为或形成为接收部分。这使得能够实现连接元件与管端部的相对简单的连接。

优选地，排放通道沿着与其中一个连接端部相平行的方向延伸。这样，由于连接端部是固定的，因此能以相对简单的方式来***排放通道和嵌件。在***期间所需的作用力直接传递到平行地延伸的连接端部中。

因此优选的是，排放通道相对于连接端部偏移。这保证了即使阀杆穿过排放通道伸入到连接通道中，阀芯也不会受到连接通道中的主液流的撞击，这种撞击会导致排放阀的不希望有的开启。通过排放通道的偏移设置，安全性也得到了提高。

优选地，帽形成了阀芯。因此可减少单独元件的数量。通过帽相对于壳体管接头的运动，排放阀会发生开启或关闭。因此，可以容易地从外侧识别排放阀是开启还是关闭。在此实施例中，与阀芯或帽一起形成了排放阀的阀座在流动方向上布置在吸湿性密封件和通路之后。因此，经排放通道从连接通道中流出的流体必须首先经过吸湿性密封件，然后是排放通道。因此，特别优选的是，嵌件与帽相连，并且以可直线运动的方式布置在壳体中。特别地，在嵌件和壳体之间布置有径向密封件。例如，通路可实施或形成于嵌件和壳体之间的连接点处。因此，帽或阀芯可被引导而穿过嵌件。嵌件和壳体之间的径向密封件保证了甚至在嵌件和壳体之间存在运动时也没有流体能绕过吸湿性密封件。

优选地，帽以杯状方式实施为具有底座和完整周向壁，其中特别是在管接头的外壁和完整周向壁的内侧之间布置了环形密封件。因此，帽的完整周向壁环绕在嵌件于其中被引导的壳体管接头的周围。因此，通过完整周向壁类似地保护了通路不受外界环境的影响。同时，通过完整周向壁与管接头外壁的相互作用可产生对帽的引导。

优选地，在阀芯的开启位置中，环形密封件座靠在内侧或外壁上，而在关闭位置中，其座靠在内侧和外壁上。因此，在阀芯的开启位置中，环形密封件没有密封功能，然而在阀芯的关闭位置中，其会产生额外的密封功能。因此，在关闭位置中可保证真空密闭性关闭。

优选地，在壁中实施有狭缝，其可选地在关闭位置中可由环形密封件密封。但是在开启位置，此狭缝不会被环形密封件密封。通过此狭缝能够实现空气从排放通道中的受控逸出。同时，通过环形密封件可实现真空密闭性关闭。

本发明的实施例旨在提供一种用于连接两个管端部的连接元件。该连接元件包括：壳体，其具有第一连接端部、第二连接端部以及形成在第一和第二连接端部之间的连接通道；排放通道，其具有由吸湿性密封件所覆盖的通路，以及与吸湿性密封件和通路串联布置的包括阀座和阀芯的排放阀。该阀芯构造为能通过连接通道中的压力从所述阀座中抬起。

根据这些实施例的一些方面，该连接元件构造和布置在汽车的冷却剂回路中。

根据另一些方面，通过沿关闭方向的作用力来给阀芯加载。

根据这些实施例的另一些方面，在壳体的管接头柱状部分中至少部分地布置了中空的柱形嵌件。吸湿性密封件布置在该中空的柱形嵌件中。另外，可设置帽来封闭嵌件的第一前端面。通路形成于嵌件的周向壁中。

根据这些实施例的另外一些方面，吸湿性密封件包括若干密封圈。

而且，排放通道包括与连接通道相连的孔区。阀芯包括设置成延伸穿过孔区的延伸部分。延伸部分的长度比阀芯的行程更长。另外，排放通道还包括导向区，使得孔区具有比导向区更小的直径，并且阀座由导向区和孔区之间的台阶形成。在导向区中引导阀芯。

根据另外一些方面，阀座包括漏斗状部分，并且阀芯包含锥形的承载面。

根据这些实施例的其它一些方面，嵌件具有设置为阀芯的阻挡件的第二前端面。阀芯由帽形成。嵌件与帽相连，并以能直线运动的方式布置在壳体中。在嵌件和壳体之间布置了径向密封件。帽具有带有底座和完整周向壁的杯状形状，并且连接元件还包括布置在壳体的管接头柱状部分的外壁和完整周向壁的内侧之间的环形密封件。此外，当处于阀芯的开启位置时，所述环形密封件设置为承靠在所述管接头的外壁和所述完整周向壁的内侧中的一个上，而当处于阀芯的关闭位置时，所述环形密封件设置为承靠在所述完整周向壁的内侧上以及所述管接头的外壁上。连接元件还包括形成在所述完整周向壁中的狭缝，当所述阀芯处于关闭位置时，所述狭缝由所述环形密封件密封。

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方案和优点。

附图说明

通过本发明的典型实施方案的非限定性例子，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显示了穿过第一实施例的带有排放阀的连接元件的横截面，

图2显示了穿过第二实施例的连接元件的横截面，其中排放阀处于关闭位置，

图3显示了图2所示连接元件的三维视图，

图4显示了处于开启位置的图2连接元件，和

图5显示了图4所示连结阀的三维视图。

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，本领区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显示了连接元件1的横截面，其包括第一连接端部2、第二连接端部3，以及实施或形成在它们之间的连接通道4。因此，液体可被引导通过连接元件1或连接通道4。连接端部2实施或形成为***端部，使得可将管端部***到其中。连接端部3实施或形成为***端部，其可***到例如实施或形成为软管的管端部中。

为了与管端部牢固地连接，连接端部3在其外侧具有锯齿状结构5。连接端部2在其内侧具有弹簧圈6和密封圈7。连接端部2在其外侧具有闩锁8。这些零件以已知的方式来使用，以便在连接元件1中产生紧密连接的管端部。

如该示例性实施例所示，连接端部2和3布置成彼此成90°角。但是也可采用其他布置。作为非限定性的例子，连接端部2和3也可相互间平行地对齐，使得这些端部可彼此轴向对齐。

在连接元件1的壳体9中提供了排放通道10。排放通道10通到连接通道4中，并且建立了连接通道4与外界环境的连接。排放通道10具有孔区11和导向区12。孔区11与连接通道4相邻，并具有比导向区12更小的直径。

在排放通道10中设有排放阀13。排放阀13具有阀芯14和阀座15。在该示例性实施例中，阀座15由通过孔区11相对于导向区12的直径减小而产生的台阶来形成。在此示例性实施例中，沿关闭方向通过重力给阀芯14加载。因此，阀芯14可在排放通道10的导向区12中被引导，使得阀芯被径向支撑且可相对于排放通道10轴向移动。

阀芯14具有延伸部分17，其穿过孔区11延伸到连接通道4中。

阀座15以漏斗状的方式实施或形成。阀芯14具有相应的承载面，使得当阀芯14座靠在阀座15上时能获得面接触。因此，特别是阀芯和壳体具有不同的材料且两种材料中的一种更软时，可以达到非常高的密封度。

排放通道10的通路18实施或形成于中空的柱形嵌件20的周向壁19中，所述嵌件可螺纹式拧入到壳体9的管接头中，以使排放通道10贯穿过嵌件20。布置在嵌件20内的吸湿性密封件21遮盖了通路18。吸湿性密封件21由数个密封圈21a-21f形成。这样，密封圈21a-21f的中心圆形开口便用于使排放通道10延长。排放阀13沿流动方向布置在通路18和吸湿性密封件21之前。

嵌件20的第一前端面22由帽23以流体密封方式包住。因此，可将帽23拧到嵌件20上或焊到嵌件20中。帽23以杯状形式实施或形成，并用完整周向壁覆盖了通路18，从而阻止了通路18受到外界的污染。

在嵌件20的***到壳体9内的第二前端面24上布置了密封圈25，其沿轴向密封了嵌件20和壳体9之间的连接。

壳体9可由塑料或金属构成。嵌件20和阀芯14可类似地由金属或塑料制成。吸湿性密封件21例如可含有纤维素。

通过在连接通道4中施加负压或真空，阀芯14便以密封方式被吸在或靠在阀座15上，使得获得排放通道10的密封性关闭。通过稍微的过压，阀芯14可从阀座15中抬起，以便于所封闭的空气穿过排放通道10和通路18逸出。因此，吸湿性密封件21仅代表了相对轻微的阻挡。然而对于任何可能的泄漏流体来说，吸湿性密封件21是强阻挡。由于通过阀芯和导向区或孔区内的延伸部分之间的小气隙仅可获得较小的自由横截面，因此仅有少量的液体可到达密封件21，它们会由吸湿性密封件21容易地吸收。因此，通过连接元件可成功地阻止液体逸出，同时能保证自动的排放。同时，可以保证排放通道的真空密闭性关闭。

图2显示了另一优选实施例中的连接元件1。这里，嵌件20在壳体9的管接头26中可动地被引导。阀芯14和帽23实施或形成为单个部件。管接头26的第一前端面形成了阀座15。具有阀芯14和阀座15的排放阀13以串联方式布置在吸湿性密封件21和通路18之后。在杯形帽23的完整周向壁27的内侧28和管接头26的外壁29之间布置了环形密封件30。在所示的关闭位置中，环形密封件30承靠在内侧28和外壁29上，因此在管接头26和帽23之间形成了密封。

通路18实施或形成于嵌件20的前端面22和帽23的底座31之间的接合处。例如，为此可在嵌件20和帽23之间提供非流体密封性的连接。

图3以三维视图的形式显示了连接元件1，其中排放阀13位于关闭位置。帽23或其壁27几乎座接于连接通道4或壳体9的外壳32上。因此，可地容易辨别出排放阀处于关闭位置。

在壁27中实施或形成有缝隙33。通过这些缝隙33可实现排放通道10的排放。

在图4中显示了处于开启位置的图3所示连接元件1。帽23和其中布置有吸湿性密封件21的嵌件20已经以直线方式从壳体9或管接头26上移开，以便于在帽23的形成阀芯14的底座31和阀座15之间释放出通路横截面。因此，穿过吸湿性密封件21和通路18的空气可穿过阀芯14和阀座15之间的空隙和缝隙33向外逸出到外部环境中。环形密封件30由于其仅承靠在管接头26的外壁29上而不会形成阻挡。由于环形密封件30容纳在环形槽34中，因此可以阻止由于帽23的移动而造成的环形密封件30的移动。

为了限制帽23和壳体9之间的直线移动，在管接头26中实施或形成了阻挡件35，其与壁27中的对应钩状体36相互配合。

缝隙33布置在内侧28的凹陷38的区域中，因此在开启位置中它们可提供通道，而在关闭位置中由环形密封件30盖住。

图5显示了处于打开位置的连接元件1。帽23从外壳体32上明显地移开。因此，从外侧可以容易地辨别出连接通道4并没有完全地开放。

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 (17)

1.一种用于连接两个管端部的连接元件，包括：

壳体，其具有第一连接端部、第二连接端部以及形成在第一和第二连接端部之间的连接通道；

排放通道，其具有由吸湿性密封件所覆盖的通路，以及与所述吸湿性密封件和所述通路串联布置的包括阀座和阀芯的排放阀，

其中，所述阀芯构造为能通过所述连接通道中的压力从所述阀座中抬起，

所述连接元件还包括：至少部分地布置在所述壳体的管接头中的中空的柱形嵌件，其中所述吸湿性密封件布置在所述中空的柱形嵌件中；以及设置为封闭了所述嵌件的第一前端面的帽，其中所述嵌件具有设置为所述阀芯的阻挡件的第二前端面。

2.根据权利要求1所述的连接元件，其特征在于，所述连接元件构造和布置在汽车的冷却剂回路中。

3.根据权利要求1所述的连接元件，其特征在于，通过沿关闭方向的作用力来给所述阀芯加载。

4.根据权利要求1所述的连接元件，其特征在于，所述通路形成于所述嵌件的周向壁中。

5.根据权利要求1所述的连接元件，其特征在于，所述吸湿性密封件包括若干密封圈。

6.根据权利要求1所述的连接元件，其特征在于，所述排放通道包括与所述连接通道相连的孔区。

7.根据权利要求6所述的连接元件，其特征在于，所述阀芯包括设置成延伸穿过所述孔区的延伸部分。

8.根据权利要求7所述的连接元件，其特征在于，所述延伸部分的长度比所述阀芯的行程更长。

9.根据权利要求6所述的连接元件，其特征在于，所述排放通道还包括导向区，其中所述孔区具有比所述导向区更小的直径，并且所述阀座由所述导向区和孔区之间的台阶形成。

10.根据权利要求9所述的连接元件，其特征在于，在所述导向区中引导所述阀芯。

11.根据权利要求1所述的连接元件，其特征在于，所述阀座包括漏斗状部分，并且所述阀芯包含锥形的承载面。

12.根据权利要求1所述的连接元件，其特征在于，所述阀芯由帽形成。

13.根据权利要求12所述的连接元件，其特征在于，所述嵌件与所述帽相连，并以能直线运动的方式布置在所述壳体中。

14.根据权利要求13所述的连接元件，其特征在于，在所述嵌件和壳体之间布置了径向密封件。

15.根据权利要求12所述的连接元件，其特征在于，所述帽具有带有底座和完整周向壁的杯状形状，并且所述连接元件还包括布置在所述壳体的管接头的外壁和所述完整周向壁的内侧之间的环形密封件。

16.根据权利要求15所述的连接元件，其特征在于，当处于阀芯的开启位置时，所述环形密封件设置为承靠在所述管接头的外壁和所述完整周向壁的内侧中的一个上，而当处于阀芯的关闭位置时，所述环形密封件设置为承靠在所述完整周向壁的内侧上以及所述管接头的外壁上。

17.根据权利要求15所述的连接元件，其特征在于，所述连接元件还包括形成在所述完整周向壁中的狭缝，当所述阀芯处于关闭位置时，所述狭缝由所述环形密封件密封。

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