КОНЕЦ ТРУБЫ С НИЗКИМ ПИКОВЫМ УСИЛИЕМ ВСТАВЛЕНИЯ
PIPE END WITH LOW PEAK INSERTION FORCE

Область техники
Изобретение относится к концу трубы для гидравлического соединителя и, в частности, к концу трубы для гидравлического соединителя, включающего в себя секции, имеющие различные поверхности в форме усеченного конуса или криволинейные поверхности для изменения усилия, необходимого для вставления конца трубы в гидравлический соединитель.
Предшествующий уровень техники
Гидравлические соединители являются неотъемлемыми компонентами для многих применений, особенно в автомобильной промышленности. Поскольку автомобильная система состоит из различных компонентов, таких как радиатор, трансмиссия и двигатель, текучая среда должна перемещаться не только внутри каждого компонента, но и между компонентами. Примером текучей среды, перемещающейся между компонентами, является трансмиссионная жидкость, движущаяся от трансмиссии к охладителю трансмиссионного масла, чтобы снизить температуру трансмиссионной жидкости. Текучая среда преимущественно перемещается между компонентами посредством гибких или жестких шлангов, которые соединяются с каждым компонентом посредством гидравлических соединителей.
Известные концы трубы содержат прямолинейную наклонную поверхность, которая продолжается радиально наружу и в осевом направлении по внешней поверхности конца трубы, чтобы сместить проволочный зажим внутри гидравлического соединителя и закрепить конец трубы внутри гидравлического соединителя. На фиг. 5 показан на виде сбоку конец 220 трубы предшествующего уровня техники. Конец 220 трубы содержит торец 222, секцию 223, заплечик 227, секцию 229 и торец 232. Секция 223 расположена между торцом 222 и заплечиком 227 и содержит обращенную радиально наружу поверхность 224. Обращенная радиально наружу поверхность 224 имеет, по существу, постоянный диаметр. Заплечик 227 расположен между секцией 223 и секцией 229 и содержит обращенную радиально наружу поверхность 226. Обращенная радиально наружу поверхность 226 имеет линейную коническую форму и увеличивается в диаметре в осевом направлении AD1. Секция 229 расположена между заплечиком 227 и торцом 232 и содержит обращенную радиально наружу поверхность 230. Обращенная радиально наружу поверхность 230 имеет, по существу, постоянный диаметр. Заплечик 227 соединен с обращенной радиально наружу поверхностью 230 посредством поверхности 28 заплечика. Конец 220 трубы выполнен с возможностью вставления, в частности, первым концом 222, в гидравлический соединитель. Поскольку на концах труб предшествующего уровня техники используется прямолинейная наклонная поверхность (то есть наклонная поверхность с постоянным наклоном), усилие вставления увеличивается линейно до тех пор, пока зажим не защелкнется поверх заплечика конца трубы. В этом случае длина и высота наклонной поверхности определяют максимальное ощущаемое усилие вставления.
Таким образом, давно назрела необходимость в конце трубы, имеющем изменяющийся наклон, чтобы уменьшить пиковое усилие вставления.
Раскрытие изобретения
В соответствии с аспектами, поясненными в данном документе, предлагается конец трубы, включающий в себя первую секцию, имеющую первую обращенную радиально наружу поверхность, вторую секцию, имеющую вторую обращенную радиально наружу поверхность, и заплечик, расположенный в осевом направлении между первой и второй секциями, причем заплечик имеет первую поверхность в форме усеченного конуса, расположенную под первым углом относительно первой обращенной радиально наружу поверхности, и вторую поверхность в форме усеченного конуса, расположенную под вторым углом относительно первой обращенной радиально наружу поверхности.
Согласно поясненному в данном документе аспекту, предлагается конец трубы, включающий в себя первую секцию, имеющую первую обращенную радиально наружу поверхность, вторую секцию, имеющую вторую обращенную радиально наружу поверхность, и заплечик, расположенный в осевом направлении между первой и второй секциями, причем заплечик имеет дугообразную поверхность, проходящую от первой обращенной радиально наружу поверхности.
В соответствии с поясненными в данном документе аспектом, предлагается соединение по текучей среде, содержащее гидравлический соединитель, включающий в себя пружинное стопорное кольцо и обращенную радиально внутрь поверхность, и конец трубы, включающий в себя первую секцию, имеющую первую обращенную радиально наружу поверхность, вторую секцию, имеющую вторую обращенную радиально наружу поверхность, и заплечик, расположенный в осевом направлении между первой и второй секциями, причем заплечик имеет первую поверхность в форме усеченного конуса, расположенную под первым углом относительно первой обращенной радиально наружу поверхности, и вторую поверхность в форме усеченного конуса, расположенную под вторым углом относительно первой обращенной радиально наружу поверхности, причем второй угол меньше первого угла, при этом в первом состоянии вставления первая поверхность в форме усеченного конуса входит в контакт с пружинным стопорным кольцом, а во втором состоянии вставления вторая поверхность в форме усеченного конуса входит в контакт с пружинным стопорным кольцом.
Чтобы побудить монтажников полностью вставлять конец трубы в гидравлический соединитель, в изобретении используется геометрия наклонной поверхности, которая имеет крутую начальную поверхность в форме усеченного конуса, за которой следует вторая поверхность в форме усеченного конуса, имеющая меньший угол. Такая геометрия наклонной поверхности уменьшает пиковое усилие вставления конца трубы ценой увеличения первоначального усилия по сравнению с обычными прямолинейными формами наклонной поверхности конца трубы.
Другой вариант геометрии наклонной поверхности включает в себя использование криволинейной наклонной поверхности, имеющей крутой начальный изгиб, который переходит к горизонтальной поверхности в конце изгиба. В некоторых случаях усилие вставления может уменьшаться по мере продолжения процесса вставления, побуждая пользователя «довести дело до конца» и полностью вставить конец трубы в гидравлический соединитель.
Эти и другие задачи, особенности и преимущества изобретения станут очевидными после рассмотрения последующего подробного описания изобретения, выполненного со ссылками на чертежи, и формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Различные варианты осуществления изобретения раскрыты исключительно в качестве примера со ссылками на схематические чертежи, на которых соответствующими ссылочными позициями обозначены соответствующие элементы.
На фиг. 1 показан конец трубы, вид в перспективе;
на фиг. 2А – гидравлический соединитель, вид в перспективе спереди;
на фиг. 2В – гидравлический соединитель, показанный на фиг. 2А, вид в перспективе сзади;
на фиг. 3А – конец трубы, показанный на фиг. 1, вид сбоку;
на фиг. 3В – конец трубы, вид сбоку;
на фиг. 3С – конец трубы, вид сбоку;
на фиг. 3D – конец трубы, вид сбоку;
на фиг. 4А – гидравлический соединитель, показанный на фиг. 2А, с концом трубы, вставленным в гидравлический соединитель, вид в разрезе по линии 4-4;
на фиг. 4В – гидравлический соединитель, показанный на фиг. 4А, с концом трубы, вставленным в гидравлический соединитель, вид в разрезе;
на фиг. 4С – гидравлический соединитель, показанный на фиг. 4А, с концом трубы, вставленным в гидравлический соединитель, вид в разрезе;
на фиг. 4D – гидравлический соединитель, показанный на фиг. 4А, с концом трубы, полностью вставленным в гидравлический соединитель; вид в разрезе, и,
на фиг. 5 – конец трубы предшествующего уровня техники, вид сбоку.
Варианты осуществления изобретения
Прежде всего, следует иметь в виду, что одинаковыми ссылочными позициями на разных чертежах обозначены идентичные или функционально схожие конструктивные элементы. Следует понимать, что формула изобретения не ограничивается раскрытыми аспектами.
Кроме того, понятно, что изобретение не ограничено конкретной описанной методологией, материалами и модификациями и, как таковое, может, конечно, меняться. Также понятно, что терминология, используемая в данном документе, предназначена только для описания конкретных аспектов и не предполагает ограничение объема формулы изобретения.
Если не определено иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понимают специалисты в области техники, к которой относится изобретение. Следует понимать, что любые способы, устройства или материалы, подобные или эквивалентные тем, которые описаны здесь, могут использоваться на практике или при тестировании примерных вариантов осуществления. Узел согласно изобретению может приводиться в действие гидравликой, электроникой и/или пневматикой.
Следует понимать, что термин «по существу» является синонимом таких терминов, как «близко», «очень близко», «около», «приблизительно», «вблизи», «почти», «примерно», «практически», «приближенно», «в районе» и т.д., и такие термины могут использоваться взаимозаменяемо, как видно из описания и формулы изобретения. Следует понимать, что термин «вблизи» является синонимом таких терминов, как «рядом», «близко», «прилегающий», «соседний», «непосредственный», «смежный» и т.д. И такие термины могут использоваться взаимозаменяемо, как видно из описания и формулы изобретения. Термин «приблизительно» предназначен для обозначения значений в пределах десяти процентов от указанного значения.
Обратимся теперь к чертежам. На фиг. 1 представлен конец 20 трубы, вид в перспективе. Конец 20 трубы имеет в целом цилиндрическую форму и имеет торец 22, секцию 23, заплечик 27, секцию 29, торец 32 и сквозное отверстие 21. Сквозное отверстие 21 проходит через конец 20 трубы от торца 22 до торца 32. Секция 23 расположена между тором 22 и заплечиком 27 и содержит обращенную радиально наружу поверхность 24. Обращенная радиально наружу поверхность 24 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 24 имеет переменный диаметр. Заплечик 27 расположен между секцией 23 и секцией 29 и содержит обращенную радиально наружу поверхность 26. Обращенная радиально наружу поверхность 26 имеет в целом нелинейную коническую форму и увеличивается в диаметре в осевом направлении AD1, что будет рассмотрено более подробно со ссылкой на фиг. 3A-D. Секция 29 расположена между заплечиком 27 и тором 32 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 30. Обращенная радиально наружу поверхность 30 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном их примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 30 имеет переменный диаметр. Заплечик 27 соединен с обращенной радиально наружу поверхностью 30 посредством поверхности 28 заплечика. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 24 равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 30. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 24 не равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 30. Конец 20 трубы выполнен с возможностью вставления, в частности, первым торцом 22, в гидравлический соединитель (см. фиг. 4A-D). Следует понимать, что формы концов 40, 60 и 80 трубы, по существу, аналогичны форме конца 20 трубы.
На фиг. 2А и фиг. 2В показан гидравлический соединитель 100, виды в перспективе спереди и сзади, соответственно. Гидравлический соединитель 100 содержит секцию 101 и секцию 102. Секция 101 включает в себя пружинное стопорное кольцо 106, наружную поверхность 108, внутреннюю поверхность 112, заплечик 113 и поверхность 114 заплечика, заплечик 116 и канал 118. Пружинное стопорное кольцо 106 расположено в отверстиях 107 гидравлического соединителя 100 и фиксирует конец 20 трубы (показанный на фиг. 4А) в сквозном отверстии 103 гидравлического соединителя 100. Секция 102 гидравлического соединителя 100 имеет резьбу 104, которая позволяет прикрепить гидравлический соединитель 100 к устройству, такому как трансмиссия, радиатор, масляный радиатор и т.д. Гидравлический соединитель 100 также имеет головку 110, которая позволяет пользователю использовать инструмент, такой как гаечный ключ, для ввинчивания гидравлического соединителя 100 в соответствующее устройство (на чертеже не показано). Сквозное отверстие 103 расположено по центру гидравлического соединителя 100 и проходит через весь корпус гидравлического соединителя 100. Гидравлический соединитель 100 дополнительно имеет обращенную радиально внутрь поверхность 128 и обращенную радиально внутрь поверхность 130 (показанные на фиг. 4А-D). Обращенная радиально внутрь поверхность предпочтительно имеет коническую форму и увеличивается/уменьшается в диаметре в первом осевом направлении.
На фиг. 3А представлен конец 20 трубы, вид сбоку. Конец 20 трубы в целом имеет цилиндрическую форму и имеет торец 22, секцию 23, заплечик 27, секцию 29 и торец 32. Секция 23 расположена между торцом 22 и заплечиком 27 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 24. Обращенная радиально наружу поверхность 24 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 24 имеет переменный диаметр. Заплечик 27 расположен между секцией 23 и секцией 29 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 26. Секция 29 расположена между заплечиком 27 и торцом 32 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 30. Обращенная радиально наружу поверхность 30 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 30 имеет переменный диаметр. Заплечик 27 соединен с обращенной радиально наружу поверхностью 30 посредством поверхности 28 заплечика. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 24 равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 30. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 24 не равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 30.
Обращенная радиально наружу поверхность 26 обычно имеет нелинейную коническую форму и увеличивается в диаметре в осевом направлении AD1. Обращенная радиально наружу поверхность 26 включает в себя коническую поверхность 26А и коническую поверхность 26В. Коническая поверхность 26А расположена под углом α1 относительно горизонтальной оси АХ и имеет длину прилежащей стороны L1. Коническая поверхность 26B расположена под углом α2 относительно горизонтальной оси AX и имеет длину прилежащей стороны L2. В показанном варианте осуществления угол αl не равен углу α2, а длина L1 не равна длине L2. В одном из примерных вариантов осуществления угол αl равен 35°, а угол α2 равен 10°. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 26 может содержать три или более конических поверхностей.
Профиль обращенной радиально наружу поверхности 26 оказывает влияние на усилие вставления, уменьшая пиковое усилие при одновременном небольшом увеличении начального усилия. В частности, начальное усилие вставления увеличивается при более крутом наклоне, а пиковое усилие уменьшается при меньшем угле наклона. В некоторых случаях усилие вставления может уменьшаться в процессе вставления, побуждая пользователя продолжать вставлять конец трубы, пока конец трубы не будет полностью вставлен в гидравлический соединитель. Этот же эффект достигается с помощью концов 40, 60 и 80 труб, которые описываются далее.
На фиг. 3В представлен конец 40 трубы, вид сбоку. Конец 40 трубы в целом имеет цилиндрическую форму и содержит торец 42, секцию 43, заплечик 47, секцию 49 и торец 52. Секция 43 расположена между торцом 42 и заплечиком 47 и содержит обращенную радиально наружу поверхность 44. Обращенная радиально наружу поверхность 44 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 44 имеет переменный диаметр. Заплечик 47 расположен между секцией 43 и секцией 49 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 46. Секция 49 расположена между заплечиком 47 и торцом 52 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 50. Обращенная радиально наружу поверхность 50 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 50 имеет переменный диаметр. Заплечик 47 соединен с обращенной радиально наружу поверхностью 50 посредством поверхности 48 заплечика. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 44 равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 50. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 44 не равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 50.
Обращенная радиально наружу поверхность 46, как правило, имеет нелинейную коническую форму и увеличивается в диаметре в осевом направлении AD1. Обращенная радиально наружу поверхность 46 включает в себя коническую поверхность 46А и коническую поверхность 46В. Коническая поверхность 46А расположена под углом α3 относительно горизонтальной оси АХ и имеет длину прилежащей стороны L3. Коническая поверхность 46B расположена под углом α4 относительно горизонтальной оси AX и имеет длину прилежащей стороны L4. В показанном варианте осуществления угол α3 не равен углу α4, а длина L3 не равна длине L4. В одном из примерных вариантов осуществления угол αl равен 25°, угол α2 равен 20°. Следует иметь в виду, что длина L3 меньше длины L1. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 46 может содержать три или более конических поверхностей.
На фиг. 3С представлен конец 60 трубы, вид сбоку. Конец 60 трубы имеет в целом цилиндрическую форму и содержит торец 62, секцию 63, заплечик 67, секцию 69 и торец 72. Секция 63 расположена между торцом 62 и заплечиком 67 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 64. Обращенная радиально наружу поверхность 64 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 64 имеет переменный диаметр. Заплечик 67 расположен между секцией 63 и секцией 69 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 66. Секция 69 расположена между заплечиком 67 и торцом 72 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 70. Обращенная радиально наружу поверхность 70 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 70 имеет переменный диаметр. Заплечик 67 соединен с обращенной в радиальном направлении поверхностью 70 посредством поверхности 68 заплечика. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 64 равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 70. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 64 не равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 70.
Обращенная радиально наружу поверхность 66 обычно имеет нелинейную коническую форму и увеличивается в диаметре в осевом направлении AD1. Обращенная радиально наружу поверхность 66 включает в себя коническую поверхность 66А и коническую поверхность 66В. Коническая поверхность 66А расположена под углом α5 относительно горизонтальной оси AX и имеет длину прилежащей стороны L5. Коническая поверхность 66B расположена под углом α6 относительно горизонтальной оси AX и имеет длину прилежащей стороны L6. В показанном варианте осуществления угол α5 не равен углу α6, а длина L5 не равна длине L6. В одном из примерных вариантов осуществления угол αl равен 35°, угол α2 равен 10°. Следует иметь в виду, что длина L5 меньше длины L3. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 66 может содержать три или более конических поверхностей.
На фиг. 3D представлен конец 80 трубы, вид сбоку. Конец 80 трубы имеет в целом цилиндрическую форму и содержит торец 82, секцию 83, заплечик 87, секцию 89 и торец 92. Секция 83 расположена между торцом 82 и заплечиком 87 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 84. Обращенная радиально наружу поверхность 84 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 84 имеет переменный диаметр. Заплечик 87 расположен между секцией 83 и секцией 89 и имеет обращенную радиально наружу поверхность 86. Секция 89 расположена между заплечиком 87 и торцом 92 и содержит обращенную радиально наружу поверхность 90. Обращенная радиально наружу поверхность 90 имеет, по существу, постоянный диаметр. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 90 имеет переменный диаметр. Заплечик 87 соединен с обращенной радиально наружу поверхностью 90 посредством поверхности 88 заплечика. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 84 равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 90. В одном из примерных вариантов осуществления диаметр обращенной радиально наружу поверхности 84 не равен диаметру обращенной радиально наружу поверхности 90.
Обращенная радиально наружу поверхность 86 обычно имеет нелинейную коническую форму и увеличивается в диаметре в осевом направлении AD1. Обращенная радиально наружу поверхность 86 включает в себя дугообразную поверхность 86А и коническую поверхность 86В. Дугообразная поверхность 86А расположена между обращенной радиально наружу поверхностью 84 и конической поверхностью 86В и имеет радиус R1. Коническая поверхность 86B расположена под углом α7 относительно горизонтальной оси AX и имеет длину прилегающей стороны L7. В одном из примерных вариантов осуществления обращенная радиально наружу поверхность 86 может содержать три или более поверхностей.
На фиг. 4А представлен гидравлический соединитель 100 с вставленным в него концом 20 трубы, вид в разрезе в целом по линии 4-4, показанной на фиг. 2А. Следует понимать, что последующее обсуждение также относится к концам 40, 60 и 80 трубы. Как показано на чертеже, торец 22 вставлен в секцию 101 гидравлического соединителя 100.
На фиг. 4В представлен гидравлический соединитель с вставленным в него концом 20 трубы, вид в разрезе. На фиг. 4В конец 20 трубы продвинут дальше внутрь гидравлического соединителя 100, так что коническая поверхность 26А находится в контакте с пружинным стопорным кольцом 106. В этот момент требуемое усилие вставления значительно увеличивается, и по мере продвижения конца 20 трубы внутрь гидравлического соединителя 100, пружинное стопорное кольцо 106 расширяется в радиальном направлении наружу.
На фиг. 4С представлен гидравлический соединитель 100, показанный на фиг. 4А, с вставленным в него концом 20 трубы, вид в разрезе. На фиг. 4С конец 20 трубы продвинут дальше внутрь гидравлического соединителя 100, так что коническая поверхность 26B находится в контакте с пружинным стопорным кольцом 106. Требуемое усилие вставления может немного увеличиться или уменьшиться при пересечении порога от конической поверхности 26А к конической поверхности 26В. После того, как пружинное стопорное кольцо 106 входит в контакт с конической поверхностью 26B, требуемое усилие вставления возрастает лишь незначительно, так как угол 26B, α2, меньше угла 26А, α2. По мере продвижения конца 20 трубы внутри гидравлического соединителя 100, пружинное стопорное кольцо 106 расширяется в радиальном направлении наружу.
На фиг. 4D представлен гидравлический соединитель 100, показанный на фиг. 4А, с полностью вставленным в него концом 20 трубы, вид в разрезе. На фиг. 4D конец 20 трубы полностью посажен внутри гидравлического соединителя 100, так что пружинное стопорное кольцо 106 заскочило за заплечик 27. Пружинное стопорное кольцо 106 сжалось радиально внутрь и может контактировать с обращенной радиально наружу поверхностью 30 и поверхностью 28 заплечика. Коническая поверхность 26А может контактировать с обращенной радиально внутрь поверхностью 130. Конец 20 трубы лишен возможности осевого перемещения в первом осевом направлении посредством обращенной радиально внутрь поверхностью 130, а во втором осевом направлении посредством пружинного стопорного кольца 106.
Понятно, что рассмотренные выше различные аспекты изобретения и другие особенности и функции или их альтернативы при желании могут объединяться во многие другие различные системы или приложения. Специалисты в данной области техники могут впоследствии сделать различные непредвиденные или непредусмотренные настоящим описанием альтернативы, модификации, изменения или усовершенствования, которые также должны рассматриваться как попадающие в рамки объема формулы изобретения.