具有卸載作用以減少因磨損而咬住的卡套的制作方法
【專利說明】具有卸載作用以減少因磨損而咬住的卡套
[0001]本申請為基于享有申請日2000年12月20日的申請00819130.1的分案申請200510006362.2的再分案申請200610171290.1的另一分案申請200910152120.2的進一步分案申請201310196688.0的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及卡套式管接頭的技術。更具體地說，本發明涉及雙卡套式管接頭，其中設計后卡套以便減小轉動相關螺母所需的扭矩，并且也減少后卡套與驅動螺母的內部表面之間的因磨損而咬住。本發明也可應用于單卡套管接頭。
【背景技術】
[0003]市上出售的和很成功地應用于管件上的雙卡套管接頭圖示于圖1及1A。圖1顯示的管接頭元件處于最終擰緊之前的手擰緊位置，而圖1A顯示最終擰緊后的管接頭。如圖所示，管接頭包括具有圓柱形開口 12的管接頭體10，開口 12制有錐口孔用于容納管子端部13。錐形的截頭錐斜口 14位于錐口孔的軸向外端部。具有平滑的圓筒形內壁18的前卡套16緊密地容納于管子上。前卡套具有將被容納于斜口內的截頭錐外表面20。
[0004]與前卡套16連接并從前卡套16處軸向地向外布置的是后卡套22，如圖所示被構造成帶有錐形端頭部分24和具有傾斜端面28的后突緣26。后卡套22的傾斜端面造成了作用在端面上的上緊力的徑向分力及軸向分力，這對該領域普通技術人員將是很清楚的。錐形端頭24進入前卡套的后表面的錐形斜面內。
[0005]卡套16、22被以螺紋擰在管接頭體10上的驅動件(螺母30)所封套住。在擰緊和構造管接頭期間，螺母的內端面，突緣或臺肩32作用于后卡套的后壁端面28上以驅動卡套向前進入圖1A所示的完全接合位置。
[0006]后卡套的小直徑部分或端頭的尺寸被造得:使它在構造管接頭期間塑性地變形。這是所希望的效應，因為它導致管子外壁的緊密夾握接合。端頭部分的厚度不能減小到使后卡套變形太多的程度，并且只有后卡套能適當地夾握管子的外壁。這就是說，對已使這個雙卡套組件成為商業上成功產品的夾握及密封性能，該雙卡套組件需要前及后卡套兩者具有所希望的變形。另一方面，后卡套端頭的厚度不能加大到這種程度:它導致組織結構剛性過大而不允許后卡套產生所希望的變形。
[0007]在頒發給Lennon等人的美國專利N0.3，103, 373中給出對于傳統的雙卡套相位控制的順序夾握作用的更完整描述及理解，該夾握作用是由傾斜后表面和前及后卡套的互相作用造成的，上述專利的整個公開完全被結合入本文作參考。
[0008]因此，該領域普通技術人員將認識到:后卡套的端頭需要有預定的壁厚，它可實現對管子的所希望夾握，并且與前卡套以這種方式相配合，它可實現它所需的對管子夾握及密封的目的。
[0009]還要認識到:液壓系統的工作人員在生產運行之前通過對系統加壓至適當倍數于額定的系統壓力對系統進行試驗。以這種方式，工作人員就能容易地檢測出液壓系統是否已密封好，即沒有泄漏。根據這種認識，制造商可以提供在提高的試驗壓力下后卡套的端頭沒有任何額外的塑性變形的管接頭。因此，用提高的試驗壓力確定后卡套端頭部分的所需壁厚，以實現端頭的所需變形量和允許前及后卡套對管子外壁恰當地夾握及密封。
[0010]還發現了驅動螺母的因磨損而咬住有時發生在驅動螺母的內端面與后卡套的后壁之間的接合驅動面區域內。分析之后，人們相信前后卡套之間的軸向推力或上緊力基本上平行于管接頭的軸線。這個軸向推力引起后卡套的后尖角區域在螺母的驅動表面內部、特別是在局部區域局部地聚集了上緊應力而產生因磨損而咬住。這也顯著地增大了構造(管接頭)期間經受到的螺母扭轉力，即使不存在因磨損而咬住。因此，非常希望提供一種設計，其推力不會產生引起因磨損而咬住及大扭轉力的高局部負載。
【發明內容】
[0011]根據本發明的一個實施例，管接頭含有:具有用于容納管子端部的圓柱形孔及在該孔的一個端部包含錐形口的管接頭體；與管接頭體螺紋接合和具有卡套驅動表面的驅動件；具有延伸入管接頭體的錐形口的錐形第一端部和具有第二端部的第一卡套，該第二端部具有軸向地朝第一端部延伸的錐形凹槽；和具有圓筒形內壁、錐形第一端部、錐形外壁部分的第二卡套，錐形第一端部延伸入第一卡套的錐形凹槽內，并且在第二卡套的第二端部上具有被驅動表面。該被驅動表面與驅動件的卡套驅動表面接合；第二卡套內壁具有第一圓周形凹槽，該第一圓周形凹槽位于第二卡套的第一及第二端部之間，所述錐形外壁部分具有靠近所述第一端部的第二圓周形凹槽；當管接頭被上緊時，第一和第二圓周形凹槽減小了驅動件卡套驅動表面上的應力集中。
[0012]本發明的另一方面包括:構造具有圓筒形內壁的后卡套，該圓筒形內壁在卡套的前部或端頭具有第一直徑而在卡套的后端部具有第二直徑，其中第二直徑大于第一直徑，所以，例如可用單種工具制造圓周形凹槽及圓筒形壁。本發明仍有的另一個方面包括在卡套體的外部直徑上制造凹口，該凹口連接著第二卡套的第一及第二端部。在本發明的另一個方面，成形驅動表面裝設在驅動件上而不是在后卡套的第二端部上。本發明也可以用比先前的卡套硬的基底金屬制成的卡套來實施。本發明也可以用或者在整個卡套表面上或者在有選擇的卡套表面上已淬硬了的卡套來實施。一般情況下，本發明也可應用于單卡套管接頭。
[0013]特別是，本發明也提出一種雙卡套管接頭的后卡套，包括:具有縱軸線的環形的卡套體；在卡套第一端部的錐形端頭部分；在卡套的第二端部軸向地與所述第一端部相對的突緣；從卡套第一端延伸到卡套第二端部并適于在縱向管子上滑動的圓筒形內壁；在所述內壁上并位于所述第一及第二端部之間的第一圓周形凹槽；以及連接所述錐形端頭與突緣的錐形外壁；所述錐形外壁具有制在后卡套上的第二圓周形凹槽。
[0014]本發明還提出一種管接頭的卡套，包括:具有縱軸線的普通環形卡套體；在卡套的第一端部的錐形端頭部分；在卡套的第二端部與所述第一端部軸向地相對的突緣；從卡套第一端延伸到卡套第二端部并適于在縱向管子上滑動的圓筒形內壁；在所述內壁上并位于所述第一及第二端部之間的第一圓周形凹槽；連接所述錐形端頭及突緣的錐形外壁；所述錐形外壁具有制在其上的第二圓周形凹槽。
[0015]按照附圖從優先實施例的下列描述，該領域普通技術人員將清楚本發明的這些及其它方面和優點。
【附圖說明】
[0016]本發明在某些零件及零件的結構中采用的實際形狀，其優先實施例及方法將在本說明中詳細描述和在構成本文的一部分的附圖中圖示，而其中:
圖1是公知的現有技術的雙卡套冷擠式管接頭的縱向剖面圖；
圖1A是圖1的圈出區域的放大圖，顯示處于已構成(連接好)狀態下的現有技術的管接頭;
圖2是類似圖1的視圖，但顯示的是含有改進的后卡套的管接頭的優先實施例，該卡套的設計改善了傳(遞通)過后卡套的反作用力；
圖3是顯示圖2的圈出區域的大比例放大圖；
圖4是后卡套的優選形式的詳細的局部剖視圖；
圖5是類似于圖4的顯示后卡套的第二優選形式的剖視圖；
圖6是圖1的管接頭的剖視圖，特別顯示了位于前卡套與螺母之間的后卡套處于初始構造(連接)狀態下(圖示地畫出了有限元分析的網格)；
圖7是處于已構成(連接好)狀態下的圖6的管接頭的視圖并圖示了應力集中情況；
圖8是處于初始構造(連接)狀態的管接頭的剖視圖，含有根據本發明技術的改進后卡套(圖示地畫出了有限元分析的網格)；
圖9是處于已構成(連接好)狀態的圖8的管接頭的視圖，并圖示了應力集中情況；
圖10是處于初始構造(連接)狀態的管接頭的剖視圖，含有根據本發明技術的改進后卡套(圖示地畫出了有限元分析的網格)；
圖11是處于已構成(連接好)狀態的圖10的管接頭的視圖，并圖示了應力集中情況；
圖12是處于初始構造(連接)狀態的管接頭的剖視圖，含有根據本發明技術的改進后卡套(圖示地畫出了有限元分析的網格)；
圖13是處于已構成(連接好)狀態的圖12的管接頭的視圖，并圖示了應力集中情況；
圖14是后卡套結構的不同幾何形狀變化的表格；
圖15是雙卡套管接頭的替代實施例的剖視圖；
圖16是圖15實施例的卡套區域的放大視圖；
圖17是根據本發明的一個方面具有成形面的后卡套的局部視圖；
圖18是成形后卡套的局部視圖，顯示該卡套在上緊之前處于與前卡套及驅動螺母表面接合的位置；
圖19是處于上緊狀態的圖18實施例