[发明专利]压接型接头、压接工具和压接方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2009年4月2日提交的美国临时申请No.61/165,985并要求其优先权，该临时申请被结合在此，作为参考。

技术领域

本发明涉及一种接头，用于通过将其压接到管元件而使管元件首尾相连。

背景技术

压接到管元件上以将管元件首尾相连的管接头简单且廉价。通常，一个或更多个管元件容置在管状接头内。在压接期间，形成接头和管元件的、通常为金属的材料塑性变形以获得永久固定。当承受趋于将管元件与接头分离的内部压力、合成推力负载或外部负载时，由接头和管元件所呈现出的变形形状配合以保持管元件与接头接合。在该文献中术语“管元件”是指任一种管状零件，例如管原料，以及诸如泵、阀、过滤器等的装置的一部分的管段。

图1和2示意性地示出了根据现有技术的压接到管元件12上的管接头10。压接型管接头10包括管部14(轴对称地示出)，管部14具有容置管元件12的开口端16。通道18邻近开口端16定位。通道容置有密封件，在该示例中，密封件是由诸如弹性体之类的柔性、弹性材料形成的O形环20。如在图1中所示，管元件12容置在管部14中，管部14可具有套节22，套节22由较大直径的区域形成，由此限定内部台肩24。台肩24充当管元件的止挡件以限定管部14和管元件12之间的接合长度。

如在图2中所示，使用压接模具26以将力施加到管部14上并使管部和管元件12发生永久变形以形成压接部28，压接部28在承受内部压力、合成推力负载和外部力时将管元件保持在管部内。图2是轴对称表示图，因此应当理解，压接部28围绕管部14周向地延伸。应当指出的是，压接部28定位在密封件“向内”，指的是密封件20处于开口端16和压接部28之间。压接模具26同样使通道18和O形环密封件20变形，迫使密封件变形并且在压缩状态下与管部14和管元件12都接合，以在这些元件之间形成流体密封。

尽管对于联接管元件是有效的，但是根据现有技术的压接连接具有很多缺点。形成这种周向压接部需要相当大的力和能量。所需的力和能量随着管径、侧壁厚度以及管和/或接头屈服强度的增加而增大，因此实际上限制了可以通过压接的方式连接的管的材料类型、尺寸和侧壁规格。压接模具不仅压接管和接头，还必须使通道变形以使密封件在压力下与接头和管都接合。如在图1和2中所见，根据现有技术的压接模具和方法通过在压接部28和密封件20之间的第二点30处接合管部使通道变形。此外，压接模具包括导引表面32，其在通道18处强制地接合管部14以在形成压接部28时防止管部的开口端16向外张开。根据现有技术的压接模具因此在多个点处接合接头以形成压接部、使通道变形，并防止通道发生不必要的变形。在压接模具和接头之间的大接合区域产生形成压接连接所需要的显著的力和能量。明显存在对没有现有技术缺陷的压接型接头、压接工具和压接方法的需求。

发明内容

本发明涉及一种用于以首尾相连的关系连接管元件的管接头。该接头包括细长管部，该细长管部由环绕设置在管部内的纵向轴线的侧壁限定。该管部具有用于容置管元件中的一个管元件的第一开口端。第一通道围绕管部周向地延伸并面对纵向轴线。第一通道由形成在侧壁中的第一径向隆起部限定。第一通道定位在第一开口端。第一圆柱形环环绕第一开口端。第一圆柱形环离开第一径向隆起部轴向地突出。第一径向隆起部的一部分面向第一开口端并且包括第一锥形表面。第一锥形表面相对于纵向轴线成角度地定向。第一锥形表面可具有相对于纵向轴线从大约30°到大约60°的定向角。从大约35°到大约45°的角定向也可行。相对于纵向轴线的大约40°的定向角是有利的。第一锥形表面可包括侧壁的一部分，侧壁的一部分具有的厚度小于形成第一径向隆起部的剩余部分的侧壁的厚度。第一圆柱形环可具有与侧壁部分基本相同的厚度。

此外，第一径向隆起部可包括从其上向外突出的第一凸缘。第一凸缘围绕管部周向地延伸并且位于第一径向隆起部的背离第一开口端的部分上。第一凸缘可包括背离管部的第一开口端的第一环状表面。第一环状表面相对于纵向轴线成角度地定向。第一环状表面可具有相对于纵向轴线的从大约80°到大约105°的角定向。从大约85°到大约95°的定向角也可行。大约87°的定向角是有利的。

接头还包括定位在第一通道内的密封件。该密封件可包括例如O形环。