专利名称：弹性管道的连接方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将一根弹性管道连接到一个相关构件上的方法，所述弹性管道由一种弹性材料制成，并且限定出一条流体通道。所述弹性管道比如用在内燃机进气系统内的进气通道中。
所述连接构件具有一个基部，该基部具有一个U形横剖面，并且能够与所述圆环状突起的内、外表面配合起来，和一个圆环状唇边，该圆环状唇边从所述基部的内表面向内延伸，并且形成一个用于接收空气软管的开口。所述紧固件具有一个圆环状本体和多个卡持部，该圆环状本体具有一个U形横剖面，这些卡持部从圆环状本体的外周径向向外突伸，并且均带有卡爪。这些卡爪对应于在圆环状突起的外侧成形于壳体上的多个卡持突起。所述卡爪能够弹性变形，并且分别啮合在成形于卡持突起上的凹槽中，来将紧固件不可拆卸地固定到壳体上。从而，所述连接构件被紧固在壳体上。圆环状本体覆盖在所述基部上，来将连接构件固定在壳体上的合适位置处。连接构件的圆环状唇边与一根空气软管的端部30发生弹性紧密接触，来将这根空气软管固定到空气滤清器上，其中，所述空气软管被插入在该连接构件上的开口中。
在JP11-13575 A中公开了一种进气导管，包括有一根树脂导管和一个装配在该树脂导管一端部上的金属短管。金属短管用于确保一根橡胶软管密封性地连接到树脂导管的一个端部上。为了防止装配在树脂导管一端部上的金属短管从树脂导管上发生脱落，通过利用成形工具使得敞口端部的边缘部发生塑性形变，形成一些微小突起，以便这些小的突起与金属短管的端部表面发生啮合。
由在JP60-12921 U中公开的技术方案所使用的紧固件，与所述空气软管外侧面上的固定突起以及所述连接构件牢固地配合在一起，因此紧固件比较大。由于所述壳体必须具有一个额外的部件，该额外部件能够确保卡持突起环绕所述空气软管和连接构件形成，因此难以将这种连接结构应用于没有这种额外部件的相关构件上，因此这种已知的技术方案只能被应用于有限的构件上。
由在JP11-13575 A中公开的技术方案所使用的树脂微小突起易发生老化，从而这种技术方案在将金属短管可靠地固定在树脂导管中方面难以令人满意。该技术方案的难题是，利用工具来在诸如橡胶导管这样的弹性导管中成形微小突起，和成形具有一定强度的微小突起，所述强度足以将一个金属短管固定在所述弹性导管中。
所述工具可以在一个直径大于金属短管直径的圆周上带有微小突起，这些微小突起的形状与即将成形在树脂导管上的微小突起的形状(圆周长度等等)相一致，并且所述工具上微小突起的数目必须等于树脂导管上微小突起的数目。因此，所述工具的缺点在于体积较大并且具有复杂的外形。
为了实现所述主要目的，本发明提供了一种连接方法，这种连接方法用于将一根运送流体的弹性管道的端部连接到一个包括有一连接部的相关构件上，该方法通过将所述弹性管道的端部装配到所述相关构件上的连接部中来实现，其中，所述弹性管道限定出了一条通道，该方法的特征在于包括下述步骤利用硬度大于所述弹性管道材料的材料形成所述连接部；通过所述弹性管道的端部发生弹性变形将该弹性管道的端部装配到相关构件上的连接部中；制备一个金属环，该环具有一个全部或者部分呈圆环状的基部和多个支腿，这些支腿在圆周间隔位置处被连接在所述基部上，并且各个支腿均具有一个摆动部和一个卡持部，所述摆动部从一个弯曲部开始沿径向向内倾斜延伸，所述卡持部位于摆动部的末端处；在所述卡持部朝前的状态下将所述金属环插入到弹性管道的端部中，并且将所述金属环置于弹性管道中的预定位置处，在该位置处，所述卡持部和支腿均位于弹性管道中，并且弹性管道的端部被固定在所述基部与连接部之间，同时，将所述卡持部啮合在成形于管道内表面上的凹槽中，以防止所述环移出所述管道之外；以及从处于预定位置处的环的内部沿径向向外对所述支腿上的摆动部施加压力，以使得所述摆动部沿径向向外塑性变形，以这样一种方式使得所述摆动部与卡持部一同发生位移，即所述摆动部在流体的流动方向上沿着所述管道的内表面延伸，并且所述卡持部被牢固地卡持在啮合于所述凹槽中的状态。
通过使得一个待装配到所述连接部中的管道部分发生很大的弹性变形，不带有环的所述管道可以被容易地装配到所述连接部中。具有多个摆动部和卡持部的所述环可以被容易地插入到所述管道中，其中，所述摆动部和卡持部位于所述管道内表面的内侧，并且当所述环被插入到所述管道中时，这些摆动部和卡持部不会磨损管道的内表面。所述摆动部和与这些摆动部一体成形的卡持部同时移动，以便接近所述管道的内表面，并且当所述支腿在所述环已经被置于预定位置处之后发生塑性变形时，所述卡持部啮合到所述凹槽中，用于将所述管道固定在该环的基部与所述连接部之间，因此，所述环将无法脱离所述管道并且被卡持在该管道中，并且该管道被固定在所述环与连接部之间，并且被牢固地保持在所述连接部中，其中，所述环和连接部由比成形所述管道的材料更硬的材料制成。所述摆动部发生塑性变形，以便在流体的流动方向基本上沿着所述管道的内表面进行延伸，但是几乎不会阻碍所述流体通过管道的流动。
因此，本发明具有下述效果。由于不带有环的管道可以发生很大的弹性变形，在将一根不带有环的弹性管道装配到一个连接部中之后，通过将一个环插入到所述管道中以便将该管道固定在环的基部与所述连接部之间，所以所述管道可以被容易地装配到所述连接部中，其中，所述连接部由一种比成形所述管道的材料更硬的材料制成。
当所述环在所述管道中被置于预定的位置处时，所述支腿和卡持部位于管道的内侧，并且在所述支腿发生塑性变形之前，从所述支腿上的弯曲部开始延伸的摆动部向内与所述管道的内表面分离开，当所述支腿发生塑性变形时，所述摆动部和卡持部发生移动，从而所述摆动部基本上沿着所述管道的内表面进行延伸，而所述卡持部啮合在所述凹槽中。因此，所述环可以被容易地插入到所述管道中，由于所述支腿上的摆动部和卡持部同时发生移动，以便卡持部啮合到所述凹槽中，所以所述环可以被容易地与所述管道组合在一起。由于随着所述环在所述管道中被插入到预定的位置处，所述摆动部和卡持部不会磨擦所述管道的内表面，所以所述管道的内表面几乎不会被刮破。所述卡持部啮合在所述凹槽中，将所述环卡持在了所述管道中，从而所述环无法脱离所述管道，并且被固定在所述环与连接部之间的管道被长时间牢固地固定在所述连接部中。由于塑性变形后的摆动部在流体的流动方向上基本上沿着所述管道的内表面进行延伸，所以所述摆动部不会增大阻止流体流动的阻力。
由于被插入在所述管道中的环不会脱离该管道并且防止了该管道脱离相关的构件，所以即使没有空间来安装紧固结构，所述管道也可以被连接在相关的构件上，因此可以减少对所述管道使用场所的限制，其中，所述紧固结构用于将该管道紧固到环绕所述管道的相关的构件上。
通过将一个工具推入位于预定位置处的环内，所述摆动部可以发生塑性变形。
所述工具具有一个止动部和一个直径小于该止动部直径的工作部。工具上的工作部可以被插入到所述管道中，深至所述止动部与所述环的基部发生接触。
所述环上的摆动部可以分别带有沿径向向内突伸的突起，并且所述工具上的工作部可以与这些突起发生接触，并且向这些突起施加压力，来使得所述支腿发生塑性变形。
因此，所述工作能够使得所述支腿发生额外距离的塑性变形，塑性变形的额外距离与所述突起的高度相一致，以便即使在将所述工具从环中取出之后塑性变形的支腿发生回弹，所述卡持部仍旧可以牢固地啮合在所述凹槽中。由于所述工具上的工作部与所述突起发生接触的区域小于如果所述摆动部不带有突起时所述工具上的工作部将会与该摆动部发生接触的区域，因此阻止所述工具相对于所述摆动部滑动的阻力较小。由于所述工具上的工作部被插入到所述管道中，所以所述工具相当小，并且所述摆动部仅通过将该工具推入到所述管道内就会发生塑性变形。
因此，产生了下述效果。由于所述摆动部带有沿径向向内突伸并且能够与所述工具发生配合的突起，所以在无需所述支腿具有较高尺寸控制的条件下，即使所述摆动部发生回弹，所述卡持部仍然可以牢固地啮合在所述凹槽中，所述工具被容易地插入所述管道中和从所述管道中取出，这是因为所述突起减小了阻止所述工具相对于所述摆动部滑动的阻力。由于可以通过将单独一个工具推入所述管道内并且利用所述工具上被推入所述环中的工作部向所述突起施加压力而使摆动部变形，所以更有利于将所述环与所述管道组合在一起，并且对尺寸精度的要求可以降低，这将会降低成本。在无需改变所述工具的条件下，通过改变所述支腿和突起的形状，可以容易地改变要施加到所述工具上的力。通过改变所述突起和支腿的形状，将所述工具推入所述管道内所需的力可以减小，并且所述支腿可以通过手动操作所述工具而发生塑性变形。由于所述工作部被插入到所述管道中，所以该工具相当小，并且即使相关的构件被置于一个狭窄空间内，所述工具也可以用于该狭窄空间，这进一步减少了对所述弹性管道被连接到相关构件上的场合的限制。
优选实施例在下文中，将参照附
图1至7对本发明一优选实施例中的连接方法进行描述。
参照附图1，应用了本发明中连接方法的管道是一个圆管状管道，更具体地说，是一个由一种弹性材料制成的圆筒状管道3，用于将一个空气滤清器1与一个谐振器2连接起来，所述空气滤清器1和谐振器2被包括在一个安装于机动车上的内燃机的进气系统中。在本说明书中，词语“弹性材料”用于表示具有橡胶状弹性的弹性材料，包括橡胶、合成橡胶、天然橡胶以及具有橡胶状弹性的合成树脂。
空气滤清器1具有一个空气滤清器壳体6和一个空气滤清器盖7。滤清元件(滤清器滤芯)4被保持在由空气滤清器壳体6和空气滤清器盖7限定出的空气腔室5中。空气滤清器壳体6上的凸缘6a和空气滤清器盖7上的凸缘7a以气密方式紧固在一起。被保持在空气滤清器壳体6的凸缘6a与空气滤清器盖7的凸缘7a之间的滤清元件4，将空气腔室5分隔成一个位于滤清元件4的上游侧的第一空气腔室5a和一个位于滤清元件4的下游侧的第二空气腔室5b。未被滤清的空气流入第一空气腔室5a中，而经过滤清后的空气流出第二空气腔室5b。
通过利用一个未示出的夹具将凸缘6a和7a夹持在一起，空气滤清器壳体6和空气滤清器盖7被可分离地连接在一起。在更换滤清元件4的过程中，将所述夹具的紧固力从凸缘6a和7a上去除，使得空气滤清器盖7与空气滤清器壳体6分离开，并且将滤清元件4取出。
谐振器2利用谐振现象来减少由于进入空气的脉动所产生的噪音。谐振器2被布置在空气滤清器附近。谐振器2具有一个谐振器壳体9和一个谐振器盖10。谐振器壳体9上的凸缘9a和谐振器盖10上的凸缘10a被气密性焊接在一起，以形成一个空气腔室8。空气腔室8由平整的隔壁11分隔成一个大容积的谐振腔室13和一个膨胀腔室14，所述隔壁11与谐振器盖10一体成形，并且一个平的盖12被气密性地焊接在隔壁11和谐振器盖10上。隔壁11带有一个开口19a，管道13被插入到该开口19a中。谐振器盖10的形成膨胀腔室14的部分10b带有一个从该部分10b开始向外突伸的出口导管20。膨胀腔室14的容积小于谐振腔室13的容积。膨胀腔室14的横剖面积大于进口通道3a和出口通道20a的横剖面积，并且其容积大于进口通道3a和出口通道20a的容积，所述进口通道3a由位于膨胀腔室14的上游侧的管道3限定而成，所述出口通道20a由位于膨胀腔室14的下游侧的出口导管20限定而成。
空气滤清器1中的空气滤清器壳体6带有一个向外突伸的圆管状进口部15，和一个连接部16。进口部15被连接在一个用于吸入空气的未示出进气导管上。连接部16被插入在谐振器壳体9中，以便从该谐振器壳体9中抽出将第一空气腔室5a与谐振腔室13连接起来。
空气滤清器盖7一体式带有一个圆筒形出口部17，该出口部17从空气滤清器盖7开始向外延伸。出口部17通过管道3连接到隔壁11上，管道3被连接在该出口部17上，并且通过一个形成于谐振器盖10上的开口18a延伸入谐振腔室13内，来通过通道3a将第二空气腔室5b与膨胀腔室14连接起来。
空气滤清器1的空气滤清器壳体6和空气滤清器盖7以及谐振器2的谐振器壳体9和谐振器盖10均由合成树脂制成。连接在管道3上的空气滤清器盖7和谐振器盖10均由比形成管道3的弹性材料更硬的硬质合成树脂制成。
当内燃机工作时，空气流动通过进气导管和进口部15上的进口通道15a进入空气滤清器1中的第一空气腔室5a内，由滤清元件4对空气进行滤清，洁净的空气流动通过第二空气腔室5b、通道3a和膨胀腔室14，并且通过出口通道20a流出谐振器2。由一个未示出的节气门(节流阀)对洁净空气的流动进行控制，来通过一个抽吸导管，比如一根进气歧管，将洁净空气送入内燃机中的燃烧腔室内。谐振腔室13和膨胀腔室14用作消声腔室，用于通过削弱进入空气的脉动来降低噪音。
还有参照附图2，管道3具有一个被连接在出口部17上的第一端部30，即一个连接部，和一个被连接在与隔壁11即一个相关构件一体成形的一连接部上的第二端部31。第二端部31被连接在一个限定隔壁11上的开口19a的连接部19上。在管道3的第一端部30中，成形有一个能够完全覆盖住出口部17的波纹管32。能变形并且具有弹性的波纹管32有助于将空气滤清器壳体6从空气滤清器盖7上分离下来的工作，以便有助于更换滤清元件4的工作。
第一端部30具有一个终端30a(波纹管32的一个终端)，该终端30a限定出管道3的第一开口3a1。第一端部30的终端30a被以气密方式紧密地(在下文中被称作“紧密地”)置于出口部17上。波纹管32具有一个第二终端32b，该第二终端32b的内表面与出口部17的外表面紧密接触，其外表面与一个限定出开口18a的边缘部18的内表面紧密接触。
紧密地配合在连接部19中的第二端部31，通过一个环40被牢固地保持在谐振器盖10的隔壁11上。环40通过一个第二开口3b1被插入在第二端部31中，所述第二开口3b1由管道3的一个端部31a(附图5)即通道3a的出口限定而成。环40在本实施例中是一个环状构件，即一个圆的构件，其可以被卡持在管道3中的预定位置处，从而不会从管道3中脱落出来。
参照附图2至5，环40由一种比弹性材料坚硬的金属，比如不锈钢制成，通过加工一张厚度基本上一致的薄板而制成。正如在附图3和4中清楚示出的那样，环40具有一个圆形基部41，该圆形基部41与第二端部31的内表面33a(附图5)和圆环状部分31a发生表面接触；多个支腿42(在本实施例中为八个支腿)，这些支腿42在基部41上沿圆周间隔设置；以及卡持部43，这些卡持部43成形在支腿42的末端处，这些部分组成一个单一无接缝的整体式构件。卡持部43分别从支腿42的末端42a处开始延伸，并且能够与一个圆环状沟槽34，即凹槽，发生啮合，所述圆环状沟槽34成形在管道3内表面33的一部分上，处在与第二开口3b1具有预定的轴向间距的位置。圆环状沟槽34以最小的可能宽度成形，以便使得卡持部43能够在支腿42发生塑性变形时啮合到该圆环状沟槽34中。
正如从附图2和5中明显示出的那样，基部41具有一个端部41a和一个圆环状部分41b。端部41a沿着第二端部31的圆环状部分31a、与第二开口3b1连续的内表面33a的一部分、端部表面35以及第二端部31外表面36上的一部分外表面36a进行延伸，以便覆盖住圆环状终端30a，其中，所述那部分外表面36a与第二开口3b1连续。基部41的圆环状部分41b与端部41a连续，并且具有一个外表面41b1，该外表面41b1与具有相同的直径的第二端部31的圆柱形内表面33a重合。圆环状部分41b与内表面33a紧密接触，并且沿着流体的流动方向具有预定的长度。圆环状部分41b的外径可以等于或者略微大于内表面33a的直径，并且圆环状部分41b可以被轻轻地压入管道3内。
在第二端部31外表面36a的一部分上，成形有一个圆环状沟槽37，该圆环状沟槽37沿径向对应于环40的基部41。基本上与圆环状沟槽37宽度相等的连接部19啮合在该圆环状沟槽37中。
参照附图2，支腿42呈一个沿着流体的流动方向延伸的条带形状。支腿42可以在一个单独的工具50(参见附图6和7)的作用下发生塑性变形，从而大体平行于流体的流动方向，即平行于轴向，沿着内表面33进行延伸，并且与该内表面33发生表面接触。从支腿42的末端42a沿径向向外突伸出来的卡持部43，啮合在圆环状沟槽34中。当环40被置于管道3中的预定位置处时，啮合在圆环沟槽34中的卡持部43将与圆环状沟槽34的外侧壁相啮合，并且因此将环40约束起来，以防止其沿着轴向A1(附图2)发生移动和不会从管道3的第二端部31中脱落出来。由于端部41a与管道3的第二端部31的端部表面35发生接触，所以环40不会沿着与方向A1相反的方向进一步移动。
参照附图5，通过将工具50(附图6)推入环40内，使该环40上的支腿42发生塑性变形，从而卡持部43啮合到圆环状沟槽34中，来在一个开口21被盖12覆盖住之前，将管道3与环40组合在一起，其中，所述开口21由隔壁11的端部与部分10b的终端限定而成。
参照附图3和4，环40通过从一张金属薄板冲切出一个坯件并且对该坯件进行拉延和弯折加工而形成。各个支腿42和各个与支腿43连续的卡持部43均通过弯折加工而形成，并且一个矩形凸片44的端部具有沿着流体的流动方向延伸的长侧。卡持部43通过对矩形凸片44的端部进行弯折加工而形成。
参照附图6，环40被置于管道3中的预定位置处，并且支腿42尚未发生塑性变形。支腿42和卡持部43位于管道3的内表面33的径向内侧。位于管道3的内表面33径向内侧的各个支腿42，具有一个弯曲部42b和一个从弯曲部42b延伸至末端42a的摆动部42c。摆动部42c从弯曲部42b，即接头42d，开始朝向末端沿径向向内延伸，从而摆动部42c位于管道3的内表面的径向内侧。分别从摆动部42c的末端42a突伸出来的卡持部43，在摆动部42c发生塑性变形之前，均位于管道3的内表面33的径向内侧。
摆动部42c带有通过压制处理形成的突起42e。突起42e从摆动部42c沿径向向内突出，并且具有球形端部表面。当工具50沿着插入方向A2通过第二开口3b1被压入环40内来使得弯曲部42b塑性变形时，突起42e与工具50发生接触，并且由此使得带有突起42e的摆动部42c受到沿径向向外的压力作用。
参照附图6和7，工具50由一种诸如金属或者合成树脂这样的材料制成，这种材料的硬度足以使得支腿42上的摆动部42b发生塑性变形。工具50是一个大体呈圆管状的工具(在本实施例中是一个圆筒形工具)，具有一个止动部51和一个工作部52，该工作部52的直径小于止动部51的直径。直径小于止动部51的工作部52被连接在止动部51上，并且其长度，即沿着插入方向A2的尺寸，大于与第二开口3b1的预定轴向间距。当工具50沿着插入方向A2被推入管道的第二端部31内时，止动部51与被插入第二端部31中的环的端部41a发生接触，来限制工具50在管道3中的插入深度。
工作部52具有一个外表面53、一个回转表面。在使得支腿42发生塑性变形的过程中，表面53与摆动部42c上的突起42e发生接触。工作部52具有一个圆筒形部分52和一个与圆筒形部分52a连续的锥形端部52b，所述圆筒形部分52具有一个对应于环40上圆环状部分41b的内表面41b2的外表面53a，并且能够与圆环状部分41b的内表面41b2发生表面接触。锥形端部52b有利于将工具50插入到管道3中。具有一个圆柱形外表面53a并且沿着插入方向A2延伸的圆筒形部分52a有一个固定的外径，该外径小于管道3的内径，差值为圆环状部分41b厚度的两倍。圆筒形部分52a的外径基本上等于或者略微小于圆环状部分41b的内径，从而在圆环状部分41b与圆筒形部分52a之间形成间隙，并且在工作部52被推入管道3内时由圆环状部分41b对工具50进行导引。因此，当圆筒形部分52a被装配在圆环状部分41b上时，工具50的中心轴线与管道3的中心轴线对准在一条直线上。
下面将参照附图5和7对一种将环40与管道3组合起来的方法和一种将管道3连接到隔壁11上的方法进行描述。
参照附图5，在将盖12焊接到隔壁11和谐振器盖10上的部分10b上之前，管道3的第二端部31穿过还没有被焊接在谐振器壳体9上的谐振器盖10的开口18a、谐振腔室13(附图1)，并且穿过膨胀腔室14中的隔壁11上的开口19a。第二端部31可以轻易地穿过开口18a和19a，这是因为管道3由弹性材料制成并且第二端部31可以发生很大的弹性变形。隔壁11上的连接部19被紧密地啮合在第二端部31上的圆环状沟槽37中。
随后，环40穿过开口21被送入膨胀腔室14内，推该环40通过第二端部31上的第二开口3b1进入管道3内。环40沿着内表面33a被插入至第二端部31中的预定位置，以便端部41a与圆环状部分31a的端部表面35发生接触，并且圆环状部分41b被装配在圆环状部分31a中。从而，环40被装配并保持在管道3中，如图6所示。当环40被置于管道3中的预定位置处，基部41上的圆环状部分41b、支腿42以及卡持部43位于管道3中，并且第二端部31被固定在环40上的圆环状部分41b与隔壁11上的连接部19之间。
当环40被插入到管道3中时，在本实施例中与支腿42相对应的摆动部42c，和卡持部43与管道的内表面分离，并且位于管道3中心的侧部。因此，支腿42和从支腿42沿径向向外延伸的卡持部43与内表面33分离，并且未被有力地压靠在内表面33上，尽管与内表面33存在轻微的接触。因此，支腿42和卡持部43不会摩擦和刮伤内表面33。
接着，工具50通过开口21被送入膨胀腔室14内，并且被设置成与管道3上的第二开口3b1相对置。随后，操作者在插入方向A2手动地推工具50使其通过第二开口3b1基本上沿着管道3的内表面33和圆环状部分41b的内表面41b2进入与环40组合在一起的管道3内。从而，锥形端部52b的外表面53b如同附图6中双点划线示出的那样与突起42e发生接触。随着工具50沿着插入方向A2被进一步推入环4内，摆动部42c在施加到突起42e上的力的作用下，受迫沿径向向外转动，弯曲部42b发生塑性变形并且伸直，从而使得摆动部42c和卡持部43一同朝向管道3的内表面33进行转动，并且卡持部43啮合在圆环状沟槽34中。在这种状态下，由于工具50上的工作部52大体与突起42e发生点接触，工具50相对于摆动部42c进行滑动的阻力小于如果摆动部42c不带有突起42e并且工具50基本上与摆动部42c的整个内表面发生接触时作用到工具50上的阻力。
在工具50上的止动部51如附图7中所示那样与环40的端部41a发生接触之后，将工具50推入管道3内的工作就完成了。在工具50已经由此被完全推入管道3内之后，工作部52上圆筒形部分52a的外表面53a与具有预定高度H(附图4)的从支腿42的内表面突伸出来的突起42e发生接触，所述预定高度H大于支腿42的厚度。因此，摆动部42c沿径向向外发生塑性变形，变形的距离对应于突起42e的高度H，并且从而，管道3的内表面33发生弹性膨胀并且摆动部42c位于一个直径大于内表面33的原始直径的圆上。
随后，工具50被拔出管道3。接着，由于塑性变形的弯曲部42b的回弹作用，摆动部42c在弯曲部42b，即接头42d上，沿径向向内转动。从而，除了与突起42e相对应的部分之外，包括有摆动部42c的支腿42大体沿着管道3的内表面33进行延伸，与管道3的内表面33发生表面接触，并且卡持部43基本上被完全收容在圆环状沟槽34中。
将工具50推入管道3内的必需压力可以通过改变支腿42的数目和形状以及改变支腿42上突起42e的位置来加以调节，而无需更换工具50，也就是说，无需改变回转体。例如，可以通过减小弯曲部42b的宽度、周边尺寸或者通过增大弯曲部42b与相应突起42e之间的距离，来减小所必需的压力。因此，通过手动操作工具50，支腿42可以轻易地发生塑性变形。
下面将对所述实施例的工作过程和效果进行描述。
在通过第二开口3b1将环插入到管道3中并且将环40设置在预定的位置处来将管道3的第二端部31固定在环40上的圆环状部分41b与隔壁11上的连接部19之间之前，通过使得弹性管道3上待装配到开口18a和19a中的部分发生很大的弹性变形，待固定在隔壁11上的连接部19中的弹性管道3可以被轻易地装配到开口18a和19a中，其中，所述隔壁11限定出了膨胀腔室14。
当环40被设置在管道3中的预定位置处时，在支腿42发生塑性变形之前，环40上的支腿42和卡持部43均位于管道3内，从支腿42上的弯曲部42b开始延伸的摆动部42c位于管道3的内表面33的径向内侧，而从摆动部42c突伸出来的卡持部43也位于管道3的内表面33的径向内侧。当支腿42上的弯曲部42b发生塑性变形时，摆动部42c与卡持部43一同沿径向向外转动，并且大体沿着管道的内表面33进行延伸，同时卡持部43啮合在圆环状沟槽34中。由此，环40可以被轻易地插入到管道3中，并且支腿42上的摆动部42c可以与卡持部43一同朝向管道3的内表面33发生转动，从而使得卡持部43啮合到圆环状沟槽34中。这样能容易地将环40与管道4组合起来。由于当环40在管道3中被推向预定的位置时，摆动部42c和卡持部43不会摩擦管道3的内表面33，从而防止或者抑制了对内表面33的损伤。卡持部43啮合在成形于管道内表面33上的圆环状沟槽34中，来将环40卡持在管道3中，并且该管道3被以气密方式牢固地保持在环40与连接部19之间，同时该管道3可以被长时间可靠地固定地保持在连接部19上。发生了塑性变形的摆动部42c大体沿着管道3的内表面33进行延伸，最好，沿着流体的流动方向与内表面33发生表面接触。从而，摆动部42c几乎不会阻碍流体穿过管道3的流动。因此，抑制了摆动部42c对流体流动的阻力，并且可以提高发动机的容积效率。
由于插入在管道3中的环40防止了环40从管道3中脱落和管道3与隔壁11发生分离，所以即使隔壁11无法提供一个用于一环绕管道3将该管道3固定到隔壁11上的固定构件的空间，管道3仍然可以被连接在隔壁11上，这是因为谐振器盖10上用于形成膨胀腔室14的部分10b和盖12被设置在一个环绕管道3的空间中。因此，对于本发明使用场合的限制很少。
由于摆动部42c沿径向向内延伸，并且带有与工具50发生接触的突起42e，所以即使卡持部43具有较小的径向尺寸并且摆动部42c发生了回弹，但是卡持部43仍然可以可靠地啮合在圆环状沟槽34中，无需对支腿42进行非常严格的尺寸控制。因为突起42e减小了工具50上的工作部52与摆动部42c之间的接触面积，并且减小了工具50相对于摆动部42c进行滑动的阻力，所以工具50可以被轻易地插入管道3中和从该管道3中取出。由于摆动部42c可以通过将单独一个工具50推入管道3内并且通过工具50上的工作部52向突起42e施加压力来使得支腿42上的弯曲部42b塑性变形，所以可以进一步有助于将环40与管道3组合起来的便利性。因此，可以进一步改善将环40与管道3组合起来的工作，对尺寸精度的要求可以降低，导致成本降低。通过改变支腿42的形状和突起42e的位置，可以轻易地改变待施加到工具50上的力，而无需更换工具50。通过改变支腿的形状和突起42e的位置，可以减小将工具50推入管道3内所必需的力，并且通过手动操作工具50，支腿42可以容易地发生塑性变形。由于工作部52被插入在管道3中，所以工具50相当小。因此，工具50可以被用于相当狭窄的膨胀腔室14内，在该膨胀腔室14中，隔壁11上的连接部19由谐振器盖10环绕起来，并且因此进一步减少了对将弹性管道3连接到相关构件上的空间的限制。
由于突起42e呈球形并且工具50上的工作部52大体与突起42e点接触，所以工具50相对于摆动部42c进行滑动的阻力很小，并且因此工具50可以被非常容易地推入管道3中和从该管道3中取出。由于管道3由一种弹性材料制成并且管道3的内表面33可以沿径向向外发生弹性变形，所以摆动部42c可以沿径向向外移动到内表面33上环绕在摆动部42c周围的部分之外。因此，卡持部43可以可靠地啮合在圆环状沟槽34中，并且摆动部42c可以可靠地在与管道3的内表面33发生表面接触的状态下进行延伸，尽管发生了塑性变形的摆动部42c会发生回弹。
工具50具有工作部52，该工作部52具有一个形状与第二端部31的内表面33形状相对应的圆柱形外表面53，并且能够与突起42e发生配合。因此，工具50的形状简单，即使支腿42的数目和形状发生了改变，也无需进行调整，只要使用相同的管道3，并且通常可以将各种类型的环与管道3组合起来。因此，工具50的成本和连接有管道3的进气系统的成本可以降低。
下面将对前述实施例的变型实施例进行描述。
在所述实施例中，工具50上圆筒形部分52a的外径被确定为能够使得该圆筒形部分52a与环40上的圆环状部分41b发生表面接触。圆筒形部分52a的外径也可以被确定为在该圆筒形部分52a与圆环状部分41b之间形成一个间隙，这将减小工具50相对于圆环状部分41b进行滑动的阻力，并且进一步有利于将工具50推入圆环状部分41b内和从该圆环状部分41b中拔出的工作。当圆筒形部分52a的直径由此而确定时，最好环40带有三个或者多个沿着圆边等距间隔设置的支腿42，来与管道3同轴地将工具50推入该管道3内。
在所述实施例中采用的环具有圆环状基部41。也可以使用具有一个部分呈圆环状的基部41的环40，所述基部41的相对端部限定出了一个周向间隙。尽管如果摆动部42c不带有突起42e将增大阻止工具50进行滑动的阻力和不利于将环40与管道3组合起来，但是由于考虑到发生了塑性变形的支腿42的回弹现象，必须对支腿42进行相当严格的尺寸控制，所以突起42e可以省略。
因为由管道3的第二端部31限定而成用于在其中装配环40的通道具有圆形横剖面，所以在所述实施例中采用的环40具有圆环状的基部41。但是由管道3的第二端部31限定而成用于在其中装配环40的通道也可以具有非圆形的横剖面，并且环40可以是一个具有非圆形横剖面的环。出口部17、边缘部18和19无需必须呈圆筒形或者圆环状，而可以是具有非圆形横剖面的管状或者圆环状部分。
尽管在所述实施例中采用的凹槽是圆环状沟槽34，但是该凹槽也可以是非圆环状沟槽。可以使用许多沿着圆边排布的分开的独立沟槽或者凹槽来替代圆环状沟槽34。
在对所述实施例的描述中所提及的弹性管道3，并非局限于包括在内燃机进气系统中的管道，而可以是能够在除内燃机之外的其它设备中限定出一个通道的管道，诸如气体或液体这样的流体穿过所述通道进行流动。待连接到弹性管道3上的相关构件可以是进气系统中除谐振器2之外的其它组件，可以是内燃机中除进气系统之外的其它系统中的组件，或者可以是除内燃机之外的其它设备中的组件。所述内燃机并非局限于机动车内燃机，而可以是除机动车内燃机之外的其它内燃机。
尽管在所述实施例中采用的环40是一个无接缝的整体式构件，具有通过对一张金属薄板进行压制而形成的基部41、支腿42以及卡持部43，但是环40也可以通过单独制取这些部分并且利用诸如焊接这样的连接措施对这些部件进行组装而形成。
尽管在所述实施例中环40上的弯曲部42b还用作将支腿42连接到基部41上的接头42d，但是相对于接头42d来说，弯曲部42b可以被成形在末端42a的侧面上。
尽管在所述实施例中，包括有连接部19的所述隔壁11，即一个连接有管道3的相关构件，全部由一种合成树脂制成，但是也可以仅有连接部19由一种硬度大于形成管道3的弹性材料硬度的材料制成，比如硬质合成树脂或者金属。
工具50可以通过出口导管20上的出口通道20a被送入膨胀腔室14内，而并非通过开口21。在这种情况下，工具50可以由一个致动器进行操控，而并非手动地对其进行操控。
环40可以用作一个加强构件，而并非用作一个用于将弹性管道紧固到相关构件上的紧固构件；由环40进行加强的管道可以通过简单地将环40装配到管道的一个端部中来形成。通过将这种被加强的管道装配到一个相关管道中，该被加强的管道可以被连接在所述相关管道上，并且利用一个紧固装置，比如环绕所述相关管道缠绕的紧固带，将所述相关管道紧固到被加强的管道上。
权利要求
1.一种将一根限定一通道(3a)用于运送一流体的弹性管道(3)的一端部(31)连接到一个包括有一连接部(19)的相关构件(11)上的方法，该方法通过将弹性管道(3)的端部(31)装配到相关构件(11)上的连接部(19)中来实现，该方法的特征在于包括利用一种比弹性管道(3)的材料更硬的材料来形成所述连接部(19)；通过弹性管道(3)的所述端部(31)的弹性变形将该端部(31)装配到相关构件(11)上的连接部(19)中；形成一个金属环(40)，该金属环(40)具有一个全部或者部分呈圆环状的基部(41)和多个沿着周边间隔开被连接在基部(41)上的支腿(42)，各个支腿(42)均具有一个从一弯曲部(42b)开始沿径向向内倾斜延伸的摆动部(42c)和一个位于摆动部(42c)的末端处的卡持部(43)；在卡持部(43)朝向前方的条件下将金属环(40)插入到弹性管道(3)的所述端部(31)中，并且将在弹性管道(3)中的金属环(40)置于预定的位置处，在该位置处，卡持部(43)和支腿(42)位于弹性管道(3)中，并且弹性管道(3)的所述端部(31)被保持在基部(41)与连接部(19)之间，同时将卡持部(43)啮合到一个成形于管道(3)的内表面(33)上的凹槽(34)中，来防止金属环(40)从管道(3)中移出；以及从位于所述预定位置处的金属环(40)内部径向向外对支腿(42)上的摆动部(42c)施加压力，使得摆动部(42c)沿径向向外发生塑性变形，来以这样一种方式使得摆动部(42c)与卡持部(43)一同位移，以致摆动部(42c)在流体的流动方向上沿着管道(3)的内表面(33)延伸，并且卡持部(43)被牢固地卡持处于啮合在凹槽(34)中的状态。
2.根据权利要求1中所述的连接方法，其特征在于通过将一个工具(50)推入位于所述预定位置处的金属环(40)内，使得摆动部(42c)发生塑性变形。
3.根据权利要求2中所述的连接方法，其特征在于所述工具(50)具有一个止动部(51)和一个直径小于止动部(51)的直径的工作部(52)，工具(50)的工作部(52)被插入到管道(3)中，深至止动部(51)与金属环(40)的基部(41)发生接触。
4.根据权利要求3中所述的连接方法，其特征在于所述金属环(40)上的摆动部(42c)分别带有沿径向向内突伸的突起(42e)，并且工具(50)上的工作部(52)与这些突起(42e)发生接触，并且向这些突起(42e)施加压力，来使得所述支腿发生塑性变形。
全文摘要
一种连接方法，采用了一个金属环(40)，该金属环(40)能够被容易地与一根弹性管道(3)，比如一根用于在内燃机的进气系统中限定出一条进气通道的管道，组合起来，并且能够将管道(3)保持在一个相关构件(11)上的合适位置处，对于管道(3)被连接到相关构件(11)上的场合来说限制很少。将通过发生塑性变形而被固定在弹性管道(3)中的金属环(40)具有一个基部(41)、多个支腿(42)以及卡持部(43)，所述卡持部(43)啮合在一个成形在管道(3)的内表面(33)上的圆环状沟槽(34)中，用以将金属环(40)卡持在管道(3)中。在支腿(42)发生塑性变形之前，支腿(42)和卡持部(43)均位于内表面(33)的内侧。管道(3)被装配在一个连接部(19)中，金属环(40)被插入在管道(3)中，从而将管道(3)固定在基部(41)与连接部(19)之间。随后，一个工具(50)被推入金属环(40)内，来使得支腿(42)发生塑性变形，以便支腿(42)大体沿着内表面(33)进行延伸，并且卡持部(43)啮合在圆环状沟槽(34)中。
文档编号F02M35/10GK1461903SQ03138530
公开日2003年12月17日 申请日期2003年5月26日 优先权日2002年5月28日
发明者平贵浩, 松本順博, 村田卓优 申请人:本田技研工业株式会社, 东洋沪机制造株式会社