专利名称：管接头结构和制造该结构的方法
技术领域：
本发明涉及管接头结构及其制造方法，更具体地涉及适于在车辆中所用的热交换介质输入管或热交换介质排出管或两者与热交换器芯之间形成连接的管接头结构及其制造方法。
背景技术：
一种公知的在热交换介质输入管或热交换介质排出管或两者与热交换器芯之间形成连接的管接头结构示于图12中。这类结构在日本专利申请号JP-A-2004-36944中公开。图12中，管接头100具有法兰101以及管道102、103。插入管道102、103的贯穿孔104、105贯穿成形在法兰101上。法兰凹槽部106、107成形在法兰101的管道插入侧的贯穿孔104、105的圆周部上。法兰凹槽部106、107为如图13所示的多边形，或锯齿形。另一方面，从各自管道上径向伸出的凸缘108、109设置在管道102、103的端部。
在这种管接头结构中，管道102的凸缘108的外径b略大于法兰凹槽部106的内径a，管道103的凸缘109的外径d略大于法兰凹槽部107的内径c。通过将凸缘108、109分别压配在法兰凹槽部106、107上，使管道102、103连接至法兰101。
然而，在上述将管道的凸缘部压配在法兰凸缘部上的压配方法中，凸缘可能发生变形或破损，连接强度可能减弱。此外，当凸缘为圆形且法兰凹槽部为多边形时，如图13所示，在凸缘和法兰凹槽部之间会形成缝隙110，两者之间的连接区域减小，连接强度可能减弱。此外，当法兰凹槽部为多边形或锯齿形时，由于其难于或不可能通过切削成形，因此需要锻造或铸造，这可能增加法兰的制造成本。而且，存在冷凝集聚在缝隙110内的风险，从而有可能发生所谓的冷冻穿孔。
发明内容
因此，需要一种管接头结构及其制造方法，其可以将管道和法兰牢固可靠地连接并能降低制造成本。
为了实现前述和其它目的，根据本发明的管接头结构包括至少一管道和一法兰，该管道具有从至少一管道上径向伸出的凸缘，法兰具有贯穿所述管道一端部成形的管道插入孔和在所述管道插入孔圆周部上设置的适于容纳所述凸缘的法兰凹槽部，其特征在于所述法兰凹槽部的内径大于所述凸缘的外径，且所述管道凸缘可沿径向塑性变形使得所述凸缘与所述法兰凹槽部的内表面形成面接触。
在这种管接头结构中，由于法兰凹槽部的内径大于管道凸缘的外径，该凸缘可以预定运动量(例如，运动范围或自由度)插入法兰凹槽部内。在这种情况下，管道凸缘能沿径向塑性变形，并且可使变形的凸缘与法兰凹槽部的内表面接触。这样，在预防了凸缘压配在法兰凹槽部内的公知管接头结构中凸缘的不期望的变形或破损的同时，可以方便牢固地将管道连接在法兰上。此外，因为在凸缘与法兰凹槽部之间没有像图13中所示的公知结构中的间隙，冷冻穿孔的风险可以降低、减小或消除。
在根据本发明的管接头结构中，优选所述凸缘为环形。此外，所述凸缘具有通过将所述管道的一部分径向突出而成形的突出部。
此外，优选上述塑性变形前管道凸缘的轴向厚度大于法兰凹槽部的深度。在这种结构中，当凸缘塑性变形时，管道插入侧的凸缘表面和和法兰表面可以相互齐平。
此外，优选法兰凹槽部为超过半圆的圆弧。当法兰凹槽部为超过半圆的圆弧且凸缘为环形时，由于凸缘和法兰凹槽部的内表面可相互形成面接触而不存在缝隙，两者之间可获得高强度的连接。此外，由于弧式法兰凹槽部可以方便地通过机械加工例如切削加工成形，这种结构可以使制造成本降低。
在本发明中，多个管道插入孔可以贯穿该法兰成形，多个法兰凹槽部可成形在法兰上，多根管道分别插入管道插入孔内。例如，一根管道可以用作进入热交换器的热交换介质输入管，另一根管道用作离开热交换器的热交换介质排出管。
此外，优选该法兰凹槽部为锥形，其直径朝向管道插入侧逐渐减小。在这种结构中，管道和法兰可以更牢固地连接，并可以更可靠地防止塑性变形凸缘从法兰凹槽部等中移出。
在根据本发明的管接头结构的制造方法中，将具有从其径向伸出的凸缘的管道端部插入法兰的管道插入孔内，且所述管道凸缘装配在所述管道插入孔圆周部上设置的法兰凹槽部内。该方法包括如下步骤将所述管道凸缘插入所述法兰凹槽部内；并使所述插入凸缘沿径向塑性变形，令所述凸缘与所述法兰凹槽部的内表面形成面接触。
在这种方法中，法兰凹槽部的内径可大于管道凸缘的外径，凸缘可能以具有预定运动量的状态插入法兰凹槽部内。在这种状态下，管道凸缘可以沿径向塑性变形，并且可使变形的凸缘与法兰凹槽部的内表面接触。这样，在预防了凸缘压配在法兰凹槽部内的公知管接头结构中凸缘的不期望的变形或破损的同时，可以方便牢固地将管道连接在法兰上。此外，因为在凸缘与法兰凹槽部之间没有图13中所示的公知结构中的间隙，冷冻穿孔的风险可以降低、减小或消除。
从而，在根据本发明的管接头结构和该结构的制造方法中，管道凸缘的不期望的变形或破损可以降低、减小或消除，管道可以方便牢固地连接到法兰上。
对于本领域技术人员而言，通过下面对本发明优选实施例的详细描述和附图，本发明的其它目的、特征和优点将是显而易见的。
为了更好地理解通过本发明满足的需要，以及其目的、特征和优点，现参考结合附图的如下描述。
图1是根据本发明一个实施例的管接头结构的截面图。
图2是图1中管接头结构中法兰的平面图。
图3是沿图2中III-III线剖开的图2中法兰的截面图。
图4是图1中结构的放大截面图，显示了凸缘塑性变形前管道插入法兰凹槽部时的插入状态。
图5A和图5B是图1中结构的截面图，显示了制造该结构的方法。
图6是图1中结构的局部截面图，显示了凸缘塑性变形时凸缘和法兰凹槽部之间的接触状态。
图7是根据请求保护的发明的另一实施例的法兰平面图。
图8是根据请求保护的发明的又一实施例的法兰平面图。
图9是根据请求保护的发明的再一实施例的法兰平面图。
图10A和10B根据本发明的另一实施例的管接头结构的截面图，显示了制造该结构的过程。
图11是根据图10A和10B中实施例的结构中法兰的放大的局部截面图。
图12是公知的管接头结构的分解截面图；图13是公知的管接头结构的截面图，显示了凸缘和法兰凹槽部之间的接触状态。
具体实施例方式
图1描述了根据本发明一个实施例的管接头结构1。图1中，管接头结构1包括管道2、3以及法兰4。在本实施例中，管道2用作进入热交换器的热交换介质输入管，管道3用作离开热交换器的热交换介质排出管。环形凸缘5、6分别设置在管道2、3上。在本实施例中，凸缘5、6成形为管道2、3的突出部，各自通过将管道2或3上的一部分径向向往突出而成形。这些突出部可以通过压制或类似方法方便地成形。
如图2和图3所示，贯穿法兰4成形的管道插入孔7、8以容纳管道2、3的端部。圆形法兰凹槽部9、10在法兰4的表面16上绕管道插入孔7、8成形，在管道插入侧成形以容纳凸缘5和6。法兰凹槽部9、10的内径p、q分别大于凸缘5、6相应的外径r、s。
如图4所示，凸缘5、6变形前，法兰凹槽部9、10的深度m小于管道2或3的凸缘5和6的轴向厚度n。上述m和n之间的关系优选为n≥m，更优选地，m和n之间的比率在0.5≤m/n≤1的范围内。
下面说明上述实施例中管接头结构1的制造方法。
首先，管道2、3的端部插入法兰4的管道插入孔7、8内，管道2、3的凸缘5、6装配在相应的法兰凹槽部9、10上。因为法兰凹槽部9、10的内径p、q大于凸缘5、6的外径r、s(即，p＞r和q＞s)，凸缘5、6以预定运动量插入法兰凹槽部9、10中，如图4所示。然后，如图5A所示，凸缘5、6可以从上侧被压制，例如通过冲压机11压制，且凸缘5、6可能分别沿径向塑性变形。因为冲压机11可能包含其中成形的孔12和13，相应管道2、3的连接部14、15(例如，被连接至膨胀阀的连接部)不变形，所以仅凸缘5、6按照孔12、13的外圆周部沿径向塑性变形。在本实施例中，如图5B所示，凸缘5、6塑性变形为与法兰4的管道插入侧的表面16齐平。
凸缘5、6塑性变形使得其与法兰凹槽部9、10的内表面17、18接触，并且在整个圆周上不出现间隙。在本实施例中，尽管各法兰凹槽部9、10可以成形为圆形，且各凸缘5、6的整个圆周与各内表面17、18形成面接触，如果环形凸缘5或6圆周的一半以上(即，＞50％)与内表面17或18接触，则可实现管道与法兰之间足够强度的连接。因此，法兰凹槽部9、10可以分别成形为如图7-9所示的超过半圆的圆弧。此外，由于这些圆形或圆弧形的法兰凹槽部可以方便地通过机械加工，例如切削加工制造，相比需要锻造或铸造的公知制造方法，法兰的制造成本大大降低。
此外，在本实施例中，因为法兰凹槽部9、10的内径p、q分别大于凸缘5、6的外径r、s，凸缘5、6以预定运动量插入法兰凹槽部9、10中。当凸缘5、6沿管道2、3的径向方向塑性变形时，塑性变形的凸缘5、6分别与法兰凹槽部9、10的内表面17、18面接触。这样，在预防了凸缘压配在法兰凹槽部内的公知结构凸缘的不期望的变形或破损的同时，可以方便牢固地将管道2、3连接在法兰4上。此外，因为在凸缘5、6与法兰凹槽部9、10之间可能没有缝隙，可预防冷冻穿孔。
图10A和10B描述了根据本发明另一实施例的管接头结构和该结构的制造方法。法兰19的各法兰凹槽部20、21成形为锥形，其直径朝向法兰19的管道插入侧的表面22逐渐减小，如图11所示。此外，在本实施例中，如图10A所示，凸缘5、6可以从上侧压制，例如通过冲压机23压制，并且，如图10B所示，凸缘5、6可以塑性变形至法兰凹槽部20、21内，且凸缘5、6与法兰19可以相互牢固地连接。在本实施例中，由于各法兰凹槽部20、21为锥形，其直径朝向管道插入侧的表面22逐渐减小，可以更可靠地防止凸缘5、6从法兰凹槽部20中移出。因此，管道和法兰之间的连接得以加强。
根据本发明的管接头结构和该结构的制造方法可以推广应用至多种包括管道和法兰的接头结构上，尤其适于车辆中所用的热交换介质输入管或热交换介质排出管或两者与热交换器芯之间的连接。
尽管已经结合优选实施例描述了本发明，应该意识到，对于本领域技术人员而言，可以对上述优选实施例进行变化和修改而不脱离本发明的范围。对于本领域技术人员而言，考虑到说明书或此处公开的本发明实施例，其它实施例将是显而易见的。说明书和所述示例仅出于示例的目的，本发明的真正范围由所附权利要求指定。
权利要求
1.一种管接头结构，包括至少一管道和一法兰，该管道具有从每一所述至少一管道上径向伸出的凸缘，该法兰具有贯穿所述管道一端部成形的管道插入孔和在所述管道插入孔的圆周部上设置的适于容纳所述凸缘的法兰凹槽部，其中，所述法兰凹槽部的内径大于所述凸缘的外径，且所述管道凸缘可沿径向塑性变形以使得所述凸缘与所述法兰凹槽部的内表面形成面接触。
2.如权利要求1所述的管接头结构，其特征在于所述凸缘为环形。
3.如权利要求1所述的管接头结构，其特征在于所述凸缘具有通过将所述管道的一部分径向突出而成形的突出部。
4.如权利要求1所述的管接头结构，其特征在于塑性变形前，所述管道凸缘的轴向厚度大于所述法兰凹槽部的深度。
5.如权利要求1所述的管接头结构，其特征在于所述法兰凹槽部为超过半圆的圆弧。
6.如权利要求1所述的管接头结构，其特征在于所述法兰包括多个贯穿成形的管道插入孔以及其中成形的多个法兰凹槽部，多根管道分别容纳在所述管道插入孔内。
7.如权利要求1所述的管接头结构，其特征在于所述法兰凹槽部为锥形，其直径朝向管道插入侧逐渐减小。
8.如权利要求1所述的管接头结构，其特征在于所述法兰用于将热交换介质输入管或热交换介质排出管或两者连接到热交换器芯上。
9.一种制造管接头结构的方法，其中，将具有从其径向伸出的凸缘的管道端部插入法兰的管道插入孔内，且所述管道凸缘装配在所述管道插入孔圆周部上设置的法兰凹槽部内，包括如下步骤将所述管道凸缘插入所述法兰凹槽部内；并使所述插入凸缘沿径向塑性变形，令所述凸缘与所述法兰凹槽部的内表面形成面接触。
全文摘要
一种管接头结构，包括一管道和一法兰，该管道具有径向伸出的一凸缘，该法兰具有贯穿所述管道一端部成形的管道插入孔以及在所述管道插入孔圆周部上设置的成形来容纳所述凸缘的法兰凹槽部。法兰凹槽部的内径大于所述凸缘的外径，且所述凸缘可沿径向塑性变形使得该凸缘与所述法兰凹槽部的内表面之间面接触。所述管道和法兰可以相互牢固地连接，其制造成本可以大大降低。
文档编号F16L41/08GK1815134SQ20051012161
公开日2006年8月9日 申请日期2005年12月7日 优先权日2004年12月7日
发明者千叶朋广, 渡边彰道 申请人:三电有限公司