液压配件插入件的制作方法

本发明总体涉及一种配件插入件，并且更具体地涉及一种用于与关联于机器的液压系统相关联的液压端口的螺纹式配件插入件。

背景技术：

与机器中的液压系统相关联的各种壳体中形成液压端口以允许流体通过。例如，可以使用高压泵来施用压力至诸如燃料和油的流体。作为进一步实例，螺纹式配件可以加工成与液压端口对接。例如，美国专利第7,290,476号总体上描述了一种旋入液压端口中的配件。该配件是空心的并且促进流体流过液压端口。

然而，随着时间的变化，壳体中的螺纹可由于螺纹式配件的重复安装和移出而磨损，从而阻止壳体的再使用。另外，尤其在高压条件(例如，5000psi)下，壳体螺纹的修复可导致壳体产生裂纹或裂缝以及配件与端口界面之间的流体泄漏。例如，某些修复通常包括使用螺旋旋管插入件来修复螺纹。这导致泄漏的配件的百分比高于O形环和/或引起前述壳体故障。本发明解决了现有技术的这些和其它缺点。

技术实现要素：

一方面，插入件包括邻近第一端形成的凸缘、邻近与第一端相对的第二端形成的密封特征，以及延伸在第一端与第二端之间的圆柱形外表面。圆柱形外表面上面形成有外部锯齿螺纹。

在又一方面中，液压系统包括具有由孔内表面限定的壳体孔的壳体。该孔内表面上面形成有内螺纹；以及插入件，其具有邻近第一端形成的凸缘、邻近与第一端相对的第二端形成的密封特征，以及延伸在第一端与第二端之间的圆柱形外表面。圆柱形外表面具有配置成与壳体孔的内螺纹啮合的外部锯齿螺纹，且该密封特征和凸缘配置成与壳体对接以提供流体密封。

在又一方面中，一种提供用于配件的联接接口的方法包括提供具有由孔内表面限定的壳体孔的壳体并且将插入件联接至该壳体。该孔内表面上面形成有内螺纹。该插入件具有邻近第一端形成的凸缘、邻近与第一端相对的第二端形成的密封特征，以及延伸在第一端与第二端之间的圆柱形外表面。圆柱形外表面具有外部锯齿螺纹。外部锯齿螺纹与壳体孔的内螺纹啮合以促进机械联接。该密封特征和凸缘与壳体对接以提供流体密封。

附图说明

图1是根据本发明的方面的液压系统的透视图，该液压系统可以用于控制与液压系统相关联的流体流。

图2是图1的液压系统的分解视图。

图3是根据本发明的方面的沿着图1的线3-3截取并且示出一端上形成压缩界面的插入件的液压系统的部分横截面视图。

图4是图3的插入件的俯视图。

图5是图3的插入件的侧视图。

图6是图5的沿着线6-6截取的插入件的横截面视图。

图7是图3的插入件的仰视图。

图8是根据本发明的另一个方面的类似于图3的高压泵系统的横截面视图，其示出一端上形成凿形边缘接口的插入件。

图9是图8的插入件的俯视图。

图10是图8的插入件的侧视图。

图11是图10的沿着线11-11截取的插入件的横截面视图。

图12是图8的插入件的仰视图。

图13是根据本发明的又一方面的类似于图3的高压泵系统的横截面视图，其示出形成于壳体中适用于接收插入件的至少一部分的环形通道。

图14是图13的插入件的俯视图。

图15是图13的插入件的侧视图。

图16是图15的沿着线16-16截取的插入件的横截面视图。

图17是图13的插入件的仰视图。

具体实施方式

现在参考附图，其中相同参考标号是指相同元件，说明了可以结合机器的液压系统使用的液压系统100。例如，机器具有内燃机，其适用于燃烧燃料以释放其中的化学能量并且将该能量转换为机械动力。此内燃机可以用于对机器提供动力。该机器可以是诸如在运输中所使用的卡车的“长途运输”车辆，或可以是执行与诸如采矿、建筑、农业、运输的行业或本领域中已知的任何其它行业相关联的某些类型的操作的任何其它类型的机器。例如，该机器可以是越野卡车、运土机器，诸如轮式装载机、挖掘机、倾卸卡车、反铲挖土机、自动平地机、材料装卸机等。术语“机器”还可以指代固定设备，如由内燃机驱动发电的发电机。液压系统可以是利用诸如燃料、油、液压流体、冷却流体、传动流体等的流体的任何系统。

参考图1至3，液压系统100可以包括壳体102、插入件104和配件106。液压系统100可以包括除图中所说明的部件和部件配置之外的部件和部件配置。作为实例，液压系统100可以是诸如流体泵的高压泵的部分。然而，液压系统可以是如本文所限定的其它类型的系统。另外，本发明可以结合液压系统的任何部件使用。

一方面，壳体102可以包括由孔内表面108限定的一个或多个壳体孔(例如，端口)。这样的壳体孔可以促进流体至/来自由壳体102限定的内部腔室110的流动。壳体孔被示为具有总体上圆柱形形状，然而，也可以使用其它形状和大小。凹入肩部112可以形成在壳体102中邻近一个或多个壳体孔的端部。作为实例，凹入肩部112可以具有环形形状。作为进一步实例，凹入肩部112可以围绕壳体孔的周边延伸。一个或多个壳体孔的孔内表面108的上面可以形成有内螺纹114。内部肩部115可以形成在孔内表面108中。作为实例，内部肩部115可以配置成与插入件104的部分对接以在其间形成流体密封。作为进一步实例，内部肩部115可以相对于孔径向地向内成角度以使接收的插入件104的至少一部分压缩。一方面，壳体可以由低抗拉伸材料(例如，具有低于45kpsi的拉伸强度的材料，诸如1050A铝，其具有约11.6kpsi的拉伸强度)形成。还预期并且可以使用诸如较高抗拉伸材料的其它材料。

一方面，插入件104与如图3中所示的配件106相比可以在壳体102中更进一步延伸。另外，插入件104的进一步延伸可造成将插入件定位在壳体的较厚部分中。将插入件的密封部分定位至壳体更深处(其中该壳体具有足够大强度以抵抗压力且无裂纹和故障)允许在壳体故障的风险最小的情况下实现配件功能。一旦密封件形成在更深、强度更大的壳体部分中，插入件便将具有足够大强度来将流体通过壳体的较弱部分传输至配件。

参考图3至7，插入件104可以包括邻近第一端118形成的凸缘116、邻近与第一端118相对的第二端122形成的密封特征120，以及延伸在第一端118与第二端122之间的圆柱形外表面124。一方面，插入件104具有由内表面126限定的插入件孔。作为实例，内表面126上面可以形成有内螺纹128。作为进一步实例，插入件104可以由高抗拉伸材料形成，该材料诸如具有超过100,000psi(115kpsi)的拉伸强度的1144耐压钢。还预期并且可以使用其它材料。

一方面，凸缘116可以具有顶面130、底面132、配置成接收配件的内表面134以及外表面136。顶面130可以配置成与配件106的部分对接。底面132可以配置成与壳体102的部分对接。作为实例，底面132可以邻接形成在壳体102中的凹入肩部112以用作深度止动件。作为进一步实例，凸缘116可以座接在形成于壳体102中的凹入肩部112中使得凸缘116的顶面130基本上与壳体102的部分齐平。内表面134可以将凸缘孔限定为插入件孔的部分，并且具有与插入件孔相同或不同的内径。作为实例，内表面134可以是限定凸缘孔的不同内径的斜面。作为进一步实例，内表面134可以终止于形成在插入件孔的内表面126上的内螺纹128处。外表面136可以从插入件孔径向地向外延伸。作为实例，外表面136可以延伸超出圆柱形外表面124。

一方面，密封特征120可以是形成于第二端122上的机械特征。作为实例，密封特征120可以包括由具有外曲面138、内曲面140和底部界面表面142的环限定的压缩界面。外曲面138可以具有与内曲面140的曲率半径相同或不同的曲率半径。作为实例，外曲面138可以具有小于内曲面140的曲率半径的曲率半径。密封特征120可以相对于圆柱形外表面124向内成锥形。外曲面138可以配置成邻接壳体102的部分。作为实例，当插入件104设置在壳体孔内时，外曲面138可以邻接壳体102的内部肩部115。因而，外曲面138可以径向地收缩以与壳体102的内部肩部115形成液压密封。随着液压压力的引入，压力推抵内曲面140，从而增强密封效果。

一方面，圆柱形外表面124可以包括形成在上面的外螺纹144。作为实例，外螺纹144可以是或包括锯齿螺纹。其它螺纹可以用于将可促成壳体102裂开的径向向外力最小化并且产生最佳轴向力。作为进一步实例，外螺纹144可以配置成与壳体孔的内螺纹114啮合(例如，接合)。

返回至图1至3，配件106可以是空心配件以允许流体通过该配件。当配件106设置在插入件孔内时，配件106可以具有配置成与插入件孔的内螺纹128啮合的外螺纹146。一方面，环形密封件148(例如，O形环)可以设置在配件106与插入件104之间以在其间提供流体密封。作为实例，环形密封件148可以设置成邻近插入件104的凸缘116。作为进一步实例，环形密封件148可以设置成邻近插入件104的凸缘116的内表面134。插入件104的内部可以遵循任何标准的配件配置，诸如SAE-6，或可以遵循任何独特设计。

参考图8至12，说明了包括具有密封特征220的插入件204的液压系统200的方面。一方面，壳体202可以包括由孔内表面208限定的一个或多个壳体孔(例如，端口)。壳体孔被示为具有总体上圆柱形形状，然而，还预期并且可以使用其它形状和大小。凹入肩部212可以形成在壳体202中邻近一个或多个壳体孔的端部。作为实例，凹入肩部212可以具有环形形状。作为进一步实例，凹入肩部212可以围绕壳体孔的周边延伸。一个或多个壳体孔的孔内表面208的上面可以形成有内螺纹214。内部肩部215可以形成在孔内表面208中。作为实例，内部肩部215可以配置成与插入件204的部分对接以在其间形成流体密封。

一方面，插入件204可以包括邻近第一端218形成的凸缘216、邻近与第一端218相对的第二端222形成的密封特征220，以及延伸在第一端218与第二端222之间的圆柱形外表面224。一方面，插入件204具有穿过其中形成的插入件孔，该插入件孔由上面形成有内螺纹228的内表面226限定。作为实例，插入件204可以由高抗拉伸材料形成。还预期并且可以使用其它材料。

一方面，凸缘216可以具有顶面230、底面232、内表面234以及外表面236。然而，因为安装深度是由插入件的转矩、壳体的拉伸强度以及插入件的拉伸强度确定，所以不需要凸缘216。顶面230可以配置成与配件106的部分对接。底面232可以配置成与壳体202的部分对接。作为实例，底面232可以邻接(例如，接触)形成在壳体202中的凹入肩部212。作为进一步实例，凸缘216可以座接在形成于壳体202中的凹入肩部212中使得凸缘216的顶面230基本上与壳体202的部分齐平。内表面234可以将凸缘孔限定为插入件孔的部分，并且具有与插入件孔相同或不同的内径。作为实例，内表面234可以是限定凸缘孔的不同内径的斜面。作为进一步实例，内表面234可以终止于形成在插入件孔的内表面226上的内螺纹228处。外表面236可以从插入件孔径向地向外延伸。作为实例，外表面236可以延伸超出圆柱形外表面224。

密封特征220可以是形成在插入件204的第二端222上的机械特征。作为实例，密封特征220可以包括由形成在底部界面表面242中的凿形边缘250限定的压缩界面。底部界面表面242可以配置成邻接壳体202的部分使得凿形边缘250嵌入在壳体202中。作为实例，当插入件204设置在壳体孔内时，底部界面表面242可以邻接壳体202的内部肩部215。凿形边缘250可以具有环形形状或其它形状、图案、大小、角度和配置。

一方面，圆柱形外表面224可以包括形成在上面的外螺纹244。作为实例，外螺纹244可以是或包括锯齿螺纹。其它螺纹可以用于将可促成壳体202裂开的径向向外力最小化并且产生最佳轴向力。作为进一步实例，外螺纹244可以配置成与壳体孔的内螺纹214啮合。

一方面，插入件204与如图8中所示的配件106相比可以在壳体202中更进一步延伸。另外，插入件204的进一步延伸可造成将插入件204定位在壳体的较厚部分中。将插入件的密封部分定位至壳体更深处(其中该壳体具有足够大强度以抵抗压力且无裂纹和故障)允许在壳体故障的风险最小的情况下实现配件功能。一旦密封件形成在更深、强度更大的壳体部分中，插入件便将具有足够大强度来将流体通过壳体的较弱部分传输至配件。

参考图13至17，说明了包括具有通道350的壳体302以及具有密封特征320的插入件304的液压系统300的方面。一方面，液压密封是由通道350(例如，形成在壳体孔中的圆锥形突出体)与密封特征320(例如，形成在插入件304的端部上的圆柱形接收器)之间的界面实现。一方面，壳体302可以包括由孔内表面308限定的一个或多个端口或壳体孔。壳体孔被示为具有总体上圆柱形形状，然而，也可以使用其它形状和大小。凹入肩部312可以形成在壳体302中邻近一个或多个壳体孔的端部。作为实例，凹入肩部312可以具有环形形状。作为进一步实例，凹入肩部312可以围绕壳体孔的周边延伸。一个或多个壳体孔的孔内表面308的上面可以形成有内螺纹314。内部肩部315可以形成在孔内表面308中。通道350可以形成在内部肩部315中并且配置成接收插入件304的密封特征320。通道350可以具有任何形状和配置。当实现锥形锁密封时，可以相对于壳体孔径向地向外施用压力。通道350可以邻接插入件304的部分以用这样的径向向外力支撑插入件。作为实例，通道350和密封特征320的形状、角度和/或锥度可以不相同。因而，通道350和/或内部肩部315可以变形来符合插入件304的密封特征320的角度，从而形成牢固密封。液压推抵下部拉伸壳体302可以使得肩部315膨胀至插入件304中，从而增强密封效果。

一方面，插入件304可以包括邻近第一端318形成的凸缘316、邻近与第一端318相对的第二端322形成的密封特征320，以及延伸在第一端318与第二端322之间的圆柱形外表面324。一方面，插入件304具有由内表面326限定的插入件孔。作为实例，内表面326上面可以形成有内螺纹328。作为实例，插入件304可以由高抗拉伸材料形成。还预期并且可以使用其它材料。

一方面，凸缘316可以具有顶面330、底面332、内表面334以及外表面336。顶面330可以配置成与配件106的部分对接。底面332可以配置成与壳体302的部分对接。作为实例，底面332可以邻接形成在壳体302中的凹入肩部312。作为进一步实例，凸缘316可以座接在形成于壳体302中的凹入肩部312中使得凸缘316的顶面330基本上与壳体302的部分齐平。内表面334可以将凸缘孔限定为插入件孔的部分，并且具有与插入件孔相同或不同的内径。作为实例，内表面338可以是限定凸缘孔的不同内径的斜面。作为进一步实例，内表面334可以终止于形成在插入件孔的内表面326上的内螺纹328处。外表面336可以从插入件孔径向地向外延伸。作为实例，外表面336可以延伸超出圆柱形外表面324。

密封特征320可以是或包括形成在插入件304的第二端322上的机械特征。作为实例，密封特征320可以包括配置成与通道350对接的环形环。密封特征320可以包括内表面340，其将密封孔限定为插入件孔的部分并且具有与插入件孔相同或不同的内径。作为实例，内表面340可以是限定密封孔的不同内径的斜面。作为进一步实例，内表面340可以邻接通道350的部分以在插入件304设置在壳体孔内时促进流体密封。密封特征320可以包括配置成邻接壳体302的部分(诸如例如通道350的部分)的底部界面表面342。

一方面，圆柱形外表面324可以包括形成在上面的外螺纹344。作为实例，外螺纹344可以是或包括锯齿螺纹。其它螺纹可以用于将可促成壳体302裂开的径向向外力最小化并且产生最佳轴向力。作为进一步实例，外螺纹344可以配置成与壳体孔的内螺纹314啮合。

一方面，插入件304与如图13中所示的配件106相比可以在壳体302中更进一步延伸。另外，插入件304的进一步延伸可造成将插入件304定位在壳体的较厚部分中。

工业实用性

本发明可适用于任何流体系统，例如，可以结合机器(诸如具有内燃机的机器)使用的系统，该内燃机适用于燃烧燃料以释放其中的化学能量并且将该能量转换为机械动力。本文所述的插入件104、204、304可以机械地联接至任何部件的任何螺纹端口、孔或孔口。插入件104、204、304可以约100,000psi的屈服强度将壳体孔的螺纹和端口轮廓保留在壳体孔的内螺纹上。这样的插入件104、204、304将壳体孔的内螺纹归因于配件106的安装和移除引起的磨损最小化。密封特征120、220、320最小化并且可以消除对设置在插入件104、204、304与壳体102、202、302之间的O形环或弹性密封件的需要。

在操作中，壳体102、202、302可以钻孔并且刻螺纹以接受插入件104、204、304。粘附剂可以涂敷至插入件104、204、304并且可以被旋入壳体102、202、302中。配件106接着可以被旋入插入件104、204、304中。通常可以按需要移除配件106，并同时将插入件104、204、304或壳体102、202、302中的螺纹的磨损的风险最小化。

一方面，插入件104、204、304与配件106相比可以在壳体102、202、302中更进一步延伸，从而归因于插入件104、204、304的大小增加而提供更大强度。另外，插入件104、204、304的进一步延伸可以造成将插入件104、204、304定位在壳体102、202、302的较厚部分中，从而造成降低壳体102、202、302出现故障的可能性。另外，插入件104、204、304的进一步延伸可以造成将负荷展开在更大表面面积上，从而造成降低壳体102、202、302出现故障的可能性。最后，插入件104、204、304的进一步延伸可以造成降低泄漏的可能性。

将明白的是，前述描述提供所公开系统和技术的实例。然而，预期本发明的其它实施方式可以在细节上不同于前述实例。对本发明或其实例的所有参考旨在参考针对所述点所讨论的特定实例，而不是旨在对本发明更宽的范围进行任何限制。除非另有指示，否则所有关于某些特征的区别和贬低的语言旨在指示所述特征并非优选的，而不是将所述特征从本发明的范围中完全排除。除非本文另有指示或者上下文明显矛盾，否则可以任何合适顺序执行本文所述的所有方法。