专利名称：管道和端口之间的密封连接的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及管道和端ロ之间的连接，更具体地涉及没有螺纹的管道和端ロ之间的密封连接。
背景技术：
在各种应用中的许多部件由不锈钢制成。例如，用于ー些当前可获得的氢罐系统的阀、管道和配件由不锈钢制成。然而，不锈钢是昂贵的，将希望的是在可能的情况下以较低成本的材料(如铝)代替不锈钢。以铝代替全部部件是不可 行的，ー些部件将保持为不锈钢的。由于在ー些部件中以其他金属代替不锈钢，连接需要在不同部件之间以不同材料(如不锈钢和铝)制成。利用这种连接的一个问题在干，当不锈钢夹圈配件拧到铝端口中时会发生磨损。此外，隙间腐蚀会在存在水的情况下在两种不同金属之间发展，其可能会在它们之间飞溅或在它们之间冷凝。
发明内容
本发明的ー个方面是ー种形成由不同金属制成的管道和端ロ之间的密封连接的方法。在一个实施例中，该方法包括将定位在塑料垫圈中的管道插入端ロ的开口中，管道由第一金属制成并且端ロ由第二金属制成；将工具插入管道中，所述工具包括可扩展部分和能够增加工具直径的内部楔形物；在管道中旋转工具并且使用内部楔形物増加工具直径，工具増加的直径増加了管道的直径并且在管道中的第一位置处在管道和端ロ之间形成第一密封；以及从管道中取出工具。本发明的另ー个方面是ー种由第一金属制成的管道和由第二金属制成的端ロ之间的密封连接。在一个实施例中，密封连接包括管道和端ロ之间的第一密封，围绕管道的塑料垫圈，所述管道定位在端ロ的开口中，管道具有初始直径，管道相比于初始直径在第一密封处具有増加的直径，管道在第一密封处与端ロ接触。本发明还提供了以下方案
I. 一种在由不同金属制成的管道和端ロ之间形成密封连接的方法，所述方法包括
将定位在塑料垫圈中的管道插入端ロ的开口中，所述管道由第一金属制成并且所述端ロ由第二金属制成；
将工具插入所述管道中，所述工具包括可扩展部分和能够增加工具直径的内部楔形
物；
在所述管道中旋转工具并且使用所述内部楔形物増加工具直径，工具増加的直径増加了所述管道的直径并且在所述管道中的第一位置处在所述管道和所述端ロ之间形成第一密封；以及
从所述管道中取出所述工具。2.如方案I所述的方法，其特征在于，所述可扩展部分包括分开管状加固物，所述分开管状加固物包括管，所述管沿管长度的一部分具有至少ー个切ロ。3.如方案7所述的方法，其特征在于，沿管长度的所述部分具有至少两个切ロ。4.如方案I所述的方法，其特征在于，所述可扩展部分在端部上具有突起。5.如方案4所述的方法，其特征在于，所述突起为半圆形或三角形的。6.如方案I所述的方法，其特征在于，工具直径通过向上拉动所述内部楔形物而增加。7.如方案I所述的方法，其特征在于，所述内部楔形物 在端部上具有截头锥，并且其中所述截头锥在所述内部楔形物被向上拉动时向外推动所述可扩展部分。8.如方案I所述的方法，其特征在于，所述工具由工具钢制成。9.如方案I所述的方法，其特征在于，其进ー步包括
将所述工具运动到所述管道中的第二位置；以及
在所述管道中旋转工具并且使用所述内部楔形物増加工具直径，工具増加的直径増加了所述管道的直径并且在所述管道中的第二位置处在所述管道和所述端ロ之间形成第二密封。10.如方案I所述的方法，其特征在于，第一金属为不锈钢，第二金属为铝。11.如方案I所述的方法，其特征在于，在所述管道中旋转工具并且使用所述内部楔形物増加工具直径是同时完成的。12.如方案I所述的方法，其特征在于，在所述工具旋转时所述管道静止。13.如方案I所述的方法，其特征在于，在所述管道和所述工具之间的外围速度中
具有差异。14.如方案I所述的方法，其特征在于，在所述内部楔形物和所述可扩展部分之间的外围速度中具有差异。15. ー种由第一金属制成的管道和由第二金属制成的端ロ之间的密封连接，所述密封连接包括
所述管道和所述端ロ之间的第一密封，围绕所述管道的塑料垫圈，所述管道定位在端ロ的开口中，所述管道具有初始直径，所述管道相比于初始直径在第一密封处具有増加的直径，所述管道在第一密封处与所述端ロ接触。16.如方案15所述的密封连接，其特征在于，所述塑料垫圈形成第一密封的部件。17.如方案15所述的密封连接，其特征在干，所述管道在第一密封处与所述端ロ直接接触。18.如方案15所述的密封连接，其特征在干，其进ー步包括在离第一密封一定距离处定位的所述管道和所述端ロ之间的第二密封，所述管道相比于初始直径在第二密封处具有増加的直径，所述管道在第二密封处与所述端ロ接触。19.如方案18所述的密封连接，其特征在于，第一和第二金属密封之间的距离以塑料垫圈密封。20.如方案15所述的密封连接，其特征在于，第一金属为不锈钢，第二金属为铝。
图I是插入端ロ之前的具有塑料垫圈的管道的剖视图。
图2是利用插入的工具插入端ロ的具有垫圈的管道的剖视图。图3是具有管道、塾圈和工具的端ロ的俯视图。图4是具有插入的管道和工作的工具的端ロ的剖视图。图5是形成的连接的剖视图。
具体实施例方式在由不同材料制成的管道和端ロ之间不使用螺纹而提 供密封连接。连接提供了管道和端ロ之间的电气绝缘从而避免了隙间腐蚀。连接允许不锈钢拧入式连接被代替，降低了连接的成本。连接由不同材料制成的管道和端ロ的方法在图1-5中示出。将被插入的管道10在外侧上具有塑料垫圈15。塑料垫圈能够由任何适合的塑料材料制成，包括但不限于弹性体或热塑性塑料。管道10和垫圈15被插入管道25的开ロ 20中，例如不锈钢管道和铝端ロ。加宽工具30被插入管道10的开口中。加宽工具30被设计成使得其能够被容易地插入管道中和从管道中取出，并且被设计成使得其在管道中时能够在尺寸上扩展。在一个实施例中，加宽工具30包括至少ー个可扩展部分35和内部楔形物40。在一个实施例中，可扩展部分是分开管状加固物，其包括定位在内部楔形物周围的两个(如图所示)或更多个管状部分45。加宽工具能够由例如高合金工具钢制成。制造分开管状加固物的ー种方法是制造管状件，并且至少一次(典型地两次或更多次)切开穿过管状壁。切开不应长过加固物总长度的约三分之ニ。以这种方式产生的分开管状部分被连接到不切开的加固物的其余管状段。在一个实施例中，管状部分45在端部上具有突起50。突起能够具有任何适合的形状，例如半圆形或三角形。在一个实施例中，内部楔形物40是管状或杆状件，其在端部上具有的部分比其余部分具有更大的直径。更大直径的部分能够为在底部具有较宽端部的截头锥的形式。在这种布置下，向上拉动内部楔形物40向外推动管状部分45的对，扩展工具的端部。因此，工具直径在其扩展时比其不扩展时更大。加宽工具的其他设计是可行的。例子包括但不限于两个以上的管状部分，省略了在可扩展部分上的突起，或者使内部楔形物具有不同形状。工具30被扩展并在管道10 (其保持静止)内旋转。工具直径増加，増加的工具直径扩展了管道并形成了密封55。在密封的区域中，塑料在由増加的管道直径导致的压カ下变形。在一些情况下，塑料将保持在两个金属表面之间并且形成密封的部件(端ロ/塑料/管道)。替代地，所有的塑料都可以被挤出，以及生成的金属密封(端ロ /管道)。在一个实施例中，在圆锥体被拉动时工具30在管道内旋转。在这种情况下，管道加宽部的内部形状将等于工具的外部形状。圆锥体的外围速度应与工具内表面的速度稍微不同，从而最小化拉动圆锥体所需的力。然而，差应保持为尽可能小以避免圆锥体和工具上的过度磨损。在另ー个实施例中，工具30在管道内旋转并且同时被向上和向下推动。圆锥体也连续地或逐步地被拉动。使用这种方法，管道加宽部的产生的内部形状将为圆角的矩形。
无论使用哪种方法，应有相互(工具到管道和圆锥体到工具)直接接触的表面的外围速度差，从而在管道被加宽时最小化所需的力。能够为每个应用确定所需的カ和最大管
道厚度。过程能够在远距离上重复以产生与第一密封55间隔开的第二密封60。两个密封55、60通过由压缩的塑料垫圈15制成的塑料密封65分开。内部楔形物40然后返回到其初始位置，工具返回到其初始直径，工具30从管道10中取出。因为在水(电解液)出现时在区域70中压缩的塑料垫圈15抑制了水侵入并电绝缘管道10和端ロ 25，隙间腐蚀能够被抑制。 应该注意的是，本文中的术语如“优选地”、“一般”和“通常”不是用来限制要求保护的本发明的范围，或者暗示某些特征对于要求保护的本发明的结构或功能而言是关键性的、必不可少的、或者甚至是重要的。相反，这些术语仅仅意图强调可以或可以不应用于本发明具体实施例中的替代的或附加的特征。为了对本发明进行描述和限定的目的，注意到本文中使用术语“装置”来表示构件的组合和単独的构件，而无论构件是否与其它构件结合。例如，根据本发明的“装置”可包括电化学转换组件或者燃料电池、包含根据本发明电化学转换组件的车辆等。为了对本发明进行描述和限定的目的，注意到本文中使用术语“基本上”来表示可归于任何定量比较、数值、測量或者其它表示方式的固有的不确定度。本文中还使用术语“基本上”来表示在不导致所讨论主题的基本功能产生变化的情况下定量表示方式可不同于所规定基准的程度。已经參照具体实施例详细描述了本发明，显然，在不脱离所附权利要求中所限定的本发明范围的情况下，可以进行更改和变化。更具体地，尽管本发明的ー些方面在本文中被确定为优选的或者尤其有利的，但设想的是本发明不必限制于本发明的这些优选方面。
权利要求
1.一种在由不同金属制成的管道和端口之间形成密封连接的方法，所述方法包括 将定位在塑料垫圈中的管道插入端口的开口中，所述管道由第一金属制成并且所述端口由第二金属制成； 将工具插入所述管道中，所述工具包括可扩展部分和能够增加工具直径的内部楔形物； 在所述管道中旋转工具并且使用所述内部楔形物增加工具直径，工具增加的直径增加了所述管道的直径并且在所述管道中的第一位置处在所述管道和所述端口之间形成第一密封；以及 从所述管道中取出所述工具。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述可扩展部分包括分开管状加固物，所述分开管状加固物包括管，所述管沿管长度的一部分具有至少一个切口。
3.如权利要求7所述的方法，其特征在于，沿管长度的所述部分具有至少两个切口。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述可扩展部分在端部上具有突起。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述突起为半圆形或三角形的。
6.如权利要求I所述的方法，其特征在于，工具直径通过向上拉动所述内部楔形物而增加。
7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述内部楔形物在端部上具有截头锥，并且其中所述截头锥在所述内部楔形物被向上拉动时向外推动所述可扩展部分。
8.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述工具由工具钢制成。
9.如权利要求I所述的方法，其特征在于，其进一步包括 将所述工具运动到所述管道中的第二位置；以及 在所述管道中旋转工具并且使用所述内部楔形物增加工具直径，工具增加的直径增加了所述管道的直径并且在所述管道中的第二位置处在所述管道和所述端口之间形成第二密封。
10.一种由第一金属制成的管道和由第二金属制成的端口之间的密封连接，所述密封连接包括 所述管道和所述端口之间的第一密封，围绕所述管道的塑料垫圈，所述管道定位在端口的开口中，所述管道具有初始直径，所述管道相比于初始直径在第一密封处具有增加的直径，所述管道在第一密封处与所述端口接触。
全文摘要
本发明涉及管道和端口之间的密封连接。具体地，描述了一种在由不同金属制成的管道和端口之间形成密封连接的方法。还描述了一种由第一金属制成的管道和由第二金属制成的端口之间的密封连接。
文档编号F16L41/08GK102679077SQ201210057978
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者C.屈贝尔 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司