具有卸载作用以减少因磨损而咬住的卡套的制作方法
【专利说明】具有卸载作用以减少因磨损而咬住的卡套
[0001]本申请为基于享有申请日2000年12月20日的申请00819130.1的分案申请200510006362.2的再分案申请200610171290.1的另一分案申请200910152120.2的进一步分案申请201310196688.0的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及卡套式管接头的技术。更具体地说，本发明涉及双卡套式管接头，其中设计后卡套以便减小转动相关螺母所需的扭矩，并且也减少后卡套与驱动螺母的内部表面之间的因磨损而咬住。本发明也可应用于单卡套管接头。
【背景技术】
[0003]市上出售的和很成功地应用于管件上的双卡套管接头图示于图1及1A。图1显示的管接头元件处于最终拧紧之前的手拧紧位置，而图1A显示最终拧紧后的管接头。如图所示，管接头包括具有圆柱形开口 12的管接头体10，开口 12制有锥口孔用于容纳管子端部13。锥形的截头锥斜口 14位于锥口孔的轴向外端部。具有平滑的圆筒形内壁18的前卡套16紧密地容纳于管子上。前卡套具有将被容纳于斜口内的截头锥外表面20。
[0004]与前卡套16连接并从前卡套16处轴向地向外布置的是后卡套22，如图所示被构造成带有锥形端头部分24和具有倾斜端面28的后突缘26。后卡套22的倾斜端面造成了作用在端面上的上紧力的径向分力及轴向分力，这对该领域普通技术人员将是很清楚的。锥形端头24进入前卡套的后表面的锥形斜面内。
[0005]卡套16、22被以螺纹拧在管接头体10上的驱动件(螺母30)所封套住。在拧紧和构造管接头期间，螺母的内端面，突缘或台肩32作用于后卡套的后壁端面28上以驱动卡套向前进入图1A所示的完全接合位置。
[0006]后卡套的小直径部分或端头的尺寸被造得:使它在构造管接头期间塑性地变形。这是所希望的效应，因为它导致管子外壁的紧密夹握接合。端头部分的厚度不能减小到使后卡套变形太多的程度，并且只有后卡套能适当地夹握管子的外壁。这就是说，对已使这个双卡套组件成为商业上成功产品的夹握及密封性能，该双卡套组件需要前及后卡套两者具有所希望的变形。另一方面，后卡套端头的厚度不能加大到这种程度:它导致组织结构刚性过大而不允许后卡套产生所希望的变形。
[0007]在颁发给Lennon等人的美国专利N0.3，103, 373中给出对于传统的双卡套相位控制的顺序夹握作用的更完整描述及理解，该夹握作用是由倾斜后表面和前及后卡套的互相作用造成的，上述专利的整个公开完全被结合入本文作参考。
[0008]因此，该领域普通技术人员将认识到:后卡套的端头需要有预定的壁厚，它可实现对管子的所希望夹握，并且与前卡套以这种方式相配合，它可实现它所需的对管子夹握及密封的目的。
[0009]还要认识到:液压系统的工作人员在生产运行之前通过对系统加压至适当倍数于额定的系统压力对系统进行试验。以这种方式，工作人员就能容易地检测出液压系统是否已密封好，即没有泄漏。根据这种认识，制造商可以提供在提高的试验压力下后卡套的端头没有任何额外的塑性变形的管接头。因此，用提高的试验压力确定后卡套端头部分的所需壁厚，以实现端头的所需变形量和允许前及后卡套对管子外壁恰当地夹握及密封。
[0010]还发现了驱动螺母的因磨损而咬住有时发生在驱动螺母的内端面与后卡套的后壁之间的接合驱动面区域内。分析之后，人们相信前后卡套之间的轴向推力或上紧力基本上平行于管接头的轴线。这个轴向推力引起后卡套的后尖角区域在螺母的驱动表面内部、特别是在局部区域局部地聚集了上紧应力而产生因磨损而咬住。这也显著地增大了构造(管接头)期间经受到的螺母扭转力，即使不存在因磨损而咬住。因此，非常希望提供一种设计，其推力不会产生引起因磨损而咬住及大扭转力的高局部负载。
【发明内容】
[0011]根据本发明的一个实施例，管接头含有:具有用于容纳管子端部的圆柱形孔及在该孔的一个端部包含锥形口的管接头体；与管接头体螺纹接合和具有卡套驱动表面的驱动件；具有延伸入管接头体的锥形口的锥形第一端部和具有第二端部的第一卡套，该第二端部具有轴向地朝第一端部延伸的锥形凹槽；和具有圆筒形内壁、锥形第一端部、锥形外壁部分的第二卡套，锥形第一端部延伸入第一卡套的锥形凹槽内，并且在第二卡套的第二端部上具有被驱动表面。该被驱动表面与驱动件的卡套驱动表面接合；第二卡套内壁具有第一圆周形凹槽，该第一圆周形凹槽位于第二卡套的第一及第二端部之间，所述锥形外壁部分具有靠近所述第一端部的第二圆周形凹槽；当管接头被上紧时，第一和第二圆周形凹槽减小了驱动件卡套驱动表面上的应力集中。
[0012]本发明的另一方面包括:构造具有圆筒形内壁的后卡套，该圆筒形内壁在卡套的前部或端头具有第一直径而在卡套的后端部具有第二直径，其中第二直径大于第一直径，所以，例如可用单种工具制造圆周形凹槽及圆筒形壁。本发明仍有的另一个方面包括在卡套体的外部直径上制造凹口，该凹口连接着第二卡套的第一及第二端部。在本发明的另一个方面，成形驱动表面装设在驱动件上而不是在后卡套的第二端部上。本发明也可以用比先前的卡套硬的基底金属制成的卡套来实施。本发明也可以用或者在整个卡套表面上或者在有选择的卡套表面上已淬硬了的卡套来实施。一般情况下，本发明也可应用于单卡套管接头。
[0013]特别是，本发明也提出一种双卡套管接头的后卡套，包括:具有纵轴线的环形的卡套体；在卡套第一端部的锥形端头部分；在卡套的第二端部轴向地与所述第一端部相对的突缘；从卡套第一端延伸到卡套第二端部并适于在纵向管子上滑动的圆筒形内壁；在所述内壁上并位于所述第一及第二端部之间的第一圆周形凹槽；以及连接所述锥形端头与突缘的锥形外壁；所述锥形外壁具有制在后卡套上的第二圆周形凹槽。
[0014]本发明还提出一种管接头的卡套，包括:具有纵轴线的普通环形卡套体；在卡套的第一端部的锥形端头部分；在卡套的第二端部与所述第一端部轴向地相对的突缘；从卡套第一端延伸到卡套第二端部并适于在纵向管子上滑动的圆筒形内壁；在所述内壁上并位于所述第一及第二端部之间的第一圆周形凹槽；连接所述锥形端头及突缘的锥形外壁；所述锥形外壁具有制在其上的第二圆周形凹槽。
[0015]按照附图从优先实施例的下列描述，该领域普通技术人员将清楚本发明的这些及其它方面和优点。
【附图说明】
[0016]本发明在某些零件及零件的结构中采用的实际形状，其优先实施例及方法将在本说明中详细描述和在构成本文的一部分的附图中图示，而其中:
图1是公知的现有技术的双卡套冷挤式管接头的纵向剖面图；
图1A是图1的圈出区域的放大图，显示处于已构成(连接好)状态下的现有技术的管接头;
图2是类似图1的视图，但显示的是含有改进的后卡套的管接头的优先实施例，该卡套的设计改善了传(递通)过后卡套的反作用力；
图3是显示图2的圈出区域的大比例放大图；
图4是后卡套的优选形式的详细的局部剖视图；
图5是类似于图4的显示后卡套的第二优选形式的剖视图；
图6是图1的管接头的剖视图，特别显示了位于前卡套与螺母之间的后卡套处于初始构造(连接)状态下(图示地画出了有限元分析的网格)；
图7是处于已构成(连接好)状态下的图6的管接头的视图并图示了应力集中情况；
图8是处于初始构造(连接)状态的管接头的剖视图，含有根据本发明技术的改进后卡套(图示地画出了有限元分析的网格)；
图9是处于已构成(连接好)状态的图8的管接头的视图，并图示了应力集中情况；
图10是处于初始构造(连接)状态的管接头的剖视图，含有根据本发明技术的改进后卡套(图示地画出了有限元分析的网格)；
图11是处于已构成(连接好)状态的图10的管接头的视图，并图示了应力集中情况；
图12是处于初始构造(连接)状态的管接头的剖视图，含有根据本发明技术的改进后卡套(图示地画出了有限元分析的网格)；
图13是处于已构成(连接好)状态的图12的管接头的视图，并图示了应力集中情况；
图14是后卡套结构的不同几何形状变化的表格；
图15是双卡套管接头的替代实施例的剖视图；
图16是图15实施例的卡套区域的放大视图；
图17是根据本发明的一个方面具有成形面的后卡套的局部视图；
图18是成形后卡套的局部视图，显示该卡套在上紧之前处于与前卡套及驱动螺母表面接合的位置；
图19是处于上紧状态的图18实施例