冷卻線路組接頭以及用其將冷卻線路彼此接合的方法
【專利摘要】一種壓接接頭包括形成有圓柱形管部分和相鄰的圓環(huán)形O形環(huán)導(dǎo)槽部分的金屬管壁。管壁沿圓柱形管部分具有第一墻壁厚度以及沿O形環(huán)導(dǎo)槽部分具更第二壁厚。該第二壁厚是這個(gè)區(qū)域的壁厚。圓柱形管部分和O形環(huán)導(dǎo)槽被構(gòu)造適于當(dāng)管的端部插入到接頭時(shí)包圍管的圓柱形端部。
【專利說(shuō)明】冷卻線路組接頭以及用其將冷卻線路彼此接合的方法
[0001]奪叉申請(qǐng)
[0002]本發(fā)明主張2012年3月9日申請(qǐng)的臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/609，039和2011年12月28日申請(qǐng)的臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/580,993的優(yōu)選權(quán)，其全文通過(guò)引用而結(jié)合與此。
[0003]關(guān)于聯(lián)邦資助研發(fā)的申明
[0004]不適用
[0005]逝錄
[0006]不適用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0007]本發(fā)明涉及用于將線路組附接到戶內(nèi)和戶外HVAC單元以及接合冷卻部件的接頭。更具體而言，本發(fā)明涉及可以用于將兩個(gè)傳統(tǒng)管端部彼此附接的壓接接頭。壓接接頭特別構(gòu)造適于密封地連接相當(dāng)壓大力下的管(諸如HVAC中的管以及其他高壓冷卻系統(tǒng))。

【背景技術(shù)】
[0008]實(shí)踐中通常將銅、鋁或其他明顯可塑性管用于冷卻系統(tǒng)中。雖然傳統(tǒng)焊接技術(shù)可以用于接合一些這樣的管(具體為銅管)，焊接或銅焊可能具有缺點(diǎn)。例如，焊接/銅焊一般涉及焊炬的使用，這產(chǎn)生潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)。這在對(duì)公眾開(kāi)放的建筑中需要結(jié)合高壓管情況下可能存在問(wèn)題或禁止的。另外，在可行情況下，鋁的焊接/銅焊是比較困難，并且一般認(rèn)為其對(duì)于接合冷卻和HVAC線路是不實(shí)用的。此外，來(lái)自銅焊/焊接操作的熱量經(jīng)常在這些管的內(nèi)表面產(chǎn)生氧化，除非安裝者采取額外步驟來(lái)避免這樣的氧化(例如，通過(guò)在加熱情況下使凈化氣體、諸如氮?dú)饬鹘?jīng)管)。
[0009]使用壓接接頭來(lái)接合管端部是低壓應(yīng)用中焊接/銅焊的已知替代方法。雖然許多壓接技術(shù)已經(jīng)用于在不同環(huán)境下連接不同類型的管，但是冷卻和HVAC線路有關(guān)的相當(dāng)高壓力使得難以獲得無(wú)縫連接。此外，在許多高壓連接中，這樣的壓接接頭必須承載壓力所引起的軸向拉伸負(fù)荷。這樣的軸向負(fù)荷和內(nèi)壓可能引起管端部變形并且從壓接接頭分離。當(dāng)管為明顯可塑時(shí)，尤其難以阻止這樣的分離。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的壓接接頭包括套管接頭，該套管接頭在兩個(gè)待接合的管的相對(duì)端部邊緣上滑動(dòng)。一般而言，每個(gè)套管接頭包括一對(duì)內(nèi)O形環(huán)導(dǎo)槽，該O形環(huán)導(dǎo)槽與接頭的端部間隔開(kāi)。每個(gè)O形環(huán)導(dǎo)槽被構(gòu)造適于接收彈性O(shè)形環(huán)，該彈性O(shè)形環(huán)緊貼著兩個(gè)管的對(duì)應(yīng)一個(gè)管的端部邊緣變形，以形成高壓密封。每個(gè)套管還可以包括對(duì)中形成在接頭的端部之間的內(nèi)突起。內(nèi)突起用作限制管的端部邊緣可以插入到接頭多遠(yuǎn)處的“止動(dòng)部”。接頭中O形環(huán)外側(cè)的端部邊緣被構(gòu)造適于沿徑向向內(nèi)壓接，由此與插入到接頭中的管一起產(chǎn)生變形。此變形在接頭和管之間產(chǎn)生互鎖幾何結(jié)構(gòu)，防止管從接頭上拔出。使用本發(fā)明的接頭得到的連接的拉離強(qiáng)度可以通過(guò)以在接頭的壓接區(qū)域產(chǎn)生額外塑性變形的方式壓接接頭來(lái)提高。塑性變形硬化加工接頭的壓接區(qū)域，由此使得接頭的這個(gè)區(qū)域在壓接后具有更小的可塑性。如果期望，壓接操作過(guò)程中，在接頭的端部上可以形成幾個(gè)壓接帶，以提高互鎖幾何結(jié)構(gòu)的程度范圍。
[0011]另外，本發(fā)明的壓接接頭可以由管的端部形成，以此方式使得接頭是該管的一個(gè)整體部分，并適于接收另一個(gè)管的端部。
[0012]在隨后的詳細(xì)實(shí)施例和附圖中提出本發(fā)明的其他特征。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖l(a)、l(b)和1(c)示出本發(fā)明的的壓接接頭的一個(gè)形成實(shí)施例的不同階段的(平行于中心軸線的)剖視圖。
[0014]圖圖2(a)、2(b)2(c)，和2 (d)示出本發(fā)明的的壓接接頭的另一個(gè)實(shí)施例、與圖1 (a)、1(b)和1(c)相似的剖視圖。
[0015]圖3(a)和3(b)示出壓接圖1(c)中所示的接頭的方法的軸向視圖和剖視圖。
[0016]圖4(a)和4(b)示出壓接圖1(c)中所示的接頭的另一種方法的軸向視圖和剖視圖。
[0017]圖4(a)和4(b)示出壓接圖1(c)中所示的接頭的又一種方法的剖視圖。
[0018]圖6示出本發(fā)明的管接合處的立體圖。
[0019]圖7示出可以用于壓接本發(fā)明的接頭的雙鉗頭(two-jaw)壓接工具。
[0020]圖8示出壓接工具的鉗頭的詳細(xì)視圖，其中，鉗頭具有構(gòu)造成提高接頭的壓接區(qū)域的加工硬化的凹槽。
[0021]圖9示出正用于壓接本發(fā)明的接頭的雙鉗頭壓接工具。
[0022]圖10示出沒(méi)有凹槽的壓接工具的鉗頭的詳細(xì)視圖。
[0023]圖11示出使用圖10中所示的壓接工具所形成的本發(fā)明的管接合處的立體圖。
[0024]圖12示出已經(jīng)進(jìn)行壓接之后本發(fā)明的壓接接頭的另一實(shí)施例的剖視圖。
[0025]圖13示出壓接之后本發(fā)明的壓接接頭的剖視圖，其中接頭通過(guò)在接頭的每個(gè)相對(duì)端部上產(chǎn)生雙壓接的可選壓接方式壓接。
[0026]圖14示出本發(fā)明的又一個(gè)壓接接頭的剖視圖，其中，接頭的壁具有非均一的壁厚。
[0027]圖15示出包括圖14中所示的接頭的壓接管接合組件的剖視圖。
[0028]圖16示出與圖14中所示的接頭完全相同的接頭的剖視圖，除了圖16中所示的接頭在其每個(gè)端部上具有多個(gè)O形環(huán)導(dǎo)槽部分。
[0029]圖17示出本發(fā)明的壓接接頭的又一個(gè)實(shí)施例的正視圖，其中接頭的壁具有非均一壁厚并且壓接接頭的端部向外張開(kāi)。
[0030]圖18示出圖17中所示的接頭的俯視圖。
[0031]圖19示出圖17和18中所示的接頭沿圖18中所示的線19_19所取的剖視圖。
[0032]圖20示出圖17-19中所示的接頭的右視圖。
[0033]圖21示出圖17-20中所示的接頭的立體圖并且示出其右、上和前側(cè)。
[0034]說(shuō)明書(shū)和附圖中的標(biāo)號(hào)標(biāo)示相對(duì)應(yīng)的物件。

【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1(c)示出本發(fā)明的壓接接頭的一個(gè)實(shí)施例。壓接接頭20優(yōu)選由如圖1(a)所示的直的管部所形成。兩個(gè)內(nèi)O形環(huán)導(dǎo)槽24優(yōu)選在管部20的相對(duì)端部26中間的位置液壓形成到管部20中。這還在管部22的外部上形成兩個(gè)環(huán)形突起28。環(huán)形凹口 30也優(yōu)選在管部的相對(duì)端部26以及O形環(huán)導(dǎo)槽24之間的中央處液壓形成到管部20的外部。這產(chǎn)生內(nèi)環(huán)形突起31。彈性O(shè)形環(huán)32裝配到O形環(huán)導(dǎo)槽24中并且從管部22的主要內(nèi)表面34沿徑向向內(nèi)突出。優(yōu)選地，O形環(huán)由與壓接接頭所使用的系統(tǒng)中的特定流體化學(xué)兼容的聚合物材料形成。代替O形環(huán)32，墊圈可以成型到接頭中(例如通過(guò)熱塑性或其他固化材料)。管部22的主要內(nèi)表面34的直徑優(yōu)選等于或僅僅稍微大于壓接接頭20被構(gòu)造成連接的管的外徑。為了接合壁厚為0.032英寸(0.81_)的半英寸(1.27cm)管，管部22的壁厚優(yōu)選為約0.060英寸(1.524mm)。壓接接頭20位于兩個(gè)環(huán)形突起28之間的部分的壁厚可以比壓接接頭位于兩個(gè)環(huán)形突起外側(cè)的部分的壁厚薄，由此在對(duì)壓接接頭20的性能不產(chǎn)生負(fù)面影響的情況下節(jié)省材料。
[0036]圖2(d)中示出本發(fā)明的壓接接頭的另一個(gè)實(shí)施例。此壓接接頭20’也優(yōu)選是液壓形成的。壓接接頭20'優(yōu)選由圖2(a)中所示的直的管部22'形成，其直徑稍微小于其被構(gòu)造成接合的管的直徑。如圖2(b)所示，管部22'的相對(duì)端部邊緣36沿徑向向外張開(kāi)，其內(nèi)徑等于或僅僅稍微大于壓接接頭2(V被構(gòu)造成接合的管的外徑。管部22'的中心部38不張開(kāi)，并且保留其最初直徑。如圖2(c)所示，兩個(gè)內(nèi)O形環(huán)導(dǎo)槽24'優(yōu)選在管部20'的相對(duì)端部26'中間的位置液壓形成到管部20'中。如上所述的其他實(shí)施例，這也在管部22'的外部上形成兩個(gè)環(huán)形突起28'。如圖2(d)所示，彈性O(shè)形環(huán)32’裝配到O形環(huán)導(dǎo)槽24'中并且從管部22'的端部邊緣36沿徑向向內(nèi)突出，完成了壓接接頭20'的形成。優(yōu)選地，O形環(huán)由復(fù)合物材料形成。同樣，取代O形環(huán)32'，墊圈可以成型到接頭中。
[0037]除了液壓形成接頭外，可選地，壓接接頭可能用于尺寸大于1/2 “ (12.7cm)的管，并且由于在內(nèi)部滾扎成形小徑管的困難，可以使用尺寸小于1/2" (1.27cm)的管頂鍛法形成更小的壓接接頭(當(dāng)然，更大直徑的管也可以使用頂鍛法，雖然小徑管可能難以使用輥扎成形)。
[0038]上述兩個(gè)實(shí)施例的壓接接頭20、20'的使用方式相似。這樣，這里僅僅描述第一個(gè)描述的壓接接頭20的使用方法。但是，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，第二個(gè)描述的壓接接頭20'的中心部分38與第一個(gè)描述的壓接接頭20的內(nèi)部環(huán)形突起31用于相同目的。
[0039]用于通過(guò)首先將至少一個(gè)待接的管40插入到壓接接頭中，壓接接頭20用于接合管。每個(gè)管40可通過(guò)直徑小于管的內(nèi)環(huán)形突起31來(lái)限制其可以插入到壓接接頭20多深。這確保，兩個(gè)管40之間的中點(diǎn)不偏移到壓接接頭20的任一側(cè)。這也引起O形環(huán)32沿徑向向外壓縮并且在管40和O形環(huán)導(dǎo)槽24的外表面上施加環(huán)形壓力，由此產(chǎn)生壓力密封。該壓接接頭20然后可以使用各種不同的壓接工具和方法壓接到管40。圖3(a)中示意性圖示一種方法。該方法涉及一種壓接工具，該壓接工具將至少三個(gè)壓件(die)42沿徑向向內(nèi)推壓到壓接接頭20中鄰近壓接接頭的各個(gè)端部26并在環(huán)形突起28外側(cè)的外部。當(dāng)壓接接頭20在壓件所施加到其的壓力下產(chǎn)生局部變形時(shí)，壓件42之間的間隙44提供壓接接頭20的材料流入的空間(見(jiàn)圖3(a)和3(b))。壓接接頭20被壓接的部分沿徑向向內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，以此方式也引起壓件42之間的管40沿徑向向內(nèi)產(chǎn)生均勻塑性變形。壓接接頭20周邊的均勻壓縮防止插入的管出現(xiàn)可能產(chǎn)生泄漏路徑的崩潰或折疊(collapsing orfolding)。這樣，在與壓接接頭20互鎖的管40中形成外部凹口 46。這防止管40和壓接接頭20在其之間施加拉伸負(fù)荷時(shí)沿軸向分離。通過(guò)提供用于材料在壓接接頭20變形時(shí)從壓接接頭20流入的間隙44，與別的方式相比，壓接接頭發(fā)生更局部的變形。更大的變形導(dǎo)致產(chǎn)生更多的硬化加工(work harden)，因此為壓接接頭20提供有出色的拉離強(qiáng)度。一旦壓接接頭20的兩側(cè)已經(jīng)附接到管40，壓接的接合48(見(jiàn)圖6)完成并可以用于交付使用。
[0040]壓接接頭20的另一種壓接方法利用操作與復(fù)合斷線鉗相似的雙鉗頭壓接工具50 (如圖7中所示)。如圖8所示，雙鉗頭壓接工具50的鉗頭52可以設(shè)有波浪形突起54和槽56。槽56與上述壓接方法中壓件42之間的間隙44作用非常相似?？蛇x地，如圖4(a)、4(b)和9-11所示，雙鉗頭壓接工具50'的鉗頭52'可以是平滑的，使得在壓接之后，壓接接頭20的變形部分形成幾乎完全的環(huán)形。
[0041]其他類型的壓接接頭方法可以用于壓接該壓接接頭20。例如，如圖5(a)所示，雙鉗頭壓接工具50"的兩個(gè)鉗頭52"的輪廓可以跨坐在壓接接頭20的環(huán)形突起28中的任一個(gè)。跨坐在環(huán)形突起28上的鉗頭52"的部分可構(gòu)造成接觸并壓接環(huán)形突起28，雖然其優(yōu)選沒(méi)有在突起的外側(cè)的主要壓接那么多。這可以進(jìn)一步壓縮對(duì)應(yīng)的O形環(huán)32，提供了更大的壓力密封能力。另外，通過(guò)跨坐環(huán)形突起28，環(huán)形突起可以用作定位機(jī)構(gòu)，以確保壓接工具在壓接處理過(guò)程中適當(dāng)定位在壓接接頭20上。鉗頭52"的輪廓也可以包括緊鄰鉗頭被構(gòu)造適于跨坐在壓接接頭20的環(huán)形突起上的部分的環(huán)形凹口 58。如圖5(b)中所示，這產(chǎn)生環(huán)形間隙60，以確保在壓接接頭20和插入到其中的對(duì)應(yīng)管40中還形成明顯的互鎖環(huán)形階梯62，并且由此確保接合具有高的拉離強(qiáng)度。
[0042]圖12示出壓接接合的又一個(gè)實(shí)施例。除了使用分離部件來(lái)附接兩個(gè)管之外，此接合的壓接接頭70形成在第一管72的端部上或連接到冷卻或HVAC部件的管道(stub-out)上。第一管72的直徑和厚度可以等于形成接合的第二管74。這樣，第一管72可以張開(kāi)(如圖所示)，以形成壓接接頭。但是，第一管72也可以簡(jiǎn)單地具有僅稍微大于第二管74的外徑的內(nèi)徑。顯然，此壓接接頭70將僅僅需要一個(gè)壓接部76，因?yàn)槠渑c第一管72 —體形成。同上述其他壓接接頭相似，此壓接接頭70也包括由于形成O形環(huán)導(dǎo)槽所產(chǎn)生的環(huán)形突起78，該O形環(huán)導(dǎo)槽提供用于O形環(huán)80的空間。壓接76自身可以通過(guò)上述的任何方法形成。另外，如圖所示，可以形成壓接接頭70，使得壓接接頭70的壁厚大于第一管72的剩余部分的壁厚。
[0043]圖13示出具有與圖1中所示的接頭相似的接頭82的接合，其已經(jīng)使用在接頭的每個(gè)相對(duì)端部上產(chǎn)生兩個(gè)間隔開(kāi)的環(huán)形凹口 84的可選方法進(jìn)行壓接。在接頭82的任一給定端部上的該對(duì)凹口 84可以通過(guò)使用壓接工具兩次而分別產(chǎn)生?？蛇x地，接頭的任意給定端部上的該對(duì)凹口通過(guò)使用單個(gè)壓接工具同時(shí)形成，該單個(gè)壓接工具被構(gòu)造適于形成兩個(gè)環(huán)形凹口，而非一個(gè)凹口。此方法在壓接接頭82和此壓接接頭所接合的管86之間的互鎖幾何結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生額外的波形。在某些情況下，這些額外波形提高可以從一個(gè)管86經(jīng)由接合部傳遞到另一個(gè)的最大拉力。當(dāng)然，這樣的雙環(huán)形凹口也可以在接合處理過(guò)程中形成到這里描述的任一個(gè)壓接接頭中。
[0044]圖14示出又一個(gè)接頭90。接頭90具有不同厚度的管壁92。管壁92形成圓柱形管部分94和在其相對(duì)端部的每個(gè)上的相鄰環(huán)形O形環(huán)導(dǎo)槽部分96。每個(gè)圓柱形管部分94被構(gòu)造成待壓接(下文進(jìn)行描述)。管壁92沿圓柱形管部分94具有第一厚度以及沿O形環(huán)導(dǎo)槽部分96具有更薄的第二壁厚(該第二壁厚是這個(gè)區(qū)域的平均壁厚)。第二壁厚優(yōu)選小于82%的第一壁厚。接頭90的每個(gè)O形環(huán)導(dǎo)槽部分96相對(duì)于相鄰的圓柱形管部分94沿徑向向外突出。管壁92也形成環(huán)形定位突起98，每個(gè)突起鄰近于和對(duì)應(yīng)O形環(huán)導(dǎo)槽部分96相對(duì)的圓柱形管部分94的對(duì)應(yīng)一個(gè)。優(yōu)選地，定位突起98位于接頭按90的相對(duì)末端部。管壁92還形成環(huán)形插入止動(dòng)部100，該環(huán)形插入止動(dòng)部100相對(duì)于圓柱形管部分94沿徑向向內(nèi)突出。環(huán)形插入止動(dòng)部100優(yōu)選對(duì)中定位在接頭90的相對(duì)端部之間，如下文解釋，用于防止管過(guò)插入或欠插入到接頭的任一端部中。管壁92優(yōu)選使用任何一種上述技術(shù)由銅形成。在生產(chǎn)接頭90的管壁92之后，優(yōu)選將其退火到0.005-0.070mm范圍的顆粒大小、更優(yōu)選退火到0.015-0.035mm范圍的顆粒大小。
[0045]在使用接頭90接合兩個(gè)管之前，彈性O(shè)形環(huán)102定位在每個(gè)O形環(huán)導(dǎo)槽部分96中。在O形環(huán)102到位的情況下，通過(guò)將管的一端部插入到接頭的一個(gè)端部中直到管的該端與插入止動(dòng)部100結(jié)合，接頭90可以接合到管104，插入止動(dòng)部100防止管進(jìn)一步插入到接頭中并且確保管104的端部已經(jīng)插入穿過(guò)對(duì)應(yīng)的O形環(huán)。管104的端部插入到接頭90沿徑向壓縮管和接頭的O形環(huán)導(dǎo)槽部分96之間的對(duì)應(yīng)O形環(huán)102。然后可以優(yōu)選通過(guò)使用壓接工具壓接該組合，這產(chǎn)生了沿徑向進(jìn)入該組合中的多個(gè)環(huán)形變形部106(如圖15所示)。優(yōu)選地，壓接工具的尺寸適于緊密配合在接頭90的O形環(huán)導(dǎo)槽部分96所產(chǎn)生的環(huán)形突起和對(duì)應(yīng)定位突起98之間，使得可以確保環(huán)形變形部106的適當(dāng)定位。環(huán)形變形部106使得接頭90的圓柱形管部94的環(huán)形帶和管104的相鄰環(huán)形帶沿徑向向內(nèi)產(chǎn)生塑性/非彈性的變形，由此在兩個(gè)部件之間產(chǎn)生互鎖幾何結(jié)構(gòu)?；ユi幾何結(jié)構(gòu)防止管104在兩個(gè)部件之間按存在拉力負(fù)荷時(shí)與接頭90不分離。壓接加工使得接頭90的銅和環(huán)形變形部106處的管104硬化加工，并由此提高互鎖幾何結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。由于相對(duì)于管壁的圓柱形管部分94的厚度減小了管壁92的O形環(huán)導(dǎo)槽部分96的厚度，壓接處理也引起管壁的O形環(huán)導(dǎo)槽部分沿徑向向內(nèi)進(jìn)行塑性變形，雖然沒(méi)有環(huán)形變形部106變形劇烈。這引起接頭90和插入其中的管104之間的O形環(huán)102進(jìn)一步進(jìn)行徑向壓縮。然后可以重復(fù)此處理，以將另一個(gè)管104附接到接頭90的相對(duì)端部。在從內(nèi)部對(duì)組合加壓的情況下，接頭90常常處于軸向拉力之下，由于減小接頭90沿管壁92的O形環(huán)導(dǎo)槽部分96的厚度，這可能引起O形環(huán)導(dǎo)槽部分在O形環(huán)導(dǎo)槽部分96中薄壁區(qū)域稍微變長(zhǎng)，這相應(yīng)地引起O形環(huán)導(dǎo)槽部分96的頂點(diǎn)處的區(qū)域局部沿徑向崩潰。這還進(jìn)一步壓縮接頭92和插入其中的管104的端部之間的O形環(huán)102，并且由此提高它們承受壓力的能力。應(yīng)到意識(shí)到，接頭90的退火溫度影響此發(fā)生的程度。
[0046]圖16示出與圖14中所示的接頭90完全相同的接頭90’，除了其管壁92'在接頭的每個(gè)端部上包括多個(gè)O形環(huán)導(dǎo)槽部分96'之外。這樣，接頭90'被構(gòu)造成在接頭的每個(gè)端部中接收多個(gè)O形環(huán)。與外側(cè)O形環(huán)導(dǎo)槽部分96'不同，內(nèi)側(cè)O形環(huán)導(dǎo)槽部分在壓接處理過(guò)程中不產(chǎn)生塑性變形。但是，與外側(cè)O形環(huán)導(dǎo)槽部分96'相似，內(nèi)側(cè)O形環(huán)導(dǎo)槽部分96'比接頭90'的相鄰部分細(xì)，并且在接頭在壓力下嘗試沿軸向擴(kuò)張時(shí)局部崩潰。
[0047]應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，圖14中所示出的接頭90或圖16中所示出的接頭90'的一半構(gòu)造可以形成為連接到冷卻、HVAC或其他流體部件的長(zhǎng)管或管道的一體部分。因此,上述的接頭的方案不需要限制成構(gòu)造為接收兩個(gè)分離管的接頭。
[0048]圖17-21中示出本發(fā)明的又一個(gè)壓接接頭。壓接接頭110的形狀和功能除了一些例外之外與圖14中所示的接頭90完全相同。與圖14中所示的壓接接頭不同，圖17-21中所示的壓接接頭鄰近其相對(duì)端部包括張開(kāi)部分112，而非環(huán)形定位突起98。另外，圖17-21中所示的接頭110包括凸起插入止動(dòng)部114，而非圖14中所示的接頭90的環(huán)形插入止動(dòng)部
100。接頭110的張開(kāi)部分112優(yōu)選以相對(duì)于接頭的中心線30-40度之間的角、更優(yōu)選以約37度的角向外張開(kāi)。通圖14中所示的接頭90的環(huán)形定位突起98相似，定位接頭110的張開(kāi)部分112，使得壓接工具緊貼配合在接頭110的O形環(huán)導(dǎo)槽部分116所產(chǎn)生的環(huán)形突起和對(duì)應(yīng)張開(kāi)部分112之間，以確保接頭在適當(dāng)位置被壓接。張開(kāi)部分112也用于保護(hù)接頭110免于在接頭掉落情況下的損壞。如果接頭110掉落，張開(kāi)部分112將承受碰撞的主要沖擊，并且因此可能產(chǎn)生變形，但是對(duì)接頭的功能不產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，接頭110的張開(kāi)部分112也便于管端部插入到接頭中。接頭110的凸起插入止動(dòng)部114與圖14中所示的接頭90的環(huán)形插入止動(dòng)部100的作用相同，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其更容易地形成到接頭中。優(yōu)選地，存在兩個(gè)間隔180度的凸起插入止動(dòng)部114，但是任何數(shù)量、包括僅僅一個(gè)凸起插入止動(dòng)部也滿足要求。同圖14中所示的壓接接頭90相似，圖17-21中所示的壓接接頭110優(yōu)選由退火銅形成，并且當(dāng)被壓接時(shí)產(chǎn)生局部硬化加工。參考這里描述的各種其他接頭，壓接接頭可以壓接到上述的一個(gè)或多個(gè)管。
[0049]在上述的任何接頭情況下，諸如Loctitc.R_ 567的密封劑可以在將管或多個(gè)管插入其中之前施加到接頭的內(nèi)表面。在管端部插入到具有密封劑的接頭時(shí)，當(dāng)管端部沿徑向壓縮O形環(huán)時(shí),密封劑被沿軸向向外朝向接頭的軸向端部推動(dòng)。當(dāng)接頭被壓接時(shí)，密封劑還進(jìn)一步被向外推動(dòng)。密封劑進(jìn)一步改善接頭與管接合的密封能力。
[0050]抗腐蝕涂層(例如，錫、鎳、油漆、聚合物)也可以施加到上述任何接頭，以幫助防止不相似金屬的腐蝕(尤其是在銅接頭附接到非銅管、諸如鋁管的情況下)。
[0051]有鑒于上述，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)在冷卻線路組中接合管的方法中的各種缺點(diǎn)。本發(fā)明的壓接接頭和使用其的方法能夠形成可以承受超過(guò)2100磅/平方英寸(14.5MPa)的內(nèi)部壓力的接合。
[0052]因?yàn)榭梢栽诓黄x本發(fā)明的范圍情況下對(duì)這里描述和圖示的方法和構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)，上述說(shuō)明書(shū)所包含的以及附圖中所示的所有特征應(yīng)解釋為示例性的，而非限制性的。例如，雖然上述的一些方法圍繞與壓接接頭的每個(gè)端部相鄰的環(huán)形部分形成單個(gè)基本的壓接，但是可以圍繞與壓接接頭的每個(gè)端部的多個(gè)間隔開(kāi)的環(huán)形部分形成多個(gè)壓接，以在壓接接頭和管之間提供額外的互鎖幾何結(jié)構(gòu)，由此提高接合的拉離強(qiáng)度。這可以使用構(gòu)造成同時(shí)形成多個(gè)壓接的雙鉗頭壓接工具的一個(gè)動(dòng)作完成。另外，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，雖然這里描述的接頭被構(gòu)造成以同軸方式接合兩個(gè)管，但是本發(fā)明的接頭可以具有彎管或彎曲，以構(gòu)造成接合不同角度、諸如45度或90度的管。類似地，本發(fā)明的接頭可是T形接頭和/或減徑管。進(jìn)一步地，雖然本發(fā)明的壓接接頭優(yōu)選在退火條件下形成，但是其并非是必要的。因此，本發(fā)明的寬度范圍應(yīng)當(dāng)不僅僅局限于上述的示例性實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)僅僅由權(quán)利要求及其等同范圍所限定。
[0053]還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在本發(fā)明的權(quán)利要求以及上述具體實(shí)施例的描述中引入本發(fā)明的元件時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”以及“具有”應(yīng)為開(kāi)放式并且意思是指可以還存在所列元件之外的其他元件。另外，術(shù)語(yǔ)“部分”應(yīng)當(dāng)解釋為符合條件的一些或所有物件或元件。此外，使用諸如第一、第二和第三之類的標(biāo)識(shí)語(yǔ)不應(yīng)當(dāng)解釋為在限制條件之間強(qiáng)加任何相對(duì)位置或時(shí)間序列。更進(jìn)一步而言，任何方法權(quán)利要求中所陳述的步驟的次序不應(yīng)當(dāng)解釋為限制這些步驟必須執(zhí)行的次序。
【權(quán)利要求】
1.一種接頭包括金屬管壁，形成有圓柱形管部分以及相鄰的圓環(huán)形O形環(huán)導(dǎo)槽部分，所述管壁具有沿所述圓柱形管部分的第一壁厚和沿至少部分所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分的第二壁厚，所述第二壁厚小于所述第一壁厚，所述圓柱形管部分和O形環(huán)導(dǎo)槽被構(gòu)造適于當(dāng)管的圓柱形端部插入到所述接頭中時(shí)包圍所述管的所端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其中，所述管壁包含銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接頭，其中，所述管壁被退火到0.005-0.070_范圍中的顆粒大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的接頭，其中，所述管壁被退火到0.015-0.035mm范圍中的顆粒大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其中，所述第二壁厚小于82%的所述第一壁厚。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其中，所述管壁還形成張開(kāi)部分，所述張開(kāi)部分相對(duì)于所述圓柱形管部分沿徑向向外突出，并且與所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分相對(duì)地鄰近于所述圓柱形管部分，并且所述管壁在所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分處相對(duì)于鄰近的所述圓柱形管部分沿徑向向外突出，所述管壁由此形成用于將壓接工具定位在所述圓柱形管部分上的適當(dāng)位置的定位支架(cradle)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，還包括彈性O(shè)形環(huán)，所述彈性O(shè)形環(huán)與所述管壁的所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分接合并且由其包圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，還包括形成在所述管壁的所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分中的模制墊圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其中，所述管壁還形成插入止動(dòng)部，所述插入止動(dòng)部相對(duì)于所述圓柱形管部分沿徑向向內(nèi)突出，并且所述管壁的所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分位于所述插入止動(dòng)部和所述圓柱形管部分之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其中，所述管壁由銅形成，并且被退火至0.005-0.070mm范圍中的顆粒大小，所述第二壁厚小于82%的所述第一壁厚，所述管壁還形成插入止動(dòng)部，所述插入止動(dòng)部相對(duì)于所述圓柱形管部分沿徑向向內(nèi)突出，并且所述管壁的所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分位于所述插入止動(dòng)部和所述圓柱形管部分之間，所述管壁在所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分處相對(duì)于相鄰的所述圓柱形管部分沿徑向向外突起，并且所述管壁還形成張開(kāi)部分，所述張開(kāi)部分相對(duì)于所述圓柱形管部分沿徑向向外突出，并且與所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分相對(duì)地鄰近于所述圓柱形管部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其中，所述圓柱形管部分和所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分形成在所述接頭的第一軸向半部，并且所述接頭包括第二軸向半部，所述第二軸向半部由所述第一軸向半部的鏡像的所述管壁形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接頭，其中，所述管壁還形成插入止動(dòng)部，所述插入止動(dòng)部相對(duì)于所述圓柱形管部分沿徑向向內(nèi)突出，并且對(duì)中定位于所述接頭的所述第一和第二軸向半部之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其中，所述管壁包含銅并且具有抗腐蝕涂層。
14.一種方法，形成根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其中，所述管部分包含銅。
15.一種方法，包括形成根據(jù)權(quán)利要求14所述的形成所述接頭以及然后將所述管壁退火到0.005-0.070mm范圍中的顆粒尺寸。
16.一種方法，包括形成根據(jù)權(quán)利要求14所述的形成接頭以及然后將所述管壁退火到0.015-0.035mm范圍中的顆粒尺寸。
17.一種形成管連接的方法，該方法包括: 將某一長(zhǎng)度的金屬管插入到接頭，所述接頭包括金屬管壁，所述金屬管壁形成有圓柱形管部分以及相鄰的圓環(huán)形O形環(huán)導(dǎo)槽部分，所述管壁具有沿所述圓柱形管部分的第一壁厚和沿至少部分所述O形環(huán)導(dǎo)槽的第二壁厚，所述第二壁厚小于所述第一壁厚，所述接頭還包括與所述管壁的所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分接合并被其包圍的彈性O(shè)形環(huán)，所述長(zhǎng)度的管具有圓柱形端部，以此方式將所述長(zhǎng)度的管插入到所述接頭，使得所述接頭的所述圓柱形管部分和所述O形環(huán)導(dǎo)槽包圍所述長(zhǎng)度的管的所述圓柱形端部，所述O形環(huán)沿徑向壓縮在所述長(zhǎng)度的管的所述圓柱形端部和所述接頭的所述O形環(huán)導(dǎo)槽之間； 然后，以此方式沿徑向向內(nèi)壓接所述接頭的所述圓柱形管部分，所述接頭的所述圓柱形管部分和所述長(zhǎng)度的管的所述圓柱形端部產(chǎn)生非彈性變形，使得所述接頭和所述長(zhǎng)度的管互鎖，所述壓接還引起所述接頭的所述O形環(huán)導(dǎo)槽以此方式產(chǎn)生非彈性變形，進(jìn)一步將O形環(huán)壓縮在所述長(zhǎng)度的管的所述圓柱形端部和所述接頭的所述O形環(huán)導(dǎo)槽之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述接頭的所述管壁形成插入止動(dòng)部，所述插入止動(dòng)部相對(duì)于所述圓柱形管部分沿徑向向內(nèi)突出，所述管壁的所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分位于所述接頭的所述插入止動(dòng)部和所述圓柱形管部分之間，并且將所述長(zhǎng)度的管插入到所述接頭包括將所述長(zhǎng)度的管逐步插入到所述接頭，直到所述接頭的所述插入止動(dòng)部阻止所述長(zhǎng)度的管進(jìn)一步插入到所述接頭。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述管壁還形成張開(kāi)部分，所述張開(kāi)部分相對(duì)于所述圓柱形管部分沿徑向向外突出，并且與所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分相對(duì)地鄰近于所述圓柱形管部分，并且所述管壁在所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分處相對(duì)于鄰近的所述圓柱形管部分沿徑向向外突出，并且在壓接過(guò)程中使用沿軸向放置在所述O形環(huán)導(dǎo)槽和所述張開(kāi)部分之間的壓接工具進(jìn)行所述壓接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述接頭的所述管壁還形成插入止動(dòng)部，所述插入止動(dòng)部相對(duì)于所述圓柱形管部分沿徑向向內(nèi)突出，所述管壁的所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分位于所述接頭的所述插入止動(dòng)部和所述圓柱形管部分之間，并且將所述長(zhǎng)度的管插入到所述接頭包括將所述長(zhǎng)度的管逐步插入到所述接頭，直到所述接頭的所述插入止動(dòng)部阻止所述長(zhǎng)度的管進(jìn)一步插入到所述接頭。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述壓接在所述接頭的所述圓柱形管部分和所述長(zhǎng)度的管中形成至少兩個(gè)環(huán)形徑向凹口。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括:在將所述長(zhǎng)度的管插入所述接頭之前，將可固化的液體密封劑放置在所述接頭的所述金屬管壁的內(nèi)部上。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述壓接使得所述接頭的所述圓柱形管部分比所述O形環(huán)導(dǎo)槽部分產(chǎn)生更多的非彈性徑向變形。
【文檔編號(hào)】B21D37/16GK104136143SQ201280070669
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月28日
【發(fā)明者】布拉德利·阿門(mén)特, 邁克爾·約瑟夫·杜根, 福里斯特·尼克松, 邁克爾·J·威爾遜 申請(qǐng)人:賽羅流產(chǎn)品有限責(zé)任公司