CN109340472B - 用于汽车的进出水管及其连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的进出水管。该进出水管包括管主体和管接头。管接头按照从左至右的次序由依次相连的端头部、套接部和加强部构成。端头部为圆台壳形，套接部为波纹管形，加强部为鼓状壳形。所述的套接部的波纹单元即单个波纹也是鼓状壳形，并且相邻的波纹单元之间形成相应的波纹凹槽。胶管涨套在进出水管的管接头上，胶管的内壁的一部分嵌入管接头的套接部的波纹凹槽的空隙中，形成紧密的密封。用抱箍箍紧，则密封性能更好，能承受更高的压力。进出水管的加强部对进出水管及其管接头的刚性起到了加强作用，同时加强部也对胶管的连接起到了限位作用。

Description

用于汽车的进出水管及其连接结构
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域，具体涉及一种用于汽车的进出水管的接头部及其连接结构。
背景技术
汽车的冷却系统中，需要使用金属水管，而在转弯等部位往往需要通过软管进行连接。也就是将软管的两端分别直接套在需连接的2个金属水管的端头上。为了防止软管松动，有的在软管上有卡箍卡紧。但是，随着汽车发动机功率的增加，汽车的发动机的中冷器的进出水管、缓速器的出水管等处的工作水压已经达到了300kPa以上，上述的水管连接结构在如此的水压下工作一段时间后，往往开始产生漏水现象。
中国专利文献CN202109112U（申请号为201120180544.2，以下简称文献1）公开了一种内燃动车组冷却水管之间的连接结构。文献1的连接结构包括柴油机进水管和冷却水管,所述进水管和冷却水管之间通过橡胶软管连接。在进水管和冷却水管与橡胶软管连接的部位，分别用夹箍夹紧。在橡胶软管与进水管和冷却水管相接触的内壁上设置有多个环形凹槽。橡胶软管的中间部位具有至少两道波纹。文献1的水管连接结构的弹性变形量较大，耐压强度好于普通的连接结构。但是，在水管的工作压力更高时，还是有漏水现象发生。
现有技术中，有一种水管，在金属水管的一端，即在水管与软管的接头处，制成一个或若干个环状梯形凸台，再用卡箍卡紧。这种结构能增加所承受的一定的工作压力，但仍然还不够高，若用于汽车冷却系统，则会在工作一段时间后，开始产生漏水现象。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的第一目的是提供一种使用中耐压性能较好、连接可靠、且能有效防止漏水现象的用于汽车的进出水管，本发明的第二目的是提供一种上述进出水管的连接结构。
实现本发明的第一目的的技术方案是：本发明的用于汽车的进出水管包括管主体和管接头。所述的进出水管为钢制一体件。管接头按照从左至右的次序由依次相连的端头部、套接部和加强部构成。加强部从左方连接在管主体上。端头部为圆台壳形（圆台体的外壳的形状的简称），套接部为波纹管形，加强部为鼓状壳形（鼓状物体的外壳的形状的简称）。所述的套接部的波纹单元即单个波纹也是鼓状壳形，该波纹单元与加强部的鼓状壳形相比，左右向的长度要短，外径长度也要短，并且套接部的相邻的波纹单元之间形成相应的波纹凹槽，可简称为波纹凹槽。上述的端头部、套接部和加强部均是通过多次涨管和滚压工艺制作而成形。
上述的用于汽车的进出水管中，所述的管接头的套接部的波纹单元有8个至20个。所述的进出水管的管主体的外径D为40㎜至80㎜，优选60㎜。所述管接头的端头部的左端外径与管主体的外径D相同，端头部的右端外径即端头部的在径向上向外凸出的最大处的部位的外径D1比管主体的外径D大1㎜至3㎜，优选大2mm。所述管接头的套接部的各波纹单元的左右向的长度A为1㎜至3㎜，优选2㎜。套接部的相邻波纹单元之间的长度B为0.5㎜至2㎜，优选1mm。各波纹单元的外径D2小于端头部的右端外径D1，且比该外径D1小0.5㎜至2㎜，优选小1㎜。端头部的右端至套接部的最左侧的波纹单元间的长度C为1㎜至5㎜，优选2㎜。所述的管接头的加强部的左右向的长度A1为4㎜至8㎜，优选6㎜。加强部与套接部的最右侧的波纹单元间的长度B1为2㎜至8㎜，优选5㎜。加强部的外径D3比端头部的右端外径D1大2㎜至5㎜，优选大3㎜。
所述水管所采用的材料是延伸率大于30%的圆形钢管，具体的是304、441、409不锈钢管中的一种，或者是08号、10号钢管中的一种，壁厚为1㎜至3㎜，优选1.5mm。
实现本发明的第二目的的技术方案是：本发明的用于汽车的进出水管的连接结构，包括进出水管和套接在进出水管上的胶管。其结构特点是：所述的进出水管为钢制一体件，包括管主体和管接头。管接头按照从左至右的次序由依次相连的端头部、套接部和加强部构成。加强部从左方连接在管主体上。端头部为圆台壳形，套接部为波纹管形，加强部为鼓状壳形。所述的套接部的波纹单元即单个波纹也是鼓状壳形，该波纹单元与加强部的鼓状壳形相比，左右向的长度要短，外径长度也要短，并且套接部的相邻的波纹单元之间形成相应的波纹凹槽。进出水管的管接头的端头部、套接部和加强部均是通过多次涨管和滚压工艺制作而成形的。
所述的胶管涨套在水管的管接头上，直至胶管的右端部位顶住进出水管的加强部。胶管的内壁的一部分嵌入进出水管的管接头的套接部的波纹凹槽的空隙中，并形成紧密的密封。
上述的用于汽车的进出水管的连接结构中，所述的管接头的套接部的波纹单元有8个至20个。所述的进出水管的管主体的外径D为40㎜至80㎜，优选60㎜。所述管接头的端头部的左端外径与管主体的外径D相同，端头部的右端外径即端头部的在径向上向外凸出的最大处的部位的外径D1比管主体的外径D大1㎜至3㎜，优选大2mm。所述管接头的套接部的各波纹单元的左右向的长度A为1㎜至3㎜，优选2㎜。套接部的相邻波纹单元之间的长度B为0.5㎜至2㎜，优选1mm。各波纹单元的外径D2小于端头部的右端外径D1，且比该外径D1小0.5㎜至2㎜，优选小1㎜。端头部的右端至套接部的最左侧的波纹单元间的长度C为1㎜至5㎜，优选2㎜。所述的管接头的加强部的左右向的长度A1为4㎜至8㎜，优选6㎜。加强部与套接部的最右侧的波纹单元间的长度B1为2㎜至8㎜，优选5㎜。加强部的外径D3比端头部的右端外径D1大2㎜至5㎜，优选大3㎜。
上述的用于汽车的进出水管的连接结构，还包括抱箍和紧固件。所述的紧固件为螺栓和与螺栓相配合的螺母。胶管涨套在进出水管的管接头上，且胶管的右端部顶在进出水管的加强部上。抱箍设置在胶管的套接在进出水管上的部位上，并通过紧固件箍紧。胶管的内壁的一半左右的部分嵌入管接头的套接部的波纹凹槽的空隙中，并形成紧密的密封。
所述水管所采用的材料是延伸率大于30%的圆形钢管，具体的是304、441、409不锈钢管中的一种，或者是08号、10号钢管中的一种，壁厚为1㎜至3㎜，优选1.5mm。所述的胶管是按照国家标准GB/T3683-92制备的单层钢丝编织胶管。所述抱箍是苏州友朋精密机械有限供应的不锈钢英式卡箍。
本发明的有益效果是：（1）本发明的进出水管的连接结构在使用时，由胶管涨套在其的管接头上，进出水管的套接部的波纹管使胶管易于套到进出水管的管接头上。胶管的内壁的一部分嵌入到管接头的套接部的波纹凹槽的空隙中，并形成紧密的密封。当用抱箍箍紧时，则密封性能更好，能承受更高的压力。（2）本发明的进出水管的加强部对进出水管及其管接头的刚性起到了加强作用，即在抱箍用力箍紧时进出水管及其管接头也不易失圆变形。同时加强部也对胶管的连接起到了限位作用。（3）本发明的进出水管在使用中，耐压性能较好、连接可靠、且能有效防止漏水现象。
附图说明
图1为本发明的汽车进出水管的接头部的示意图。
图2为图1中的M部局部放大示意图。
图3为图1中的E-E剖视放大示意图。
图4为本发明的胶管连接在图1所示的进出水管的连接部上后，也即进出水管的连接结构的立体示意图。
图5为图4所示的进出水管的连接结构的剖视示意图。
图6为在图4所示的进出水管的胶管与进出水管的接头部处用抱箍箍紧后的立体示意图。
图7为图6的剖视示意图。
图8为图7中的N部的局部放大示意图。
图9为现有水管的接头部的示意图。
上述附图中标记如下：进出水管1，管主体10，管接头1-1，现有水管接头1-1a，端头部1-1-1，套接部1-1-2，加强部1-1-3，胶管2，抱箍3，螺栓4，波纹单元的左右向的长度A，环状圆弧凸台的宽度A1，相邻波纹单元之间的长度B，环状圆弧凸台与环状圆弧凸起间的距离B1，最靠近环状梯形凸台的环状圆弧凸起至环状梯形凸台的直段距离C，水管的外径D，端头部的在径向上向外凸出的圆锥台壳形的外径D1，套接部的波纹单元的在径向上向外凸出的鼓状壳形的外径D2，加强部的鼓状壳形的外径D3。
具体实施方式
（实施例1、用于汽车的进出水管）
见图1至图3，本实施例的用于汽车的进出水管为不锈钢制的一体件，其所用的材料为304不锈钢圆管，其外径D为40㎜至80㎜，优选60mm，壁厚为1㎜至3㎜，优选1.5mm。所述的进出水管1在使用时，既可以用作进水管，也可以用作出水管。
进出水管1包括管主体10和管接头1-1。管接头1-1也即是水管1的左端部位，按照从左至右的次序管接头1-1由依次相连的端头部1-1-1、套接部1-1-2和加强部1-1-3构成。加强部1-1-3从左方连接在管主体10上。端头部1-1-1为圆台壳形（圆台体的外壳的形状的简称），套接部1-1-2为波纹管形，加强部1-1-3为鼓状壳形（鼓状物体的外壳的形状的简称）。所述的套接部1-1-2的波纹单元即单个波纹也是鼓状壳形，该波纹单元与加强部1-1-3的鼓状壳形相比，左右向的长度要短，外径长度也要短，并且相邻的波纹单元之间形成相应的凹槽，可简称为波纹凹槽。所述的套接部1-1-2的波纹单元有8个至20个，优选15个。上述的端头部1-1-1、套接部1-1-2和加强部1-1-3均是通过多次涨管和滚压工艺制作而成形的。
所述的进出水管1的管主体10的外径D为40㎜至80㎜，优选60㎜。
所述管接头1-1的端头部1-1-1的左端的直径与管主体10的直径D相同，端头部1-1-1的右端外径即端头部1-1-1的在径向上向外凸出的部位的外径D1比管主体10的直径D大1㎜至3㎜，优选大2mm。
所述管接头1-1的套接部1-1-2的各波纹单元的左右向的长度A均为1㎜至3㎜，优选2㎜，套接部1-1-2的相邻波纹单元之间的长度B为0.5㎜至2㎜，优选1mm，各波纹单元的外径D2比端头部1-1-1的右端外径D1小0.5㎜至2㎜，优选小1㎜。端头部1-1-1的右端至套接部1-1-2的最左侧的波纹单元间的长度C为1㎜至5㎜，优选2㎜。
所述的管接头1-1的加强部1-1-3的左右向的长度A1为4㎜至8㎜，优选6㎜，加强部1-1-3与套接部1-1-2的最右侧的波纹单元间的长度B1为2㎜至8㎜，优选5㎜。加强部1-1-3的外径D3比端头部1-1-1的右端外径D1大2㎜至5㎜，优选大3㎜。
（实施例2、用于汽车的进出水管的连接结构）
见图1至图5， 本实施例的用于汽车的进出水管的连接结构，包括进出水管1和胶管2。所述的进出水管1由实施例1得到。所述的胶管2在使用时由其右端套在进出水管1的的管接头1-1上。
见图4至图8，所述的胶管3是按照国家标准GB/T3683-92制备的单层钢丝编织胶管。胶管2的口径和壁厚与进出水管1相配合。如图5所示，在连接进出水管1和胶管2时，将胶管2涨套在进出水管1的管接头1-1上，直至胶管2的右端部位顶住进出水管1的加强部1-1-3。由于胶管2的弹性形变，胶管2的内壁的一部分嵌入进出水管1的管接头1-1的套接部1-1-2的波纹凹槽的空隙中，从而形成紧密的密封。
（实施例3、用于汽车的进出水管的连接结构）
见图6至图8，本实施例的用于汽车的进出水管的连接结构，包括进出水管1、胶管2、抱箍3和紧固件。所述的紧固件为螺栓4和相配合的螺母。
所述的进出水管1和胶管2均由实施例2得到。所述的抱箍3是苏州友朋精密机械有限供应的不锈钢英式卡箍，其钢带长度为300mm、宽度为11.7mm、厚度为1.0mm，所用材料的牌号为SUS304。
在安装时，先将抱箍3套在连接水管1上，再将胶管2涨套在进出水管1的管接头1-1上，直至胶管2的右端部顶住进出水管1的加强部1-1-3，再将抱箍3移到胶管2的套接在进出水管1上的部位上，并通过紧固件箍紧，从而使得胶管2的内壁的一部分嵌入管接头1-1的套接部1-1-2的波纹凹槽的空隙中，从而形成紧密的密封。
（试验例）
在对所述的用于汽车的进出水管的连接结构进行的气密性试验中，现有水管的管接头为如图9所示的现有水管接头1-1a，它只有圆台壳形的端头部1-1-1，而没有波纹管形的套接部1-1-2和加强部1-1-3，用现有水管与本发明的进出水管1进行对比试验，试验中将进出水管1和现有水管各取样10个，分别进行气密性试验。
试验步骤为：
1、将胶管2的一端套在进出水管1的管接头1-1上，并用抱箍3固定，形成被试装置，固定在密封性试验台上。
2、将胶管2的另一端套用塞子堵死。
3、将进出水管1未套有胶管2的一端接入压缩空气管路中。
4、遂步调节压缩空气的压力，在管内压缩空气的压力值分别为270kPa、300 kPa、400 kPa、1000 kPa 时，等待压力稳定并保持30s后，观察压力表值是否下降（压力表值下降表示被试装置有泄漏），并记录结果。
5、更换进出水管1，重复步骤1至步骤4，直至10个进出水管1全部完成试验。
6、将进出水管1更换成现有水管，重复步骤1至步骤4，直至10个现有水管全部完成试验。
试验结果如下表（无漏气备注合格、泄漏备注不合格）：
试验结果表明，在管内压力270 kPa 压力以下时，进出水管1和现有水管密封性能100%合格。在管内压力达到300 kPa 压力时，进出水管1密封性能100%合格，现有水管密封性能90%合格。在管内压力达到400 kPa 压力时，进出水管1密封性能100%合格，现有水管密封性能70%合格。在管内压力达到1000 kPa 压力时，进出水管1 密封性能100%合格，现有水管密封性能100%不合格。
显然，在管内压力达到300 kPa 至1000 kPa 的压力下，进出水管1的密封性能远远优越于现有水管。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于汽车的进出水管的连接结构，包括进出水管（1）和套接在进出水管（1）上的胶管（2）；其特征在于：所述的进出水管（1）为钢制一体件，包括管主体（10）和管接头（1-1）；
管接头（1-1）按照从左至右的次序由依次相连的端头部（1-1-1）、套接部（1-1-2）和加强部（1-1-3）构成；加强部（1-1-3）从左方连接在管主体（10）上；端头部（1-1-1）为圆台壳形，套接部（1-1-2）为波纹管形，加强部（1-1-3）为鼓状壳形；所述的套接部（1-1-2）的波纹单元即单个波纹也是鼓状壳形，该波纹单元与加强部（1-1-3）的鼓状壳形相比，左右向的长度要短，外径长度也要短，并且套接部（1-1-2）的相邻的波纹单元之间形成相应的波纹凹槽；
所述的端头部（1-1-1）、套接部（1-1-2）和加强部（1-1-3）均是通过多次涨管和滚压工艺制作而成形的；
所述的胶管（2）涨套在进出水管（1）的管接头（1-1）上，直至胶管（2）的右端部位顶住进出水管（1）的加强部（1-1-3）；胶管（2）的内壁的一部分嵌入进出水管（1）的管接头（1-1）的套接部（1-1-2）的波纹凹槽的空隙中，并形成紧密的密封；
所述进出水管（1）的管接头（1-1）的套接部（1-1-2）的波纹单元有8个至20个；所述进出水管（1）的管主体（10）的外径D为40㎜至80㎜；端头部（1-1-1）的右端外径即端头部（1-1-1）的在径向上向外凸出的最大处的部位的外径D1比管主体（10）的外径D大1㎜至3㎜；
所述管接头（1-1）的套接部（1-1-2）的各波纹单元的左右向的长度A为1㎜至3㎜；套接部（1-1-2）的相邻波纹单元之间的长度B为0 .5㎜至2㎜；
各波纹单元的外径D2小于端头部（1-1-1）的右端外径D1，且比该外径D1小0 .5㎜至2㎜；
用于汽车的进出水管的连接结构，还包括抱箍（3）和紧固件；所述的紧固件为螺栓（4）和与螺栓（4）相配合的螺母；胶管（2）涨套在进出水管（1）的管接头（1-1）上，且胶管（2）的右端部顶在进出水管（1）的加强部（1-1-3）上；抱箍（3）设置在胶管（2）的套接在进出水管（1）上的部位上，并通过紧固件箍紧；胶管（2）的内壁的一半左右的部分嵌入管接头（1-1）的套接部（1-1-2）的波纹凹槽的空隙中，并形成紧密的密封；
所述的胶管（2）与用于汽车的进出水管（1）的安装方法是：先将抱箍（3）套在进出水管（1）上，再将胶管（2）涨套在进出水管（1）的管接头（1-1）上，直至胶管（2）的右端部顶住进出水管（1）的加强部（1-1-3），再将抱箍（3）移到胶管（2）的套接在进出水管（1）上的部位上，并通过紧固件箍紧，从而使得胶管（2）的内壁的一部分嵌入管接头（1-1）的套接部（1-1-2）的波纹凹槽的空隙中，从而形成紧密的密封；
用于汽车的进出水管的连接结构的气密性试验方法，取样10个进出水管（1），试验步骤为：
①将胶管（2）的一端套在进出水管（1）的管接头（1-1）上，并用抱箍（3）固定，形成被试装置，固定在密封性试验台上；
②将胶管（2）的另一端套用塞子堵死；
③将进出水管（1）未套有胶管（2）的一端接入压缩空气管路中；
④遂步调节压缩空气的压力，在管内压缩空气的压力值分别为270kPa、300 kPa、400kPa、1000 kPa 时，等待压力稳定并保持30s后，观察压力表值是否下降，并记录结果，其中压力表值下降表示被试装置有泄漏；
⑤更换进出水管（1），重复步骤①至步骤④，直至10个进出水管（1）全部完成试验。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的进出水管的连接结构，其特征在于：所述管接头（1-1）的端头部（1-1-1）的左端外径与管主体（10）的外径D相同，端头部（1-1-1）的右端至套接部（1-1-2）的最左侧的波纹单元间的长度C为1㎜至5㎜；所述的管接头（1-1）的加强部（1-1-3）的左右向的长度A1为4㎜至8㎜；加强部（1-1-3）与套接部（1-1-2）的最右侧的波纹单元间的长度B1为2㎜至8㎜；加强部（1-1-3）的外径D3比端头部（1-1-1）的右端外径D1大2㎜至5㎜。
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