TW201805087A - 管接頭裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種構造成通過兩開口端的開口將待插入其內的兩管道互連的管接頭裝置，其包括接頭主體和放置在接頭主體中且構造成支撐待插入其中的管道的接頭組件。接頭主體包括在中央部形成的小直徑部和在小直徑部兩側形成的大直徑部。各大直徑部包括第一水平部、直徑從第一水平部朝向開口逐漸減小的縮徑部和從縮徑部朝向開口水平地延伸且具有小於第一水平部直徑的第二水平部。各第二水平部的至少一部分構造成朝向管接頭裝置外徑方向和開口傾斜，然後再朝向內徑方向和開口傾斜的捲曲部。在無需鑄造加工的情況下通過擴管和捲曲的機械工序形成接頭主體。

Description

管接頭裝置及其製造方法

本發明涉及一種管接頭裝置及其製造方法，更具體地，涉及一種能夠使工業或家庭用的供水、供熱、製冷和空調管道容易地連接和拆卸並且改善了部件的組裝性能的管接頭裝置。

構造成連接兩個管道的管接頭裝置是已知的(例如，參見韓國實用新型申請公開No. 20-2012-2695A)。

一般而言，管接頭裝置是構造成在建立管道設施時將管道連接成諸如線形、肘形、T形、十字形等多種形式並廣泛應用於工業和家庭的機械裝置。

在現有技術中廣泛使用的普通管接頭裝置需要諸如連接部的焊接和螺絲部件等單獨的固定裝置，以增大管道的連線性和氣密性。因此，管道連接工作較麻煩且組裝過程增加，從而增大了施工成本。

此外，用於現有技術的管接頭裝置的管道用的常見鋼管很薄，從而難以在施工現場進行焊接或螺紋連接。此外，例如，需要使用專用壓縮機的單獨過程。

另一方面，在管接頭裝置中安裝有諸如支承環、O形環等機械元件，以對插入裝置中的管道進行固定並且容易拉出所插入的管道。為了將機械元件穩定地保持在管接頭裝置中，已經提出了各種構造。在一種構造中，管接頭裝置的內周面是錐形的或者形成有單獨的凹槽，使得機械元件不會在管接頭裝置中移動。在另一種構造中，在管接頭裝置中設置有用於支撐機械元件的單獨的支撐元件。然而，根據前一種構造，不易對厚度不是那麼大的管接頭裝置的內周面進行加工。此外，當形成有凹部等時，強度可能降低。根據後一種構造，設置有單獨的支撐元件，使得結構變得複雜並且成本增大。考慮到這一點，通過鑄造來製造管接頭裝置。然而，由於需要在內周面上形成用於支撐機械元件的錐形面、凹槽等，所以在鑄造時需要高機械精度的模具，從而增大了成本。

鑒於上述情況而完成了本發明，並且本發明的目的是提供一種管接頭裝置及其製造方法，所述管接頭裝置能夠將各種機械元件穩定地保持在構造成連接兩個管道的管接頭裝置中，而無需單獨的支撐元件，並且無需對管接頭裝置的內周面進行單獨加工。

本發明的另一個目的是提供一種用於通過機械加工而不是通過鑄造方法來穩定地支撐設置在構造成連接兩個管道的管接頭裝置中的各種機械元件的結構。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種管接頭裝置的製造方法，所述管接頭裝置構造成通過形成在其兩個開口端的開口將兩個管道互連。所述方法包括：在擴管用模具的下模和上模之間放置具有單一直徑的直管的步驟；進行擴管工序的步驟：通過所述管道的兩個開口插入用於擴管的沖頭，並且形成接頭主體，所述接頭主體包括在其中央部的具有第一直徑的小直徑部和在小直徑部的兩側形成的具有大於第一直徑的第二直徑的大直徑部；通過所述接頭主體的兩個開口插入用於支撐待插入管接頭裝置中的管道的接頭組件的步驟；第一捲曲步驟：對其內插入有所述接頭組件的接頭主體的兩個開口進行第一道捲曲工序，從而形成具有第二直徑的第一水平部、直徑從第一水平部朝向開口逐漸減小的縮徑部以及從所述縮徑部朝向開口水平地延伸且在開口附近具有小於第一水平部的直徑的第二水平部，和第二捲曲步驟：對已經進行過第一道捲曲工序的接頭主體進行第二道捲曲工序，從而使各第二水平部的至少一部分朝向所述管接頭裝置的外徑方向和開口傾斜，然後使其朝向內徑方向和開口傾斜，從而形成斷面形狀整體上為山形的捲曲部。

在一個示例性實施方案中，可以通過多道擴管工序來得到所述接頭主體。

在一個示例性實施方案中，可以使用第一捲曲模具進行第一捲曲步驟，第一捲曲模具包括用於將所述接頭主體放置在其內的第一捲曲專用模具以及具有與所述縮徑部和第二水平部相對應的形狀且其上安裝有第一捲曲沖頭的第一捲曲R模具，所述第一捲曲沖頭插入接頭主體中。

在一個示例性實施方案中，可以使用第二捲曲模具進行第二捲曲步驟，第二捲曲模具包括用於將已經進行過第一捲曲步驟的接頭主體放置在其內的第二捲曲專用模具以及具有與所述捲曲部相對應的形狀且其上安裝有第二捲曲沖頭的第二捲曲R模具，所述第二捲曲沖頭插入接頭主體中。

在一個示例性實施方案中，在各步驟中，未進行單獨的鑄造加工。

在一個示例性實施方案中，所述接頭組件可以包括在開口附近的安裝在所述接頭主體中且構造成夾持並支撐插入所述接頭主體中的管道的外徑的卡爪保持件，並且在所述卡爪保持件的周面上可以形成有周向間隔開形成的多個卡爪。

在一個示例性實施方案中，所述各卡爪可以是沿所述接頭主體的內徑方向突出並且沿所述管道的插入方向傾斜的齒狀部。

根據本發明的另一個方面，提供了一種構造成通過兩個開口端的開口將待插入其內的兩個管道互連的管接頭裝置。所述管接頭裝置包括接頭主體和放置在所述接頭主體中並且構造成支撐待插入所述管接頭裝置中的管道的接頭組件。所述接頭主體包括在中央部形成的具有第一直徑的小直徑部和在小直徑部的兩側形成且具有大於第一直徑的第二直徑的大直徑部。所述各大直徑部包括：具有第二直徑的第一水平部、直徑從第一水平部朝向開口逐漸減小的縮徑部和從所述縮徑部朝向開口水平地延伸並且具有小於第一水平部的直徑的第二水平部。各第二水平部的至少一部分構造成朝向管接頭裝置的外徑方向和開口傾斜，然後再朝向內徑方向和開口傾斜，並且具有整體上為山形的捲曲部。在無需鑄造加工的情況下通過擴管和捲曲的機械工序來形成所述接頭主體。

在一個示例性實施方案中，所述接頭組件可以包括在開口附近的安裝在所述接頭主體中且構造成夾持並支撐插入所述接頭主體中的管道的外徑的卡爪保持件，並且在所述卡爪保持件的周面上可以形成有周向間隔開形成的多個卡爪。

在一個示例性實施方案中，所述各卡爪可以是沿該接頭主體的內徑方向突出並且沿所述管道的插入方向傾斜的齒狀部。

根據本發明，可以提供一種具有能夠將各種機械元件穩定地保持在管接頭裝置中而無需單獨的支撐元件且無需對管接頭裝置的內周面進行單獨加工的結構的管接頭裝置。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

在下文中，參照附圖對本發明的示例性實施方案進行說明。以下，省略對現有技術中公知的構造的說明，例如，省略了對將要設置在管接頭裝置中的多種機械元件的功能和詳細構造的說明。即，機械元件用於支撐插入管接頭裝置中的管道，並且一些機械元件未構成本發明的要點。儘管省略了說明，但是本領域技術人員參考以下說明可以容易地理解本發明的特徵構造。

首先，參照圖1(a)及圖1(b)，圖1(a)是示出了根據本發明示例性實施方案的最終管接頭裝置的中間步驟結構的斷面圖，圖1(b)示出了根據本發明示例性實施方案的最終管接頭裝置的結構。

如圖1(a) 及圖1(b)所示，示例性實施方案的管接頭裝置100具有兩個開口端，從而通過開口插入兩個管道並且可以使兩個管道互連。此外，如圖所示，在管接頭裝置100的兩個端部附近的構造是相同的。通過各種所示的機械元件10, 20, 30, 40, 50, 60 (在下文中，稱為“接頭組件”)來組裝、固定和支撐插入管接頭裝置100中的管道。此外，插入管接頭裝置100中的管道可以通過稱為移除件的分離元件與裝置分離。

具體地，接頭組件的第一支承環10和第二支承環30通常由金屬平墊圈構成(然而，本發明不限於此)，並且構造成支撐第一O形環20、第二O形環40、彈簧50和卡爪保持件60。

第一O形環20和第二O形環40由諸如橡膠等彈性材料製成(然而，本發明不限於此)，並且構造成與插入管接頭裝置100中的管道緊密接觸並確保管道和管接頭裝置100之間的穩定和氣密連接。

彈簧50設置在彈簧引導件(未示出)和卡爪保持件60之間，並且構造成彈性地支撐卡爪保持件60和在卡爪保持件60被移除件推動之後(參照圖2)使卡爪保持件60返回到其原始位置，從而將管道分離。

卡爪保持件60設置成夾持並支撐插入管接頭裝置100中的管道的外徑，並且包括在其周面上形成的沿周向方向間隔開的多個卡爪62。即，卡爪62是一種沿管接頭裝置100的內徑方向突出的齒狀部，並且構造成與插入管接頭裝置100中的管道的外徑部配合，從而支撐管道。另一方面，在本發明中，卡爪62的齒狀部沿管道的插入方向傾斜(參照圖2(b))，從而其在所插入的管道的拉出方向上起到阻力的作用，而不干擾管道的插入。由此，防止了管道的隨意分離，這構成了本發明的特徵。

以下，對管接頭裝置100的開口附近的構造進行更詳細地說明。

如圖1(a)、圖1(b)、圖2(a)及圖2(b)所示，管接頭裝置100的兩側形成為具有多個直徑，而不是具有一個直徑的直管。即，如後所述的，對具有一個直徑的直管進行多道擴管工序，從而確保用於將接頭組件和管道插入其內的空間(參照圖3)。根據本發明，擴張的管道沒有原樣地用作管接頭裝置。相反，如圖所示，將接頭組件插入擴張的管道中，然後針對兩個開口進行第一道捲曲工序。

在圖1(a)和圖2(a)中示出了在第一道捲曲工序之後的管接頭裝置100的外部形狀(示出了開口附近的放大構造)。如圖1(a)和圖2(a)所示，在第一道捲曲工序之後，在管接頭裝置100的開口附近形成有與通過擴管工序形成的第一水平部100h連續的第一捲曲部100e。第一捲曲部100e具有縮徑部100e1，其直徑從第一水平部100h朝向開口逐漸減小；和從縮徑部100e1水平地延伸到開口的第二水平部100e2，並且其直徑小於第一水平部100h的直徑。第二水平部100e2在其朝向管接頭裝置100的內徑側的端部是彎曲的。通過縮徑部100e1，可以將接頭組件固定地保持在管接頭裝置100中。此外，通過第二水平部100e2，可以穩定地保持接頭組件，並且使接頭組件能夠更緊密地接觸管道。即，如果僅設置縮徑部100e1而沒有第二水平部100e2，那麼在縮徑部100e1的端部處不能與管道緊密接觸。因此，優選形成第二水平部100e2並進行第一道捲曲工序，使得第二水平部100e2的一部分彎曲到管接頭裝置100中。

通過第一道捲曲工序，可以將接頭組件穩定地保持在管接頭裝置100中，從而其不會被向外拉出。在該狀態下的管接頭裝置100可以穩定地保持插入其內的管道。另一方面，在一些情況下，可能需要將插入管接頭裝置100中的管道再次分離到外部。當進行相應的操作時，使用移除件。即，將移除件插入管接頭裝置100和管道之間，以推動卡爪保持件60，從而在卡爪保持件60和管道之間形成間隙。通過該間隙，管道被向外拉出。然而，在第一道捲曲工序之後，在第二水平部100e2的朝向管接頭裝置100的內徑側的端部彎曲的彎曲部的長度比插入移除件所需的長度要短(例如，插入移除件所需的空間為1 毫米，但是彎曲部的長度為0.85 毫米)。根據本發明人的觀察，難以機械地形成具有較短長度的彎曲部。即使形成了這樣的彎曲部，也不能充分確保用於防止管道被拉出的拉力。

因此，當意圖不僅針對其中管道被插入並固定地使用而不被拉出的用途而且對於其中所插入的管道被再次拉出的用途來使用管接頭裝置100時，需要能夠滿足管道的穩定支撐和容易移除所插入的管道這兩個需求的構造。

為此，本發明人想到了一種如圖1(b)和圖2(b)所示的具有向外結構的管接頭裝置100，其通過對已經進行過第一道捲曲工序的管接頭裝置100進行第二道捲曲工序來得到。從圖2(b)的放大圖可以容易地看出，當進行第二道捲曲工序時，第二水平部100e2的一部分朝向外徑方向和開口傾斜，然後再朝向內徑方向和開口傾斜，從而使其形成為斷面形狀整體上為山形的第二捲曲部100e3。即，通過第二道捲曲工序，可以實現其中確保了用於插入移除件的空間並且通過與管道的緊密接觸所插入的管道不會被拉出的構造。

以下，參照圖3和圖4對製造根據本發明示例性實施方案的管接頭裝置100的工序進行說明。

首先，將具有單一直徑的直管放置在擴管用模具的下模M1和上模M2之間，並進行第一道擴管工序，通過管道的兩個開口插入用於第一道擴管的沖頭P11, P12 (圖3(a))。然後，進行第二道擴管工序，通過已經進行過第一道擴管工序的管道的兩個開口插入用於第二道擴管的沖頭P21, P22，其直徑大於用於第一道擴管的沖頭P11, P12的直徑(圖3(b))。接著，進行第三道擴管工序，通過已經進行過第二道擴管工序的管道的兩個開口插入用於第三道擴管的沖頭P31, P32，其直徑大於用於第二道擴管的沖頭P21, P22的直徑(圖3(c))。由此，直管的直徑構造成與待插入的管道的直徑相對應(圖3(c))。以這種方式，說明了將直管的直徑構造成與待插入的管道的直徑相對應而不是進行一道擴管工序的原因。即，如果管道一次性擴張，那麼管道可能由於突然的管道擴張而損壞。

其次，通過已經進行過上述擴管工序的擴張的管道(接頭主體)的兩個開口插入接頭組件(圖4(a))。

接著，將其中插入有接頭組件的擴張的管道放置在第一捲曲專用模具230中。然後，將其上安裝有第一捲曲沖頭222的第一捲曲R模具220移動到擴張的管道中。此時，第一捲曲R模具220具有與圖1(a)和圖2(a)所示的縮徑部100e1和第二水平部100e2相對應的形狀。因此，當將第一捲曲R模具220插入擴張的管道中時，可以得到具有圖1(a)和圖2(a)所示的向外形狀的管道(圖4(b))。

將已經進行過第一道捲曲工序的管道放置在第二捲曲專用模具330中。然後，將其上安裝有第二捲曲沖頭322的第二捲曲R模具320移動到捲曲的管道中。此時，第二捲曲R模具320具有與圖1(b)和圖2(b)所示的第二捲曲部100e3相對應的形狀。因此，當將第二捲曲R模具320插入擴張的管道中時，可以得到具有圖1(b)和圖2(b)所示的向外形狀的管道(即，管接頭裝置) (圖4(c))。以這種方式，根據本發明的示例性實施方案，代替通過鑄造加工形成管接頭裝置，可以通過擴管工序和捲曲工序的機械工序來實現所期望的管接頭裝置的構造，從而不需要形成具有高精度的鑄造用模具。

儘管已經參考示例性實施方案說明了本發明，但是本發明不限於示例性實施方案。即，在所附權利要求的範圍內可以對示例性實施方案進行各種修改和改變。這些修改和變化也包含在本發明的範圍內。即，本發明受限於權利要求及其等同物。

100‧‧‧管接頭裝置
100h‧‧‧第一水平部
100e‧‧‧第一捲曲部
100e1‧‧‧縮徑部
100e2‧‧‧第二水平部
100e3‧‧‧第二捲曲部
10‧‧‧第一支承環
20‧‧‧第一O形環
30‧‧‧第二支承環
40‧‧‧第二O形環
50‧‧‧彈簧
60‧‧‧卡爪保持件
62‧‧‧卡爪
M1‧‧‧擴管用模具的下模
M2‧‧‧擴管用模具的上模
P11‧‧‧第一道擴管的沖頭
P12‧‧‧第一道擴管的沖頭
P21‧‧‧第二道擴管的沖頭
P22‧‧‧第二道擴管的沖頭
P31‧‧‧第三道擴管的沖頭
P32‧‧‧第三道擴管的沖頭
220‧‧‧第一捲曲R模具
222‧‧‧第一捲曲沖頭
230‧‧‧第一捲曲專用模具
320‧‧‧第二捲曲R模具
322‧‧‧第二捲曲沖頭
330‧‧‧第二捲曲專用模具

圖1(a)是示出了根據本發明示例性實施方案的最終管接頭裝置的中間步驟結構的斷面圖，即，在第一道捲曲工序之後的結構。 圖1(b)示出了根據本發明示例性實施方案的最終管接頭裝置的結構，即，在第二道捲曲工序之後的結構。 圖2(a)詳細地示出了在第一道捲曲工序之後的管接頭裝置的端部的結構。 圖2(b)詳細地示出了在第二道捲曲工序之後的管接頭裝置的端部的結構。 圖3示出了製造根據本發明示例性實施方案的管接頭裝置的工序(擴管工序)。 圖4示出了製造根據本發明示例性實施方案的管接頭裝置的工序，其中示出了通過第一和第二道捲曲工序來形成管接頭裝置的特徵的工序。

100‧‧‧管接頭裝置

100h‧‧‧第一水平部

100e1‧‧‧縮徑部

100e3‧‧‧第二捲曲部

10‧‧‧第一支承環

20‧‧‧第一O形環

30‧‧‧第二支承環

40‧‧‧第二O形環

50‧‧‧彈簧

60‧‧‧卡爪保持件

62‧‧‧卡爪

Claims (10)

1. 一種管接頭裝置的製造方法，該管接頭裝置構造成通過形成在其兩個開口端的二開口將兩個管道互連，該方法包括： 在一擴管用模具的一下模和一上模之間放置具有單一直徑的一直管的步驟； 進行擴管工序的步驟：通過該管道的該二開口端的該二開口插入用於擴管的一沖頭，並且形成一接頭主體，該接頭主體包括在其中央部的具有一第一直徑的一小直徑部和在該小直徑部的兩側形成的具有大於該第一直徑的一第二直徑的兩個大直徑部； 通過該接頭主體的該二開口端的該二開口插入用於支撐待插入該管接頭裝置中的該些管道的兩個接頭組件的步驟； 第一捲曲步驟：對其內插入有該些接頭組件的該接頭主體的該二開口端的該二開口進行一第一道捲曲工序，從而於每一該開口端形成具有該第二直徑的一第一水平部、直徑從該第一水平部朝向該開口端的該開口逐漸減小的一縮徑部以及從該縮徑部朝向該開口端的該開口水平地延伸且在該開口端的該開口附近具有小於該第一水平部的該第二直徑的一第二水平部；以及 第二捲曲步驟：對已經進行過該第一道捲曲工序的該接頭主體進行一第二道捲曲工序，從而使每一該開口端的該第二水平部的至少一部分朝向該管接頭裝置的外徑方向和該開口端的該開口傾斜，然後使其朝向內徑方向和該開口端的該開口傾斜，從而形成斷面形狀整體上為山形的一捲曲部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之管接頭裝置的製造方法，其中通過多道擴管工序來得到該接頭主體。
3. 如申請專利範圍第2項所述之管接頭裝置的製造方法，其中使用一第一捲曲模具進行該第一捲曲步驟，該第一捲曲模具包括用於將該接頭主體放置在其內的一第一捲曲專用模具以及具有與該縮徑部和該第二水平部相對應的形狀且其上安裝有一第一捲曲沖頭的一第一捲曲R模具，該第一捲曲沖頭插入該接頭主體中。
4. 如申請專利範圍第3項所述之管接頭裝置的製造方法，其中使用一第二捲曲模具進行該第二捲曲步驟，該第二捲曲模具包括用於將已經進行過該第一捲曲步驟的該接頭主體放置在其內的一第二捲曲專用模具以及具有與該捲曲部相對應的形狀且其上安裝有一第二捲曲沖頭的一第二捲曲R模具，該第二捲曲沖頭插入該接頭主體中。
5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所述之管接頭裝置的製造方法，其中在各步驟中，未進行單獨的鑄造加工。
6. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所述之管接頭裝置的製造方法，其中每一該接頭組件包括在該二開口端的該二開口附近的安裝在該接頭主體中且構造成夾持並支撐插入該接頭主體中的該些管道的外徑的一卡爪保持件，其中該些卡爪保持件在其周面上形成有周向間隔開形成的多個卡爪。
7. 如申請專利範圍第6項所述之管接頭裝置的製造方法，其中每一該卡爪是沿該接頭主體的內徑方向突出並且沿該些管道的插入方向傾斜的一齒狀部。
8. 一種構造成通過兩個開口端的二開口將待插入其內的兩個管道互連的一管接頭裝置，該管接頭裝置包括： 一接頭主體；以及 放置在該接頭主體中並且構造成支撐待插入該管接頭裝置中的該些管道的兩個接頭組件； 其中該接頭主體包括在中央部形成的具有一第一直徑的一小直徑部和在該小直徑部的兩側形成且具有大於該第一直徑的一第二直徑的兩個大直徑部； 其中每一該大直徑部包括： 具有該第二直徑的一第一水平部； 直徑從該第一水平部朝向該開口端的該開口逐漸減小的一縮徑部；以及 從該縮徑部朝向該開口端的該開口水平地延伸並且具有小於該第一水平部的該第二直徑的一第二水平部； 其中該第二水平部的至少一部分構造成朝向該管接頭裝置的外徑方向和該開口端的該開口傾斜，然後再朝向內徑方向和該開口端的該開口傾斜，並且具有整體上為山形的一捲曲部；以及 其中在無需鑄造加工的情況下通過擴管和捲曲的機械工序來形成該接頭主體。
9. 如申請專利範圍第8項所述之管接頭裝置，其中每一該接頭組件包括在該二開口端的該二開口附近的安裝在該接頭主體中且構造成夾持並支撐插入該接頭主體中的該些管道的外徑的一卡爪保持件，其中該卡爪保持件在其周面上形成有周向間隔開形成的多個卡爪。
10. 如申請專利範圍第9項所述之管接頭裝置，其中每一該卡爪是沿該接頭主體的內徑方向突出並且沿該些管道的插入方向傾斜的一齒狀部。