一种多部件的锥形的同心歧管以及制造该歧管的方法与流程

本申请要求2015年5月19日提交的、题为“一种多部件的锥形的同心歧管及制造该歧管的方法”的美国专利申请第14/716,755号和2015年8月10日提交的、题为“一种多部件的歧管及制造该歧管的方法”的美国专利申请第14/821,985号的优先权，其公开的内容在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明主要涉及一种歧管。更具体地说，本发明涉及一种多部件的、同心的、锥形的、紧凑的歧管。

背景技术：

歧管传统上用于协助不同流体的路径选择。单个壳体或块体常常具有形成或机械加工于其中的多种通路，以提供用于流体的导管。通常，壳体或块体是有角的或矩形的形状。在许多情况下，沿水平或垂直表面机械加工通路。或者，换句话说，一般沿直的表面以直线形式机械加工。然而，可能存在这样的情况，其中矩形形状的歧管壳体不是最适合的。此外，其它的歧管壳体形状可以允许比常规形状更紧凑的设计。

因此，期望提供一种歧管和/或一种用于制造歧管的方法，该歧管具有不同于矩形的几何形状。

技术实现要素：

前述的需求在很大的程度上通过本发明得到满足，其中一个方面，提供了一种装置，在一些实施例中，歧管可具有非矩形的形状，并且可以更加紧凑。

根据本发明的一个实施例，提供了一种歧管。歧管包括：第一主体，其具有外部锥形表面；第二主体，其具有对应于第一主体的外部锥形表面的内部锥形表面；以及凹槽，其形成在外部弯曲表面和内部弯曲表面中的一个或两个内，其中第一主体的尺寸设计为匹配安装在第二主体内，使得外部锥形表面接触内部锥形表面，并且凹槽形成位于第一主体和第二主体之间的流体通道，流体通道具有入口和出口。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种组装歧管的方法。该方法可包括：形成第一主体，其具有外部锥形表面；形成第二主体，其具有对应于第一主体的外部锥形表面的内部锥形表面；以及在外部和内部锥形表面的一个或两个内形成凹槽，其中第一主体的尺寸设计为匹配安装在第二主体内，使得外部锥形表面接触内部锥形表面，并且凹槽形成位于第一主体和第二主体之间的流体通道，流体通道具有入口和出口。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种歧管。歧管可包括：第一主体，其具有外部锥形表面；第二主体，其具有对应于第一主体的外部锥形表面的内部锥形表面；以及用于限定通路的装置，该通路形成在外部锥形表面和内部锥形表面的一个或两个内，其中第一主体的尺寸设计为匹配安装在第二主体内，并且用于形成通路的装置位于第一主体和第二主体之间，通路具有入口和出口。

根据本发明的一个实施例，提供了一种歧管。该歧管包括：第一主体，其具有外部表面；第二主体，其具有对应于第一主体的外部表面的内部表面，并且第一主体微焊接到第二主体上；以及凹槽，其形成在外部表面和内部表面的一个或两个内，其中第一主体的尺寸设计为匹配安装在第二主体内，使得外部表面接触内部表面，并且凹槽形成位于第一主体和第二主体之间的流体通道，流体通道具有入口和出口。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种形成歧管的方法。该方法包括：使用具有晶粒的粉末金属填充模具；压缩模具中的粉末金属，从而形成第一主体；从模具中移出压缩部件；第一主体接触第二主体，使第一主体和第二主体受热；以及在两个主体的金属晶粒之间形成微焊接。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种歧管。该歧管包括：第一主体，其具有外部表面；第二主体，其具有对应于第一主体的外部表面的内部表面，第一主体微焊接到第二主体上；以及用于允许流体移动通过主体的装置，其形成在外部表面和内部表面的一个或两个内，其中第一主体的尺寸设计为匹配安装在第二主体内，使得外部表面接触内部表面，并且用于允许流体移动通过主体的装置形成位于第一主体和第二主体之间的流体通道，流体通道具有入口和出口。

为了可以更好地理解本文中本发明的某些实施例的详细描述，以及为了更好地理解对现有技术的贡献，已经相当广泛地概述本发明的某些实施例。当然，还有本发明的附加实施例，其将在下面被进行描述并且将形成所附权利要求的主题。

在这方面，在详细地说明本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明并不将其应用限制于下面说明书中阐述的或在附图中示出的构造的细节和组件的设置。本发明能够具有除了所描述的那些实施例之外的实施例，并且能够以多种方式实施和实现。此外，可以理解，本文所用的措辞和术语以及摘要是为了描述的目的，而不应被视为限制。

这样，本领域的技术人员将理解，本公开内容所基于的概念可以容易地用作其它结构、方法和系统的设计基础，以用于实现本发明的若干目的。因此，重要的是，权利要求视为包括这种等同构造，只要它们不脱离本发明的精神和范围。

附图说明

图1是根据一个实施例的歧管的分解立体图。

图2是根据一个实施例的歧管的立体图。

图3是根据另一个实施例的歧管的立体图。

图4是根据一个实施例的歧管的分解立体图。

图5是根据另一个实施例的歧管的分解图。

图6是图5所示实施例的组装图。

图7是根据本公开内容的另一个实施例的分解图。

图8是图7所示实施例的组装图。

图9是根据另一个实施例组装的歧管的局部放大图。

图10是根据另一个实施例，示出如何制造歧管的方法的流程图。

具体实施方式

根据一些实施例，提供了一种大致为圆形的歧管10。歧管10可包括内部主体12。内部主体12可具有内部主体12的外部表面14。可选地，内部主体12在其中心部分可具有空隙或孔16。在其他实施例中，内部主体12在中心部分可以是实心的。

凹槽或通路18、20、22和24可形成在内部主体12的外部表面14上。凹槽18、20、22和24是通路，其允许流体在歧管10内流动。例如，在一些实施例中，不同的轴向通路26可经由凹槽或通路18、20、22和24彼此流体连接。

当内部主体12紧密地匹配安装在外部主体30内时，如图2所示，凹槽或通路18、20、22和24彼此流体隔离。流体流过通路18、20、22和24，以在歧管10内向不同的轴向通路26提供流体连通。在一些实施例中，流体可以是液压流体。液压流体可以在相对较高的压力，这样内部主体12匹配安装到外部主体30必须紧密地匹配安装或密封以保持通路18、20、22和24间的流体隔离。本领域的普通技术人员在阅读本公开内容后将理解，通过通路18、20、22和24形成的任何流体的压力需要小于将内部主体12从外部主体30分离所需的压力，以保持不同通路之间的流体隔离。

在一些实施例中，内部主体12压装配合在外部主体30内。换句话说，外部主体30的内部表面32的初始尺寸可小于内部主体12的初始外部表面14。在本发明的其他实施例中，可使用粘合剂将内部主体12紧固或密封在外部主体30内。在其他实施例中，可使用紧固件。

在一些实施例中，可加热外部主体30，使得内部表面32膨胀。内部主体12可随后插入到外部主体30中。当外部主体30冷却，外部主体30收缩并在接缝或连接40处紧密地接合内部主体12。在其他实施例中，可以使用连接内部主体14和外部主体30的其它方法。

在外部部件30的外部表面34上，液压端口36位于不同的位置附近。液压端口36的位置一致，以便它们与其中一个凹槽或通路18、20、22和24对准，允许液压端口36和其中一个凹槽或通路18、20、22和24之间流体连通。在一些实施例中，如图所示，液压端口36可以位于块体38上，块体38位于外部部件30的外部表面34上。如图中构造，液压流体可通过凹槽或通路18、20、22和24，并通过轴向通路26流入或流出液压端口36。在本发明的一些实施例中，液压端口36可与轴向通路26的一个或多个流体连通。

凹槽18、20、22和24也可具有转弯25。转弯25提供径向开口，以将凹槽18、20、22和24流体连接到一个或多个轴向通路26。

液压端口36可以是特定通路27的一部分。结果，液压流体可以流动到液压端口36或从液压端口36流到特定的轴向通路27。

转弯25可以在凹槽18、20、22和24处终止，并且为通孔，该通孔将凹槽22流体连接到轴向通路26。然而，转弯25不限于凹槽18、20、22和24的端部或终端，也可以出现在沿着流体通路的中间点处，如在图1中沿着通路22由附图标记27所示。此外，如图2所示，液压端口36可位于转弯25和通路18、20、22和24上方，或者如图3和4所示，它们可位于通路上的中间位置。

作为一个例子，如附图标记28指示的特定的液压通路可包括特定的轴向通路27和由附图标记22指示的凹槽。凹槽22的一端是转弯25，该转弯5提供了凹槽22和轴向通路26之间的流体连通。

图4是分解图，而图3是歧管10的组装图。在图3和4所示的实施例中，歧管10包括内部主体12、中间主体42和外部主体30。内部主体12包括轴向通路26，轴向通路26与凹槽48、径向通路50和液压端口36流体连通。

轴向通路26经由径向通路50连接到转弯25。转弯25流体连接到中间主体42上的凹槽48，凹槽48又流体连接到外部主体30上块体38中的液压端口36。可替代地，轴向通路26可经由径向通路50流体连接内部主体12上的凹槽18。内部主体12上的凹槽18可经由位于中间主体42上的第二径向通路56，流体连接至外部主体30上的其中一个液压端口36。

本领域的普通技术人员在阅读本公开后将理解，如何从不同的凹槽48、转弯25、径向通路50和液压端口36连接或隔离各轴向通路26。

结果，轴向通路26中的任何一个可以通过内部主体12上的凹槽18、20、22或24或中间主体42上的凹槽48，经由转弯25或径向通路50，连接到其中一个液压端口36。因此，流体连接可以沿着歧管10选择通路，而不相互流体连接。如图3和4所示，由凹槽18或48所限定的通路可能甚至彼此交叉(一个通路在内部主体12上而另一个通路在中间主体42上)但不流体连接。

尽管仅一定数量的轴向通路26，凹槽18、20、22和24，转弯25，径向通路50和液压端口36被示出，本领域的普通技术人员将理解，更多或更少数量可能用于实现期望的结果。

与上述类似，内部主体12可匹配安装在中间主体42内。中间主体42可匹配安装在外部主体30内。在一些实施例中，可能期望内部主体12和中间主体42之间的连接52是流体密封的，使得流体不会从凹槽18或径向通路50泄露出来。这可以以几种方式来实现。例如，内部主体12可与中间主体42压装配合。在其它实施例中，加热中间主体42以膨胀。一旦中间主体42膨胀，内部主体12可插入到中间主体42中。随着中间主体42冷却，中间主体42会收缩，从而收紧并使内部主体12和中间主体42之间的连接52流体密封。

类似地，可能期望中间主体42和外部主体30之间的连接也是流体密封的。与上述类似，中间主体42可与外部主体30压装配合。在一些实施例中，加热外部主体30，从而膨胀，允许中间主体42插入到外部主体30中。随着外部主体30冷却，外部主体30会收缩，并且从而形成与中间主体42的流体密封连接。

在其他实施例中，中间主体42与内部主体12之间的连接52和/或中间主体42与外部主体30之间的连接54也可以使用粘合剂，密封剂和/或紧固件实现，以有助于连接52、54实现流体密封。在其它实施例中，可以使用紧固主体12、30和42的其他方式。

可以预期的是，一些实施例中，将要流过歧管的流体为压力下的液压流体。然而，在其他实施例中，可使用其它流体。流体可以是液体或气体形式。这里提到的液压流体仅作为示例，并且决不将本发明限制为液压歧管。

凹槽18、20、22、24和48示出并描述为在内部主体12或中间主体42的外部表面14和44上。在阅读本公开内容后，本领域的普通技术人员将理解，凹槽18、20、22、24和48也可以位于中间主体42或外部主体30的内部表面32和46上，或者既在内部主体12和中间主体42的外部表面14和44上，又在中间主体42和外部主体30的内部表面32和46上。

图5-8示出了另外的实施例。图5和6中所示的实施例类似于图1和2中所示的实施例。圆形歧管10包括内部主体12，其匹配安装到外部主体30中。内部主体12具有外部表面14，外部表面14包含凹槽18、20、22和24。内部主体12以流体密封形式匹配安装到外部主体30中。如上所述，凹槽18、20、22和24配置为与如前所述的不同的液压端口36对准。此外，内部主体12可以过盈配合地插入到外部主体30中，且以与上述类似的方式密封。

除了简单的压装配合，内部主体12可与外部主体30通过锥形表面60和66相互作用。内部主体12的外部表面14具有锥形60。锥形60成形为使得内部主体12的直径在第一端62比在第二端64大。外部主体30的内部表面32也具有锥形66。锥形66的尺寸设置为使得由内部表面32限定的空隙的直径在第一端62比在第二端64大。通过在内部主体12上具有锥形60以及在外部主体30的内部表面32上具有锥形66，随着内部主体12被推动或被迫朝向外部主体30的第二端64，内部主体12可更紧密地匹配安装在外部主体30内。以这种方式，内部主体12和外部主体30之间压装配合或过盈配合的量可以通过内部主体12移动到外部主体30中的轴向距离来调节。

图6是歧管10的组装图，歧管10具有内部主体12，内部主体12匹配安装到外部主体30中。内部主体12在接缝或连接40处接触外部主体30。内部主体12具有锥形60的外部表面14，并且外部主体30具有锥形66的内部表面32。内部主体12和外部主体30的第一端62基本上对准，并且内部主体12和外部主体30的第二端64也基本上对准。然而，应当理解的是，无论第一端62还是第二端64的完美对准在任何特定实施例中都不太可能，因为内部主体12可以压入外部主体30中不同的轴向距离，以由于锥形60和66达到期望的过盈配合。

图7和8类似于上述的图3和4。因此，图7和8与图3和4之间的许多相同特征在此将不再重复。而是主要讨论差异。图7是同心歧管10的分解图而图8是组装图。参照图7和8，内部主体12的外部表面14具有凹槽18、20，凹槽18、20流体连接到径向通路50，与参照图3和4描述的类似。如图所示，内部主体12具有外部表面14，外部表面具有锥形60。锥形60使得内部主体12在第一端62比在第二端64具有更大的直径。

中间主体42具有外部表面44，外部表面44包含流体连接到径向通路56的凹槽48，与以上参照图3和4描述的类似。中间主体42具有内部表面46，其具有锥形68。锥形68的尺寸设计为使得在中间主体42的第一端62处由内部表面46限定的中空部分的直径比在中间主体42的第二端64处由内部表面46限定的内部空间的直径更大。

此外，中间主体42的外部表面44也具有锥形70。锥形70的尺寸设计为使得中间主体42的第一端62具有比中间主体42在第二端64处的直径更大的直径。

外部主体30还具有内部表面32，内部表面32具有锥形72。锥形72配置为使得由内部表面32限定的空隙的内部直径在第一端62处具有比在第二端64处由外部主体30的内部表面32所限定的空隙的直径更大的直径。

当歧管10如图8所示那样组装时，凹槽18、20和48(在图7中最佳示出)以及径向通路50的尺寸和位置设计为使得不同的端口36和56对准，以允许流体适当地流过上述的歧管10。随着内部主体12插入中间主体42中，锥形表面60和68将连通，以允许内部主体12在中间主体42内密封。锥形表面60和68允许易于制造，以允许内部主体12在中间主体42内轴向移动，以实现期望量的密封和过盈配合。

同样地，锥形表面70和72将彼此连通，以允许中间主体42插入到外部主体30中，使得中间主体42能够匹配安装并密封在外部主体30内。此外，锥形70和72将易于制造，以允许中间主体42在外部主体30内轴向移动，使得内部主体42将密封到外部主体30内，并实现期望量的过盈配合。

应当理解的是，期望量的过盈配合的范围可以从完全没有到相对大的量。如上所述，内部主体12与中间主体42和中间主体42与外部主体30可以通过多种方式密封，包括但不限于：过盈配合、密封剂、焊接、粘合剂和机械紧固件。还应当理解的是，虽然这里描述的实施例示出的歧管10具有两个或三个主体，其他实施例可在歧管10中包括多于三个的主体。其他主体可以与本文描述的那些类似地匹配安装。此外，也可以在一些实施例中使用更多或更少的流体通路。

在根据本公开的可选实施例中，歧管10的不同的主体12、30和42(例如如图4中所示)可以被单独制造。这些主体12、30和42的制造可以通过使用烧结粉末金属来实现。在已经制造单独的主体12、30和42之后，可以组装歧管10。在组装时，可以使用烧结步骤使不同的主体12、30和42(或只是主体12和42，视情况而定)成为一体，以形成一体的歧管10。参照图9和10的附加讨论将在下面进一步讨论。

图9示出了歧管10的局部放大图，其包括粉末金属80的多个晶粒，粉末金属80的多个晶粒可用于形成歧管10。对于本文的目的，术语“晶粒”是指粉末金属的多种微粒或颗粒。图9所示的不同的晶粒80已经放置到模具中，在模具中压缩，并从模具移出。已从模具中移出但尚未受热的由粉末金属制成的部件被称为“未处理”部件(“green”part)。一般情况下，未处理部件由于在模具内晶粒80的压缩将保持其形状，但一旦从模具移出，当承受任何较大的力时，未处理部件可能开始碎裂。这样，未处理部件可相对轻柔地处理。

如图9所示，晶粒80具有接触点82，其中晶粒接触其他晶粒80。空隙84位于晶粒80之间。在一些实施例中，且将在下面进一步详细地讨论，空隙84可以填充或至少部分填充浸渍剂86。

如图4所示，例如，内部主体12匹配安装在中间主体42内，而中间主体42匹配安装在外部主体30内。在如图1所示的另一个实施例中，内部主体12匹配安装在外部主体30内。图9示出外部主体88，其可以对应于图1和4的外部主体30或中间主体42。图9还示出了内部主体90，其可以对应于图1和4的内部主体12或中间主体42。交界线92将外部主体88与内部主体90分离。交界线92可以对应于图2的接缝或连接40或图8的接缝或连接52或54。

一旦内部主体90放置在外部主体88内，作为歧管10组装的部件，内部主体90可根据本领域粉末冶金通过微焊接工艺附接到外部主体88。

图10为根据本公开的实施例，示出与组装歧管10相关联的不同步骤的流程图。首先，如在步骤S10中所述，配置为形成外部主体88或内部主体90的模具装满粉末金属。模具中的粉末金属在步骤S20中压缩。在步骤S30中，内部部件88和外部部件90从模具中移出。粉末金属部件(也称为主体)88和90，一旦从模具移出，就为未处理部件，并且因此被小心处理。歧管10通过将内部部件90放置在空隙中组装，该空隙部分地由可为外部部件88(图9)的外部主体30和中间主体42(见图4)的内部表面32或46限定。如果歧管10包括若干部件或主体12、30和42，如图4所示，不同的部件被组装。一旦组装好，外部和内部部件88和90将彼此接触，如在步骤S40之前的步骤所述的那样。

可选地，浸渍剂可在步骤S50中加入未处理部件88和90。将浸渍剂加入未处理部件是公知的，不在这额外详细地讨论。在一些实施例中，浸渍剂可以是金属，例如铜，或任何其它合适的金属。在其他实施例中，浸渍剂可包括粘合剂，例如工业粘合剂和/或其他合适的粘合剂。一旦浸渍剂已被添加到未处理部件88、90，未处理的歧管10(其在组装状态下将包括多个未处理部件88、90)将受热，如在步骤S60中所述那样。在一些实施例中，使未处理的歧管10受热包括将未处理的歧管10放置在炉中。其他实施例可包括通过使大电流通过未处理的歧管10使未处理的歧管10受热。使未处理的歧管10受热的其它合适的方法也可根据权利要求做出。

在使用浸渍剂的实施例中，未处理的歧管10承受足够的热量以使浸渍剂86熔化并移动到包含在歧管10内的空隙84中(参照图9)。浸渍剂将通过毛细管或毛细作用移动到空隙84，如在步骤S70所述那样。另外，足够的热量将提供到歧管10，使得晶粒80将开始熔化，并使微焊接在不同的晶粒80之间的接触位置82处出现，如在步骤S80中所述那样。使未处理部件受热以产生微焊接对本领域的普通技术人员是公知的，不在这额外详细地讨论。

一旦微焊缝在晶粒80之间的接触位置82处形成，可选的浸渍剂86进入空隙84，歧管10将被允许冷却，如在步骤S90中所述那样。在一些实施例中，冷却步骤S90可包括淬火。此时，随着不同的内部主体90和外部主体88现在被焊接在一起，歧管10现在成为一体。不同的凹槽18、20、22、24、28、48和内部主体12、中间主体42和外部主体30的其它特征可以由模具模制并层压在未处理部件内，或者在一些实施例中，不同的特征可以在歧管10已通过微焊接工艺变成一体之后机械加工到歧管10中。

尽管图中所示的实施例示出了由两个或三个主体制成的歧管，本领域的普通技术人员在阅读本公开之后将理解大于三个主体的歧管10可根据权利要求制造。

本发明的许多特征和优点从详细的说明书中是显而易见的，并且因此，所附的权利要求旨在覆盖所有本发明的落入本发明的真实精神和范围之内的特征和优点。此外，由于许多修改和变化将是本领域技术人员容易想到的，因此不期望将本发明限制到示出和描述的具体结构和操作，并且相应地，可以进行所有适当的修改和等同替换，且落入本发明的范围内。