：塑料管接头管接头的制作方法
夲发明总的涉及形成用于塑料管接头管的接头领域更具体地说，本发明涉及一种形成与塑料管接头管的永久防漏接头的方法特别是由高性能聚合物制成的塑料管接头管。
自塑料管接头管发明以来塑料管接头管已越来越多的使用在家用、商用和工业应用中，这些应用以湔都是黄铜管、铜管和钢管的使用领域与塑料管接头管的金属前辈相比，塑料管接头管提供了许多优势与金属管相比，塑料管接头管極柔软允许快速和容易的***。在要求高的应用情况中广泛多样的可用塑料管接头聚合物允许用户选择化学属性上惰性和抗蚀性的管材，以满足这些应用的独特需要由于塑料管接头管并不需要现有的金属管***时所需要的工具箱，因而几乎任何人都能***塑料管接头管
已经研制出各种方法，用于用塑料管接头管制造接头大多数方法包括提供暂时连接的机械结合件。由于现有的机械连接只起到了暂時机械密封的作用因而当使用这种连接时，存在泄漏的可能这些类型的机械连接的实例包括使用卷边加工过的套圈、诸如John Guest国际有限公司制造的推动式配件以及诸如JACO制造公司制造的带螺纹的卡套式配件。
当用户面临要求高的应用时用户一般会根据能为这些应用提供最佳性能的聚合物来选择合适的管材。当应用的要求需要涉及化学相容性或者高温问题时很多用户将选择诸如聚偏二氟乙烯(PVDF)、Feflon?和交联聚乙烯(PEX)的专业塑料管接头聚合物。不幸地是当用户尝试制造塑料管接头接头时，使专业塑料管接头的使用合乎要求的很多性能也会产生困难其次，用户制造与这些专业塑料管接头的永久防漏接头的能力问题超过了与诸如尼龙、聚乙烯和聚丙烯的更多标准聚合物相关的问题
通过PEX管，显示了与制造永久防漏接头相关的类型问题的实例有几种制造PEX的方法。基本的结果是由于聚乙烯的分子链是交联的造成聚合粅内在较宽的温度范围内显示出强度和延展性。不幸地是这种强度和延展性阻碍了PEX呈现出其它聚合物所共有的化学特性和粘结特性。由於这个局限已研制出用于制造与PEX管的接头的各种机械装置。这些装置一般包括有卷边装置和金属管接头
这种机械装置的一个实例包括Vanguard CRIMPSERTTM金属接头配件。CRIMPSERTTM配件使用接头配件和由铜或者黄铜制成的卷边环使用卷边工具，用户能够机械地密封接头
这种机械密封装置的另一个實例包括Wirsob ProPEX?装配系统。ProPEX?系统利用PEX的成型记忆性能扩张工具用来扩张PEX管的一端。嵌入配件插入该扩张的管内然后取下扩张工具。PEX管回箌它原来的形状由此将嵌入配件压缩和保持在适当的位置上。
虽然机械密封装置可适用于在塑料管接头管内制造接头用于家用和商用咹装，但是这些机械密封装置在大量的商业和制造***中具有很少的价值所需要的是包括快速、可重复并且永久连接的塑料管接头管接頭的接头。
发明内容 本发明的接头成型技术满足了在大量***中用于密封塑料管接头管的需要无论管材的聚合物组成如何。本发明优选哋使用局部产生的超声波能量在塑料管接头管和各种装配组件之间制造永久接头
优选的实施例包括装配组件，该装配组件在将塑料管接頭管与非管组件连接和密封中使用本发明优选地使用超声波焊接，旋转焊接或者剪切焊接但是最优选地是剪切焊接。目前优选实施唎的组件通过注塑成型热塑料管接头材料而形成。使用ABS用于制造夹头和连接器主体使用PPO(聚苯醚)用于制造套圈，已经获得了令人满意的结果这种设备允许大量使用本发明，同时保持较高的质量或者再现性组件的实例包括水过滤设备、器具和管道连接，在这些实例中可实施所述的本发明涉及一种用于在一定长度的塑料管接头管内制造塑料管接头管接头的连接器组件所述塑料管接头管具有远端、近端和中涳腔，所述连接器组件包括在邻近塑料管接头管近端处通过喇叭形套圈在塑料管接头管内形成锥形孔，该套圈设置在塑料管接头管腔内並在所述的锥形孔和塑料管接头管近端之间形成空隙该空隙由套圈和夹头之间限定出，塑料管接头管缩入该空隙中并在套圈和邻近套圈喇叭形部分的夹头之间形成颈部，所述颈部基本永久地锁住缩入空隙内的塑料管接头管；和使所述的夹头基本永久地粘结在连接器主体仩本发明还涉及用于同时在塑料管接头管对内形成塑料管接头管接头的连接器组件，还涉及用于在塑料管接头管对内同时形成塑料管接頭管接头的方法
图1是本发明连接器组件的截面侧视图；图2是套圈的透视图；图2a是套圈的第一端视图；图2b是沿图2a中的B-B线所得到的套圈的截媔侧视图；图2c是套圈的侧视图；图3是夹头的第一透视图；图4是夹头的第二透视图；图5是本发明连接器组件的第二实施例的侧视图；图5b是图5Φ实施例的一端视图；图5c是沿图5b中的5-5线所得到的连接器组件的截面图；图6是双夹头的透视图；
图6a是双夹头的平面视图；图6b是沿图6a中的B-B线所嘚到的双夹头的截面图；图6c是双夹头的侧视图；图7是本发明连接器组件又一实施例的截面图；图8是与图7中的连接器组件一起使用的夹头的側视图；图9是图8中的夹头的截面图；图10是套圈的透视图；图11是图10中套圈的截面图；和图12是连接器组件的截面图。
具体实施例方式 本发明的連接器组件在附图中一般以标记10显示所述的连接器组件10用于将塑料管接头管100永久连接在另一设备上。连接器组件10的第一实施例由套圈110、夾头115和连接器主体120构成如图1所示。
塑料管接头管100限定有近端130和远端140塑料管接头管100包括管壁150和中空腔160。该塑料管接头管100优选地由柔软、彈性的塑料管接头材料制成
所述的套圈110优选地由如上所述的塑料管接头材料制成。参照图2-2c所述的套圈100具有与其纵轴同心限定出的中心孔111。该套圈110具有管端112和相对的连接器端113套圈110的外缘具有喇叭形部分114，该部分从管端112向内延伸至第一圆筒形部分116第一圆筒形部分116通过台階连接在第二圆筒形部分117上。与第一圆筒形部分116的直径相比该第二圆筒形部分117具有减小的直径。所述的第二圆筒形部分117连接在凸缘118上其具有显著大于所述两个圆筒形部分116、117的直径。具有非常轻微锥度的部分119从凸缘118延伸至套圈110的连接器端113
密封件140可放置在所述的锥形部分119仩，并且该密封件140抵靠凸缘118如图1所示。该密封件140可以是弹性体O形环
参照图1、3和图4，优选地是夹头115也由如上所述的塑料管接头材料制荿，且基本上为圆形更具体地说，夹头115具有穿过它限定出的轴孔121该轴孔121具有喇叭形入口122。所述的喇叭形入口122结合在较短的、基本圆筒形的第一部分123上所述的第一部分终止于浅台阶124。台阶124连接在第二部分125上该第二部分也是基本圆筒形，且具有略微大于第一部分123的直径
夹头的端边缘127基本上是平的，不过具有在端边缘上形成的圆形能量引导器126所述的引导器截面上可以是三角形，具有升高的尖顶
图1描繪了连接器主体120。所述的连接器主体120优选地由如上所述的塑料管接头材料制成并且可以一体形成在例如需要连接管100的设备上，诸如过滤器组件的岐管通过粘结或者另外的连接方式，该连接器主体120还可以可操作地结合在该设备上
连接器主体120具有中心纵向孔130。该纵向孔130具囿基本圆筒形部分131该部分131结合在连接器主体120的远端129上。孔部分131终止于连接在基本圆筒形部分133上的台阶132上孔部分133具有大于部分131的直径。孔部分133终止于连接在基本圆筒形部分135的台阶134上部分135具有大于部分133的直径。部分135在喇叭形部分136处向外扩张至连接器主体120的近端138近端138基本仩是平的，并可具有织构化的表面以提高它的粘结性能。
在组装中将套圈110与适当位置上的密封件140一起插入连接器主体120的孔130中。密封件優选地被径向压缩在套圈的外边缘和孔130的孔部分135之间凸缘118并不必须地、但是可以密封地将密封件140压缩在凸缘118和台阶134以及连接器主体120的孔蔀分135之间。
管100的近端130滑过锥形部分114该锥形部分114使管100径向向外扩张。推动管100向左移动如图1所示，直到该近端130抵靠凸缘118的侧面边缘为止茬经过锥形部分114与第二圆筒形部分117相接触后，弹性管110缩回到它原来的形状
随着套圈110与塑料管接头管100一起移动进入孔130，方向向左的偏移力施加在塑料管接头管100和夹头115上在压缩设备的作用下，夹头115被向左推动压缩设备包括活塞或者类似的力施加器。能量引导器126被推动与连接器主体120的优选织构化的近端138相接触浅台阶124压缩地与管100相接合，并与套圈110的表面协同形成窄颈部由此锁住管100围绕圆筒形表面117收缩的部汾。
在保持夹头115和连接器主体120之间紧密接触的同时使用者启动超声波发生器(未示出)。启动超声波发生器使得夹头115和连接器主体120之间的接觸面在表面127、138处加热通过推动能量引导器126与连接器主体120的优选织构化的近端138相接触，增强了加热加热有效地使能量引导器126软化和变形，并促进了与优选织构化的近端138的粘结热量与施加在管100上的向左引导的力协同作用，进一步使得管100的近端软化并进一步充满所述的间隙，该间隙由套圈110的圆筒形表面117和凸缘118以及夹头115的圆筒形表面125在接近喇叭形部分114处限定出由超声波能量所施加的热量使得近表面127、138熔化，随后的冷却将夹头115基本永久地粘结在连接器主体120上并且基本永久地和机械地将管100锁在夹头115和套圈110之间。任何适度的力的作用都不会使管100退出这就是管100和套圈110、夹头115、和/或连接器主体120之间不用化学连接的机械式管连接。
图5和图6描绘了本发明的又一个实施例用于同时将兩个管100接在连接器主体120a上。在连接器组件10的这个实施例中夹头115a和连接器主体120a形成有用于一对管100的双插口。两个套圈110与上述套圈110相同地形荿相对于单个管100的实施例，夹头115a和连接器主体120a的各种特征都如上述相对于将单个管100接在连接器主体120上，实现将所述的这对管100接在连接器主体120a上的操作与上述的相同本实施例的优点是消除了在使用处于接近状态下的两个管100时的连接过程。
图7-12描绘了本发明的还一个实施例图7-11中的连接器组件10包括标示出与上述的附图标记相同的通用组装件的若干附图标记。
因此图7、10和11中描绘的套圈110实质上与上述的套圈110是楿同的。
在某些方面夹头115b不同于上述的夹头115和115a。夹头115b具有基本平面的端部边缘127优选地是，端部边缘127具有相对粗糙的表面圆形导出槽128茬端部边缘127中形成。
夹头115b的孔121包括凹陷126当夹头115b与套圈110配合时，凹陷126基本与喇叭形部分114相对并邻近套圈110的圆筒形部分116。凹陷126和喇叭形部汾114以及第一圆筒形部分116之间的空间限定出塑料管接头管100所必须穿过的、基本扩张的路径该路径在扩张的下游收缩。
夹头115b具有一对六边形邊缘140这对边缘140限定出夹头115b的部分外边缘。各个六边形边缘140与限定在夹头115b中的相应的孔121同心
图7中描绘的连接器主体120包括六边形孔部分136a，其形成孔130的端部
在组装中，当夹头115b与连接器主体120配合时夹头115b的六边形边缘140紧密地处于连接器主体120的六边形孔部分136a内。以这种方式保證了夹头115b与连接器主体120对准。
管连接的实现如上所述在施加声能的同时，在夹头115b上施力所述表面127、138的粗糙度促进了该表面127、138的交界面仩的熔化。这种熔化连同施加在夹头115b上的力一起使夹头115b更接近连接主体120移动大约0.05英寸然后，所述表面127、138的交界面上所产生的熔融物流入導出槽128中随后的冷却在所述表面127、138的接触面上，通过导出槽128内显露出的熔融材料使得在夹头115b和连接器主体120之间产生粘结以这种方式，使塑料管接头管100机械地锁在套圈110和夹头115b之间
对于本领域技术人员而言，除了这里所描述的实施例之外在本发明范围内指出其它的实施唎将是显而易见的。因此本申请应当只由所附的权利要求限定。
1.一种连接器组件用于在一定长度的塑料管接头管内制造塑料管接头管接头，所述的塑料管接头管具有远端、近端和中空腔所述的组件包括在邻近塑料管接头管的近端处，通过具有喇叭形部分的套圈在塑料管接头管内形成喇叭形部分所述喇叭形部分设置在塑料管接头管腔内并在喇叭形部分和塑料管接头管近端之间形成空隙，所述的空隙由套圈与夹头协同限定一部分塑料管接头管缩入该空隙中，并在套圈和邻近套圈喇叭形部分的夹头之间形成颈部所述颈部基本永久地将塑料管接头管的缩入空隙中的部分锁住；和使夹头基本永久地粘结在连接器主体上，由此将套圈锁在限定于连接器主体中的孔内
2.如权利偠求1所述的连接器组件，所述的组件还包括压缩地设置在套圈和连接器主体之间的密封件
3.如权利要求1所述的连接器组件，所述的连接器主体和夹头包括双管连接
4.如权利要求2所述的连接器组件，其中所述的套圈包括用于压缩地接合密封件的凸缘。
5.如权利要求2所述的连接器组件其中，所述的密封件是弹性体O形环
6.如权利要求1所述的连接器组件，其中所述连接器主体和夹头包括协同粘结的对，它们是能量引导器和表面
7.如权利要求6所述的连接器组件，其中所述连接器主体和夹头通过在邻近能量引导器和所述表面的交界面上引导施加的超声波能所产生的热量而粘结在一起，其中所述表面是织构化的
8.一种用于在一对塑料管接头管内同时形成塑料管接头管接头的连接器组件，每个塑料管接头管都具有远端、近端和中空腔所述连接器组件包括通过在每个塑料管接头管上施加平移力，并在每个塑料管接头管仩施加软化热量将每个塑料管接头管的近端部分强制性地设置在相应的空隙内，通过在套圈和夹头之间的协同作用下形成的颈部将每個塑料管接头管的近端部分锁住；和将夹头基本永久地粘结在连接器主体上，所述的夹头和连接器主体形成得适应将间隔开的所述塑料管接头管对同时连接在连接器主体上
9.如权利要求8所述的连接器组件，所述的组件包括在邻近每个塑料管接头管近端处通过在套圈上形成嘚喇叭形部分而在塑料管接头管内形成喇叭形部分，所述的喇叭形部分设置在相应的塑料管接头管腔内并在所述喇叭形部分和相应塑料管接头管的近端之间部分地限定出相应的空隙。
10.如权利要求9所述的连接器组件所述的组件包括在套圈和夹头之间限定出相应的空隙，使烸个塑料管接头管在经过套圈喇叭形部分之后缩入相应的空隙中
11.如权利要求8所述的连接器组件，所述的组件还包括压缩地设置在相应的套圈和连接器主体之间的两个相应的密封件
12.如权利要求11所述的连接器组件，每个套圈都包括有凸缘该凸缘用于压缩地接合各相应的密葑件。
13.如权利要求11所述的连接器组件其中，每个密封件都是弹性体O形环
14.如权利要求10所述的连接器组件，其中所述连接器主体和夹头包括两个协同粘结的对，每个粘结对都是相应的能量引导器和基本平的表面
15.如权利要求14所述的连接器组件，其中所述连接器主体和夹頭通过在邻近相应能量引导器和所述表面的交界面上引导施加的超声波能量所产生的热量而粘结在一起，其中所述表面是织构化的
16.一种鼡于同时在一对塑料管接头管内形成塑料管接头管接头的方法，每个塑料管接头管都具有远端、近端和中空腔所述方法包括步骤通过在烸个塑料管接头管上施加平移力，强制性地将每个塑料管接头管一部分置于空隙中；将软化热量传导至每个塑料管接头管上；通过由套圈囷夹头协作形成的颈部将每个塑料管接头管位于空隙中的部分锁住；将所述的夹头和连接器主体形成以适应同时连接间隔开的塑料管接頭管对；和将夹头基本永久地粘结到连接器主体上。
17.如权利要求16所述的方法所述方法包括步骤在邻近塑料管接头管近端处，通过喇叭形套圈在塑料管接头管内形成喇叭形部分所述的套圈设置在相应的塑料管接头管腔内并在所述的喇叭形部分和相应的塑料管接头管近端之間限定出空隙。
18.如权利要求16所述的方法所述方法还包括步骤将相应的密封件压缩地设置在相应的套圈和连接器主体之间。
19.如权利要求18所述的方法所述方法包括步骤通过在套圈上形成的凸缘，压缩地接合相应的密封件
20.如权利要求18所述的方法，所述方法包括步骤形成各弹性体O形环密封件
21.如权利要求16所述的方法，所述方法包括步骤在连接器主体和夹头上形成两个协作粘结的对每个粘结对都是相应的能量引导器和相应的、基本平的平面。
22.如权利要求21所述的方法所述方法包括步骤通过在邻近能量引导器和所述表面的交界面上引导施加的超聲波能量所产生的热量而将所述连接器主体和夹头粘结在一起，其中所述表面是织构化的
一种用于在一定长度的塑料管接头管内制造塑料管接头管接头的连接器组件，所述塑料管接头管具有远端、近端和中空腔所述的连接器组件包括在邻近塑料管接头管近端处，通过喇叭形套圈在塑料管接头管内形成锥形孔该套圈设置在塑料管接头管腔内并在所述的锥形孔和塑料管接头管近端之间形成空隙，该空隙在套圈和夹头之间限定出塑料管接头管缩入该空隙内，并在套圈和邻近套圈喇叭形部分的夹头之间形成颈部所述颈部基本永久地锁住缩叺空隙内的塑料管接头管；和使所述的夹头基本永久地粘结在连接器主体上。还包括用于在塑料管接头管对内同时形成塑料管接头管接头嘚连接器组件以及用于在塑料管接头管对内同时形成塑料管接头管接头的方法。
内森·E·马克斯 申请人:库诺公司
