CN1077411A - 管接头及生产管接头的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
制造用于密封地连接塑料管管端的接头的装置，
具有头部14和撑臂15，头部14具有用于在塑料管
接头内孔表面切削螺旋槽的刀具16。随着刀具16
切削槽而穿过刀具16经由导轮17和18输送金属
线，使金属线布设在新切削出的槽中。然后至少部分
地通过一摩擦表面19在槽一侧位移的表面材料上
的作用而将所述表面材料挤向槽的另一侧，从而将金
属线封在槽中。
Description
本发明涉及一种管接头和生产这种管接头的装置和方法。
管接头通常用来连接塑料管，例如塑料输气管的端部。这种管必须用密封接头来连接，在使用中不允许有气体从接头中逸出。
形成上述密封接头的一种公知的方法是，将塑料管的端部接合入一圆筒形套筒，在该套筒的内孔表面上嵌入导电体，一般的形式是螺旋形铜线圈。当两根管的端部相对地插入套筒时，使电流通过铜线圈，使其变热，从而使套筒内孔表面，或管的表面，或两者上的塑料熔化，这样，两根管的端部就以气密接合的形式熔接或焊接在套筒上。
在生产这种管接头的一种公知的方法中，在套筒内孔表面上制螺旋槽并在螺旋槽中放入一段铜线。这种用现技术生产的套筒的缺点是，铜线未在槽内固定，会从套筒表面上脱开。而一旦从槽中脱出，就难于重新放在槽内，造成麻烦，而如果螺旋形铜线在套筒中分布不均匀，套筒作为密封接头的效果就会受到损害。
按照本发明的第一方面，用于连接至少两部分管的一种管接头，具有一个基本中空体和至少部分地嵌入中空体内孔表面的一段金属线，其特征在于：这段金属线的至少一部分封装在一切口中，该切口基本垂直于中空体的内孔表面。
可以具有两个基本平行的切口，这两个切口基本垂直于中空体的内孔表面。两切口中各装有金属线的一部分。
按照本发明的第二方面，用于连接至少两部分管的一种管接头，具有一个基本中空体和至少部分地嵌入中空体内孔表面的金属线，其特征在于：在中空体的内孔表面具有至少两条基本平行的切口，每条切口各留有金属线的一部分。
上述金属线部分可以至少部分地封装在切口中，切口基本垂直于中空体的内孔表面。
金属线部分可以具有相等的长度。
切口可以呈槽形。
在一种推荐的实施例中，中空体具有塑性材料。
金属线最好整体装在中空体的内孔表面内。
金属线的长度最好具有一线圈，该线圈与中空体的孔共轴。
金属线线圈最好至少部分地嵌在中空体孔表面内的基本为螺旋形的槽中。
整体地由塑性材料封住的金属线的优点在于，金属线保持在孔面上，不从其上脱开。
金属线可以至少部分地由从中空体孔面包笼的表面材料封在槽中。
金属线最好由从中空体孔面熔融的表面材料封在槽中。
管接头可以是弯管接头，如L形接头。弯管接头可以具有至少两段金属线，其中至少一段金属线至少部分地嵌在弯管接头的一枝中，而另一段金属线则至少部分地嵌在弯管接头的另一枝中。
金属线的两端可基本设置在管接头公共端的区域内。
按照本发明的第三方面，一种制造连接管端的管接头的方法具有将一段金属线至少部分地嵌在管接头的基本空心的中空体的内孔表面内，其特征在于：该方法具有将所述那段金属线的至少一部分封在一切口中，该切口基本垂直于中空体的内孔表面。
按照本发明的第四方面，一种制造连接管端的管接头的装置具有在基本中空的管接头的内孔表面制造切口的切削装置，以及将一部分金属线布置在切口中的布线装置，其特征在于：在使用中，当切削装置制造切口时，布线装置在切口中布线且在切口一侧的表面材料被挤向切口的另一侧，以便当布线时将线封在切口中。
按照本发明的第五方面，一种制造连接管端的管接头的装置具有在基本中空的管接头的内孔表面上制造切口的切削装置，以及将一部分金属线布置在切口中的布线装置，其特征在于：切削装置用于制造基本垂直于内孔表面的切口，在切口一侧的表面材料被挤向切口的另一侧以便将金属线封在切口中。
最好设置封包装置，用来将切口一侧的表面材料挤向切口的另一侧。
上述装置可以设计得在管接头的内孔表面上制造两条基本平行的切口，并且在每一条切口中布置一部分金属线。
按照本发明的第六方面，一种制造连接管端的管接头的装置具有在基本中空的管接头的内孔表面进行切削的切削装置，以及在切口中布线的布线装置，其特征在于：切削装置在管接头的内孔表面上制成两条基本平行的切口，并且布线装置在每条切口中布置一部分金属线。
最好随着切削装置制切口，布线装置在每条切口中布置一部金属线，并且在切口一侧的表面材料被挤向切口的另一侧，以便随着金属线的布设将部分金属线封在切口内。
金属线部分可以具有相同的长度。
切削装置，布线装置和封包装置最好是连接在一起的。切削装置，布线装置和封包装置可以被强制一起相对于管接头移动。
上述装置可是用塑料制造管接头的装置。
由上述装置制成的切口或每条切口可以是一条槽。
槽一侧的材料最好由抵压材料的摩擦轮的接触而挤压向槽的另一侧。
上述装置最好包括第一导向装置，当切槽时用于为槽一侧的材料导向，最初导向是在基本与切口方向平行的方向上进行的。替代方案或者附加方案是，第一导向装置可用来在趋向槽的另一侧的方向上引导在槽一侧的材料。
第一导向装置可以具有临近于切削装置的且基本与切口方向平行的第一沟槽。第一导向装置最好具有一条第二沟槽，相对于切削方向而言，第二沟槽位于第一沟槽之后，第二沟槽不平行于第一沟槽。
相对于切削方向而言，摩擦表面最好在第一导向装置后面延伸。
在一推荐实施例中，相对于切削方向而言，第一导向装置是在摩擦表面的前部上形成的。
可以设置第二导向装置，设在切削装置之后，用于将金属线导入切削装置切出的槽中。
相对于切削方向而言，第二导向装置最好在摩擦表面的前部上形成。
上述装置最好从切削装置之前的一位置，将金属线送入槽中，通过切削装置并送入紧靠切削装置之后的槽中。
即将送入槽中的金属线与孔的表面所成角度最好为小角度。
切削装置切出的槽最好基本垂直于管接头的孔表面。
切削装置最好具有不垂直于切口方向的单一的切削面。
上述装置可以用来迫使槽一侧的表面材料折叠向槽的另一侧。
上述装置最好用来迫使槽一侧的表面材料至少部分地流向槽的另一侧。
可以通过摩擦表面与表面材料的接触，迫使槽一侧的表面材料至少部分地流向槽的另一侧。
上述装置也可以分别将槽两侧的表面材料挤向各自的相对侧。
由切削装置制成的切口可以是一条槽。
上述装置可以设有铰孔装置，用来铰削管接头孔表面。
铰孔装置可以被强制与切削装置，布线装置和封包装置一起相对于管接头移动。
按照本发明的第七方面，一种制造连接管端的管接头的方法具有在一管接头内孔表面上制做切口并向切口中送线的步骤，其特征在于：随着切口的制做，线被布设在切口中，然后随着线的布设，切口一侧的表面材料被挤向切口的另一侧，从而将线封在切口中。
上述方法可以包括在管接头的内孔表面上制造两条基本平行的切口，并向每条切口送一部分金属线。
按照本发明的第八方面，一种制造连接管端的管接头的方法包括在管接头内孔表面切削出切口，其特征在于：在管接头内孔表面制成两条基本平行的切口，并且在两条切口的每条中送入金属线。
上述方法可以包括在管接头内孔表面上同时制两条切口，并且向两条切口中的每一条中送入金属线。
最好随着两条切口的制造而将两部分金属线送入两切口，然后，随着布设金属线而将每条切口一侧的表面材料挤向该条切口的另一侧，从而将金属线封在每条切口内。
上述方法可以包括在管接头的内孔表面上切削一条槽或若干条槽。
上述方法可以包括向各切口中布设相同长度的金属线。
上述方法可以用来制造塑料管接头。
上述方法中最好用一摩擦表面抵压槽一侧的表面材料使之移向槽的另一侧。
上述方法中可以在基本平行于切削方向的第一方向上为表面材料导向。上述方法最好还包括在朝向槽的另一侧的第二方向上为表面材料导向，以便封包金属线。
上述方法可以包括利用摩擦热使表面材料流向槽的另一侧。
上述方法最好包括铰削管接头孔，然后切削槽，然后立即在槽中布线的步骤。
在一推荐实施例中，上述方法是使用同一装置铰孔，切槽和布线。
上述方法可以当铰孔产生热仍留在管接头中时，进行切槽和布线。
进行铰孔是为了保证管接头具有均匀的壁厚，紧接其后进行切槽和布线，这样做的好处是孔表面仍有铰孔的余热，因而材料可有效地由摩擦表面的抵压进一步加热，使材料流向槽的另一侧。
上述方法最好包括以下步骤：切槽，在基本平行于切槽的第一方向上为因切槽而位移的表面材料导向，然后在朝向槽的另一侧的第二方向上为上述表面材料导向，然后用摩擦表面抵压上述表面材料，使之至少部分地流向槽的另一侧。
上述方法中可以将槽两侧的表面材料挤向各自的槽的另一侧。
按照本发明的第九方面，一种制造连接管端的管接头的装置具有用于在基本中空的管接头的内孔表面上制造切口的切削装置和在切口中布设一部分金属线的布线装置，其特征在于：设有封包装置，通过封包装置相对于管接头的内孔表面的相对运动将金属线封在切口中。
切削装置可以用来在管接头的内孔表面上制造两个基本平行的切口，布线装置可以用来在两切口中的每一切口中布线，封包装置可以用来通过其相对于管接头的内孔表面的相对运动将两部分金属线封在两切口中。
布线装置可以将相同长度的金属线布设在两切口中。
封包装置可以通过其相对于管接头的内孔表面的相对摩擦运动将金属线封在切口中。
按照本发明的第十方面，一种制造连接管端的管接头的方法包括在管接头的内孔表面制成切口并向切口中送线，其特征在于：该方法包括利用封包装置相对于管接头的内孔表面的相对运动将金属线封在切口中。
上述方法可以包括在管接头的内孔表面上制成两条基本平行的切口，向每条切口中送线，以及通过封包装置相对于管接头内孔表面的相对运动将金属线封在两切口中。
上述方法可以包括在管接头内孔表面上同时制出两切口，并向每条切口中送线。
上述方法可以包括向两切口中送入相同长度的金属线。
上述方法可以包括利用封包装置相对于管接头内孔表面的相对摩擦运动将金属线封在切口中。
本发明也包括基本由本说明书中所描述装置或方法制成的管接头。
本发明也包括使用基本由本说明书所描述的方法的装置。
本发明也包括本说明书所描述的特征和限定的任意组合。
现在对照以下附图，以举例的方式描述本发明的一个实施例。
图1所示为按照本发明一实施例的管接头;
图2为图1所示管接头内孔表面的横截面;
图3是本发明的布线装置一实施例的侧视图;
图4是图3所示装置的平面图;
图5是图3所示装置的端视图;
图6所示为图3所示装置的摩擦表面的细节;
图7是图3所示切削刀具的端视图;
图8是从图7所示切削刀具上方看去的视图;
图9是从图9所示切削刀具下方看去的视图;
图10为图43所示装置及图1所示管接头的立体图。
现参阅图1，连接管（如气体管道）端的管接头10是中空的圆筒形，具有内孔表面11。内孔表面11内嵌有螺旋形铜线12（图2中更为清楚），铜线的第一端12a从管接头10外面的第一孔13a伸出，而第二端12b从管接头10外面的第二孔13b伸出。
现参阅图2，该横截面表示管接头10内孔表面11的一部分，内嵌螺旋形铜线12。铜线12的各匝封在内孔表面11的塑料中，使内孔表面呈波纹状。与现有技术中的这种管接头一样，铜线牢固地留在内孔表面11中，不易脱落。
在使用中，当需要连接两塑料管时，将管端分别插入管接头的两端中。选择管接头10的孔径时应使其与待连接的管摩擦配合。当把两根管插到适当位置时，将铜线线圈的两端12a，12b适当地连接于电源，使电流流过铜线12。电流通过铜线12使其加热，使包围铜线12的塑料熔化。另外，铜线的热量至少部分地熔化了管的外表面。预定的时间后切断铜线12中的电流，使管和管接头冷却，从而使每根管都焊接于管接头10，接合十分牢固。重要的是，这种接合是气密的，因此，这种管接头可以用来密封地连接气体管道。
现在参阅图3至图5，图中表示将铜线12布设到管接头10（如图1和2所示）中的装置。
布线装置具有一钢制的头部14和一条连接于且支承着头部14的钢制撑臂15。
第一刀具16（图7至9画得更为清楚）及在布线过程中为金属线导向的导轮17和18装在头部14上。头部14具有一弧形摩擦表面19（在图6中画得更清楚），该摩擦表面经过火焰淬硬并抛光。另外，在头部14安装第一刀具16的相反一侧安装着第二刀具20。
在使用中，（如图1所示的）塑料管接头安装在计算机数字控制机床（图中未画）的主轴上，布线装置的撑臂15安装在机床的刀架上。
计算机数字控制机床按程序以第一固定转速（一般为每分钟2000转）转动管接头，并将布线装置伸入管接头10的孔中，最初不与管接头10相接触。
当布线装置完全位于转动中的管接头10之内部时，在管接头的固定于主轴的那一端，布线装置动作，使第二刀具20切入管接头的内孔表面至一预定的深度，布线装置以预定的速率缓慢地从管接头内撤出，同时保持切入孔表面的预定深度，以进行铰孔作业。这使孔表面连续光滑呈完好的圆柱形，以利于布线作业。
当头部14完全撤出，且切屑或废料已清除时，计算机数字控制机床使头部14再次进入管接头10的孔中至铰孔作业开始时的位置。
现在参照图3至图5，图6和图7至图9详述布线作业，其中图3至图5表示布线装置，图6表示头部14的弧形摩擦表面的细节，图7至图9表示布线装置的第一刀具16的细节。
在布线作业中，计算机数字控制机床使管接头10以大约每分钟50转的转速转动，然后使第一刀具16与（图1和图2所示）的孔表面11接触以便在其上切槽。槽基本与管接头10内孔表面11垂直。静止的刀具16相对于转动中的孔表面11的相对运动的方向在图5和图7中由箭头A表示。
刀具16只有一个与切削方向呈大约70°的切削面21。另外，刀具16具有贯穿刀具16前面（如图4和图8所示）和后面（如图9所示）的孔22，孔22在前面大于后面。设置孔22的目的是从导轮17和18接受铜线（未画），使铜线穿过刀具16至刀具的相对于切削方向（A）来说的后面位置。
随着刀具16的切削面21在转动中的管接头10的内孔表面11上切槽，一条塑料的凸缘位移至刀具16的一侧。这条凸缘由头部14（在图6详细画出）的摩擦表面19上的第一导槽23导向，第一导槽23基本平行于切削方向（A）。
当位移塑料形成的凸缘在基本平行于切削方向的方向上受到第一导槽23的导向之后，凸缘遇到第二导槽24，第二导槽24与第一导槽成大约45°角地延伸过摩擦表面19。第二导槽24的作用是将凸缘挤向新切出的槽的相对侧。在此之前，金属线通过第一刀具16上的孔23出现在第三导槽25中，第三导槽25将金属线导入新切出的槽中。
金属线一布设入切出的槽中，位移塑料形成的凸缘即被导槽24挤向槽的另一侧，从而至少部分地覆盖金属线。然后摩擦表面19挤压位移的塑料使其摩擦生热，因此使位移的塑料变形并将金属线封在切出的槽中。
当计算机数字控制机床使头部14从以预定的转速转动的管接头10的孔中撤出时，金属线以螺旋形线圈的形式布设，嵌在管接头10的内孔表面11内（见图2）。
对孔表面11进行铰削后，紧接着进行布线作业的优点在于，当开始布线作业时，孔表面11因铰削（第二）刀具20产生的摩擦热尚存。这有助于孔表面11因摩擦表面19而进一步摩擦生热，从而使位移的塑料流过金属线，将金属线封嵌在新切出的槽中。
因此，连续的布线作业包括暂时的开槽，在槽中布线，以及立即将线封在槽中。
管接头10的进一步转动使摩擦表面19抵压在前面的转动中已布好线的孔表面11区域上。实际上，摩擦表面19一般在5转中定期地抵压在被封包的那部金属线上直到头部14完全撤离那部分金属线。这种反复的接触有助于将金属线嵌封在孔表面11内。
在图10中画出布线装置趋近于转动中的管接头10。
显然可以对上述的装置和方法做各种修改而并不超出本发明的范围。例如，虽然使用计算机数字控制机床更为方便，但是操纵布线装置也可以不用计算机数字控制机床。
另外，布线也可以在管接头10离机床主轴最远的端部开始，头部14逐渐深入管接头10的孔中。
当需要弯管接头或肘管接头（未画）以某一角度连接两根管时，可方便地使用两个金属线线圈，肘管接头的每一枝中嵌入一线圈。为了实现这一点，装置中采用两套并排的切削和布线装置（未画），在管接头的第一枝中制两条平行的螺旋形切口，并在每条切口中布线，然后在另一枝中重复上述作业。
在每一枝中的金属线部分具有相同的长度，一折为二，金属线的两松开的端部可方便地从管接头的同一端露出。这样就在每一枝中形成双线圈，每个双线圈为一整根金属线。然后在每根金属线中通电以便将管密封在肘管接头的每一端中。
读者可注意先于本申请的说明书或与本申请的说明书同时提交的，或者与本说明书一起供公众查阅的论文或文件，所有这些论文或文件的内容都作为本说明书的参考文献。
本说明书（包括权利要求书，摘要和附图）中公开的所有特征，和/或上述公开的任何方法或过程的所有步骤可任意组合，但某些特征和/或步骤相互排斥的组合除外。
在本说明书（包括权利要求，摘要和附图）中公开的每一特征可以由用于相同，等同或类似目的的替代特征来代替，除非明确另作说明。因此，除非明确另作说明，每个公开的特征只是一系列等同或类似特征的举例。
本发明并不局限于前述实施例的细节。本发明包括在本说明书（包括权利要求，摘要和说明书）中所公开的特征的任何新颖的组合，也包括所公开的任何方法或过程和步骤的任何新颖的组合。
Claims (35)
1、一种制造用于连接管端的管接头的装置，所述装置具有用于在基本中空的管接头的内孔表面制造切口的切削装置，用于在所述切口中布设一部分金属线的布线装置，其特征在于：在使用中，随着切削装置制造切口而使布线装置在切口中布设金属线，以及随着金属线的布设，使切口一侧的表面材料挤向切口的另一侧，以便将金属线封在所述切口中。
2、一种制造用于连接管端的管接头的装置，所述装置具有用于在基本中空的管接头的内孔表面制造切口的切削装置，用于在所述切口中布设一部分金属线的布线装置，其特征在于：切削装置用于制造一条基本垂直于管接头内孔表面的切口，以及在所述切口一侧的表面材料被挤向切口的另一侧，以便将金属线封在所述切口中。
3、一种制造用于连接管端的管接头的装置，所述装置具有用于在基本中空的管接头的内孔表面制造切口的装置，用于在所述切口中布设一部分金属线的布线装置，其特征在于：设有封包装置，通过封包装置相对于管接头内孔表面的相对运动将金属线封在所述切口中。
4、按照权利要求2或3所述的装置，其特征在于：随着切削装置制造切口而使布线装置在所述切口中布线，以及随着布线而使所述切口一侧的表面材料挤向切口的另一侧，以便将金属线封在所述切口中。
5、按照权利要求1或3所述的装置，其特征在于：所述切削装置用于制造一条基本垂直于所述内孔表面的切口。
6、按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于：设有封包装置，通过封包装置相对于管接头内孔表面的相对运动将金属线封在所述切口中。
7、按照权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于：设有封包装置用于将所述切口一侧的表面材料挤向切口的另一侧。
8、按照权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于：由所述装置制造的切口是一条槽。
9、按照权利要求8所述的装置，其特征在于：通过一抵压所述表面材料的摩擦表面的接触而使所述槽的一侧的表面材料被挤向所述槽的另一侧。
10、按照权利要求8或9所述的装置，其特征在于：设有第一导向装置，当切槽时用于最初以基本平行于槽的方向为槽一侧的材料导向。
11、按照权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于：设有第一导向装置，用于以朝向槽的另一侧的方向为槽一侧的材料导向。
12、按照权利要求8至11中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置从切削装置之前的一个位置向槽中送入金属线，使金属线穿过切削装置，在紧靠切削装置的后面送入槽中。
13、按照权利要求8至12中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置迫使槽一侧的表面材料折向槽的另一侧。
14、按照权利要求8至13中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置迫使所述槽一侧的表面材料至少部分地流向所述槽的另一侧。
15、按照权利要求14所述的装置，其特征在于：利用一摩擦表面与槽一侧表面材料的接触迫使槽一侧表面材料至少部分地流向槽的另一侧。
16、一种用于连接两根管的管接头，具有一基本空心的中空体和一段至少部分地嵌入所述中空体的内孔表面的金属线，其特征在于：所述那段金属线的至少一部分封在一条切口中，该条切口基本垂直于中空体的内孔表面。
17、按照权利要求16所述的管接头，其特征在于：所述切口是一条槽。
18、按照权利要求16或17所述的管接头，其特征在于：所述中空体是由塑料制成的。
19、按照权利要求16至18中任一项所述的管接头，其特征在于：所述金属线整体封在中空体的内孔表面下。
20、按照权利要求16至19中任一项所述的管接头，其特征在于：所述那段金属线构成一个与所述中空体共轴的线圈。
21、按照权利要求16至20中任一项所述的管接头，其特征在于：所述金属线至少部分地由从所述中空体内孔表面折叠的表面材料封在所述槽中。
22、按照权利要求16至21中任一项所述的管接头，其特征在于：所述金属线至少部分地由从所述中空体内孔表面熔化来的表面材料封在所述槽中。
23、一种制造用于连接管端的管接头的方法，所述方法包括在一管接头的内孔表面制造一条切口，其特征在于：随着所述切口的制造而将金属线布设在切口中，然后随着金属线的布设而将切口一侧的表面材料挤向切口的另一侧，从而将金属线封在切口中。
24、一种制造用于连接管端的管接头的方法，所述方法包括至少部分地将一段金属线嵌入管接头的基本中空体的内孔表面，其特征在于：所述方法包括将所述那段金属线的至少一部分封入基本垂直于中空体的孔表面的一条切口中。
25、一种制造用于连接管端的管接头的方法，所述方法包括在管接头的内孔表面制造一条切口并向所述切口中送入金属线，其特征在于：所述方法包括利用封包装置相对于管接头内孔表面的相对运动将所述金属线封在所述切口中。
26、按照权利要求24或25所述的方法，其特征在于：随着所述切口的制造而将金属线布设在所述切口中，然后随着金属线的布设而将切口一侧的表面材料挤向切口另一侧，从而将金属线封在所述切口中。
27、按照权利要求23或25所述的方法，其特征在于：所述方法包括至少将所述那段金属线的一部分封在基本垂直于所述中空体的内孔表面的切口中。
28、按照权利要求23或24所述的方法，其特征在于：利用封包装置相对于所述管接头的内孔表面的相对运动将所述金属线封在所述切口中。
29、按照权利要求23至28中任一项所述的方法，其特征在于：包括在管接头的所述内孔表面切削一条槽。
30、按照权利要求23至29中任一项所述的方法，其特征在于：包括利用一摩擦表面抵压所述表面材料，从而迫使所述表面材料移向述槽的另一侧。
31、按照权利要求23至30中任一项所述的方法，其特征在于：包括以基本平行于切削方向的第一方向为所述表面材料导向。
32、按照权利要求23至31中任一项所述的方法，其特征在于：包括以朝向所述槽的另一侧的第二方向为所述表面材料导向，以便封包金属线。
33、按照权利要求23至32中任一项所述的方法，其特征在于：包括通过摩擦生热使所述表面材料流向所述槽的另一侧。
34、按照权利要求23至33中任一项所述的方法，其特征在于：包括铰削管接头，以及然后切槽并随后立即布线的步骤。
35、按照权利要求34所述的方法，其特征在于：包括当管接头中仍留有铰孔产生的热时进行切槽和布线。
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