用于导管的接合装置以及相关的接合方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于装载在飞行器中的气体或液体导管的接合装置和相关的接合方法。 背景技术 本发明例如应用于飞行器燃料箱的氮回路， 在飞行器燃料箱中通常压力大致是 15 巴 (200psi) 或甚至更高。近年来， 这些氮回路出现在了现代飞行器中， 并且用于提供燃料 箱入口的目的。管道穿过燃料箱的外部， 并且因此暴露至燃料。
由于管道的位置以及由于由合成材料制成的现代飞行器的特定的电气和静电学 特性， 该管道必须是不导电的。而且， 管道必须由诸如铝的轻质材料制成。另选地， 由合成 材料制成的管道同样是可能的， 但是其更加昂贵。 所有的管道， 一旦安装并被投放使用必须 还耐受尤其是煤油的各种化学制品， 以及高压。
本发明还应用于在大约 15 巴的压力下操作的冷却液体回路 ( 特别地是 “补充冷 却” 类型 )。
本发明还应用于氧气回路。 本发明还重要地应用于飞行控制或者起落架控制的加 压液体的液压回路， 在液压回路中压力可能非常高， 例如大约 350 巴 (5000psi)。
在所有这些回路中， 人们面临控制已安装的管道回路的传导率的需要。
对于金属管道来说， 两个导管件之间的相互连接可以用于控制电阻， 或者甚至通 过非传导部分提供电绝缘。在这个方面， 文献 WO 2006/049956 描述了五种介电管状管道 互连装置， 该互连装置用于分散与在导管上积聚的静电荷相关的电能， 该导管可以飞行器 中在高压下输送流体。 这些互连装置中的至少某些包括两个大致管状的轻质金属的共轴壳 体、 PEEK( 聚醚醚酮 ) 的圆柱形间隔件、 聚偏氯乙烯纤维的圆盘形间隔件用于控制第一壳体 与第二壳体之间的阻力， 以及由包含聚四氟乙烯的材料制成的封套。在该文献中描述的解 决方案加工和使用复杂， 特别是由于存在大量的部件。
用于使管道相互连接的附件和管道以及它们的应用过程从文献 US3572779 和 WO82/02755 中也可获知。其特别地教导径向地压缩可延展性的压接套筒。
从文献 WO98/05556 中还可获知， 一种用于通过引起径向变形而利用轴向压缩联 接附件的导管。
最后， 从文献 WO2007/110501 中已知一种用于导管的可压接的互连附件或者适配 器， 其包括套筒， 该套筒将通过压接而附接到导管的一个端部， 并且该套筒至少间接地与另 一个导管元件接合。与管子的端部进行压接接触的套筒表面包括涂覆有粘合剂的部分， 该 部分包括至少两个部件， 其中一个部件是封装的。 该带胶的部分有利地是凹入的， 优选地通 过使凸缘突出而凹入。
发明内容
在本文中， 为了解决上面提到的问题的目的， 提供一种用于互连至少第一导管与第二导管以控制管道回路的电阻的方法， 该方法的特征在于包括以下步骤 ：
- 将适配器的圆柱部分放置在第一导管的一个端部上，
- 将圆柱部分的至少一部分压接在第一导管上， 将由具有预先选定的传导率的聚 合材料制成的间隔块定位在第一导管的端部的延伸部中并且夹紧到圆柱部分， 然后通过所 述压接将间隔块锁定到适配器，
- 使间隔块接合到第二导管的端部。
这种方法使得能够容易地形成导管网络， 该导管网络通过选择聚合材料和致使导 管相互锁定的压接而具有受控的阻力。
应该注意的是， 这里考虑的导管端部在广义上是管状的或者至少是圆柱形， 即是 通过纵向轴线和可以为圆形或者非圆形的开口来限定的。优选地， 接头的圆柱部分构造为 在第一导管的端部处用作外套筒 ( 或者可以是内套筒 )。 具体地说， 如果第一导管的端部呈 现出旋转对称， 那么圆柱部分优选地也呈现大致的旋转对称。
还应注意的是， 第一导管的轴线和第二导管的轴线可以对齐， 或者相对于彼此有 角度地偏移， 在这种情形中间隔块和互连装置具有允许角度偏移的几何形状。
还应该注意的是， 术语间隔块用于指代刚性部件， 该刚性部件连接其它两个部件 并且以固定的间距来保持这两个部件， 并且术语压接指的是无需焊接而例如通过压缩的一 种机械紧固操作。 尤其重要的是， 形成的导管网络的电阻可以通过选择间隔块的材料和尺寸同时保 持上述应用所需的导管 ( 例如给定几何形状的铝、 钛、 或不锈钢导管 ) 来控制。
互连装置安装在导管的位置处， 并且一旦安装便是永久的。由于通过压接而附接 的方法， 有可能在几何约束存在的情况下 ( 障碍物、 受限的可达性 )， 能够在导管网络的位 置处执行安装。
建议的解决方案使得能够建立抵抗牵引力和旋转力的连接。 所形成的连接还是防 水的。
根据一个有利的特征， 压接步骤包括组件的变形， 该组件包括间隔块的夹持件和 适配器的互补夹持件， 所述变形使两个夹持件相对于彼此轴向地固定不动。
两个夹持件的相互固定不动使间隔块相对于适配器锁定， 并且两个夹持件的相互 固定不动特别地通过将公部件局限在闭合腔体中以及通过增加两个表面之间的摩擦而获 得。该两个部件通过摩擦相对于彼此固定为不能旋转。同样地， 他们通过夹持而相对于彼 此固定为不能旋转， 有利地， 可以在间隔块与适配器之间设有螺纹。最后， 它们通过摩擦并 且通过将公部件局限在封闭腔体中 ( 也通过可以设置在间隔块与适配器之间的螺纹 ) 同时 地相对于彼此固定为不能沿着轴向方向 ( 也就是说， 平行于适配器的轴线 - 或者至少是适 配器的圆柱部分的轴线或间隔块的轴线 ) 移位。
根据一个有利的特征， 在压接阶段， 第一导管保持间隔块的夹持形状。
该特征使得能够使间隔块的夹持件和互补夹持件的最终组件的变形加强， 因为该 组件然后在导管与压接工具之间被压缩。
根据一个有利的特征， 第一导管在压接步骤之前定位以使包括间隔块的夹持件和 适配器的互补夹持件的组件在夹持位置处固定不动。 因此， 一旦执行压接， 导管便锁定夹持 接头， 并且因此相对于适配器锁定间隔块。
根据一个有利的特征， 在适配器的夹持件与适配器的被施加压接的部分之间的纵 向距离 ( 取其绝对值 ) 小于第一导管的基准横向宽度的两倍， 或者还可以等于该基准横向 宽度， 或为该基准宽度的 50％或 25％。
在圆形导管的情形中， 该基准宽度可以是直径， 或者还可以是内径。应该注意的 是， 适配器的内径被选择为等于当从外部执行压接操作时在第一导管外部测得的第一导管 的直径。
这种相对于夹持件来定位压接区域的选择使得能够确保， 在相对于适配器执行间 隔块的锁定操作的同时， 尤其通过使包括两个互补夹持件的组件变形而使适配器在导管上 压接是有效的。在 0.5 倍并且甚至在 0.2 倍直径的距离以下， 变形更大并且更能确保 ( 更 加确定 ) 更紧固的相互锁定。
根据该特征的另选的限定， 执行压接以使执行压接的长度与适配器和导管之间的 有效接触长度之间的比率在 0.5 至 1.33 之间。
对于随后的描述应该注意的是， ID 是适配器与导管之间的有用接触长度， 其平行 于适配器的轴线。如果适配器的所有材料都用于压接， 这涉及到第一导管所在侧的适配器 的开口与适配器的互补夹持件之间的纵向距离。
对于随后的描述应该注意的是， IF 是其上执行压接动作且平行于适配器的轴线的 长度。 如果适配器的所有材料都用于压接， IF 是从第一导管所在侧的适配器的开口测量的。
IF/ID 比率的选择使得能够确保， 在执行相对于适配器锁定间隔块的操作的同时， 尤其通过使包括两个互补夹持件的组件变形而使适配器在导管上压接是有效的。在大于 0.66 的 IF/ID 比率处， 变形更大并且更能确保更紧固的相互锁定。
根据一个有利的特征， 压接包括借助于可变直径钳夹通过径向压缩的外部压接。
另选地， 还可能包括膨胀 ( 或内部压接 )。
另选地， 通过套筒沿着具有增加的直径的适配器的外部表面的纵向平移引起径向 压缩而实现压接。
在一个重要的应用中， 至少第一导管由钛制成。
在其它应用中， 至少第一管道由不锈钢或由铝制成。
在全部三种情形中， 第二导管通常由与第一导管相同的材料制成， 但是如果应用 需要或者允许的话， 不同的金属也是可以想到的。适配器自身可以由与导管相同的材料或 者不同的材料制成 ( 例如如果是钛导管则适配器由不锈钢制成， 或者如果是不锈钢导管则 适配器由钛制 )。
根据第二个特征， 本发明还提出了一种用于导管以控制导管回路的电阻的接合装 置， 该装置包括 ：
- 包括圆柱部分的适配器， 该适配器将被定位在导管的端部处并且压接在该导管 的端部上，
- 由聚合材料制成的间隔块， 该间隔块被设计为夹持在所述圆柱部分上， 并且连接 到另一个导管的端部，
该装置被设计为使圆柱部分的至少一部分压接在导管上， 而间隔块在导管端部的 延伸部中夹持到适配器， 这导致间隔块相对于适配器的锁定。
该装置使得能够容易地通过引入间隔块而形成具有可控电阻的导管网络， 选择间隔块的聚合材料以便获得期望的电阻。
根据有利的特征， 接合装置的特征在于 ：
- 所述适配器包括称作压接区域的区域， 通过压接工具施加的力作用在该区域上，
- 包括夹持件的间隔块， 该夹持件被设计为与适配器的互补夹持件相接合。
适配器的压接区域被设计为使得施加到压接区域的压接动作致使包括两个夹持 区域的组件变形， 以便使其中一个相对于另一个纵向地固定。
由于这个特征， 因为变形， 使得通过压接产生的锁定特别有效。
此外， 压接减小了在两个夹持件之间的轴向运动并且在两个夹持件之间产生摩 擦。
根据一个有利的特征， 在间隔块具有被设计为与适配器的互补夹持件相接合的夹 持件的情况下， 最好设计为使导管能够定位在压接位置处， 以使位于压接位置的导管径向 地将夹持件固定在被夹持的位置处。
由于这个容易实施的特点， 通过压接容易地实现了， 使导管纵向地固定不动的锁 定。
根据另一个有利特征， 间隔块进一步被设计为在相对于间隔块定位第一导管时允 许第一导管被定位为具有如下的纵向自由度 ： 等于间隔块的代表性的横向宽度的至少 2％ 或者有利地为 3％， 8％， 15％或者 25％。 当间隔块的夹持件允许大致的旋转对称时， 这种特性尤其有益， 并且在这种情形 中， 间隔块的横向宽度可以被认为等于与导管相接触的夹持件的表面的直径， 如果在外部 执行压接的话那么其可以是内径。
然后间隔块设计为能够定位导管， 以将导管相对于间隔块纵向地定位为具有如下 自由度 ： 例如为至少等于正被讨论的宽度的 2％， 或者优选地为 3％， 8％或者 15％。
应该注意的是， 与导管接触的间隔块的夹持件的内径优选地被认为等于该申请的 导管的外径。
如上所述， 导管可以将夹持件固定在夹持位置处。因此， 由于该定位自由度， 间隔 块设计为能够使导管定位在至少第一外部位置与第二外部位置， 并且有利地定位在任何中 间位置处。
在对于导管有用的所有这些位置中， 间隔块径向地将夹持件固定在夹持位置处。
此外， 第二压接位置与第一压接位置分离开夹持件的内径的至少 2％或者更多的 纵向平移。
该装置因此能够以柔性的方式被使用， 如果导管太长也不需切割导管的一部分。
根据该特征的另选的描述， 纵向定位自由度至少等于夹持件的纵向基准尺寸， 或 者优选地是该尺寸的两倍。在本说明书的上下文中， 然后由于夹持件与导管的相互作用而 将夹持件的纵向尺寸作为基准。该纵向尺寸例如可以是突出部的半径。
如发生的， 根据另一个有利的特性， 间隔块的夹持件包括突出部， 该突出部的径向 横截面轮廓或多或少是圆形的， 适配器的互补夹持件包括腔体， 该腔体的径向横截面轮廓 与所述突出部互补。
根据一个有利的特征， 间隔块的夹持件和适配器的互补夹持件允许旋转对称。
根据一个有利的特征， 间隔块由聚醚醚酮 (PEEK) 制成， 例如装载有 15％到 45％的
玻璃纤维的 PEEK。还可以使用装载有碳纤维的 PEEK ； 这两种纤维用作机械加强部分。还可 以单独或者结合地使用构成机械加强件的其它材料。在这种情形中， 间隔块具有加强的机 械特性。电绝缘也大于其中间隔块由装载有碳纳米管的 PEEK 制成的类似的系统。在当前 的事态下， 装载有玻璃纤维的 PEEK 被认为是完全非传导的材料。
另选地， 间隔模块由装载有高达 10％、 或优选地在 0.5％至 3％之间、 可能甚至在 0.1％至 3％之间的碳纳米管的 PEEK 制成。 其同样能够由同时装载有碳纳米管的 PEEK 和组 成机械加强部分的材料制成。
另选地， 间隔块可以由聚苯硫醚制成。
材料的传导率可以具有不同的值， 并且根据本申请例如能够具体地使用非传导性 2 8 间隔块或者由传导率在 10 至 10 Ω 之间的材料制成的间隔块。
一般来说， 接合装置适合于连接安装在飞行器中的两个铝、 钛或不锈钢导管。
此外， 间隔块包括非传导部分， 该非传导部分具有在 5mm 至 50mm 之间的纵向尺寸。
通过这种方式， 适配器能够保持高的击穿电压， 同时保持小的尺寸。 附图说明 现在， 将借助于附图来详细描述本发明， 在附图中 ：
图 1 是本发明中使用的间隔块的截面图 ；
图 2 是本发明的实施方式中使用的适配器的截面图 ；
图 3 是本发明的第一实施方式中的图 1 的间隔块和图 2 的适配器在它们的连接的 初始阶段的截面图 ；
图 4 是与图 3 类似的视图， 在间隔块与适配器相互连接的后面阶段， 导管插入适配 器；
图 5 是与图 2 类似的视图， 其中根据本发明的方法的步骤， 在相对于适配器定位的 压接工具存在的情况下示出了适配器 ；
图 6 是与图 4 类似的视图， 在本发明的第一个实施方式中， 其中在间隔块存在的情 况下压接工具已经对定位在导管上的适配器执行了压接动作 ；
图 7 是在存在间隔块和导管的情况下在压接之前适配器的夹持区域的视图 ；
图 8 是图 7 的放大部分 ；
图 9 是在压接之后与图 7 类似的视图 ；
图 10 是在压接之后与图 8 类似的视图 ；
图 11 和图 12 分别是在本发明的第一实施方式中使用的压接钳夹处于打开和闭合 位置的视图 ；
图 13 是图 1 的间隔块和在本发明的第二实施方式中使用的适配器处于相互连接 的初始阶段的视图 ；
图 14 是在相互连接的后面阶段与图 13 类似的视图 ；
图 15 是在相互连接的后面阶段并且导管插入适配器中的与图 13 类似的视图 ；
图 16 是与图 13 相类似的视图， 在本发明的第二个实施方式中， 其中在间隔块存在 的情况下压接工具已经对定位在导管上的适配器执行了压接动作。
具体实施方式
参见图 1， 由聚合材料制成的间隔块 100 是中空部件， 展示了水平示出的旋转对称 轴线 X-X， 并且， 在所述的实施方式中， 相对于垂直于 X-X 轴线的平面对称。 明显的是图 1 与 其它附图相似， 是讨论中的各个部件的轴向截面图。
间隔块 100 的外部轮廓具有在其长度大约三分之一上延伸的、 在距间隔块的端部 为距离 PA 处终止的中心部 110。中心部 110 在距间隔块端为距离 PA 处终止。该中心部 110 以下降到凹槽 120 中的小台阶 115 终止， 如将在后面看到的， 该凹槽被设计为接收 O 形环。
突出的外螺纹 125 位于凹槽 120 的另一侧上。然后间隔块 100 的外部轮廓展现出 与喉部连续的、 跟随有凹入部 135 和最后突出部 140 的平坦部 130。
间隔块 100 的内部轮廓具有代表其长度五分之四的圆柱形中心部 150。 中心部 150 具有内径 PF。 间隔块的内部轮廓通过在间隔块的各个端部上、 以平行于轴线 X-X 的长度 PE、 以略微 ( 大约 10％ ) 大于 PF 的直径 PC 将部分 160 加宽而完成。
中间部与加宽部之间的连接部是垂直于附图平面的圆盘形部分， 该圆盘形部分位 于部件的外部轮廓的平坦部 130 的右边 ( 也就是说在相同的半径上 )。 在其它实施方式中， 该圆盘形部分位于螺纹 125 的右边， 或者甚至位于中心部 110 的右边。 在其长度的第三靠外处， 加宽部分 160 包括张开子部分 165， 该张开子部分 165 的 直径逐渐地偏离尺寸 PC。张开开始于凹入部 135 的右边。
间隔块的各个端部构成夹持机构 180。该机构在与间隔块的端部距离 PG( 平行于 轴线 X-X 测得 ) 处开始。该机构包括具有厚度 PD 的间隔块的薄部分， 并且包括外部突出部 140 和凹入部 135， 并且在加宽部分 160 的一部分的内部上， 特别地包括张开子部分 165。 如 从轴向截面图中所观察到的， 夹持机构主要包括具有表观半径 PR2 的球体 ( 突出部 140) 以 及凹入区域 135。半径 PR2 根据间隔块的尺寸在 0.8mm 至 1mm 之间选定。下面将要描述夹 持机构的作用。
应该注意的是， 间隔块被构造为与导管端部相适应 ( 如下面在图 4 的结构中描述 的 )。 分别被变窄和加宽的两个内径 PF 和 PC 的存在， 使得能够同时地利用间隔块提供加强 的强度， 间隔块在其一部分长度上基本上为材料厚度 ( 窄的内径 PF)， 并且能够将具有外径 PC 的导管引入到夹持机构的区域中。
参照图 2， 适配器 200 是具有围绕轴线 Y-Y 的旋转对称结构和两个开口的中空部 分， 一个宽开口 210 和另一个窄开口 220。
适配器的内部轮廓， 从宽的开口起， 包括第一平坦区域 215， 紧随着的是用于接合 间隔块 100 的螺纹 125 的攻螺纹 220， 然后是设计为接收 O 形环的凹槽 225。内部轮廓然后 具有大的隆起部 230， 该隆起部的表面大致指向宽的开口并且指向旋转轴线。 沿着与大的隆 起部对应的部分， 适配器的内部轮廓的直径在与隆起部对应的部分的端部处减小到值 IC。
适配器的内部轮廓然后包括具有直径 IR 的球形腔体 235， 该球形腔体的底部形成 略微 ( 大约 4％ ) 大于 IC 的适配器的直径 IB。
在从宽开口 210 朝向窄开口 220 前进的过程中， 内部轮廓然后包括直至到达较小 开口的长的圆柱部分， 该小开口具有略微小于 IC( 约 9％ ) 的直径 D， 并且该直径 D 被选定 为与间隔块的直径 PC 相等。部分 240 包括相互邻近的两个短的加宽子部分 245 和 247。加 宽子部分 245 具有锐角， 该锐角设计为一旦被放置并且压接在导管上便捕获适配器， 这改
进了与纵向牵拉或者传输液体的压力增加有关的适配器性能。加宽子部分 247 自身填充有 一层硅以便当适配器布置在导管上时形成密封。另选地， 两个加大子部分 ( 或槽 ) 均可以 填充有硅以形成密封。
从窄开口 220 开始， 适配器的外部轮廓包括 ： 具有增加的直径的略微倾斜区域 250 ； 突出的平坦区域 255 ； 大致在略微倾斜区域 250 的延伸部中的收缩平坦区域 260 ； 跟随 有构成中间高部 270 的新的平坦区域的肩部 265 ； 之后是在适配器的宽端部 220 处终止的 第二肩部 275 和高的平面区域 280。
突出区域 255 不具有适配器 200 的其它部分的旋转对称性。在图 2 中所示的横截 面中， 该部分的顶部是平的， 平行于纵向轴线 Y-Y。 在围绕纵向轴线的一定角度下， 该部分的 顶部是相反的圆形。 在压接操作期间 ( 在后面附图的背景下的下面的描述中 )， 该突出区域 255 打断了压接的适配器的旋转对称性并由此提高了对扭转应力的阻力。
凹入部 225 直到高的平坦区域 280 的右边的部分 ( 也就是说在相同的半径上 )， 大 的突出部和腔体 235 直到第二肩部 275 的右边， 然而该两个加宽子部分 245 和 247 位于中 间高部 270 的右边。
包括大的隆起部 230 和腔体 235 的整体构成了母夹持机构。平行于轴线 Y-Y， 由 该机构限定的部分位于两个平面之间， 其中距离宽开口 210 最远的一个位于距离 IA 处， 并 且其距离窄开口 220 为距离 ID。由最小的内径 IC 限定的平面构成大的隆起部 230 与腔体 235 之间的边界线， 其自身在离窄端 220 距离 IE 处。
如后面所述的， 母夹持机构设计为与间隔块的公夹持机构接合。
不同的材料被用在所述的实施方式中。 这包括在间隔块的第一实施方式中的装载 有高达 30％的玻璃纤维的聚醚醚酮 (PEEK) 以及在第二实施方式中的聚苯硫醚 (PPS)。 PEEK 具有与由铝 6061-T6 制成的适配器的热膨胀系数非常接近的热膨胀系数， 所述铝 6061-T6 用于铝导管。
材料的选择使得能够减小间隔块的尺寸和质量。
PEEK 具有非常接近铝的热膨胀系数的另外的优势， 使得能够减小可能在导管使用 期间在温度变化的情况下产生的应力。
材料的选择使得能够获得具有较好机械特性的连接装置， 这与例如可能利用弹性 体间隔块的接合装置不同。
此外， 形成的接合装置具有各向同性的电特性， 这相对于使用各向异性材料例如 定向纤维的接合装置来说是有利的。
另选地， 装载有碳纳米管的 PEEK 被用于间隔块， 该间隔块然后特别地应用于不锈 钢适配器， 以便在不锈钢或钛导管上使用， 或者应用于在钛导管上的钛适配器。 同样可以使 用同时装载有碳纳米管和玻璃纤维的 PEEK。
应该指出的是 PEEK 对破裂和老化 ( 通过暴露到煤油而化学老化或者机械老化 ) 是有抵抗性的。
在实践中， 可以将已经相互夹持的适配器和间隔块提供给使用者， 并且在将间隔 块接合到适配器时执行将适配器布置在第一导管端部上的步骤。
另选地， 尽管不是受欢迎的解决办法， 但是适配器和间隔块可以单独地或者至少 没有事先接合地提供， 并且使用者可以选择在将适配器布置到导管上之前将一个夹持到另一个， 或者在将间隔块夹持到适配器上之前通过将适配器设置在导管上开始。 因此， 在一些 实施方式中， 该方法包括在任何情形中都在压接之前、 在安装适配器以前将具有适配器的 互补夹持件的间隔块的夹持件的进行夹持的阶段。
参照图 3， 在适配器 200 固定到间隔块 100 上的步骤中， O 形环 300 和 310 首先分 别地定位在间隔块的外部凹槽 120 和适配器的内部凹槽 225 中 ( 参见图 1 和图 2 中的凹槽 的附图标记 )， 并且然后两个部件的两个轴线 X-X 和 Y-Y 对齐。 一些粘合剂事先涂覆到适配 器 200 的螺纹 220。该粘合剂装载有导电金属。
然后间隔块的螺纹 125 拧到适配器的攻螺纹 220 中， 直到两个部件 100 和 200 达 到纵向对接位置 ( 图 3 中示出的 )， 在纵向对接位置处适配器的内部轮廓的第一平坦区域 215 相对于适配器的凹槽中的 O 形环 300 径向定位， 在拧紧操作中以小的扭矩执行， 这通过 在旋转轴线上的细箭头所示。
公夹持机构 180 经由突出部 140 与母夹持机构的大的隆起部 230 进入接触状态， 形成纵向对接效果。
当接合夹持机构时， 然后通过施加大于上述程度的拧紧力矩 ( 在图 3 中通过旋转 轴线上的粗箭头所示 )， 部件 100 和 200 可以被继续拧紧。 间隔块的夹持机构 180 朝向间隔块的内部变形 ( 未示出 )， 突出部 140 通过大的隆 起部 230 被朝向纵轴径向地推动， 这具有凸轮或坡道的作用。
突出部 140 经过纵向对接位置并且在腔体 235 中达到呈现其初始形状的停靠位 置， 这在大的隆起部 230 之后产生了径向脱离。实现了图 4 的构造。
在夹持 ( 或者咬合在一起 ) 的步骤期间， 在突出部 140 外部上测量的夹持机构 180 的外径根据不同的实施例会暂时减小 (PB-IC)/PB 到 0.5％至 5％之间， 该外径初始地等于 PB( 参见图 1)， 而腔体 235 的唇部展示了等于 IC( 图 2) 的直径。
该变形是可逆的， 并且在该阶段， 如果相对于适配器向间隔块施加拧开运动， 非夹 持就是可能的， 致使突出部 140 从腔体 235 出来、 夹持机构 180 围绕间隔块的纵轴的暂时变 形并且返回到图 3 的位置。
一旦执行夹持， 适配器的平坦区域 215 位于与间隔块的台阶 115 对置的位置， 从而 封闭贡献给密封件 300 的空间。同样， 平面部分 130 的端部与大的隆起部 230 的边缘对置， 从而封闭贡献给密封件 310 的空间， 这使得能够确保当导管在操作中时的接头的水密封。
本发明的连接方法能够由此包括以小于 200N.m. 或者在一些应用中以特别小的 例如 3N.m. 的力矩执行的夹持步骤。夹持步骤能够有利地通过手动、 或者通过带式扳手来 执行， 而不需要特定的能源。本发明的接头能够同样地包括用于定位密封件的步骤。
通过由此连接的间隔块和适配器形成的这种装置可以储藏、 移动并且运送给第三 人。由于螺纹 220 上的粘合剂， 该两个部件被牢牢地固定在适当的位置， 夹持机构本质上确 保部件被保持到位。
在将接合部安装到导管上的过程中， 然后导管 500 被插入到适配器中 ( 参见图 4)， 一直到由夹持机构限定的部分。 该导管被加宽部分 160 的壁引导， 特别地是张开子部分 165 的壁 ( 在图 4 中未示出， 参见图 1)。子部分 165 的张开特性使得即使例如由于未完全插入 到腔体 235 中而使夹持机构 180 向内变形， 导管 500 也能够纵向地前进。
被使用的导管 500 具有在数值 PC 与 PF 之间的外径 ( 参见图 1)， 并且由此能够与
加宽部分 160 的内径相接合， 并且， 如果导管 500 被引导到等于 PE 的长度上， 以达到抵靠与 中心部 15 的侧面对应的脱离部 ( 圆盘部分 ) 的对接位置。
尽管导管 500 的外径接近扩大部分 160 的内径 ( 也就是说接近 PC)， 因为两个部件 之间的直径差， 由于必要的公差而存在游隙。
在图 4 中示出的位置处， 导管未被完全地推入到适配器中， 并且未抵靠与中心部 150 的侧面对应的脱离部而对接。在这里， 其被推入加宽部分 160 的长度 PE 的大约三分之 二， 也就是说， 大于突出部 140 的直径或者纵向尺寸。
到导管 500 已经被推入到加宽部分 160 中达到足够的长度时 ( 也就是说大于突出 部 140 的纵向尺寸， 或者大于上面限定的半径 PR2) 为止， 夹持机构 180 被导管 500 的外壁 保持在夹持位置中。
夹持机构实际上仅具有足够的空间朝向轴线 X-X 变形并且突出部 140 被迫保持在 腔体 235 中。在这个方面， 应该注意的是， 尽管本发明不是基于这个特征， 在所有可以想到 的应用中导管的材料比间隔块的材料更有耐性。
应该指出的是， 在本实施方式中， 导管 500 可以被定位在多个压接位置处， 由于纵 向平移而各不相同。导管最小的插入是通过将导管引导为超过开口平面 0.3 倍长度 PE 而 完成的。最大的插入是通过将导管引导直到加宽部分 160 的端部而实现， 因此是在等于 PE 的长度上。 导管 500 相对于间隔块 ( 和适配器 ) 而适于压接的两个最终位置彼此相差等于约 0.7 倍 PE 或者约 9％的导管 500 的外径的平移距离， 这也是间隔块的加宽部分 160 的内径 PC， 这允许在装配过程中实现相当大的柔性， 同时在中心部 150 的长度上保留足够的材料 厚度， 以确保在间隔块处的良好的机械耐性。
参照图 5， 圆柱形压接工具 400( 像图 11 和图 12 中所示的一样 ) 定位在适配器 200 周围， 其旋转轴线与适配器的旋转轴线 Y-Y 对齐。压接工具 400 作用在适配器 200 的外周 上 ( 并且特别地作用在图 5 的右侧上所示的部分上， 即在适配器的窄端上 )。 该工具相对于 轴线 Y-Y 对称， 但是在图 5 中仅示出了钳夹的半部以简化视图。
平行于轴线 Y-Y， 压接工具具有与主要部分 410 相对应的钳夹， 如从图 5 的纵向横 截面中观察到的， 该钳夹具有表面平行于纵向轴线的平坦内部轮廓。
压接工具具有小的斜面部分 420， 该斜面部分的斜角 h 定位为使得当斜面部分从 适配器 200 的窄开口逐渐移动到宽开口时远离轴线 Y-Y 移动。
主要部分 410 被定位成与凸出的平坦区域 255 的略微倾斜的区域 250、 收缩区域 260、 肩部 265 以及平坦区域 270 的第一半部径向对置。斜面部分 420 被定位成与平坦区域 270 的第二半部径向对置。这些表面的结合构成了用于适配器 200 的压接表面 (200S)。
为效率起见， 适配器 200 的圆柱部分具有优化的纵向尺寸 - 具有足够的尺寸， 使 得当其压接到导管上直到窄开口 220 时， 适配器以令人满意的机械阻力在导管上固定不 动 - 尽管该纵向尺寸被最小化以允许节省材料。
于是， 压接被优选地施加直到开口 220， 并且长度 ID 构成适配器在导管上的最大 可能压接长度。如果决定不在开口 220 处压接适配器的一部分， 并且因此不从用于执行压 接的适配器的所有可用材料受益， 那么长度 ID 从将开口 220 侧从用于压接的适配器的部分 分离的平面测量。
此后， 距离 IF 指代从窄开口 220 的平面 ( 或者从将开口 220 侧从用于压接的适配 器部分分开的平面 ) 直到在宽开口 210 侧的压接工具的平坦部 410 的端部的距离。如果是 纵向 ( 或轴向 ) 距离， 在该距离上通过压接工具 400 在适配器 200 上实际执行压接。在图 5 中所示的结构中， IF/ID 的比率是 0.8。
仍然参照图 5， IZ 指代在压接工具的平坦部 410 在加宽开口 210 侧的端部与标记 在窄开口 220 侧处由母夹持机构限定的部分的边界的平面之间的纵向距离， 该平面与球形 腔体 235 相切。
如果压接工具仅定位在该平面的一侧上 ( 如图 5 中的情形 )， 则该距离就被称作 正， 并且如果压接工具朝向宽开口 ( 未示出 ) 延伸超过该平面时， 则其被称作负。这里， ID ＝ IZ+IF。
在所示的构造中， 距离 IZ 等于适配器 200 的内径 D 的约 20％， 适配器 200 的内径 D 也是导管 500 的外径。
参照图 6， 压接工具 400 被施加到包括通过压接而与间隔块 100 结合的适配器 200 的组件， 如图 4 中所示组件已经被定位在导管 500 上。
在所示的构造中， 导管 500 在几乎整个长度 PE 上被推入到间隔块 100 的加宽部分 160 中， 但是未完全抵靠中心部 150 的侧面而对接 ( 其被推入约 90％ )。 由工具 400 的动作引起的压接致使适配器 200 发生塑性变形。
如在大的隆起部 230 的窄端的平面中测量的适配器的内径减小到值 IC， 其值初始 等于 IC( 参见图 2)。然后大的隆起部 230 平坦地压制夹持机构 180 向内变形， 由此减小直 径 PC( 参见图 1)。这具有使间隔块 100 和适配器 200 相对于彼此保持不动的结果， 由此在 它们相应的表面产生相当大的摩擦。
夹持机构 180 同样平坦地压制导管 500， 以消除导管 500 与间隔块的加宽部分 160 之间的游隙。
通过在间隔块与导管的各自表面之间形成高摩擦并且通过沿着纵向方向使夹持 机构 180 固定不动， 而导致间隔块与导管相对于彼此固定不动。
使适配器在导管上压接促使适配器的夹持件在间隔块的夹持件上压接， 以及间隔 块的夹持件在导管 500 上的压接。这具体是由于压接工具的相对于夹持件的纵向位置。
压接工具 400 的平坦部 410 在其平行于轴线 Y-Y 的部分上在等于间隔块的夹持机 构 180 的 ID-IF 距离处将力施加到适配器 200， 该值在所述的实施方式中是正值。 在所述实 施方式中， IF/ID 的比率是 0.8， 其具有优化适配器的锚定的优势。
参照图 7 和图 8， 其描述了压接之前的装置， 大的隆起部 230 具有与最小直径 IC 相 应的突出角 231， 该突出角进入几乎与夹持机构 180 在中空区域 135 与突出部 140 之间的边 界处单点接触的状态。
空间 E1 存在于大的隆起部 230 与夹持机构 180 之间。 作为腔体 235 的未被占据的 部分的空间 E2， 存在于突出部 140 与适配器 200 的本体之间。最后， 空间 E3 存在于管 500 与适配器 200 之间。
与圆柱部分 240 和腔体 235 的边界相对应， 适配器 235 的本体在与突出角 231 对 置的腔体 235 的边界处形成突出角 236。
参照图 9 和图 10， 描述了压接之后的装置， 空间 E1 大致地保持不变 ； 然而， 空间 E2
和 E3 的体积大大地减小了。接触表面 C1 形成在管 500 与适配器 200 的本体之间， 几乎直 到突出角 236。接触表面 C2 也形成在突出部 140 与接近突出角 236 的适配器 200 的本体之 间， 但是不在突出角 231 的旁边， 在那里保留有剩余空间 E2′。
该突出角 231 沿着图 8 中在移动前的箭头、 朝向中空区域 135 的底部、 沿着突出部 140 的壁进行移动。突出部 140 的移动与前述直径 IC 的减小相应。
该移动的结果是， 在压接后得到的构造中， 大的隆起部构成向突出部 140 的纵向 ( 或轴向 ) 位移的障碍， 并且因此构成间隔块相对于适配器的纵向 ( 或轴向 ) 位移的障碍， 并且以这种方式相对于压接前的构造而被加强。 该两个部件的加强固定构成由压接导致的 锁定。
应该指出的是， 根据本发明的方法当适配器和间隔块在导管上压接时， 先前涂覆 到螺纹 220 的粘合剂相对于将该部分保持到位而言不再具有任何特定的作用。其随后导 电， 除了在为间隔块选择非传导性材料的应用以外。
如图 11 和图 12 中所示的打开和闭合位置， 借助于压接钳夹 400 来执行压接。平 坦部 410 和斜面部分 420 是可见的。
根据图 13 至图 16 中描述的另选的实施方式， 第一步骤包括将适配器 1200 锚定到 间隔块 100 上。O 形环首先定位在间隔块的外部凹槽中， 并且分别地在适配器的内部凹槽 1225 中， 并且然后两个部件的轴线 X-X 和 Y-Y 对齐。
参照图 13， 然后间隔块的螺纹拧入到适配器的攻螺纹 1220 中， 直到两个部件 100 和 1200 达到纵向对接位置， 在纵向对接位置处适配器的内部轮廓的第一平坦区域 1215 与 间隔块的凹槽中的 O 形环径向对置， 并且间隔块的平坦区域 130 与适配器 1200 的凹槽中的 O 形环径向对置。
公夹持机构经由突出部 140 与母夹持机构的大的隆起部 1230 进入接触状态， 形成 纵向对接效果 ( 图 14 中描述的位置 )。
参照图 14， 然后通过施加大于上述程度的拧紧力矩 ( 在图 14 中通过粗箭头描述 ) 能够将两个部件 100 和 1200 拧紧在一起。
间隔块的夹持机构朝向间隔块的内部变形 ( 未示出 )， 突出部 140 通过大的隆起部 1230 被向内径向地推动， 这具有凸轮或坡道的作用。
突出部 140 延伸超过纵向对接位置并且在腔体 1235 中达到呈现其初始形状的停 靠位置， 这在大的隆起部 1230 之后用作径向突出部。
在夹持 ( 或者棘轮效应 ) 阶段中， 在突出部 140 外部测量的夹持机构的外径， 该 外径根据不同的实施例会暂时减小 (PB-IC)/PB 到 0.5 ％至 5 ％之间， 该外径初始地等于 PB( 参见图 1)， 而腔体 1235 的唇部具有等于 IC( 通过类比参见图 2) 的直径。
该变形是可逆的， 并且在该阶段， 如果相对于适配器向间隔块施加拧开移动， 非夹 持就是可能的， 致使突出部 140 从腔体 235 出来、 夹持机构朝向间隔块的内部暂时变形并且 返回到图 14 的位置处。
一旦执行夹持， 适配器的平坦区域 1215 的端部便封闭用于建立密封的空间。同 样， 平坦部 130 的端部位于与大的隆起部 230 的边缘对置的位置处， 从而封闭用于建立密封 的空间， 这使得能够确保当导管在操作中时的接头的水密封。
本发明的连接方法能够由此包括以小于 200N.m. 的力矩或者一些应用中以例如约 3N.m. 的力矩执行的夹持步骤。
参照图 15， 当组件布置在导管上时， 导管 500 被插入到适配器中， 直到被夹持机构 定界的部分。该导管被间隔块的加宽部分的壁引导， 特别地被张开子部分的壁 ( 参见图 1) 引导。
被使用的导管 500 具有在数值 PC 与 PF 之间的外径， 并且由此能够与间隔块的加 宽部分的内径相接合， 并且， 如果导管被引导到等于 PE 的长度上， 以达到抵靠与中心部 150 的侧面对应的突出部的对接位置。
适配器 1200 包括能够接收导管的主要的圆柱形内部 1270。
在其外侧轮廓同样包括， 与主要圆柱内部部分的一部分径向对置的圆形扣接环 1220。
参照图 15， 压接环 1400 定位在适配器 1200 上， 以便构成用于其的套筒。
然后环 1400 定位为使得其抵靠扣接环 1220 而纵向地对接。后者包括与环的定位 部分 1410 互补的停靠台 1225， 该停靠台方便了环抵靠扣接环而定位 ( 参见图 16)。
扣接环沿着压缩工具 ( 未示出 ) 包括用于环 1400 的压缩钳。
纵向压缩 ( 沿着 L 方向 ) 被施加到环， 这致使其材料径向地流动 ( 沿着 R 方向 )， 从而导致适配器 1200 压接在导管上。
在该构造中， 适配器 1200 的移动和变形与第一实施方式中的适配器 200 获得的移 动和变形是相当的。夹持区域和压接区域之间的距离可以相对地大。
参照图 16， 如果 IF 和 ID 再次被限定为是从以下平面测得的纵向距离 ： 超过该平 面施加压接， 并且 IF 和 IZ 是从以下平面开始的纵向距离 ： 施加的压接到该平面 ( 其可以是 适配器的端部的平面 ) 为止， 并且 ID 和 IZ 是在适配器的夹持件的边界处停止的纵向距离 ( 通过大的隆起部 1230 和腔体 1235 形成 )， 我们还可使等式 ID ＝ IZ+IF- 比率 IF/ID， 例如 为约 0.5( 如图 13 至图 16 所示， IZ 是正的 )， 或者如果对接部分 1220 位于夹持机构 ( 未示 出 ) 上或超过夹持机构， 则其反向地大于 1(IZ 为负 )。
夹持机构的径向压接在所有情形中都特别地通过管 500 的插入而确保， 这通过压 接而固定不动。
应该注意的是， 在两个实施方式中， 一旦完成压接， 间隔块 100 就在其另一个端部 连接到第二导管 ( 未示出 )。如参照图 1 所示， 在所述的实施方式中， 间隔块相对于平面对 称。因此容易以与图 2 的适配器相似地利用第二适配器施加相同的压接操作， 压接步骤使 得能够使间隔块、 第二适配器和第二导管固定不动。
然而， 明显的是其它实施方式也是可以想到的， 其中间隔块具有不同于图 1 中所 示的形式。具体地说， 可以使用连接到第二和第三导管的 “Y” 或 “T” 形的间隔块。可以使 用有角度的间隔块， 例如在两个导管的轴线之间形成 90°角。间隔块能通过除了结合适配 器 200 描述的以外的适配器被连接到第二导管。其它的连接方法可以或不可以包括压接， 而保持在本发明的范围内。具体地说， 本领域的技术人员可以利用任何标准的连接件来安 装管道。
在具体实施例中， 由于使用的材料， 间隔块具有大于 109Ωcm 的电阻系数。
在其它应用中， 其具有在 102 至 108Ωcm 之间的电阻系数， 在此情况下期望的电阻 在 0.1Ω 与 1GΩ 之间。根据构成本发明的示例性实施方式的间隔块的尺寸不同， 间隔块具有在 0.1 至 15kΩ 之间的测得电阻。具体地说， 具有 7.5cm 的可用长度、 54mm 的外径、 11mm 的内径以及 5kΩ 的电阻的间隔块由装载有碳纳米管的 PEEK 制成， 构成了本发明的产生良好结果的不 锈钢导管的优选实施方式。
本发明并不限于已描述的实施方式。