專利名稱：用于導管的接合裝置以及相關的接合方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于裝載在飛行器中的氣體或液體導管的接合裝置和相關的接合方法。
背景技術：
本發(fā)明例如應用于飛行器燃料箱的氮回路，在飛行器燃料箱中通常壓力大致是15 巴QOOpsi)或甚至更高。近年來，這些氮回路出現(xiàn)在了現(xiàn)代飛行器中，并且用于提供燃料箱入口的目的。管道穿過燃料箱的外部，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現(xiàn)代飛行器的特定的電氣和靜電學特性，該管道必須是不導電的。而且，管道必須由諸如鋁的輕質材料制成。另選地，由合成材料制成的管道同樣是可能的，但是其更加昂貴。所有的管道，一旦安裝并被投放使用必須還耐受尤其是煤油的各種化學制品，以及高壓。
本發(fā)明還應用于在大約15巴的壓力下操作的冷卻液體回路(特別地是“補充冷卻”類型)。
本發(fā)明還應用于氧氣回路。本發(fā)明還重要地應用于飛行控制或者起落架控制的加壓液體的液壓回路，在液壓回路中壓力可能非常高，例如大約350巴(5000psi)。
在所有這些回路中，人們面臨控制已安裝的管道回路的傳導率的需要。
對于金屬管道來說，兩個導管件之間的相互連接可以用于控制電阻，或者甚至通過非傳導部分提供電絕緣。在這個方面，文獻WO 2006/049956描述了五種介電管狀管道互連裝置，該互連裝置用于分散與在導管上積聚的靜電荷相關的電能，該導管可以飛行器中在高壓下輸送流體。這些互連裝置中的至少某些包括兩個大致管狀的輕質金屬的共軸殼體、PEEK(聚醚醚酮)的圓柱形間隔件、聚偏氯乙烯纖維的圓盤形間隔件用于控制第一殼體與第二殼體之間的阻力，以及由包含聚四氟乙烯的材料制成的封套。在該文獻中描述的解決方案加工和使用復雜，特別是由于存在大量的部件。
用于使管道相互連接的附件和管道以及它們的應用過程從文獻US3572779和 W082/02755中也可獲知。其特別地教導徑向地壓縮可延展性的壓接套筒。
從文獻W098/05556中還可獲知，一種用于通過引起徑向變形而利用軸向壓縮聯(lián)接附件的導管。
最后，從文獻W02007/110501中已知一種用于導管的可壓接的互連附件或者適配器，其包括套筒，該套筒將通過壓接而附接到導管的一個端部，并且該套筒至少間接地與另一個導管元件接合。與管子的端部進行壓接接觸的套筒表面包括涂覆有粘合劑的部分，該部分包括至少兩個部件，其中一個部件是封裝的。該帶膠的部分有利地是凹入的，優(yōu)選地通過使凸緣突出而凹入。發(fā)明內容
在本文中，為了解決上面提到的問題的目的，提供一種用于互連至少第一導管與第二導管以控制管道回路的電阻的方法，該方法的特征在于包括以下步驟
-將適配器的圓柱部分放置在第一導管的一個端部上，
-將圓柱部分的至少一部分壓接在第一導管上，將由具有預先選定的傳導率的聚合材料制成的間隔塊定位在第一導管的端部的延伸部中并且夾緊到圓柱部分，然后通過所述壓接將間隔塊鎖定到適配器，
-使間隔塊接合到第二導管的端部。
這種方法使得能夠容易地形成導管網絡，該導管網絡通過選擇聚合材料和致使導管相互鎖定的壓接而具有受控的阻力。
應該注意的是，這里考慮的導管端部在廣義上是管狀的或者至少是圓柱形，即是通過縱向軸線和可以為圓形或者非圓形的開口來限定的。優(yōu)選地，接頭的圓柱部分構造為在第一導管的端部處用作外套筒(或者可以是內套筒)。具體地說，如果第一導管的端部呈現(xiàn)出旋轉對稱，那么圓柱部分優(yōu)選地也呈現(xiàn)大致的旋轉對稱。
還應注意的是，第一導管的軸線和第二導管的軸線可以對齊，或者相對于彼此有角度地偏移，在這種情形中間隔塊和互連裝置具有允許角度偏移的幾何形狀。
還應該注意的是，術語間隔塊用于指代剛性部件，該剛性部件連接其它兩個部件并且以固定的間距來保持這兩個部件，并且術語壓接指的是無需焊接而例如通過壓縮的一種機械緊固操作。
尤其重要的是，形成的導管網絡的電阻可以通過選擇間隔塊的材料和尺寸同時保持上述應用所需的導管(例如給定幾何形狀的鋁、鈦、或不銹鋼導管)來控制。
互連裝置安裝在導管的位置處，并且一旦安裝便是永久的。由于通過壓接而附接的方法，有可能在幾何約束存在的情況下(障礙物、受限的可達性)，能夠在導管網絡的位置處執(zhí)行安裝。
建議的解決方案使得能夠建立抵抗牽引力和旋轉力的連接。所形成的連接還是防水的。
根據一個有利的特征，壓接步驟包括組件的變形，該組件包括間隔塊的夾持件和適配器的互補夾持件，所述變形使兩個夾持件相對于彼此軸向地固定不動。
兩個夾持件的相互固定不動使間隔塊相對于適配器鎖定，并且兩個夾持件的相互固定不動特別地通過將公部件局限在閉合腔體中以及通過增加兩個表面之間的摩擦而獲得。該兩個部件通過摩擦相對于彼此固定為不能旋轉。同樣地，他們通過夾持而相對于彼此固定為不能旋轉，有利地，可以在間隔塊與適配器之間設有螺紋。最后，它們通過摩擦并且通過將公部件局限在封閉腔體中(也通過可以設置在間隔塊與適配器之間的螺紋)同時地相對于彼此固定為不能沿著軸向方向(也就是說，平行于適配器的軸線-或者至少是適配器的圓柱部分的軸線或間隔塊的軸線)移位。
根據一個有利的特征，在壓接階段，第一導管保持間隔塊的夾持形狀。
該特征使得能夠使間隔塊的夾持件和互補夾持件的最終組件的變形加強，因為該組件然后在導管與壓接工具之間被壓縮。
根據一個有利的特征，第一導管在壓接步驟之前定位以使包括間隔塊的夾持件和適配器的互補夾持件的組件在夾持位置處固定不動。因此，一旦執(zhí)行壓接，導管便鎖定夾持接頭，并且因此相對于適配器鎖定間隔塊。
根據一個有利的特征，在適配器的夾持件與適配器的被施加壓接的部分之間的縱向距離(取其絕對值)小于第一導管的基準橫向寬度的兩倍，或者還可以等于該基準橫向寬度，或為該基準寬度的50%或25%。
在圓形導管的情形中，該基準寬度可以是直徑，或者還可以是內徑。應該注意的是，適配器的內徑被選擇為等于當從外部執(zhí)行壓接操作時在第一導管外部測得的第一導管的直徑。
這種相對于夾持件來定位壓接區(qū)域的選擇使得能夠確保，在相對于適配器執(zhí)行間隔塊的鎖定操作的同時，尤其通過使包括兩個互補夾持件的組件變形而使適配器在導管上壓接是有效的。在0. 5倍并且甚至在0. 2倍直徑的距離以下，變形更大并且更能確保(更加確定)更緊固的相互鎖定。
根據該特征的另選的限定，執(zhí)行壓接以使執(zhí)行壓接的長度與適配器和導管之間的有效接觸長度之間的比率在0. 5至1. 33之間。
對于隨后的描述應該注意的是，ID是適配器與導管之間的有用接觸長度，其平行于適配器的軸線。如果適配器的所有材料都用于壓接，這涉及到第一導管所在側的適配器的開口與適配器的互補夾持件之間的縱向距離。
對于隨后的描述應該注意的是，IF是其上執(zhí)行壓接動作且平行于適配器的軸線的長度。如果適配器的所有材料都用于壓接，IF是從第一導管所在側的適配器的開口測量的。
IF/ID比率的選擇使得能夠確保，在執(zhí)行相對于適配器鎖定間隔塊的操作的同時， 尤其通過使包括兩個互補夾持件的組件變形而使適配器在導管上壓接是有效的。在大于 0. 66的IF/ID比率處，變形更大并且更能確保更緊固的相互鎖定。
根據一個有利的特征，壓接包括借助于可變直徑鉗夾通過徑向壓縮的外部壓接。
另選地，還可能包括膨脹(或內部壓接)。
另選地，通過套筒沿著具有增加的直徑的適配器的外部表面的縱向平移引起徑向壓縮而實現(xiàn)壓接。
在一個重要的應用中，至少第一導管由鈦制成。
在其它應用中，至少第一管道由不銹鋼或由鋁制成。
在全部三種情形中，第二導管通常由與第一導管相同的材料制成，但是如果應用需要或者允許的話，不同的金屬也是可以想到的。適配器自身可以由與導管相同的材料或者不同的材料制成(例如如果是鈦導管則適配器由不銹鋼制成，或者如果是不銹鋼導管則適配器由鈦制)。
根據第二個特征，本發(fā)明還提出了一種用于導管以控制導管回路的電阻的接合裝置，該裝置包括
-包括圓柱部分的適配器，該適配器將被定位在導管的端部處并且壓接在該導管的端部上，
-由聚合材料制成的間隔塊，該間隔塊被設計為夾持在所述圓柱部分上，并且連接到另一個導管的端部，
該裝置被設計為使圓柱部分的至少一部分壓接在導管上，而間隔塊在導管端部的延伸部中夾持到適配器，這導致間隔塊相對于適配器的鎖定。
該裝置使得能夠容易地通過引入間隔塊而形成具有可控電阻的導管網絡，選擇間隔塊的聚合材料以便獲得期望的電阻。根據有利的特征，接合裝置的特征在于-所述適配器包括稱作壓接區(qū)域的區(qū)域，通過壓接工具施加的力作用在該區(qū)域上，-包括夾持件的間隔塊，該夾持件被設計為與適配器的互補夾持件相接合。適配器的壓接區(qū)域被設計為使得施加到壓接區(qū)域的壓接動作致使包括兩個夾持區(qū)域的組件變形，以便使其中一個相對于另一個縱向地固定。由于這個特征，因為變形，使得通過壓接產生的鎖定特別有效。此外，壓接減小了在兩個夾持件之間的軸向運動并且在兩個夾持件之間產生摩擦。根據一個有利的特征，在間隔塊具有被設計為與適配器的互補夾持件相接合的夾持件的情況下，最好設計為使導管能夠定位在壓接位置處，以使位于壓接位置的導管徑向地將夾持件固定在被夾持的位置處。由于這個容易實施的特點，通過壓接容易地實現(xiàn)了，使導管縱向地固定不動的鎖定。根據另一個有利特征，間隔塊進一步被設計為在相對于間隔塊定位第一導管時允許第一導管被定位為具有如下的縱向自由度等于間隔塊的代表性的橫向寬度的至少2% 或者有利地為3%，8%，15%或者25%。當間隔塊的夾持件允許大致的旋轉對稱時，這種特性尤其有益，并且在這種情形中，間隔塊的橫向寬度可以被認為等于與導管相接觸的夾持件的表面的直徑，如果在外部執(zhí)行壓接的話那么其可以是內徑。然后間隔塊設計為能夠定位導管，以將導管相對于間隔塊縱向地定位為具有如下自由度例如為至少等于正被討論的寬度的2%，或者優(yōu)選地為3%，8%或者15%。應該注意的是，與導管接觸的間隔塊的夾持件的內徑優(yōu)選地被認為等于該申請的導管的外徑。如上所述，導管可以將夾持件固定在夾持位置處。因此，由于該定位自由度，間隔塊設計為能夠使導管定位在至少第一外部位置與第二外部位置，并且有利地定位在任何中間位置處。在對于導管有用的所有這些位置中，間隔塊徑向地將夾持件固定在夾持位置處。此外，第二壓接位置與第一壓接位置分離開夾持件的內徑的至少2%或者更多的縱向平移。該裝置因此能夠以柔性的方式被使用，如果導管太長也不需切割導管的一部分。根據該特征的另選的描述，縱向定位自由度至少等于夾持件的縱向基準尺寸，或者優(yōu)選地是該尺寸的兩倍。在本說明書的上下文中，然后由于夾持件與導管的相互作用而將夾持件的縱向尺寸作為基準。該縱向尺寸例如可以是突出部的半徑。如發(fā)生的，根據另一個有利的特性，間隔塊的夾持件包括突出部，該突出部的徑向橫截面輪廓或多或少是圓形的，適配器的互補夾持件包括腔體，該腔體的徑向橫截面輪廓與所述突出部互補。根據一個有利的特征，間隔塊的夾持件和適配器的互補夾持件允許旋轉對稱。根據一個有利的特征，間隔塊由聚醚醚酮(PEEK)制成，例如裝載有15%到45%的玻璃纖維的PEEK。還可以使用裝載有碳纖維的PEEK;這兩種纖維用作機械加強部分。還可以單獨或者結合地使用構成機械加強件的其它材料。在這種情形中，間隔塊具有加強的機械特性。電絕緣也大于其中間隔塊由裝載有碳納米管的PEEK制成的類似的系統(tǒng)。在當前的事態(tài)下，裝載有玻璃纖維的PEEK被認為是完全非傳導的材料。另選地，間隔模塊由裝載有高達10%、或優(yōu)選地在0.5%至3%之間、可能甚至在 0. 至3%之間的碳納米管的PEEK制成。其同樣能夠由同時裝載有碳納米管的PEEK和組成機械加強部分的材料制成。另選地，間隔塊可以由聚苯硫醚制成。材料的傳導率可以具有不同的值，并且根據本申請例如能夠具體地使用非傳導性間隔塊或者由傳導率在IO2至108Ω之間的材料制成的間隔塊。一般來說，接合裝置適合于連接安裝在飛行器中的兩個鋁、鈦或不銹鋼導管。此外，間隔塊包括非傳導部分，該非傳導部分具有在5mm至50mm之間的縱向尺寸。通過這種方式，適配器能夠保持高的擊穿電壓，同時保持小的尺寸。


現(xiàn)在，將借助于附圖來詳細描述本發(fā)明，在附圖中圖1是本發(fā)明中使用的間隔塊的截面圖；圖2是本發(fā)明的實施方式中使用的適配器的截面圖；圖3是本發(fā)明的第一實施方式中的圖1的間隔塊和圖2的適配器在它們的連接的初始階段的截面圖；圖4是與圖3類似的視圖，在間隔塊與適配器相互連接的后面階段，導管插入適配器；圖5是與圖2類似的視圖，其中根據本發(fā)明的方法的步驟，在相對于適配器定位的壓接工具存在的情況下示出了適配器；圖6是與圖4類似的視圖，在本發(fā)明的第一個實施方式中，其中在間隔塊存在的情況下壓接工具已經對定位在導管上的適配器執(zhí)行了壓接動作；圖7是在存在間隔塊和導管的情況下在壓接之前適配器的夾持區(qū)域的視圖；圖8是圖7的放大部分；圖9是在壓接之后與圖7類似的視圖；圖10是在壓接之后與圖8類似的視圖；圖11和圖12分別是在本發(fā)明的第一實施方式中使用的壓接鉗夾處于打開和閉合位置的視圖；圖13是圖1的間隔塊和在本發(fā)明的第二實施方式中使用的適配器處于相互連接的初始階段的視圖；圖14是在相互連接的后面階段與圖13類似的視圖；圖15是在相互連接的后面階段并且導管插入適配器中的與圖13類似的視圖；圖16是與圖13相類似的視圖，在本發(fā)明的第二個實施方式中，其中在間隔塊存在的情況下壓接工具已經對定位在導管上的適配器執(zhí)行了壓接動作。
具體實施例方式參見圖1，由聚合材料制成的間隔塊100是中空部件，展示了水平示出的旋轉對稱軸線X-X，并且，在所述的實施方式中，相對于垂直于X-X軸線的平面對稱。明顯的是圖1與其它附圖相似，是討論中的各個部件的軸向截面圖。間隔塊100的外部輪廓具有在其長度大約三分之一上延伸的、在距間隔塊的端部為距離PA處終止的中心部110。中心部110在距間隔塊端為距離PA處終止。該中心部110 以下降到凹槽120中的小臺階115終止，如將在后面看到的，該凹槽被設計為接收0形環(huán)。突出的外螺紋125位于凹槽120的另一側上。然后間隔塊100的外部輪廓展現(xiàn)出與喉部連續(xù)的、跟隨有凹入部135和最后突出部140的平坦部130。間隔塊100的內部輪廓具有代表其長度五分之四的圓柱形中心部150。中心部150 具有內徑PF。間隔塊的內部輪廓通過在間隔塊的各個端部上、以平行于軸線X-X的長度PE、 以略微(大約10% )大于PF的直徑PC將部分160加寬而完成。中間部與加寬部之間的連接部是垂直于附圖平面的圓盤形部分，該圓盤形部分位于部件的外部輪廓的平坦部130的右邊(也就是說在相同的半徑上)。在其它實施方式中， 該圓盤形部分位于螺紋125的右邊，或者甚至位于中心部110的右邊。在其長度的第三靠外處，加寬部分160包括張開子部分165，該張開子部分165的直徑逐漸地偏離尺寸PC。張開開始于凹入部135的右邊。間隔塊的各個端部構成夾持機構180。該機構在與間隔塊的端部距離PG(平行于軸線X-X測得)處開始。該機構包括具有厚度PD的間隔塊的薄部分，并且包括外部突出部 140和凹入部135，并且在加寬部分160的一部分的內部上，特別地包括張開子部分165。如從軸向截面圖中所觀察到的，夾持機構主要包括具有表觀半徑PR2的球體(突出部140)以及凹入區(qū)域135。半徑PR2根據間隔塊的尺寸在0.8mm至Imm之間選定。下面將要描述夾持機構的作用。應該注意的是，間隔塊被構造為與導管端部相適應(如下面在圖4的結構中描述的)。分別被變窄和加寬的兩個內徑PF和PC的存在，使得能夠同時地利用間隔塊提供加強的強度，間隔塊在其一部分長度上基本上為材料厚度(窄的內徑PF)，并且能夠將具有外徑 PC的導管引入到夾持機構的區(qū)域中。參照圖2，適配器200是具有圍繞軸線Y-Y的旋轉對稱結構和兩個開口的中空部分，一個寬開口 210和另一個窄開口 220。適配器的內部輪廓，從寬的開口起，包括第一平坦區(qū)域215，緊隨著的是用于接合間隔塊100的螺紋125的攻螺紋220，然后是設計為接收0形環(huán)的凹槽225。內部輪廓然后具有大的隆起部230，該隆起部的表面大致指向寬的開口并且指向旋轉軸線。沿著與大的隆起部對應的部分，適配器的內部輪廓的直徑在與隆起部對應的部分的端部處減小到值IC。適配器的內部輪廓然后包括具有直徑頂的球形腔體235，該球形腔體的底部形成略微(大約4% )大于IC的適配器的直徑IB。在從寬開口 210朝向窄開口 220前進的過程中，內部輪廓然后包括直至到達較小開口的長的圓柱部分，該小開口具有略微小于IC(約9% )的直徑D，并且該直徑D被選定為與間隔塊的直徑PC相等。部分240包括相互鄰近的兩個短的加寬子部分245和對7。加寬子部分245具有銳角，該銳角設計為一旦被放置并且壓接在導管上便捕獲適配器，這改進了與縱向牽拉或者傳輸液體的壓力增加有關的適配器性能。加寬子部分M7自身填充有一層硅以便當適配器布置在導管上時形成密封。另選地，兩個加大子部分(或槽)均可以填充有硅以形成密封。從窄開口 220開始，適配器的外部輪廓包括具有增加的直徑的略微傾斜區(qū)域 250 ；突出的平坦區(qū)域255 ；大致在略微傾斜區(qū)域250的延伸部中的收縮平坦區(qū)域沈0 ；跟隨有構成中間高部270的新的平坦區(qū)域的肩部沈5 ；之后是在適配器的寬端部220處終止的第二肩部275和高的平面區(qū)域觀0。突出區(qū)域255不具有適配器200的其它部分的旋轉對稱性。在圖2中所示的橫截面中，該部分的頂部是平的，平行于縱向軸線Y-Y。在圍繞縱向軸線的一定角度下，該部分的頂部是相反的圓形。在壓接操作期間(在后面附圖的背景下的下面的描述中)，該突出區(qū)域 255打斷了壓接的適配器的旋轉對稱性并由此提高了對扭轉應力的阻力。 凹入部225直到高的平坦區(qū)域280的右邊的部分(也就是說在相同的半徑上)，大的突出部和腔體235直到第二肩部275的右邊，然而該兩個加寬子部分245和247位于中間高部270的右邊。包括大的隆起部230和腔體235的整體構成了母夾持機構。平行于軸線Y_Y，由該機構限定的部分位于兩個平面之間，其中距離寬開口 210最遠的一個位于距離IA處，并且其距離窄開口 220為距離ID。由最小的內徑IC限定的平面構成大的隆起部230與腔體 235之間的邊界線，其自身在離窄端220距離IE處。如后面所述的，母夾持機構設計為與間隔塊的公夾持機構接合。不同的材料被用在所述的實施方式中。這包括在間隔塊的第一實施方式中的裝載有高達30%的玻璃纖維的聚醚醚酮(PEEK)以及在第二實施方式中的聚苯硫醚(PPS)。PEEK 具有與由鋁6061-T6制成的適配器的熱膨脹系數非常接近的熱膨脹系數，所述鋁6061-T6 用于鋁導管。材料的選擇使得能夠減小間隔塊的尺寸和質量。PEEK具有非常接近鋁的熱膨脹系數的另外的優(yōu)勢，使得能夠減小可能在導管使用期間在溫度變化的情況下產生的應力。材料的選擇使得能夠獲得具有較好機械特性的連接裝置，這與例如可能利用彈性體間隔塊的接合裝置不同。此外，形成的接合裝置具有各向同性的電特性，這相對于使用各向異性材料例如定向纖維的接合裝置來說是有利的。另選地，裝載有碳納米管的PEEK被用于間隔塊，該間隔塊然后特別地應用于不銹鋼適配器，以便在不銹鋼或鈦導管上使用，或者應用于在鈦導管上的鈦適配器。同樣可以使用同時裝載有碳納米管和玻璃纖維的PEEK。應該指出的是PEEK對破裂和老化(通過暴露到煤油而化學老化或者機械老化) 是有抵抗性的。在實踐中，可以將已經相互夾持的適配器和間隔塊提供給使用者，并且在將間隔塊接合到適配器時執(zhí)行將適配器布置在第一導管端部上的步驟。另選地，盡管不是受歡迎的解決辦法，但是適配器和間隔塊可以單獨地或者至少沒有事先接合地提供，并且使用者可以選擇在將適配器布置到導管上之前將一個夾持到另一個，或者在將間隔塊夾持到適配器上之前通過將適配器設置在導管上開始。因此，在一些實施方式中，該方法包括在任何情形中都在壓接之前、在安裝適配器以前將具有適配器的互補夾持件的間隔塊的夾持件的進行夾持的階段。參照圖3，在適配器200固定到間隔塊100上的步驟中，0形環(huán)300和310首先分別地定位在間隔塊的外部凹槽120和適配器的內部凹槽225中(參見圖1和圖2中的凹槽的附圖標記)，并且然后兩個部件的兩個軸線X-X和Y-Y對齊。一些粘合劑事先涂覆到適配器200的螺紋220。該粘合劑裝載有導電金屬。然后間隔塊的螺紋125擰到適配器的攻螺紋220中，直到兩個部件100和200達到縱向對接位置(圖3中示出的)，在縱向對接位置處適配器的內部輪廓的第一平坦區(qū)域 215相對于適配器的凹槽中的0形環(huán)300徑向定位，在擰緊操作中以小的扭矩執(zhí)行，這通過在旋轉軸線上的細箭頭所示。公夾持機構180經由突出部140與母夾持機構的大的隆起部230進入接觸狀態(tài)， 形成縱向對接效果。當接合夾持機構時，然后通過施加大于上述程度的擰緊力矩(在圖3中通過旋轉軸線上的粗箭頭所示)，部件100和200可以被繼續(xù)擰緊。間隔塊的夾持機構180朝向間隔塊的內部變形(未示出)，突出部140通過大的隆起部230被朝向縱軸徑向地推動，這具有凸輪或坡道的作用。突出部140經過縱向對接位置并且在腔體235中達到呈現(xiàn)其初始形狀的停靠位置，這在大的隆起部230之后產生了徑向脫離。實現(xiàn)了圖4的構造。在夾持(或者咬合在一起)的步驟期間，在突出部140外部上測量的夾持機構180 的外徑根據不同的實施例會暫時減小(PB-IC)/PB到0. 5%至5%之間，該外徑初始地等于 PB (參見圖1)，而腔體235的唇部展示了等于IC (圖2)的直徑。該變形是可逆的，并且在該階段，如果相對于適配器向間隔塊施加擰開運動，非夾持就是可能的，致使突出部140從腔體235出來、夾持機構180圍繞間隔塊的縱軸的暫時變形并且返回到圖3的位置。一旦執(zhí)行夾持，適配器的平坦區(qū)域215位于與間隔塊的臺階115對置的位置，從而封閉貢獻給密封件300的空間。同樣，平面部分130的端部與大的隆起部230的邊緣對置， 從而封閉貢獻給密封件310的空間，這使得能夠確保當導管在操作中時的接頭的水密封。本發(fā)明的連接方法能夠由此包括以小于200N.m.或者在一些應用中以特別小的例如3N.m.的力矩執(zhí)行的夾持步驟。夾持步驟能夠有利地通過手動、或者通過帶式扳手來執(zhí)行，而不需要特定的能源。本發(fā)明的接頭能夠同樣地包括用于定位密封件的步驟。通過由此連接的間隔塊和適配器形成的這種裝置可以儲藏、移動并且運送給第三人。由于螺紋220上的粘合劑，該兩個部件被牢牢地固定在適當的位置，夾持機構本質上確保部件被保持到位。在將接合部安裝到導管上的過程中，然后導管500被插入到適配器中(參見圖4)， 一直到由夾持機構限定的部分。該導管被加寬部分160的壁引導，特別地是張開子部分165 的壁(在圖4中未示出，參見圖1)。子部分165的張開特性使得即使例如由于未完全插入到腔體235中而使夾持機構180向內變形，導管500也能夠縱向地前進。被使用的導管500具有在數值PC與PF之間的外徑(參見圖1)，并且由此能夠與加寬部分160的內徑相接合，并且，如果導管500被引導到等于PE的長度上，以達到抵靠與中心部15的側面對應的脫離部(圓盤部分)的對接位置。盡管導管500的外徑接近擴大部分160的內徑(也就是說接近PC)，因為兩個部件之間的直徑差，由于必要的公差而存在游隙。在圖4中示出的位置處，導管未被完全地推入到適配器中，并且未抵靠與中心部 150的側面對應的脫離部而對接。在這里，其被推入加寬部分160的長度PE的大約三分之二，也就是說，大于突出部140的直徑或者縱向尺寸。到導管500已經被推入到加寬部分160中達到足夠的長度時(也就是說大于突出部140的縱向尺寸，或者大于上面限定的半徑冊2)為止，夾持機構180被導管500的外壁
保持在夾持位置中。夾持機構實際上僅具有足夠的空間朝向軸線X-X變形并且突出部140被迫保持在腔體235中。在這個方面，應該注意的是，盡管本發(fā)明不是基于這個特征，在所有可以想到的應用中導管的材料比間隔塊的材料更有耐性。應該指出的是，在本實施方式中，導管500可以被定位在多個壓接位置處，由于縱向平移而各不相同。導管最小的插入是通過將導管引導為超過開口平面0. 3倍長度PE而完成的。最大的插入是通過將導管引導直到加寬部分160的端部而實現(xiàn)，因此是在等于PE 的長度上。導管500相對于間隔塊(和適配器)而適于壓接的兩個最終位置彼此相差等于約 0. 7倍PE或者約9%的導管500的外徑的平移距離，這也是間隔塊的加寬部分160的內徑 PC，這允許在裝配過程中實現(xiàn)相當大的柔性，同時在中心部150的長度上保留足夠的材料厚度，以確保在間隔塊處的良好的機械耐性。參照圖5，圓柱形壓接工具400(像圖11和圖12中所示的一樣)定位在適配器200 周圍，其旋轉軸線與適配器的旋轉軸線Y-Y對齊。壓接工具400作用在適配器200的外周上(并且特別地作用在圖5的右側上所示的部分上，即在適配器的窄端上)。該工具相對于軸線Y-Y對稱，但是在圖5中僅示出了鉗夾的半部以簡化視圖。平行于軸線Y-Y，壓接工具具有與主要部分410相對應的鉗夾，如從圖5的縱向橫截面中觀察到的，該鉗夾具有表面平行于縱向軸線的平坦內部輪廓。壓接工具具有小的斜面部分420，該斜面部分的斜角h定位為使得當斜面部分從適配器200的窄開口逐漸移動到寬開口時遠離軸線Y-Y移動。主要部分410被定位成與凸出的平坦區(qū)域255的略微傾斜的區(qū)域250、收縮區(qū)域沈0、肩部沈5以及平坦區(qū)域270的第一半部徑向對置。斜面部分420被定位成與平坦區(qū)域 270的第二半部徑向對置。這些表面的結合構成了用于適配器200的壓接表面O00S)。為效率起見，適配器200的圓柱部分具有優(yōu)化的縱向尺寸-具有足夠的尺寸，使得當其壓接到導管上直到窄開口 220時，適配器以令人滿意的機械阻力在導管上固定不動-盡管該縱向尺寸被最小化以允許節(jié)省材料。于是，壓接被優(yōu)選地施加直到開口 220，并且長度ID構成適配器在導管上的最大可能壓接長度。如果決定不在開口 220處壓接適配器的一部分，并且因此不從用于執(zhí)行壓接的適配器的所有可用材料受益，那么長度ID從將開口 220側從用于壓接的適配器的部分分離的平面測量。
此后，距離IF指代從窄開口 220的平面(或者從將開口 220側從用于壓接的適配器部分分開的平面)直到在寬開口 210側的壓接工具的平坦部410的端部的距離。如果是縱向(或軸向)距離，在該距離上通過壓接工具400在適配器200上實際執(zhí)行壓接。在圖 5中所示的結構中，IF/ID的比率是0.8。仍然參照圖5，IZ指代在壓接工具的平坦部410在加寬開口 210側的端部與標記在窄開口 220側處由母夾持機構限定的部分的邊界的平面之間的縱向距離，該平面與球形腔體235相切。如果壓接工具僅定位在該平面的一側上(如圖5中的情形)，則該距離就被稱作正，并且如果壓接工具朝向寬開口(未示出)延伸超過該平面時，則其被稱作負。這里，ID =IZ+IF。在所示的構造中，距離IZ等于適配器200的內徑D的約20%，適配器200的內徑 D也是導管500的外徑。參照圖6，壓接工具400被施加到包括通過壓接而與間隔塊100結合的適配器200 的組件，如圖4中所示組件已經被定位在導管500上。在所示的構造中，導管500在幾乎整個長度PE上被推入到間隔塊100的加寬部分 160中，但是未完全抵靠中心部150的側面而對接(其被推入約90% )。由工具400的動作引起的壓接致使適配器200發(fā)生塑性變形。如在大的隆起部230的窄端的平面中測量的適配器的內徑減小到值IC，其值初始等于IC(參見圖幻。然后大的隆起部230平坦地壓制夾持機構180向內變形，由此減小直徑PC(參見圖1)。這具有使間隔塊100和適配器200相對于彼此保持不動的結果，由此在它們相應的表面產生相當大的摩擦。夾持機構180同樣平坦地壓制導管500，以消除導管500與間隔塊的加寬部分160 之間的游隙。通過在間隔塊與導管的各自表面之間形成高摩擦并且通過沿著縱向方向使夾持機構180固定不動，而導致間隔塊與導管相對于彼此固定不動。使適配器在導管上壓接促使適配器的夾持件在間隔塊的夾持件上壓接，以及間隔塊的夾持件在導管500上的壓接。這具體是由于壓接工具的相對于夾持件的縱向位置。壓接工具400的平坦部410在其平行于軸線Y_Y的部分上在等于間隔塊的夾持機構180的ID-IF距離處將力施加到適配器200，該值在所述的實施方式中是正值。在所述實施方式中，IF/ID的比率是0.8，其具有優(yōu)化適配器的錨定的優(yōu)勢。參照圖7和圖8，其描述了壓接之前的裝置，大的隆起部230具有與最小直徑IC相應的突出角231，該突出角進入幾乎與夾持機構180在中空區(qū)域135與突出部140之間的邊界處單點接觸的狀態(tài)?？臻gEl存在于大的隆起部230與夾持機構180之間。作為腔體235的未被占據的部分的空間E2，存在于突出部140與適配器200的本體之間。最后，空間E3存在于管500 與適配器200之間。與圓柱部分240和腔體235的邊界相對應，適配器235的本體在與突出角231對置的腔體235的邊界處形成突出角236。參照圖9和圖10，描述了壓接之后的裝置，空間El大致地保持不變；然而，空間E2和E3的體積大大地減小了。接觸表面Cl形成在管500與適配器200的本體之間，幾乎直到突出角236。接觸表面C2也形成在突出部140與接近突出角236的適配器200的本體之間，但是不在突出角231的旁邊，在那里保留有剩余空間E2'。該突出角231沿著圖8中在移動前的箭頭、朝向中空區(qū)域135的底部、沿著突出部 140的壁進行移動。突出部140的移動與前述直徑IC的減小相應。該移動的結果是，在壓接后得到的構造中，大的隆起部構成向突出部140的縱向 (或軸向)位移的障礙，并且因此構成間隔塊相對于適配器的縱向(或軸向)位移的障礙， 并且以這種方式相對于壓接前的構造而被加強。該兩個部件的加強固定構成由壓接導致的鎖定。應該指出的是，根據本發(fā)明的方法當適配器和間隔塊在導管上壓接時，先前涂覆到螺紋220的粘合劑相對于將該部分保持到位而言不再具有任何特定的作用。其隨后導電，除了在為間隔塊選擇非傳導性材料的應用以外。如圖11和圖12中所示的打開和閉合位置，借助于壓接鉗夾400來執(zhí)行壓接。平坦部410和斜面部分420是可見的。根據圖13至圖16中描述的另選的實施方式，第一步驟包括將適配器1200錨定到間隔塊100上。0形環(huán)首先定位在間隔塊的外部凹槽中，并且分別地在適配器的內部凹槽 1225中，并且然后兩個部件的軸線X-X和Y-Y對齊。參照圖13，然后間隔塊的螺紋擰入到適配器的攻螺紋1220中，直到兩個部件100 和1200達到縱向對接位置，在縱向對接位置處適配器的內部輪廓的第一平坦區(qū)域1215與間隔塊的凹槽中的0形環(huán)徑向對置，并且間隔塊的平坦區(qū)域130與適配器1200的凹槽中的 0形環(huán)徑向對置。公夾持機構經由突出部140與母夾持機構的大的隆起部1230進入接觸狀態(tài)，形成縱向對接效果(圖14中描述的位置)。參照圖14，然后通過施加大于上述程度的擰緊力矩(在圖14中通過粗箭頭描述) 能夠將兩個部件100和1200擰緊在一起。間隔塊的夾持機構朝向間隔塊的內部變形(未示出)，突出部140通過大的隆起部 1230被向內徑向地推動，這具有凸輪或坡道的作用。突出部140延伸超過縱向對接位置并且在腔體1235中達到呈現(xiàn)其初始形狀的停靠位置，這在大的隆起部1230之后用作徑向突出部。在夾持(或者棘輪效應)階段中，在突出部140外部測量的夾持機構的外徑，該外徑根據不同的實施例會暫時減小(PB-IC)/PB到0. 5%至5%之間，該外徑初始地等于 PB(參見圖1)，而腔體1235的唇部具有等于IC(通過類比參見圖2~)的直徑。該變形是可逆的，并且在該階段，如果相對于適配器向間隔塊施加擰開移動，非夾持就是可能的，致使突出部140從腔體235出來、夾持機構朝向間隔塊的內部暫時變形并且返回到圖14的位置處。一旦執(zhí)行夾持，適配器的平坦區(qū)域1215的端部便封閉用于建立密封的空間。同樣，平坦部130的端部位于與大的隆起部230的邊緣對置的位置處，從而封閉用于建立密封的空間，這使得能夠確保當導管在操作中時的接頭的水密封。本發(fā)明的連接方法能夠由此包括以小于200N.m.的力矩或者一些應用中以例如約3N.m.的力矩執(zhí)行的夾持步驟。參照圖15，當組件布置在導管上時，導管500被插入到適配器中，直到被夾持機構定界的部分。該導管被間隔塊的加寬部分的壁引導，特別地被張開子部分的壁(參見圖1) 引導。被使用的導管500具有在數值PC與PF之間的外徑，并且由此能夠與間隔塊的加寬部分的內徑相接合，并且，如果導管被引導到等于PE的長度上，以達到抵靠與中心部150 的側面對應的突出部的對接位置。適配器1200包括能夠接收導管的主要的圓柱形內部1270。在其外側輪廓同樣包括，與主要圓柱內部部分的一部分徑向對置的圓形扣接環(huán) 1220。參照圖15，壓接環(huán)1400定位在適配器1200上，以便構成用于其的套筒。然后環(huán)1400定位為使得其抵靠扣接環(huán)1220而縱向地對接。后者包括與環(huán)的定位部分1410互補的?？颗_1225，該?？颗_方便了環(huán)抵靠扣接環(huán)而定位(參見圖16)?？劢迎h(huán)沿著壓縮工具(未示出)包括用于環(huán)1400的壓縮鉗?？v向壓縮(沿著L方向)被施加到環(huán)，這致使其材料徑向地流動(沿著R方向)， 從而導致適配器1200壓接在導管上。在該構造中，適配器1200的移動和變形與第一實施方式中的適配器200獲得的移動和變形是相當的。夾持區(qū)域和壓接區(qū)域之間的距離可以相對地大。參照圖16，如果IF和ID再次被限定為是從以下平面測得的縱向距離超過該平面施加壓接，并且IF和IZ是從以下平面開始的縱向距離施加的壓接到該平面(其可以是適配器的端部的平面)為止，并且ID和IZ是在適配器的夾持件的邊界處停止的縱向距離 (通過大的隆起部1230和腔體1235形成)，我們還可使等式ID = IZ+IF-比率IF/ID，例如為約0. 5 (如圖13至圖16所示，IZ是正的)，或者如果對接部分1220位于夾持機構(未示出)上或超過夾持機構，則其反向地大于1 (IZ為負)。夾持機構的徑向壓接在所有情形中都特別地通過管500的插入而確保，這通過壓接而固定不動。應該注意的是，在兩個實施方式中，一旦完成壓接，間隔塊100就在其另一個端部連接到第二導管(未示出)。如參照圖1所示，在所述的實施方式中，間隔塊相對于平面對稱。因此容易以與圖2的適配器相似地利用第二適配器施加相同的壓接操作，壓接步驟使得能夠使間隔塊、第二適配器和第二導管固定不動。然而，明顯的是其它實施方式也是可以想到的，其中間隔塊具有不同于圖1中所示的形式。具體地說，可以使用連接到第二和第三導管的“Y”或“T”形的間隔塊?？梢允褂糜薪嵌鹊拈g隔塊，例如在兩個導管的軸線之間形成90°角。間隔塊能通過除了結合適配器200描述的以外的適配器被連接到第二導管。其它的連接方法可以或不可以包括壓接， 而保持在本發(fā)明的范圍內。具體地說，本領域的技術人員可以利用任何標準的連接件來安裝管道。 在具體實施例中，由于使用的材料，間隔塊具有大于IO9 Ω cm的電阻系數。
在其它應用中，其具有在IO2至IO8Qcm之間的電阻系數，在此情況下期望的電阻在0. 1Ω與IGQ之間。
根據構成本發(fā)明的示例性實施方式的間隔塊的尺寸不同，間隔塊具有在0.1至 15kΩ之間的測得電阻。具體地說，具有7. 5cm的可用長度、54mm的外徑、Ilmm的內徑以及 5k Ω的電阻的間隔塊由裝載有碳納米管的PEEK制成，構成了本發(fā)明的產生良好結果的不銹鋼導管的優(yōu)選實施方式。本發(fā)明并不限于已描述的實施方式。
權利要求
1.一種用于接合至少第一導管和第二導管以控制導管回路的電阻的方法，其特征在于包括以下步驟-將適配器O00 ； 1200)的圓柱部分放置在第一導管(500)的一個端部上； -將所述圓柱部分的至少一部分壓接在第一導管上，將由具有預先選定的傳導率的聚合材料制成的間隔塊(100)定位在所述第一導管的所述端部的延伸部中并且夾持到所述圓柱部分上，其中所述壓接用于將所述間隔塊鎖定到所述適配器； -將所述間隔塊接合到所述第二導管的端部。
2.根據權利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述壓接步驟包括組件的變形，該組件包括所述間隔塊的夾持件(180)和所述適配器的互補夾持件030，235，236)，所述變形使這兩個夾持件相對于彼此平行于所述適配器的所述圓柱部分的軸線固定不動。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述壓接階段之前，將所述第一導管(500)定位成將包括所述間隔塊的夾持件(180)和所述適配器的互補夾持件(230，235， 236)的組件固定在夾持位置處。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述適配器的夾持件(230， 235,236)與所述適配器的被施加壓接的部分之間的縱向距離小于所述第一導管(500)的基準橫向寬度的兩倍。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述壓接是借助于具有可變直徑的鉗夾(400)而進行的外部壓接操作。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述壓接是通過使套筒 (1400)沿著所述適配器的外表面平行于所述適配器的圓柱部分的軸線進行平移來執(zhí)行，所述外表面沿著平移方向具有漸增的直徑。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，至少所述第一導管由鈦制成。
8.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，至少所述第一導管由不銹鋼制成。
9.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，至少所述第一導管由鋁制成。
10.一種用于導管的接合裝置，該接合裝置用于控制導管回路的電阻，所述裝置包括 -適配器OOO ； 1200)，該適配器包括能夠放置在第一導管(500)的端部上并且能夠被壓接在在第一導管(500)的該端部上的圓柱部分；-間隔塊(100)，該間隔塊由聚合材料制成，所述間隔塊能夠夾持到所述圓柱部分，并且同樣能夠接合到另一個導管的端部；所述裝置允許所述圓柱部分的至少一部分壓接在第一導管(500)上，同時所述間隔塊在第一導管(500)的端部的延伸部中夾持到所述適配器，這導致所述間隔塊相對于所述適配器鎖定。
11.根據權利要求10所述的接合裝置，其特征在于，-所述適配器包括稱作壓接區(qū)域000 的區(qū)域，通過壓接工具施加的力能夠施加到該區(qū)域，-所述間隔塊包括夾持件(180)，該夾持件能夠與所述適配器的互補夾持件(230，235，236)相接合，所述適配器的所述壓接區(qū)域000 能夠受到施加到該壓接區(qū)域000 的壓接動作的影響，致使由兩個夾持件形成的組件變形，從而使一個區(qū)域相對于另外一個區(qū)域沿著所述適配器的所述圓柱部分的軸線固定不動。
12.根據權利要求10或11所述的接合裝置，其特征在于，所述間隔塊包括能夠與所述適配器的互補夾持件(230，235，236)接合的夾持件(180)，該夾持件另外地能夠使導管定位到適于壓接的位置中，所述適于壓接的位置使得處于所述壓接位置的導管將所述夾持件(180)固定在夾持位置。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的接合裝置，其特征在于，所述間隔塊(100) 還能夠將第一導管(500)定位成，所述第一導管相對于所述間隔塊具有等于所述間隔塊的橫向基準寬度的至少2%的縱向定位自由度。
14.根據權利要求10至13中任一項所述的接合裝置，其特征在于，所述間隔塊的所述夾持件(180)與所述適配器的所述互補夾持件(230，235，236)允許旋轉對稱。
15.根據權利要求10至14中任一項所述的接合裝置，其特征在于，所述間隔塊(100) 由聚醚醚酮(PEEK)制成。
16.根據權利要求15所述的接合裝置，其特征在于，所述PEEK載有5%至45%的提供機械加強的材料，例如玻璃纖維或碳纖維。
17.根據權利要求15或16所述的接合裝置，其特征在于，所述PEEK載有高達10%或者優(yōu)選地在0. 至3%之間的碳納米管。
18.根據權利要求15至17中任一項所述的接合裝置，其特征在于，所述PEEK裝載有碳納米管和提供機械加強的材料。
19.根據權利要求10至14中任一項所述的接合裝置，其特征在于，所述間隔塊由聚苯硫醚制成。
20.根據權利要求10至19中任一項所述的接合裝置，其特征在于，所述接合裝置能夠應用于連接位于飛行器中的由鋁、鈦或不銹鋼制成的兩個導管。
21.根據權利要求10至20中任一項所述的接合裝置，其特征在于，所述間隔塊包括非傳導部分，該非傳導部分的縱向尺寸在5mm至50mm之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于接合至少第一導管和第二導管以便控制導管回路的電阻的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將適配器(220)的圓柱部分放置在所述第一導管(500)的端部上；通過將由具有預先選定的傳導率的聚合材料制成的間隔塊(100)定位在第一導管的端部的延伸部中并且夾緊到圓柱部分，并且通過用于相對于將所述間隔塊鎖定到所述適配器的壓接，將圓柱部分的至少一部分壓接第一導管上；將所述間隔塊接合到所述第二導管的端部。
文檔編號F16L47/00GK102483189SQ201080030624
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權日2009年7月6日
發(fā)明者B·阿爾托德, D·萊考希, S·赫爾奧德 申請人:設計金屬連接件技術有限公司