用于形成密封连接的工具系统的制作方法

本主题涉及用于形成密封连接的工具系统，用于与工具系统一起使用的模具组以及与工具系统和/或模具组相关的各种使用方法。

背景技术：

交联聚乙烯管(pex)广泛用在用于输送饮用水的管道应用中。在这种系统中，通常使用通过压接工具压接在适当位置的配件来进行连接。大多数装配系统是径向挤压系统。通过在带倒钩的凸形部件或其他部件(诸如接头、t型适配器、歧管或阀)之上向内挤压pex管来形成密封。使用压接工具将环或套管定位在管之上并围绕管的整个周边永久变形，以在管和部件之间形成压力密封。因此，压接工具径向地接合环并且由工具在环中形成压接轮廓。这些系统的示例是满足astmf1807压接标准的那些系统。

其他使用铆压(clinch)夹紧环来代替径向挤压环的装配系统是可用的。在这些铆压型系统中，夹紧环一旦布置在管上，则夹紧环沿着其周边在一个位置处被铆压或永久变形，从而围绕其整个周边在环中引起径向张力。该行为导致管和部件之间的压力密封。已知来自欧梯克的这种系统。通常，完全不同且单独的铆压工具用于这些系统。

尽管在许多方面令人满意，但会期望利用可以根据不同类型的密封环形成密封连接的单个工具或工具系统。特别地，提供一种能够与径向挤压系统以及铆压型系统两者一起使用的工具系统是有益的。

技术实现要素：

在本主题中如下地解决了与之前的方法相关联的困难和缺点。

在一个方面，本主题提供了一种工具系统，该工具系统包括能够枢转定位的钳口组件，该钳口组件包括第一钳口和第二钳口。钳口组件可定位在打开位置和闭合位置之间。工具系统还包括适于布置和接合在第一钳口和第二钳口之间的铆压型模具组。并且，工具系统包括适于布置和接合在第一钳口和第二钳口之间的铆压型模具组。

另一方面，本主题提供了一种工具系统，其包括具有致动器以及包含第一钳口和第二钳口的钳口组件的工具。第一钳口和第二钳口可定位在打开位置和闭合位置之间。工具系统还包括适合于布置和接合在第一钳口和第二钳口之间的径向挤压模具组。工具系统还包括铆压型模具组，铆压型模具组包括第一可移动构件和第二可移动构件。第一可移动构件和第二可移动构件中的每一个限定了在相应的可移动构件的远端处的铆压构件。模具组适于布置和接合在第一钳口和第二钳口之间。在布置和接合铆压型模具组与钳口组件并将第一钳口和第二钳口定位到打开位置时，铆压构件彼此间隔开。并且，在将第一钳口和第二钳口定位到闭合位置时，铆压构件彼此间隔开闭合跨距。

在又一方面，本主题提供了一种用于在柔性管和部件之间形成密封连接的方法。方法包括提供工具系统，工具系统包括(i)包括第一钳口和第二钳口的、能够枢转定位的钳口组件，(ii)适于放置和接合在第一钳口和第二钳口之间的铆压型模具组，以及(iii)适于放置和接合在第一钳口和第二钳口之间的径向挤压模具组。方法还包括识别待密封地连接到部件的柔性管的端部。方法还包括选择(i)铆压型装配环和(ii)径向挤压装配环中的一个。方法还包括将管的端部定位在管待密封连接到的部件之上。方法还包括在管的端部处或附近，将选择的装配环布置在管之上。方法还包括基于对装配环的选择来选择工具系统的模具组中的一个。并且，方法包括将选择的模具组与工具系统的钳口组件接合。如果选择的装配环是径向挤压装配环，则选择的模具组是径向挤压模具组，并且方法还包括定位钳口组件和径向挤压模具组，使得径向挤压模具组围绕径向挤压装配环设置，并将钳口组件推向闭合位置，由此径向挤压装配环围绕管变形，从而形成密封连接。如果选择的装配环是铆压型装配环，则选择的模具组是铆压型模具组，并且方法还包括定位钳口组件和铆压型模具组，使得铆压型模具组与铆压型装配环接合，并将钳口组件推向闭合位置，由此铆压型装配环围绕管张紧，从而形成密封连接。

如将意识到的，在全部不脱离所要求保护的主题的情况下，在此描述的主题能够具有其他和不同的实施例，并且能够在各方面对其几个细节进行修改。相应地，附图和说明书被认为是说明性的而非限制性的。

附图说明

图1示出了使用者手持根据本主题的工具的实施例，并且描绘了工具及其钳口组件。

图2是图1的工具的钳口组件的示意图，示出了处于打开位置的钳口。

图3至6示出了本主题的实施例中的图1的工具的钳口组件以及布置和结合其中的铆压型模具组。

图7至10示出了本主题的实施例中的图1的工具的钳口组件以及布置和结合其中的径向挤压模具组。

图11至12是图1的工具的钳口组件的示意性侧视图，示出了铆压型模具组和铆压型装配环的特定实施例。

图13至14是图1的工具的钳口组件的示意性侧视图，示出了径向挤压模具组和径向挤压装配环。

具体实施方式

所审查的主题涉及工具系统，该工具系统包括具有枢转钳口组件的压接或挤压工具以及能够与该工具一起使用以压接、变形或铆压各种配件的一个或更多个可插入模具组。一个模具组被配置为用于对圆周形工件或配件“铆压”或施加切向压缩力。该类型的模具组在这里被称为“铆压型”模具组。铆压型模具组也被配置为配合地容纳在工具的工作区域内。铆压型密封环(诸如与欧梯克密封系统一起使用的密封环)在本领域中是公知的，并且在例如美国专利2,614,304和3,082,498中被描述。这种密封环通常是以具有一个或更多个径向突出的“耳部”的闭合或连续的环的形式。

在将环放置在管或其他流动构件上并通过使用模具组压缩耳部中的一个或更多个从而使耳部变形时，在环中产生径向张力，形成并保持管和部件之间的密封连接。

另一个模具组被配置为用于对圆周形工件或配件进行“径向挤压”或施加径向压缩力。该类型的模具组在这里被称为“径向挤压”模具嵌块。径向挤压模具嵌块也被配置为配合地容纳在工具的工作区域内。径向挤压密封环通常是以闭合或连续的环的形式，没有任何耳部或其他径向突出部。环围绕管或流动构件被径向压缩，使得环在适当位置永久变形，从而保持管和部件之间的密封连接。

工具系统使操作员能够使用单个工具来压接承受径向力的配件，诸如承受切向力的铆压配件和pex配件，诸如欧梯克配件。

在许多实施例中，本主题的工具系统可以包括(i)例如能够是以挤压工具形式的工具，该工具包括具有可移位冲头的致动器组件和可定位在完全打开位置和闭合位置之间的钳口组件，以及(ii)径向挤压模具组和/或(iii)铆压型模具组中的一个或两个。在许多实施例中，致动器组件包括由电动机驱动的滚柱丝杠组件。在某些实施例中，工具系统包括钳口组件和所提到的模具组中的一个或两个，并且如果钳口组件与致动器能够可释放地接合，则工具系统可选地可以包括所提到的致动器组件。

工具通常是电动的并且在许多实施例中利用具有滚柱丝杠组件的致动器组件，该滚柱丝杠组件在启动时使冲头构件移位，该冲头构件继而致动钳口组件。图1示出了具有钳口组件30的工具10，钳口组件30能够如在此所描述的选择性地打开和闭合。通常，钳口组件30能够附接到工具10以及从工具10中移去。然而，本主题包括其中钳口组件30通常不能与工具10脱离结合的压接工具。此外，尽管在许多实施例中压接工具是电动的，但本主题还包括液压驱动、气动驱动和/或手动驱动的工具。而且，尽管压接工具10被描述为利用滚柱丝杠组件，但是应该理解，本主题包括利用用于驱动或推进冲头构件和/或闭合钳口组件的各种机构的工具。尽管本主题的工具通常是电池驱动的，但应该理解的是，工具能够包括用于将电力传输到工具的导线。这种使用导线的工具通常不包括电池。替选地，这种无电池工具可以简单地包括提供电力的端口或其他插座。

参考图2，示出了根据本主题的钳口组件30的实施例的示意性局部横截面视图。图2示出了包括第一钳口32、第二钳口34和钳口支架36的钳口组件30，每个钳口32、34分别通过钳口销31和33可枢转地耦接到该钳口支架36。钳口组件30还包括连杆组件，该连杆组件包括凸轮连杆构件38，凸轮连杆构件38通过钳口销35可枢转地固定到钳口32，并且通过钳口销37可枢转地固定到u形夹组件125。在电机和滚柱丝杠组件(未示出)的致动下，u形夹25沿着导槽66或在导槽66内线性地移位。导槽66被限定在一个或更多个支架构件内，诸如钳口组件30的支架构件36。

在许多实施例中，钳口组件30还包括杆42，杆42枢转地支撑在第一钳口32的钳口销31处。如在此更详细描述的，杆42被定位和配置为选择性地接触凸轮连杆构件38的区域。在执行压接或铆压操作使得钳口32、34处于闭合位置之后，使用者能够通过按压杆42容易地打开钳口32、34。对杆42的按压将转动力矩施加到凸轮连杆构件38，凸轮连杆构件38继而使u形夹25线性地移位以远离钳口32、34移动，由此打开钳口。使用者能够用一只手抓住诸如塑料管和/或配件等工件，并且用另一只手使配件与工具接合以完成压接。在图1中描绘了当操作根据本主题的工具10时手的通常位置，其中使用者的拇指定位在杆42上并且食指在触发位置或其他方便的位置处。如图1和图2中所示，使用者的拇指能够用于压下杆42，使凸轮连杆构件38围绕凸轮枢轴销35转动，并打开钳口32、34，以在进行压接或铆压之前接合配件(未示出)。杆弹簧使杆42偏置，使得在钳口32的行程范围内，凸轮连杆构件38和杆42之间保持接触。应该理解的是，替代或者除了杆弹簧之外，本主题的工具能够利用大量的其它偏置构件来偏置杆42。此外，可以理解的是，本主题包括没有任何这种偏置构件的钳口组件。

在许多实施例中，钳口组件(诸如图2所示的钳口组件30)包括一个或更多个突出构件46、48，一个或更多个突出构件46、48从一个或两个钳口(优选两个钳口)的工作面突出，并且被配置为接合在此描述的一个或更多个模具组中的相应的容纳区域或凹部。在特定型式中，钳口32包括多个这种突出构件46，并且钳口34包括多个这种突出构件48。在某些实施例中，每个钳口包括两个突出构件，每个突出构件从钳口的相对面延伸出。突出构件为模具组提供支撑，以在压接或铆压操作期间抵抗施加在模具上的力。在特别优选的型式中，突出构件46、48被配置为在压接操作期间仅抵抗施加在模具上的所有力，并且从而不会将这种力施加到用于在未加载状态下将模具附接或固定到钳口32、34的销或其他保持构件上。

在2016年12月14日提交的美国申请号为15/379,105以及2017年2月10日提交的美国申请号为15/429,978的美国申请中，提供了工具10、钳口组件30以及工具10和钳口组件30的操作的另外细节和描述。应该理解的是，本主题决不限于所描述和所示出的特定工具10和/或钳口组件30。相反，本主题包括使用各种不同的工具和/或钳口组件。

图3示出了根据本主题的工具系统的实施例，该工具系统包括钳口组件30(由图3中未示出的工具10驱动和/或致动)和铆压型模具组100。模具组100包括至少一个，通常为两个或更多个接合翼，诸如翼102和104。每个翼限定了大小确定为并且成形为容纳地接合相应的构件46、48的容纳区域。特别地，接合翼102限定了容纳区域103并且接合翼104限定了容纳区域105。模具组100还包括两个，通常是成对的模具构件110、112。模具构件110、112中的至少一个可移动地保持在模具组100的支架130内。通常，每个模具构件110、112被固定到相应的翼102、104。限定在每个模具构件110、112的远端处的是适于与铆压型配件接合的相应的突出铆压区域120、122。在此提供了铆压型模具组100的另外的细节。在图3中，示出了在打开位置的钳口组件30，在该打开位置，钳口32、34相对于彼此定位为使得模具组100能够被定位在钳口之间并且在构件46和48处接合于其中。

图4示出了图3中描绘的工具系统，其中铆压型模具组100定位在钳口组件30内并且至少部分地在钳口32、34之间。由于接合翼102和104没有紧固到构件46、48，所以模具组100在该位置处未接合在钳口组件30中。

图5示出了图3和4中描绘的工具系统，其中铆压型模具组100定位在钳口组件30内并且在钳口32、34之间。由于通过将构件46布置在区域103内而将接合翼102可释放地紧固到构件46，并且通过将构件48布置在区域105内而将接合翼105可释放地紧固到构件48，因此，在该位置处，模具组100接合在钳口组件30中。图5还示出了在打开位置的铆压型模具组100，在该打开位置，铆压区域120、122彼此间隔开。结合图11来描述该配置的另外的方面。

图6示出了图3至5中所示的工具系统，其中铆压型模具组100定位在钳口组件30内并且接合在钳口组件30中。钳口32、34完全闭合，并且铆压型模具组100也处于闭合位置，在该闭合位置处，铆压区域120、122彼此间隔开预定的间隙。结合图12来描述该配置的另外的方面。

图7示出了根据本主题的前述钳口组件30(由图7中未示出的工具10驱动和/或致动)和径向挤压模具组200。模具组200包括至少一个，通常为两个模具构件210、212，每个模具构件210、212限定了大致半圆形的模具表面220、222。每个模具构件210、212限定了一个或更多个容纳区域，该一个或更多个容纳区域大小确定为并且成形为容纳地接合相应的构件46、48。特别地，模具构件210限定了容纳区域203并且模具构件212限定了容纳区域205。在此提供了径向挤压模具组200的另外的细节。在图7中，钳口组件30示出在打开位置，使得模具组200能够在构件46、48处定位于其中。

图8示出了图7中所示的工具系统，其中径向挤压模具组200定位在钳口组件30内并且至少部分地在钳口32、34之间。由于模具构件210和212没有紧固到构件46、48，所以模具组200在该位置处未接合在钳口组件30中。

图9示出了图7和8中所示的工具系统，其中径向挤压模具组200定位在钳口组件内并且在钳口32、34之间。由于通过将构件46布置在区域203内而将模具构件200可释放地紧固到构件46，并且通过将构件48布置在区域205内而将模具构件212可释放地紧固到构件48，因此，在该位置处，模具组200接合在钳口组件30中。图9还描绘了在打开位置的径向挤压模具组200，在该打开位置，模具构件210、212彼此间隔开。结合图13来描述该配置的另外的方面。

图10示出了图7至9中所示的工具系统，其中径向挤压模具组200定位在钳口组件30内并且接合在钳口组件30中。钳口32、34完全闭合，并且模具组200也处于闭合位置，在该闭合位置，模具构件210、212彼此接触，使得模具表面220、222形成大致圆周的表面。图14以及本说明书中提供了另外的细节。

在本主题的工具系统的许多型式中，由径向挤压模具组和铆压型模具组提供的容纳区域彼此相同。该特征使得两套模具组能够与同一钳口组件接合。例如，铆压型模具组100的容纳区域103与径向挤压模具组200的容纳区域203中的任一个相同或基本相同。就这一点而言，术语“相同”指每个容纳区域(例如103和203)具有相同的形状和大小，以容纳和配合地接合钳口组件的突出构件。对于模具组100、200的容纳区域105和205，分别存在类似的关系。

根据本主题，工具系统使得能够在不使用任何适配器的情况下，在钳口组件内直接使用待使用的径向挤压模具组或铆压型模具组中的任一个。该特征减少了部件的数量，促进了易用性并降低了工具系统的成本。

在许多实施例中，径向挤压模具组和铆压型模具组二者的外轮廓包括类似或相同的轮廓或结构。该特征使得模具组中任一个能够与单个钳口组件和/或挤压工具结合使用。此外，该特征使得能够在不使用任何适配器的情况下使用模具组中的任一个。参照图3和图7，钳口组件30可以包括沿着钳口内表面提供的一个或更多个突起部。例如，钳口32能够包括沿钳口内表面50的第一和第二突起部51a和51b。并且，钳口34能够包括沿钳口内表面60的第一和第二突起部61a和61b。铆压型模具组100限定了第一外轮廓140，该第一外轮廓140成形为配合地接合钳口32的钳口面50。模具组100还限定了第二外轮廓150，该第二外轮廓150成形为配合地接合钳口34的钳口面60。类似地，径向挤压模具组200限定了第一外轮廓240，该第一外轮廓240成形为配合地接合钳口32的钳口面50。模具组200还限定了第二外轮廓250，该第二外轮廓250成形为配合地接合钳口34的钳口面60。所提到的模具组的外轮廓中的每一个包括相应数量的槽或凹部区域，槽或凹部区域大小确定并且成形并且沿着外轮廓适当地定位为，使得在布置和接合模具组与钳口组件时，每个槽容纳相应的突起部并且与相应的突起部配合地接合。因此，继续参考图3和7，模具组100的外轮廓140包括用于容纳突起部51a的第一槽141a和用于容纳突起部51b的第二槽141b。外轮廓150包括用于容纳突起部61a的第一槽151a和用于容纳突起部61b的第二槽151b。模具组200的外轮廓240包括用于容纳突起部51a的第一槽241a和用于容纳突起部51b的第二槽241b。外轮廓250包括用于容纳突起部61a的第一槽251a(未示出)和用于容纳突起部61b的第二槽251b(未示出)。应该理解的是，在许多实施例中，外轮廓和/或槽形成在相应模具组的模具构件中。

图11和图12示出了根据本主题的使用铆压型模具组100的工具系统的特定实施例。图11示出了接合在先前描述的钳口组件30中的模具组100以及朝向铆压型装配环300定位的模具组100。在该实施例中，模具组100被配置为使得翼102、104和相应的模具构件110、112能够以最大开口跨距a分开，使得铆压区域120、122也彼此分开一定距离，该距离略大于环300的耳部302的最大跨距b。在许多型式中，跨距a为跨距b的101％至120％。铆压型模具组的支架130可以包括导槽132，当钳口32、34打开和闭合时，连接构件134可以在该导槽132内行进。连接构件134固定到翼102和/或模具构件110。相应的连接构件136固定到翼104和/或模具构件112。模具构件110、112的开口由到达导槽132的端部的连接构件134限制。应该理解的是，本主题不限于这些特定细节中的任何一个。通过限制模具组100的最大开口跨距a，对于使用者而言简化了铆压型装配环300的径向接合。模具构件110、112与环300的耳部302之间的间隙过大会促进对齐的误差和错误或不正确的铆压操作。

图12描绘了在闭合位置的图11的钳口组件30和铆压型模具组100。在该实施例中，铆压区域120、122彼此间隔开闭合跨距c。闭合跨距c是被设计为设定铆压型装配环300的最终尺寸的预定间隙。通常使用本领域已知的“通止”规("go/no-go"gauge)，在工具系统的使用寿命期间检查该跨距c。

图13和图14还示出了根据本主题的使用径向挤压模具组200来压接径向压配环400的工具系统。图13示出了在完全打开位置的钳口32、34和模具构件210、212。图14示出了在闭合位置的钳口32、34和模具构件210、212。与图11和12中所描绘的铆压型模具组100相比，径向挤压模具组200允许钳口32、34打开到尽可能最大程度。这使得打开的模具组200能够容易地径向接合装配环400。

本主题还提供了使用不同类型的配件或工件形成密封连接的方法。在许多实施例中，该方法在柔性管(诸如pex管)和在此所提到的配件或其他部件之间形成密封连接。该方法包括提供一种工具系统，该工具系统包括钳口组件、适于布置和接合在钳口组件的钳口之间的铆压型模具组以及也适于布置和接合在钳口组件的钳口之间的径向挤压模具组。该方法还包括识别待密封地连接到部件的柔性管的端部。方法还包括选择(i)铆压型装配环和(ii)径向压配环中的一个。然后，方法包括将管的端部定位在管将被密封连接到的部件之上。方法还包括在管的端部处或附近将选择的装配环布置在管之上。方法还包括基于对装配环的选择来选择工具系统的模具组之一。方法还包括将选择的模具组与工具系统的钳口组件接合。如果选择的装配环是径向挤压装配环，则选择的模具组是径向挤压模具组，并且方法还包括定位钳口组件和径向挤压模具组，使得径向挤压模具组围绕径向挤压装配环设置，并将钳口组件推向闭合位置，借此径向挤压装配环围绕管变形，从而形成密封连接。如果选择的装配环是铆压型装配环，则选择的模具组是铆压型模具组，并且方法还包括定位钳口组件和铆压型模具组，使得铆压型模具组与铆压型装配环接合，并将钳口组件推向闭合位置，借此铆压型装配环围绕管张紧，从而形成密封连接。

虽然已经针对用于铆压或压接工件、配件或密封环的模具组描述了本主题，但是应该理解的是，本主题包括使用适于压缩、变形或另外施加力到工件、配件或密封环的其他模具组。

根据该技术的未来应用和发展，许多其他益处将无疑变得明显。

在此所提到的所有专利、申请、标准和文献通过引用整体并入本文。

本主题包括在此描述的特征和方面的所有可操作的组合。因此，例如如果与一个实施例关联地描述了一个特征并且与其他实施例关联地描述了另一个特征，将理解本主题包括具备这些特征的组合的实施例。

如上文所述，本主题解决与之前的策略、系统和/或装置关联的许多问题。然而应该理解的是，对于为了解释本主题的本质在此描述并且示出的部件的细节、材料和布置，在不脱离如在所附权利要求书中所表述的本主题的原理和范围的前提下，本领域技术人员可以对其做出各种变化。