TWI526645B - Pipe connections and fittings joining method - Google Patents

Description

管連接件及管件接合方法

本發明係有關於一種管連接件及應用其之管件接合方法，特別是有關於一種採用板件成形的具彈性的可擴張管口的管連接件與管件接合方法。

在空間衍架車架的組裝上，通常需進行二管件甚至多管件的共同接合，以二管件的延伸接合為例，尤其是採用銲接接合時，其傳統的接合方式為採用一管內徑大於接合管件外徑之接頭進行接合，並在接頭管口與接合管件之間施以縫銲。

美國專利US4561670號公開一種自動化二輪車輛的車架及其製造方法，如圖1所示，其管狀接合的車架係以具有凸耳的管件連接到其他框架構件，如座椅滑軌和背部的支撐條，該接合結構包含一管接頭10及與之具有肋片11的歧管(12,13,14)，歧管(12,13,14)接口與插入的支撐條15之間提供一微小間隙以便熱固性樹脂嵌入。當框架組裝完成後，該樹脂同時被烘乾。

惟此種接合存在著問題：1、歧管的管口為固定的口徑，而為了容納接合管件，其口徑必須大於該接合管件(支撐條)的直徑，因該，當接合管件插入接頭管口後，接合管件外徑與接頭管口內徑之間會留有間隙，影響接合強度，且為消除該間隙，必須以一填隙工法嵌入一補強介質，而該補強介質在經過管件銲接高溫後容易老化或改變形狀，影響填隙效 果，間接地會使管接合壽命縮短。2、接合管件必需插入接頭管口內一段距離，此工法僅能接頭管口縫銲，無法固定接合管件的端口處，當接合管件受徑向施力時，將在接頭管口與接合管件開口二處形成橇橇板效應，容易在縫銲位置產生極大的集中的拉力而破壞銲接處。

本發明的目的在於提供一種應用具可彎曲彈性的材料形成可擴張管口的管連接件及管件接合方法，以配合來自不同角度的管件，並予以調整插入管口的深度並接合。

為達成上述提供管連接件的目的，本發明的技術手段包含：筒狀管身、第一凸耳、第二凸耳。筒狀管身係由一可彈性彎曲的板材圈繞一圈而形成，該筒狀管身的軸向前、後端分別形成一第一可擴張管口及一第二可擴張管口；第一凸耳係自該板材圈繞的併合線的左側表面邊緣向管外凸伸；第二凸耳係自該板材圈繞的併合線的右側表面邊緣向管外凸伸，且該第二凸耳係與該第一凸耳互相疊靠。

在一實施例中，該第一可擴張管口及該第二可擴張管口的內部壁面靠近其外側端面處各設置有一凹槽，且該二凹槽可互相連通或不相連通。

為達成上述提供管連接件的目的，本發明的另一技術手段包含：主管、第一歧管、第二歧管、第一可擴張管口、第二可擴張管口、第一凸耳及第二凸耳。第一歧管係由該主管側面向外延伸而成，其自由端具有一第一開口端；第二歧管係同樣由該主管側面向外延伸而成，其自由端具有一第二開口端；第一可擴張管口係由第一開口端和一第一彈性擴張板所構成，該第一開口端之靠近該第二歧管的一管壁具有一第一軸向切口，該第一軸向切口背對該第一開口端的一端更連接一徑向切口，該徑向切口 的圓弧長度可以超過1/4圓周，甚至到1/2圓周，該第一軸向切口、該第一徑向切口與對應於該第一徑向切口長度的該第一開口端的一部分形成一可向外撐開之該第一彈性擴張板，該第一彈性擴張板與該第一開口端構成該第一可擴張管口；第二可擴張管口係由該第二開口端和一第二彈性擴張板所構成，該第二開口端之靠近該第一歧管的一管壁具有一第二軸向切口，該第二軸向切口背對該第二開口端的一端更連接一第二徑向切口，該第二徑向切口的開設方同相反於該第一徑向切口，該第二軸向切口、該第二徑向切口與對應於該第二徑向切口長度的該第二開口端的一部分形成一可向外撐開之該第二彈性擴張板，該第二彈性擴張板與該第二開口端構成該第二可擴張管口；第一凸耳係自該第一彈性擴張板與該第一軸向切口的邊緣向管外凸伸而出；第二凸耳係自該第二彈性擴張板與該第二軸向切口的邊緣向管外凸伸而出，該第二凸耳並與該第一凸耳互相疊靠。

在一實施例中，上述的第一可擴張管口及第二可擴張管口的內部壁面靠近其外側端面處各設置有一凹槽，且二凹槽可互相連通或不相連通。

為達成前述的管件接合方法之目的，本發明提供的技術手段係包含下列步驟：提供前述該管連接件；對該第一凸耳及該第二凸耳之間施加一垂直於該第一凸耳及該第二凸耳表面之外力，以暫時擴大該第一可擴張管口和該第二可擴張管口的口徑；於該第一可擴張管口內壁面之該凹槽上和該第二可擴張管口內壁面之該凹槽上塗敷結構膠；分別在該第一可擴張管口和該第二可擴張管口穿入一管件後移除該外力；接合該第一、第二可擴張管口與其穿入的該管件；以及接合該第一凸耳與該第二凸耳。

在一實施例中，該第一凸耳與該第二凸耳係為銲接接合及/或以扣件接合。

如上所述，本發明的特點包含有：本案之管連接件設計可固定接合管件之端口處與管連接件的開口處二個位置，能有效提升管件組裝的結合強度。本案之管件接合方法在插入待接合管件前可以預先撐開管連接件的開口(第一、第二可擴張管口)，除了更適合同時供自不同角度延伸來的待接合的管件更容易套設插置之外，並可在管口內塗敷結構膠(如有設置凹槽，則將結構膠塗敷於該凹槽)，等待接合的管件定位後，再回復管連接件的開口口徑，如此可避免待接合的管件表面的結構膠在插入管連接件開口時被抹除，可提高管連接件與待接合管件的銲接強度，更可以避免管連接件內徑與接合管件外徑之間產生空隙，使管件接合狀態相對穩定，可增加管件接合的使用壽命。

[先前技術部分]

10‧‧‧管接頭

11‧‧‧肋片

12,13,14‧‧‧歧管

15‧‧‧支撐條

[本發明部分]

20‧‧‧管連接件

21‧‧‧筒狀管身

211‧‧‧板材

212‧‧‧第一可擴張管口

213‧‧‧第二可擴張管口

214‧‧‧凹槽

22‧‧‧第一凸耳

23‧‧‧第二凸耳

30‧‧‧管連接件

31‧‧‧主管

32‧‧‧第一歧管

321‧‧‧第一開口端

3211‧‧‧第一軸向切口

3212‧‧‧第一徑向切口

322‧‧‧第一可擴張管口

3221‧‧‧第一彈性擴張板

33‧‧‧第二歧管

331‧‧‧第二開口端

3311‧‧‧第二軸向切口

3312‧‧‧第二徑向切口

332‧‧‧第二可擴張管口

3321‧‧‧第二彈性擴張板

333‧‧‧凹槽

34‧‧‧第一凸耳

35‧‧‧第二凸耳

40‧‧‧結構膠

B‧‧‧螺栓

S‧‧‧楔形塊

T‧‧‧管件

步驟S10~步驟S60‧‧‧管件接合方法之步驟流程

圖1為先前技術之二輪車輛車架組合結構；圖2為本發明一實施例之管連接件的立體圖；圖3為本發明一實施例之管連接件的前視圖；圖4A為本發明另一實施例之接合三個以上管件之管連接件的前視圖；圖4B為圖4A的右側視圖；圖5為本發明一實施例之管件接合方法流程圖；圖6A~圖6C為本發明一實施例之管件接合方法的結構流程圖；圖7為圖6C之A區域的局部放大圖；圖8A為本發明一實施例之管連接件的管口擴管側視圖；圖8B為本發明一實施例之管連接件的管口擴管立體圖；圖9為本發明另一實施例之管連接件的管口擴管側視圖；以及圖10為圖4B的管連接件的管口擴管示意圖。

茲配合圖式說明本發明之實施例如下。

如圖2、圖3所示。在此實施例中，適用於空間桁架之管件接合的該管連接件20包括：筒狀管身21、第一凸耳22及第二凸耳23。筒狀管身21是由一可彈性彎曲的板材211圈繞一圈而形成，該筒狀管身21的軸向前、後端分別形成一第一可擴張管口212及一第二可擴張管口213。第一凸耳22，係由圈繞的該板材211併合線左側表面邊緣向管外凸伸而成；第二凸耳23，係自圈繞的該板材211併合線的右側表面邊緣向管外凸伸形成，且該第二凸耳23係與該第一凸耳22互相疊靠。

在一實施例中，上述的該第一可擴張管口212及該第二可擴張管口213的內部壁面靠近其外側端面處各設置有一凹槽214，且該二凹槽214係供後述結構膠40設置之用，因此二凹槽214可以互相連通，也可不相連通。

請參見圖4A及圖4B。在本實施例中，其係適用於空間桁架之管接合，該管連接件30的結構包括一主管31、第一歧管32、第二歧管33、第一可擴張管口322、第二可擴張管口332、第一凸耳34及第二凸耳35。第一歧管32係由主管31的側面壁面向外延伸而成，第一歧管32的自由端(背離該主管31的一端)具有一第一開口端321。第二歧管33係同樣地由該主管31的側面壁面向外延伸而成，第二歧管33的自由端具有一第二開口端331，該第二歧管33與該第一歧管32係可形成一夾角或互為平行。

第一可擴張管口322是由該第一開口端321和後述的一第一彈性擴張板3221所構成，該第一彈性擴張板3221之組成係由該第一開口端321之靠近該第二歧管33的一管壁開設有一第一軸向切口3211，該第一軸向切口3211背對該第一開口端321的一端更連接一第一徑向切口3212，該第一 軸向切口3211、該第一徑向切口3212與對應於該第一徑向切口3212長度的該第一開口端321的一部分形成了可向外撐開之該彈性擴張板3221，而該第一彈性擴張板3221與該第一開口端321構成該第一可擴張管口322。

第二可擴張管口332係由該第二開口端331和一第二彈性擴張板3321所構成，該第二開口端331之靠近該第一歧管32的一側的管壁具有一第二軸向切口3311，該第二軸向切口3311背對該第二開口端331的一端更連接一第二徑向切口3312，該第二徑向切口3312的開設方同相反於該第一徑向切口3212(即一為順時針切割、一為逆時針切割)，該第二軸向切口3311、該第二徑向切口3312與對應於該第二徑向切口3312的長度的該第二開口端331的一部分形成一可向外撐開之該第二彈性擴張板3321，該第二彈性擴張板3321與該第二開口端331構成該第二可擴張管口332。

值得一提的是，前述該第一可擴張管口322及該第二可擴張管口332的內部壁面靠近其外側端面處各設置有一凹槽333，且該二凹槽333互相連通或不相連通。

第一凸耳34係自該第一彈性擴張板3221與該第一軸向切口3211的邊緣向管外凸伸而出；第二凸耳35係自該第二彈性擴張板3321與該第二軸向切口3311的邊緣向管外凸伸而出，該第二凸耳35並與該第一凸耳34互相疊靠。

詳細而言，在一實施例中，該第一徑向切口3212及該第二徑向切口3312的圓弧長度可以為其對應的第一歧管、第二歧管的1/4至1/2圓周長，較佳為不小於1/4圓的圓弧長度，但不以此為限，基本上，在保持管連接件20足夠強度的前提下，該第一徑向切口3212及該第二徑向切口3312的切開的圓弧長度與板材211的彈性變形力相關，其圓弧長度愈長，該可擴張管口愈易頂開。

請再參照圖5之流程圖及圖6A、圖6B、圖6C之結構流程對照圖，以及圖7之圖6C的局部放大圖，並請對照圖8A、圖8B、圖9及圖10所示。本實施例中的管件接合方法係適用於空間桁架，其步驟包含：

步驟S10，提供如前述二實施例態樣之該管連接件(20,30)。

步驟S20，請對照圖6A以及圖4A、圖10所示，對該第一凸耳(22,34)及該第二凸耳(23,35)之間施加一垂直於該第一凸耳(22,34)及該第二凸耳(23,35)表面之外力，以暫時擴大該第一可擴張管口(212,322)和該第二可擴張管口(213,332)的口徑。前述之使該第一凸耳(22,34)相對進離該第二凸耳(23,35)的方法不拘，只要能暫時撐開該第一凸耳(22,34)與該第二凸耳(23,35)一段距離及一段時間，例如圖8A、圖8B所示，可使用一楔形塊S打入該第一凸耳(22,34)與該第二凸耳(23,35)之間的間隙，或是如圖9所示，由一凸耳螺入一螺栓B並使螺栓B尾端抵在另一凸耳，並藉由螺栓B之螺鎖進程改變二凸耳間的間距及該第一可擴張管口(212,322)和該第二可擴張管口(213,332)的口徑。

步驟S30，於該第一可擴張管口(212,322)內壁面之該凹槽(214,333)上和該第二可擴張管口(213,332)內壁面之該凹槽(214,333)上塗敷結構膠40(在一實施例中，較佳可選用熱固化結構膠)。

步驟S40，分別在該第一可擴張管口(212,322)和該第二可擴張管口(213,332)穿入一管件T後移除該外力，使回復該第一可擴張管口(212,322)和該第二可擴張管口(213,332)的口徑，請對照圖6B、圖6C以及圖4A、圖10所示。

步驟S50，接合該第一可擴張管口(212,322)與其穿入的該管件T、第二可擴張管口(213,332)與其穿入的該管件T，如圖6C、圖7所示。

步驟S60，接合該第一凸耳與該第二凸耳。

值得一提的是，前述在該管件T插入該第一可擴張管口(212,332)及、該管件T插入該第二可擴張管口(213,332)後，在其交合處予以縫銲，以補強接合。

在一實施例中，該第一凸耳與(22,34)該第二凸耳(23,35)係可採用銲接接合及/或以扣件(fastener)接合，所述的扣件含螺連結用螺絲扣件(threaded fastener)，如螺絲、螺栓螺帽螺接及擠壓扣件(SELF CLINCHING SERIES)，如鉚釘鉚接。此部分的二管件交疊的接合技術及結構為本領域技術人員所公知，故不再贅述。

當然，在一實施例中，如前述提及的該第一可擴張管口(212,332)、第二可擴張管口(213,332)與其穿入的該管件T之間更包含以扣件接合固定，以補強接合強度。

承上所述，本發明的優點至少有：本案之管連接件設計可固定接合管件之端口處與管連接件的開口處二個位置，能有效提升管件組裝的結合強度。本案之管件接合方法在插入待接合管件前可以預先撐開管連接件的開口(第一、第二可擴張管口)，除了更適合同時供自不同角度延伸來的待接合的管件更容易套設插置之外，並可在管口內塗敷結構膠(如有設置凹槽，則將結構膠塗敷於該凹槽)，等待接合的管件定位後，再回復管連接件的開口口徑，如此可避免待接合的管件表面的結構膠在插入管連接件開口時被抹除，可提高管連接件與待接合管件的銲接強度，更可以避免管連接件內徑與接合管件外徑之間產生空隙，使管件接合狀態相對穩定，可增加管件接合的使用壽命。

前述本發明所採用的技術手段之實施方式或實施例，並非用來限定本創作專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或 依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

20‧‧‧管連接件

21‧‧‧筒狀管身

211‧‧‧板材

212‧‧‧第一可擴張管口

213‧‧‧第二可擴張管口

214‧‧‧凹槽

22‧‧‧第一凸耳

23‧‧‧第二凸耳

Claims (6)

1. 一種管連接件，係適用於空間桁架之管件接合，該管連接件的結構包括：一筒狀管身，係由一可彈性彎曲的板材圈繞一圈而形成，該筒狀管身的軸向前、後端分別形成一第一可擴張管口及一第二可擴張管口，該第一可擴張管口及該第二可擴張管口的內部壁面靠近其外側端面處各設置有一凹槽，且該二凹槽互相連通或不相連通；一第一凸耳，係自圈繞的該板材併合線的左側表面邊緣向管外凸伸；以及一第二凸耳，係自圈繞的該板材併合線的右側表面邊緣向管外凸伸，且該第二凸耳係與該第一凸耳互相疊靠。
2. 一種管件接合方法，係適用於空間桁架，該管件接合方法包含下列步驟：提供如申請專利範圍第1項所述之該管連接件；對該第一凸耳及該第二凸耳之間施加一垂直於該第一凸耳及該第二凸耳表面之外力，以暫時擴大該第一可擴張管口和該第二可擴張管口的口徑；於該第一可擴張管口內壁面或該第一可擴張管口內壁面之該凹槽上和該第二可擴張管口內壁面或該第二可擴張管口內壁面之該凹槽上塗敷結構膠；分別在該第一可擴張管口和該第二可擴張管口穿入一管件後移除該外力；接合該第一、第二可擴張管口與其穿入的該管件；以及接合該第一凸耳與該第二凸耳。
3. 如申請專利範圍第2項所述的管件接合方法，其中，更包含在該第一、第 二可擴張管口與該管件之間予以縫銲，以補強接合。
4. 如申請專利範圍第2項所述的管件接合方法，其中，該第一凸耳與該第二凸耳係為銲接接合及/或以扣件及擠壓扣件接合。
5. 如申請專利範圍第2項所述的管件接合方法方法，其中，該第一、第二可擴張管口與其穿入的該管件之間結構膠為熱固性結構膠。
6. 如申請專利範圍第2項所述的管件接合方法，其中，該第一、第二可擴張管口與其穿入的該管件之間更包含以扣件接合固定。