通过软管输送流体被广泛用于各种环境。最终，软管与气体或液 体流体源、流体输送地或其它软管连接。需要在软管的末端设置一个 安全的和防泄漏的连接装置。尽管这些要求在所有使用软管的环境中 都是必要的，但这些要求在医疗和制药方面是至关重要的。在医疗和 制药方面，用软管及其相关的连接装置进行luer装配、快速连接或无 菌装配，例如用于血泵、制氧机、睡眠窒息(sleep apnea)设备、医用 输送容器、IV袋等。目前这些领域的软管使用绳索带。在自动的和其 它工业环境中，软管通过软管夹与一个倒刺装配件(barb fitting)连接。 这两种连接装置表现出很差的拉脱强度，并且具有固有的泄漏途径。

本发明是一种用于连接一个软管和一个有倒刺的装配件的倒刺夹 具。装配件用于许多应用中，特别是用于医疗和药品方面，如睡眠窒 息设备、医用输送容器、IV袋等。本发明的倒刺夹具替代了表现出很 差的拉脱强度和固有泄漏途径的绳索带。
在本发明的一个方面中，倒刺夹具包括一个能够接合在管形件和 管子一端上的圆柱形套爪；一个圆柱形套筒，具有一个用于接纳所述 套爪和在其中锁定所述套爪的中心通孔，其中，套爪具有多个通过割 缝隔开的弹性装置和一个外表面，在外表面上有环形槽，该套爪还具 有环形凸边，该环形凸边从用于限定套筒的阻挡一端延伸，并且所述 套筒有一个带有一个环形突起的内表面，环形突起的成形和定位成使 其置于套爪的环形槽中，当套爪锁定套筒中时，所述多个弹性装置在 所述管子周围径向地收缩并且基本上消除割缝，以便提供在管子周围 的360°压缩。
在本发明的另一个方面中，套爪的外表面包括一个模制在套爪的 一部分上的螺纹，便于旋拧到内表面具有相应螺纹的套筒中。
在本发明的另一方面中，套爪和套筒整体模制在一起，其中套爪 在脆弱的薄塑料件处与套筒连接。
在本发明的另一方面，套爪整体模制在一个有一个波纹状外部的 套管上，并且环形凸边位于套爪与罩子之间，其中环形凸边可以包括 微裂缝。
在本发明的另一方面，套爪有一个径向的球形外部；套筒有一个 缩小的内孔，它的位置用于紧密地接纳套爪的径向球形外部，以便为 管子和倒刺装配件提供高的支撑强度。
附图说明
参照附图阅读下面对本发明最佳实施例的描述，本领域技术人员 可以了解本发明的其它应用。
描述参照附图进行，其中，相同的数字标号表示相同的零件。
图1是倒刺夹具一个实施例的立体图，其中包括套爪和套筒的接 合；
图2是接合在一个管子和倒刺装配件上的倒刺夹具剖面图；
图3是套爪的立面图；
图4是套爪的端面图；
图5是沿图4的5-5线的套爪的剖面图；
图6是套筒的立面图；
图7是套筒的端面图；
图8是沿图7的8-8线的套筒的剖面图；
图9是模制成一个单一部件的套爪和套筒的剖面图；
图10是未组装部分的套筒和套爪的另一个实施例的剖面图，具有 倒刺装配件的保护特征；
图11是组装后的图10套筒和套爪的剖面图；
图12是用于一个波纹套的套筒和套爪的剖面图；
图13a是一个套管密封的侧视立面图，套管密封带有整体式套爪 和形状适于套管的套筒；
图13b是带有图13a的整体式套爪和套筒的套管密封的剖面图的 一部分；
图14是沿14-14线的图13b的剖面图；
图15是模制成一个单一部件的套筒和套爪的剖面图；
图16是图15所示的模制成一个单一部件的套筒和套爪相结合的 立体图；
图17a-c是把模制成单一部件的套筒和套爪的结合安装到一个管 子和一个倒刺连接件上的一系列安装步骤的侧视立面图；
图18是一个具有互锁机构和一个螺纹外表面的套爪侧视立面图；
图19是另一个带有整体式套爪的密封套管的侧视立面图；
图20是沿图19的A-A剖面的一个微裂缝的放大立面图；
图21是图19所示密封套和整体式套爪的端面图；
图22是一个具有防错特征的套爪实施例的侧视立面剖面图；
图23是一个具有防错特征的套筒实施例的侧视剖面图；
图24是接合到图22的套爪上的图23套筒的侧视剖面图；
图25是一个只具有保持特征的套爪实施例的侧视剖面图；
图26是一个只具有保持特征的套筒实施例的侧视剖面图；
图27是接合到图25套爪上的图26套筒的侧视剖面图；
图28是一个倒刺夹具的组装装置的一个组件的端面图；
图29是一个倒刺夹具的组装装置的一个第二组件的端面图；
图30是组装装置中的套爪和套筒的侧视立面图；
图31是一个组装前的导电连接器的侧视立面图；
图32是组装后的导电连接器的侧视立面图；
图33是导电连接器的套爪连接组件的局部剖切视图。

图1、2示出用于连接一个倒刺装配件12和一个管子14的本发明 的倒刺夹具10。倒刺装配件12由一种可以热焊到一个propolene或 ethelene医疗或药品袋上的非金属材料制成。倒刺装配件12可以具有 不同的形状，但是一般包括一个扩张的端部16，用于紧密连接在一个 柔性的管子14中，柔性的管子14最好由FDA认可的硅、TPE、TPR 等制成。倒刺装配件12也可以包括一个限定连接器10的阻挡的法兰 部分17。
连接器10包括一个套爪18和一个套筒20。套爪18是一个基本 为环形的零件，该零件有一个用于接纳一个管子14的端部的通孔19。 套筒20也是一个具有通孔21的环形零件，通孔21用于接纳管子14 的端部，套筒20还有一个用于接纳套爪18的直径。套爪18和套筒 20可以由FDA认可的材料制成。材料应该是有弹性的，例如聚丙烯。 套爪18最好由缩醛制成，套筒20由聚碳酸酯制成。
见图3-5，套爪18有一个设有弹性装置的外表面22，用于径向收 缩在管子14的周围。套爪18的第一端23形成一个不连续的环形环。 一个环形槽26沿着外表面22并邻近第一端23。朝向第二端24并在 环形槽26之外，套爪形成八个弹性舌片28。舌片28径向扩张，或在 套爪18的第二端24处稍微扩张。舌片28大约在每个舌片的中间截面 27处开始扩张。舌片28由一些狭窄的贯穿割缝25形成，这些割缝25 从第二端24开始延伸，在环形槽26处结束。一个小突起30突出到每 个狭窄贯穿割缝25的结束点以上。小突起30为套爪提供了补充的强 度，并且如下面将要讨论的，还为套筒20提供了一个阻挡装置。八个 舌片28形成一个使舌片收缩在一个管形件周围的弹性密封。每个其它 舌片28之间，一个贯穿割缝29从第一端23延伸到相关舌片28的中 间截面27处。贯穿割缝29为套爪18的第一端23提供弹性，而又不 牺牲寿命。除了一个等距位于每个舌片28的中间截面27上的卡缘32 外，套爪18的内表面31基本是光滑的，其原因将在下面描述。
套筒20示于图6-8。套筒20有一个光滑的环形外表面34。套筒 20有一个形成平底的第一端或底端36。内表面40有一个从套筒20 的第二顶端38开始并且向底端36增加尺寸的稍微向外的锥形。内表 面40除了一个从内表面延伸出的环形突起42外在整个长度上基本是 光滑的。环形突起42尺寸和在套筒20上的位置使得在连接器10接合 时，其位于套爪18的环形槽26中。因此环形突起42位于套筒20的 第二端或顶端38附近。
倒刺夹具10与倒刺装配件12和管子14的连接如下面将要描述的 并如图1、2所示。套筒20首先位于管子14的自由端上，使得当套筒 在管子14上时，套筒的第二端或顶端38离管子的端部最远。然后使 套爪18位于管子14上，使套爪18的第一端23最接近套筒20。然后 把倒刺装配件12的扩张端放入管子14中。倒刺装配件12的扩张端 16的尺寸用于被接纳在管子14的内表面中。然后套爪18滑过在管子 14中的倒刺装配件12的管子膨胀端16。位于套爪18的内表面31上 的卡缘32紧密地围绕管子14装配，并且在倒刺装配件12的膨胀端 16的下面。套爪18上的卡缘32形成一个围绕倒刺装配件12的保持 装置。然后套筒20滑过套爪18，使套筒20的第一端或底端36初始 时遇到套爪18的第一端23。当套筒20移动到套爪上时，套爪上的舌 片28向内推到管子14和倒刺装配件12中，使套爪18的环形卡缘32 向内推到管子14和倒刺装配件12中，以便提供它们之间的紧密密封， 并且把环形卡缘32锁定在倒刺16下。套筒20继续滑过套爪18，直 到套筒20的内表面40上的环形突起42位于套爪18的环形槽26内。 套爪18的内表面31上的小突起30提供一个阻挡和锁定装置，防止环 形突起42从环形槽26移出。因此倒刺夹具10只能借助一个工具取下， 因此防止脱离连接和泄漏。倒刺夹具提供一个在倒刺装配件12和管子 14上360°全方位径向压缩的保持系统。
作为变型，套筒120和套爪118(图9、15和16)可以模制成一个 带有多个薄塑料件或脆弱塑料零件152的单一部件，这些塑料件和脆 弱塑料零件152把两个组件(套筒120和套爪118)结合在一起，直到最 后组装(未示出)。在把套筒120和套爪118最后组装到倒刺装配件和 管子(未示出)的过程中，多个薄片或脆弱塑料零件153破碎，使套筒 120和套爪118可以锁定在一起。该特点便于自动安装倒刺夹持装置， 并进一步防止套筒120和套爪118在最后组装过程中的不适当定位。 一个环形凸边或阻挡270可以从套爪118的第二端224径向延伸。环 形凸边或阻挡270形成一个限制套筒120在套爪118上运动的阻挡装 置。
图16也示出套筒120和套爪118模制成一个带有多个脆弱塑料零 件152的单一部件，脆弱塑料零件152把两个组件(套筒和套爪)结合 在一起，直到最后组装。图16的实施例还示出保持环154和围绕套爪 118底部的各个锁定销156。当套爪118组装到套筒120上时，锁定销 156被压缩，使内保持环154基本上是连续的，没有间隙，以便在套 筒120中固定或安装一个环形突起(图10中未示出)。图16的套筒120 中的环形突起与图2和6中所示的环形突起相同。保持环156提供一 个围绕管子的360°压缩。最终组装时，锁定斜面或突起130与套筒的 环形突起42一起卡入到最终锁定位置。图17a-17c示出组装图15和 16的套爪与套筒结合的一系列步骤。该特点有利于自动安装保持系 统，并进一步防止套筒120和套爪118在最终组装过程中的不适当定 位。
图10和11所示的套筒220和套爪218的另一个变型保护在某些 特殊应用中的倒刺装配件12。套爪218有一个球形外表面260，用于 紧靠套筒220的内表面266。套爪218还包括一个沿着下边缘224的 环形凸边或阻挡270，以便在组装时作为套筒220的阻挡。套爪218 还包括一个小的环形突起264，用于组装时锁定在一个由套筒220的 一个缩小镗孔截面266形成的卡缘265上。套筒220还通过小的脆弱 塑料零件152与套爪218连接。为了保护倒刺装配件(未示出)，套爪 218不包括图2所示的内卡缘32。但是，套爪218上的球形表面260 的特征和环形凸边270以及套筒220上的小镗孔266分别为管子和倒 刺装配件提供很高的保持强度。取消套爪218的内卡缘对具有容易破 碎的小倒刺(约为1/16英寸)的小半径倒刺装配件特别有利。
倒刺夹具的另一个实施例包括图12所示的波纹状的管子套。在某 些环境特别是汽车的环境中，一个管子14可以有一个波纹套115，以 便提供更大的柔韧性，并且保护管子14。管子14的一个端部15没有 波纹套115。对于管子14需要一个保持器和需要波纹套115保护的应 用，套筒290有一个在套筒290顶端238处的肋条状内表面部分291， 以便接纳和夹持波纹套115的抓持突起115a。套筒290位于管子14 的端部和波纹套115上，使套筒290有肋条的内表面部分291在波纹 突起115a。位于套爪288内表面281上的卡缘282紧密围绕管子14 装配，并且在倒刺装配件12的膨胀端16的下面。套爪288向内压向 管子14和倒刺装配件12，以便提供它们之间的紧密密封，并且把环 形卡缘282锁定在倒刺16下面。套筒290的内表面293上的环形突起 292位于套爪288的环形槽286内。套筒290有肋条的内表面291还 提供波纹套115的突起115a的抓持。其它应用将使用保持系统，以便 只给套筒290加波纹。
一种使用本发明的套爪和套筒技术的密封套管240的方法示于图 13a、b和14。本发明可以用标准方法制造，使用一个套筒250和套爪 248，用一个保持环252提供360°的径向压缩。套管夹具也可以使用 一个连续孔254，孔254位于带有整体式套爪248和一个用于加入压 缩的套筒250的套管240的端部。套管锁定装置也可以用一种材料加 工形成，在连续孔内产生保持环252，以便提供以后的密封。
图18示出一个如图10示出和描述的套爪118，但是该套爪还包 括一个向外的圆周螺纹302，以便于安装在一个套筒中。尽管没有出 示，套筒的外表面可以有一个对应的螺纹，便于把套爪和套筒旋拧安 装在管子和倒刺装配件上。互相锁定装置304a、b在套爪118的底部， 防止一旦安装在套筒中套爪118的一部分纵向移动或者套爪118扭动。 互相锁定装置由一个沿一个舌片28的一个边缘的突起304a和一个相 邻舌片28中的一个互补的凹槽304b形成。套爪118的底部还包括一 个形成套筒20的阻挡的环形凸边270。肋条340以45°的间隔沿环形 凸边270的外圆周边缘布置。肋条340主要为球形或圆形，以便提供 用于抓持的凹陷边缘表面，便于旋拧操作。
图19示出另一个套管310，该套管有一个用于安装在套筒314中 的整体式套爪312。套管和整体式套爪310、312分别由吹模方法制成。 因此，图19中的间隙不是形成图10所示锁定销的间隙，而实际上是 一些厚度为0.030毫米材料的薄片316。薄片316很薄，当套爪312 压缩到套筒314中时，薄片316可以折叠。薄片状的间距316仅沿套 管310的远端分布。一个具有多个微裂缝320的环形突起318邻近套 管310。图20示出从图19的A处看的一个微裂缝的放大图。微裂缝 320使套爪312的突起318折叠，以便控制套筒314施加在保持环或 卡缘(未出示，但是位于套爪312的内表面中)上的压缩量。套爪312、 套筒314和管子14之间的密封点位于保持环318的321处和/或322 处。该倒刺夹具的实施例将在任何应用中锁定并密封柔性密封套管， 而与形状和尺寸无关。这种应用包括空气导管套管、前轮驱动套管和 动力转向套管。
图21示出带有整体式套爪312的套管310的端面图，还示出微裂 缝320和薄片316。另外，图21还示出套爪或套筒不一定是圆形，可 以是其它形状，如椭圆形、多边形等。套爪312可以包括多个在套爪 312上的保持环318和322。微裂缝320控制套筒314施加在多个保持 环上的压缩量。突起或斜面330设有一个贴靠套筒314内表面的卡缘 时阻挡套筒314的装置。这种具有一个整体式套爪的套管形状提供了 许多应用，其中包括空气导管套、动力转向套以及其它应用。
图22示出一个与图23所示的防错套筒一起使用的套爪。图24 示出锁定在在套爪380上的套筒332。如图23中可以看到的，套筒332 的内表面有一个位于中心的横截面减小的区域334。横截面减小的区 域334距套筒332的每一端等距离。图22所示套爪380的形状和位置 使卡缘336和斜面338将锁定在套筒332的缩小内表面334的边缘337 上。这些设置使套筒332的任何一端都可以移动到套爪380上。套爪 380可以包括球形突起340或沿边缘324的伸长模块340。突起340 有助于组装过程中将套爪全部推进。如图18所示，突起340可以沿着 径向阻挡270。
图25、26、27示出一个用于代替一个绳索带、软管夹和空气夹的 单一保持器的锁定系统。图25示出一个单一保持系统的套爪350。图 26示出一个单一保持系统的套筒360。图26示出组装的套爪350和套 筒360。在该实施例中，一个单一保持系统保持软管和管子，但是不 提供360°压缩的倒刺突起。单一保持系统有在锁定销或舌片354上的 固定斜面352和在套爪350上部的柔性斜面356。组装期间柔性斜面 356向内移动，并且在最终组装时弹出，以便锁定在套筒360的内表 面环362上。
图28示出一个消费者使用的工具的组件的俯视图，图29示出该 工具组件的仰视图，该工具用于把一个套爪和套筒组件锁定在一个管 子和装配件上。一个普遍的应用是用于修理通用的花园软管。图30 示出使用中的图28和29组件的侧视立面图。第一组件，下面称为顶 部零件420，有一个用于接纳装配件一部分的中心槽422。第一组件 420的内表面424有一对从第一零件的相对侧面延伸的榫钉426。内表 面424还有至少一对销子428，它的形状用于抓住一个套爪的底部。 销子428最好构形成用于锁定或可释放地与套爪的固定斜面430连接。
图29和30中可最好地看见第二组件。第二组件432有一个用于 接纳管子一部分的内槽434。第二零件432的内表面436有一对用于 接纳来自第一零件的榫钉440的孔438。孔438可以位于圆柱体440 内，圆柱体440通过适当的装置固定在第二零件432的内表面上。如 图30所示，套爪和套筒位于该工具内。工具使套筒正确对准套爪，并 且榫钉426使套筒轴向对准套爪。由于第一和第二零件连在一起，当 套爪位于套筒中时，榫钉426进入到孔438中。
图31-33示出一个导电连接器500。移动的空气、液体或粉末穿 过管子、管道或管线将产生静电。导电连接器设计用于地上或地下的 接地。导电连接器包括一个套爪连接器502和至少一个套筒504，套 爪连接器502有一对固定在每一端的套爪零件502a。套筒504的构形 与上面描述的相同，但是比上面讨论的标准套筒厚50％，以增加保持 能力，并提供补充的保护，防止磨损。见图33，套爪连接器502由一 个不导电的塑料外壳506构成，外壳506有一个固有导电的聚合物衬 管508。聚合物导电衬管508与塑料套爪连接器502之间有一个空间 510。空间510是为了牢固地接纳一个带有一个导电内衬512的管道。 导电连接器500首先通过把一个套筒504放在一个带有导电衬管512 的管子上进行组装。带有导电内衬512的管子的自由端滑入到套爪连 接器的空间510中。套筒504滑到套爪上，把带有导电内衬512的管 子锁定在空间510内。套筒504固定管子并密封导电内衬。导电连接 器500可以在每一端具有一个套爪连接结构，用于把两个分开的导电 管连接在一起。一旦套筒504就位并锁定在套爪连接器502的套爪部 分上，则从导电连接器的一侧到导电连接器的另一侧提供导电性。
已经结合目前考虑的最实用的优选实施例对本发明进行了描述， 需要理解的是，本发明不局限于所公开的实施例，相反，本发明包括 在所附权利要求范围内的各种修改和等同设置，该范围与最广泛的解 释一致，即包括法律允许的所有修改和等效结构。另外，在一个实施 例中示出的单个特征也可以包括在其它实施例中。例如，模制在图18 所示套爪外表面上的螺纹也可以模制在其它套爪上，如在导电连接器 500的套爪零件502a上。沿图18和22中的套爪边缘的突起340也可 以加在套爪的其它实施例上。这些或其它特征便于倒刺夹具的组装， 并且不影响倒刺夹具的动态保持和360°径向压缩的密封。