CN101517187A - 使用连接器连接塑料制成的两个中空型材端部 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及连接器(2)邻接连接型材的两个中空端部(10，11)，该两个中空端部的内侧取材于塑料，其中该连接器包括带有中部部分(21)和由塑料制成的两个翅状部(22，23)的本体(20)，该两个翅状部分别接合型材的中空端部，并且具有能够绕着连接器将所述中空端部保持就位的锚定装置(28，29，30，31)，其特征在于，连接器的锚定装置(30，31)由塑料制成，以及锚定装置中的至少一个锚定装置(30，31)是柔性的，并且抵靠型材的中空端部(10，11)的内侧产生摩擦。

Description

使用连接器连接塑料制成的两个中空型材端部
技术领域
本发明涉及使用连接器***两个中空型材端部而连接所述端部，该型材端部取材于塑料。这种连接特别地用于形成绝缘玻璃窗单元的***框架。可以理解的是，措辞“两个中空型材端部”分别是指两个单独型材的两个自由端部，或者是指在本身折叠起来的单个型材的两个自由端部。
背景技术
绝缘玻璃窗单元的一种公知类型包括由气体层如空气层间隔开的两片玻璃，该两片玻璃用隔离框架间隔开且保持在一起，该隔离框架由折叠的中空型材组成或由称为连接器的中部构件和/或角构件组装的型材组成。90°角构件通常被称为托架。
型材设有分子筛，其目的为特别地用于吸收在玻璃窗的制造过程中俘获在空气隔层中的水分子，该水分子易于在冷天气中凝结，这将导致出现雾。
为了确保玻璃窗被密封，由丁基橡胶型弹性体制成的卷边直接施加到形成隔离框架的型材上，通过穿过管口挤出该卷边将隔离框架结合到玻璃板上。
一旦已经装配好玻璃窗，弹性体密封卷边具有提供玻璃板的临时机械保持的功能。最后，将多硫化物或聚亚安酯类型的可交联的密封胶粘剂注入由两个玻璃板和隔离框架所限定的周边凹槽中，由此完成玻璃板的机械组装。丁基橡胶的用途主要是密封玻璃窗的内侧以与水蒸汽隔开，而胶粘剂则密封防止液态水或溶剂。
所使用的中空型材一般是由金属制成的，例如铝。然而，现在已经使用塑料型材有一段时间了，例如那些在专利申请EP 0 852 280中所描述的。它们因此具有较低的导热系数，这对于玻璃窗提供了更好的隔热能力。
此外，通过金属连接器或至少基于塑料且具有由金属制成的紧固/保持元件的连接器来组装型材端部以形成框架。连接器被强制地装配到型材的中空端部内且由于横向保持突起而保持就位。
在整个金属连接器的情形中，突起例如定向为在拆除的情形中为了拉动型材端部而施加张力的方向相反的方向上。例如，在专利申请EP 0283689中描述了这种连接器。然而，这种类型的连接器特别地在横向突起处具有锐利角部，当操作连接器时该锐利角部会有引起伤害的风险。
当连接器不是专门由金属制成时，其至少具有由金属制成的突起保持/紧固元件，例如采用在连接器横向面的任一侧上突出的针状物的形式。然而，当连接器和型材协作时这些金属保持元件咬入型材的塑料中，由此生成削弱型材端部的内部凹槽。
专利申请FR 2604210提出了设有横向保持突起的连接器，然而，该连接器由塑料制成，由此有利地消除了所有的锐利角部，且因此消除了由此产生的任何伤害风险。然而，由于不同的金属材料构成型材端部，所以在没有削弱所述端部的任何风险的情况下，这种连接器易于装配到中空型材端部中。这是因为在所述文献公开的时候，现有的型材都专门是金属的。
此外，对于由塑料制成的型材端部，一种解决方案为此已经使用了一段时间。该解决方案涉及整个地由塑料制成的连接器，该连接器沿着其整个长度尺寸过大很多，以便以这种方式来确保其在强制***型材中之后的保持。然而，这种解决方案常常引起型材爆裂，且因此而被放弃。
发明内容
因此，本发明的目的在于，使用允许容易且可靠地组装型材的连接器，在由塑料制成的两个型材端部之间或者如果是在其本身折叠起来情况下的型材上形成连接，同时避免了操作这种连接器时的任何伤害风险和/或削弱风险、或甚至避免一旦元件被连接上就被毁坏。
本发明因此涉及由取材于塑料的两个中空型材端部通过连接器对接在一起而形成的连接，连接器包括带有中部部分和由塑料制成的两个翅状部的本体，该两个翅状部分别接合在中空型材端部中且具有能够绕着连接器将所述中空端部保持就位的锚定装置，该连接器与所述中空型材端部的内侧摩擦接触，其特征在于，连接器的锚定装置由塑料制成且其中的至少一个锚定装置是柔性的，以便当压力施加到其上时变形。
因此，在说明书的剩余部分中，与“刚性锚定装置”相对的措辞“柔性锚定装置”可以理解为当压力施加到其上时锚定装置具有变形的特性。例如，适用于本发明的锚定装置的材料具有在3500MPa至9000MPa之间的弯曲弹性模量，该弯曲弹性模量根据ISO 178和ISO527标准来测量。
有利地是，柔性锚定装置施加与张力相反的应力，如果当拉动这些端部时希望从型材端部完全移除连接器，则将涉及到该张力。由于该锚定装置的柔性，故在连续表面上该应力比刚性应力小很多，否则这将导致型材端部爆裂。
由于连接器(本体和锚定装置)仅由塑料制成，故因为制造过程的简易性，例如通过简单地模制构件，从而使得在材料成本和制造成本上能够实现节约，因此避免具有额外的质量控制操作，例如，当锚定装置由紧固且适当定位在塑料连接器的侧面上的金属元件制成时，执行该质量控制操作将是必须的。
有利地是，连接器的锚定装置和本体由相同的塑料制成。
根据一个特征，讨论中的连接器的截面沿着它的最短延伸部且在柔性锚定装置处相对于型材端部的内部尺寸而言尺寸过大。
优选地是，连接器在各个翅状部上都包括至少一个柔性锚定装置。
根据一个特征，锚定装置还包括在翅状部中的各个翅状部的两个相对侧中的任一侧上突出的刚性桩柱。这些刚性锚定装置在型材端部的内壁上提供点应力，所以该点应力仅仅局限在一定点处，由此在没有端部爆裂风险的情况下可以防止连接器的任何不适当的从型材端部的移除。桩柱还具有通过使连接器居中在型材端部中而定位该连接器的优点。这确保了端部完全的平行邻接。
根据另一个特征，柔性锚定装置与翅状部的伸长部结合在一起，伸长部沿着与翅状部相连接的其最短长度和最小尺寸的两个延伸部，且锚定装置从所述伸长部突出。
除了柔性锚定装置的组成材料以外，该组成材料适合于提供弹性特性，例如聚酰胺、聚丙烯或SAN，优选地填充有增强纤维，翅状部伸长部在厚度方面和在宽度方面相对于翅状部本身的最小尺寸使得能够挖空绕着柔性锚定装置的材料，于是这在纵向和横向上具有弯曲自由和弹性自由，伸长部仅仅用于支承柔性锚定装置的基部。
根据另一个特征，连接器的各个翅状部都具有两个相对的纵向面和两个相对的横向面，该两个相对的横向面沿着翅状部的最长延伸部延伸且分别将两个纵向面连接在一起，各个翅状部的至少一个柔性锚定装置在它的侧面中的至少一个侧面上都相对于包含翅状部的横向面中的一个横向面的平面突出。
柔性锚定装置呈唇状形式且有利地包括与翅状部的伸长部结合在一起的基部、延伸以便从伸长部突出且朝着连接器的中部部分倾斜的延伸部，以及与型材端部的内壁相接触的自由端部。用语“唇状件”用于指代从支承它的本体的那部分突出且具有小厚度的元件，该小厚度比本体的所述部分的厚度小很多。在一个应用场合中，该厚度为大约0.5mm。
此外，沿着截面的最短延伸部与连接器的截面的最大高度相对应的高度h1设立在至少一个柔性锚定装置处，且大于型材端部的内部高度h2。有利地是，在h1和h2之间的尺寸高度变量Δh不超过0.5mm。
此外，沿着截面的最短延伸部与连接器的截面的最大宽度相对应的宽度l1也设立在至少一个柔性锚定装置处，且大于中空型材端部的内部宽度。
在型材端部的壁的至少一侧处在两个宽度l1和l2之间的尺寸宽度变量Δl最多为0.5mm。在本发明所示实例中，通过在型材端部的内侧的两个相对侧上具有相等且相对于翅状部的纵向轴线对称的尺寸变量，柔性锚定装置的宽度大于型材端部的内部宽度。
至少一个柔性锚定装置在关于型材端部的内部尺寸的宽度和高度方面的这种尺寸过大使得能够施加与张力相反的应力，如果希望移除连接器，则必将形成该张力。由于柔性锚定装置的弹性，故这些应力保持在否则将导致型材端部爆裂的值之下。
有利地是，柔性锚定装置具有厚度e和长度L，使得比值e/L＜1/3，且优选为e/L＜1/4，由此使得当连接器处于适当位置时能够进一步减小抵靠型材端部的壁的应力。
优选地是，至少一个柔性锚定装置在与连接器的中部部分相对的方向上具有它的自由端部，其具有斜面。这样，一旦连接器就位则从型材端部移除该连接器就将更加困难。
根据另一个特征，连接器的中部部分包括横向凸起，该横向凸起作为位于两个型材端部处的止动件，该横向凸起分别绕着两个翅状部接合。取决于应用场合，当需要确保将连接密封时，中部部分包括覆盖型材端部抵靠所述中部部分邻接的区域的密封装置。
因此，在可以是角连接器或直连接器的连接器和两个型材端部之间的这种连接特别地用于形成框架，尤其是用于构成绝缘玻璃窗单元的***件的框架。
附图说明
现在将结合附图更详细地描述本发明的其它优点和特征，附图中：
图1是根据本发明用于直接头的连接器的截面图，该连接器的一侧与型材端部连接；
图2是根据本发明的两个型材端部与形成角接头的连接器相连接的截面图；
图3是本发明的意在用于例如图2中所示的角接头的连接器的端视图，该连接器的一个部分连结到型材的中空端部上；
图4是连接器的一个端部在***到中空型材端部中之前的局部顶视图；
图5是连接器的一个端部的局部正视图；以及
图6是连接器的唇状件的侧视图，该图的一部分是截面图且与图2中的部分A的放大图对应。
具体实施方式
图1和图2显示了连结在一起的型材的两个中空端部10和11的连接和局部连接，该两个中空端部通过使用连接器2对接在一起。
型材端部由通过玻璃纤维增强的塑料制成，例如SAN类型的热塑塑料，且尤其是在它们的其中一个面上具有薄的金属涂层。这两个端部的邻接特别地用来构成意在制造绝缘玻璃窗单元的隔离框架。对于有关形成这种框架的型材特性的更多细节，读者可以参考欧洲专利申请EP 0852280。
可以由在角部中折叠的单个型材来形成框架，如在专利EP0875654-B1中所公开的弯曲过程中所描述的。于是，通过以在图1中所示方式作为直接头的本发明的扁长连接器将型材的两个自由端部连结在一起。
当框架由切割成玻璃窗的各侧长度的多个型材组成时，通过以在图2中所示方式作为90°(托架)类型的角接头的本发明的的角连接器将两个相应邻近的型材的两个端部连结在一起。
参考图1至图3，扁长连接器和角连接器具有共有的本体20，该本体20包括中部部分21和在中部部分两侧的任一侧上沿着纵向轴线B延伸的两个翅状部22和23。在扁长连接器的情形中，这两个翅状部定向在相同的方向上，而在角连接器的情形中，则沿着两个不同方向成角度地定向该两个翅状部。
对于这种应用场合，例如，直连接器沿着纵向轴线B从一个翅状部的端部到另一个翅状部的端部的长度大约是50mm；连接器在与轴线B垂直的平面中沿着它的最短延伸部的截面具有大约3mm至10mm的高度和6mm至30mm的宽度。
此外，为了制造绝缘玻璃窗框架，必须密封这种连接。于是提供密封装置4，这些密封装置放置在中部部分21上且覆盖邻接区域(图2)。
根据本发明，连接器的本体20由塑料制成，例如可能填充有增强纤维如玻璃纤维的塑料，优选地通过注塑来获得。作为塑料的实例，所述本体可以由聚酰胺、聚乙烯、SAN和聚丙烯制成。
翅状部22和翅状部23大致是平行六面体的形状。它们均具有两个相对的纵向面24和25以及两个相对的横向壁26和27，该两个相对的横向壁沿着翅状部的最长延伸部延伸且连结纵向面24和纵向面25。
横向壁26和横向壁27包括意在与型材端部的内壁相协作的桩柱28和桩柱29(图3)，以便构成连接器在中空端部中的刚性锚定装置，从而保持型材端部紧固地接合。刚性桩柱还使得连接器居中在型材端部内侧，因而致使两个型材端部能够以平行的方式彼此面对。
翅状部22、23中的各翅状部均在其自由端部处还包括至少一个、优选为两个的平行间隔开的柔性唇状件30和柔性唇状件31，该柔性唇状件构成用于接合在型材端部中的连接器的额外锚定装置。
对于它们必须实现的功能，这些柔性锚定装置显现出柔性或弹性，这一方面是由于它们制成所用的特有材料和它们的形状，而另一方面则是因为它们围绕其没有超过用于将它们紧固到连接器的翅状部上所需的最少材料的材料。
柔性唇状件取材于大体上为弹性的塑料，例如聚酰胺、聚丙烯或SAN，优选地填充有大约30％的玻璃窗增强纤维。有利地是，它们由与其它刚性锚定装置(桩柱)以及与连接器的本体相同的材料制成，以便例如通过模制而在单次操作中制造整个连接器。
此外，为了更易于将连接器装配到型材中，唇状件塑料的粗糙度与形成中空型材内侧的塑料相适应。
各个唇状件都具有基部32、延伸部33和上端部34。
基部32锚定在翅状部的平行六面体状本体的伸长部24a中。伸长部的其中的一个面连贯在翅状部的其中一个纵向面(这里指24)中。
在这里所描述的实例中，唇状件仅从伸长部24a的一个面突出，唇状件的端部34与中空型材端部的内侧相协作，反之与此相对，翅状部的相对的纵向面24在应用中接收中空型材端部的内壁。因此，该面24在型材端部中为连接器提供稳定性。
伸长部24a简单地为在连接器翅状部上的唇状件提供机械强度，该唇状件在与纵向轴线B相垂直的两个方向上从伸长部这里延伸。此外，伸长部具有比翅状部本体的厚度小很多的厚度。该厚度减小到大于翅状部的横向面26和横向面27的高度的一半。伸长部的宽度也小于将两个相对的横向面26和27隔开的翅状部的宽度。
唇状件的延伸部33起始于它的基部32，该基部32优选地与翅状部的伸长部24a的腹板相垂直(图6)。然后，唇状件延伸，该唇状件以相对于腹板在45°和90°之间的角α而相对于连接器的中部部分21倾斜(图5和图6)。该唇状件终止在它的上端部34。
唇状件至少在其基部32附近的宽度与连接器的截面的最大宽度l1相对应。根据本发明，此宽度大体上大于中空型材端部的内部宽度l2，以便必要地将连接器强制地***到中空端部中，且一旦就位便在型材端部的内壁上施加正好需要的应力，以确保绕着连接器机械地保持型材端部。在两个宽度l1和l2之间的横向尺寸变量Δl不会超过0.5mm(图4)，其中该横向尺寸变量可以在唇状件的一侧上或两侧上。
此外，连接器的截面的最大高度h1也在唇状件处。唇状件的上端部34也大体上作为相对于翅状部的纵向面25的突起而终止，该翅状部的纵向面25在面24的相对侧上，唇状件的基部承载在该面24上。根据本发明，高度h1大于中空型材端部的内部高度h2。在h1和h2之间的尺寸高度变量Δh不会超过0.5mm(图1)。
利用相对于中空型材端部的内壁的高度Δh和宽度Δl(在绝缘玻璃窗框架的应用场合中，在连接器通常尺寸的情形中该高度Δh和宽度Δl不大于0.5mm)，连接器在唇状件处的尺寸过大被有利地设计成以便不会施加太大的应力。如果要拔出连接器，则这种尺寸过大可以防止完全移除该连接器。通过较高应力本身可以防止不适当地移除处于安装位置中的连接器，但是由于这种应力非常地局部化(点应力)且由刚性桩柱28和刚性桩柱29来获得，故该连接器不会有引起型材端部爆裂的风险。
因此，柔性唇状件30和柔性唇状件31构成从连接器的翅状部的面突出的保持***，以便一旦已将连接器接合在中空型材端部中便保持阻挡住该连接器。它们防止连接器从型材端部整个地移除。这是因为由于唇状件的弹性和倾斜，故在与如果希望拉动型材端部所需的拉动方向相对的方向上后者变形得更多。
延伸部33以角α的倾斜是必须的，以便对抗如果要移除型材端部而在连接器上的拉力。此外，优选的是在倾斜之前给予延伸部垂直形状，如上面关于图6所描述，以便更易于在型材端部中接合连接器。
我们应该补充的是，唇状件的上端部34优选是有斜面的，在与连接器的中部部分21相对的方向上带有相对于基部32的倾斜角β。因此，这种倾斜在与如果要从中空端部移除连接器而将作用的拉动方向相对的方向上，因此进一步防止移除连接器。
最后，唇状件的延伸部33优选地具有厚度e和长度L，使得比值e/L＜1/3，特别地为e/L＜1/4。例如，厚度e是0.5mm。长度L与从基部32起始的直到自由端部34为止的尺寸量相对应。通过最优化该尺寸比e/L，有可能进一步减小当连接器就位时抵靠型材端部的壁的应力。像唇状件的宽度一样的长度L取决于应用场合——在这里它们取决于中空型材端部的内部尺寸。例如，长度L可以大约是5mm，而宽度可以大约是13mm。
如上面所提及，当两个中空端部对接在一起时且当应用场合需要密封时，连接器的本体的中部部分21意在支承密封装置4(图2)。这些装置密封连接器的所述中部部分，以及在型材端部已经抵靠中部部分对接在一起之后仍然出现的空隙。
中部部分21包括横向凸起，该横向凸起相对于翅状部的横向面25和横向面26构成突起，以便当将连接器完全***到该端部中时为中空端部的侧面中的各个侧面提供止动件(分别为标号21a和21b)。
在优选的实施例中，本发明规定密封装置4由适当的防渗材料制成的结构元件例如帽组成，该帽模制为以便与所需形状对应用以紧密地覆盖中部部分21且部分地覆盖翅状部22和翅状部23的起始部分，从而当型材端部在连接器上位于适当位置时覆盖邻接空隙。该帽可以或者通过粘接类型的紧固装置而连接在中部部分上，或者可以直接模制在中部部分上。在专利申请FR 06/51370中描述了这种帽。

Claims (21)

1.一种由基于塑料的两个中空型材端部(10，11)所形成的连接，所述两个中空型材端部依靠连接器(2)对接在一起，所述连接器包括带有中部部分(21)和由塑料制成的两个翅状部(22，23)的本体(20)，所述两个翅状部分别接合在所述中空型材端部中，并且具有能够通过与所述中空型材端部的内侧摩擦接触而围绕所述连接器将所述中空端部保持就位的锚定装置(28，29，30，31)，其特征在于，所述连接器的锚定装置(28，29，30，31)由塑料制成，以及所述锚定装置中的至少一个锚定装置(30，31)是柔性的，以便当对其施加压力时变形。
2.根据权利要求1所述的连接，其特征在于，所述柔性锚定装置(30，31)施加与当拉动型材端部时将涉及到的张力相反的应力。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的连接，其特征在于，所述连接器沿其最短延伸部并位于所述柔性锚定装置(30，31)处的截面相对于所述型材端部的内部尺寸而言尺寸过大。
4.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述连接器的所述锚定装置(28，29，30，31)和所述本体(20)由相同的塑料制成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述锚定装置包括刚性桩柱(28，29)，所述刚性桩柱在所述翅状部(22，23)中的各个翅状部的两个相对侧中的任一侧上突出且在所述型材端部的内侧上施加点应力。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述连接器在各个翅状部上均包括至少一个柔性锚定装置(30，31)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述柔性锚定装置(30，31)与翅状部的伸长部(24a)形成一体，所述伸长部沿着所述翅状部连接的它的最短长度和最小尺寸的两个延伸部，以及所述锚定装置从所述伸长部突出。
8.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，各翅状部(22，23)均具有两个相对的纵向面(24，25)和两个相对的横向面(26，27)，所述两个相对的横向面沿着所述翅状部的最长延伸部延伸且分别将所述两个纵向面连接在一起，各翅状部中的至少一个柔性锚定装置(30，31)在其侧面中的至少一个侧面上均相对于包含翅状部的所述横向面(26，27)中的一个横向面的平面突出。
9.根据权利要求7所述的连接，其特征在于，所述柔性锚定装置(30，31)呈唇状件的形式且包括与所述伸长部(24a)形成一体的基部(32)、延伸以便从所述伸长部突出并朝向所述连接器的中部部分(21)倾斜的延伸部(33)，以及还有与所述型材端部的内壁相接触的自由端部(34)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述连接器的截面的最大高度h1沿着所述截面的最短延伸部形成在至少一个柔性锚定装置(30，31)处并且大于型材端部的内部高度h2。
11.根据权利要求10所述的连接，其特征在于，在h1和h2之间的尺寸高度变量Δh不超过0.5mm。
12.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，对应于所述连接器的截面的最大宽度的宽度l1沿着所述截面的最短延伸部形成在至少一个柔性锚定装置处，并且大于所述中空型材端部的内部宽度。
13.根据权利要求12所述的连接，其特征在于，位于型材端部的壁的至少一侧处在两个宽度l1和l2之间的尺寸宽度变量Δl至多为0.5mm。
14.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述柔性锚定装置(30，31)具有厚度e和长度L，使得比值e/L＜1/3且优选为e/L＜1/4。
15.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，至少一个柔性锚定装置在与所述连接器的中部部分(21)相对的方向上具有其带有斜面的自由端部(34)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述连接器的中部部分(21)包括在所述两个型材端部处用作止动件(21a，21b)的横向凸起，所述横向凸起分别绕着所述两个翅状部接合。
17.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述中部部分(21)包括密封装置(4)，所述密封装置覆盖所述型材端部抵靠所述中部部分邻接的区域。
18.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述连接器的锚定装置(28，29，30，31)取材于聚酰胺、聚丙烯或SAN，优选填充有增强纤维。
19.根据前述权利要求中任一项所述的连接，其特征在于，所述连接器是角连接器或直连接器。
20.一种框架，其包括如在前述权利要求中任一项中所要求的至少一个连接。
21.绝缘玻璃窗单元，其包括如在权利要求20中所要求的形成用于所述玻璃窗的***件的框架。
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