專利名稱：兩個薄板制管段之間的對接連接及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序部分所述的一種對接連接及其按照權(quán)利要求16的前序部分所述的制造方法。
沿管全長增加薄板厚度無疑關(guān)系到很大的經(jīng)濟上的缺點，因為在管制造中材料成本構(gòu)成最大的部分。但還有技術(shù)上的缺點，因為較大的管壁厚增加管重量并大大加重吊掛和凸緣連接的負擔。成型的連接凸緣常常受到很大的軸向拉力負荷。通常這出現(xiàn)在垂直延伸的管道中，但視管的兩相鄰的吊掛間分別選定的距離的情況，這也常常出現(xiàn)在水平的管道中。在包括成一件成型的連接凸緣之對接連接的軸向拉力負荷很大的情況下，連結(jié)連接凸緣和管的頂點是最弱點。在過載時由此在該位置在相鄰的連接凸緣之間形成錐形的縫隙。這樣的縫隙使成型的連接凸緣的一些優(yōu)點消失。此后纖維和污物可能粘在和形成在縫隙內(nèi)。因此惡化了流動阻力、噪聲形成和清潔可能性。同樣只有在外部的凸緣邊緣設置一密封才能防止較大的泄漏。通過從凸緣凸出的環(huán)形凸緣部分較大的大于90°的彎曲預緊連接凸緣，也只帶來凸緣穩(wěn)固性的有限的改進。
該弱點自然可以利用已知的較新的“特制坯件”技術(shù)消除。在采用這樣的技術(shù)時可以在管段的端部焊上短的較厚材料的管件并然后由其成型連接凸緣。然而這種可能的實施形式不是完全經(jīng)濟的，因為它然后甚至還要更簡單地同樣焊上一制成的彎曲的連接凸緣。
按照本發(fā)明，這個目的在對接連接方面通過權(quán)利要求1的特征實現(xiàn)，而在方法方面通過權(quán)利要求16的特征實現(xiàn)。
從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利的實施形式。
按照本發(fā)明，可以用很簡單的方式只通過將構(gòu)成加強環(huán)的管件推到管的外面上，來加強直接在管端部一體成型的連接凸緣，而不增加管段的薄板厚度。在推上加強的管件以后，就在管端部將連接凸緣與加強環(huán)共同成型。因此形成一雙層的成型凸緣。由于加強環(huán)的厚度設計成確保對于應用情況要求的凸緣穩(wěn)固性，與加厚整個管壁相比大大節(jié)省了材料。在連接凸緣與加強環(huán)一起成型以后，由管壁成型的凸緣層總是朝外，從而仍保持無泄漏、光滑的管內(nèi)壁和光滑的凸緣表面等全部的優(yōu)點。加強環(huán)的厚度只須如此設計，即，在更高的軸向拉力負荷的作用下在各連接凸緣之間也不可能出現(xiàn)縫隙。
由于不必要增加管壁的厚度，采用本發(fā)明因很大的材料節(jié)省而大大降低了成本。加強環(huán)可以較小的附加費用由薄板制造并推到尚未加工的管端部上。與管端部成一體的連接凸緣包括裝上的加強環(huán)的成型特別是通過按照DE 100 47 310.5的所謂環(huán)形的轉(zhuǎn)彎方法(Zirkular-Schwenkbiegeverfahren)即使在加強環(huán)最厚的情況下也可以無困難地完成。
成型凸緣的任意加強而不同時增加管壁厚度的可能性為按照本發(fā)明的對接連接開辟了許多新的應用領域。因此本發(fā)明的眾多的有利的實施形式在從屬權(quán)利要求中給予保護。特別是可以實現(xiàn)任意形式的連接凸緣，例如包括平行于管壁或成錐形延伸的夾緊翼緣，包括一個或多個加強環(huán)，它們貼緊連接凸緣的任意部分或整個的連接凸緣。原則上管和加強環(huán)也可以由不同的材料制造，例如管由薄鋁板而加強環(huán)由鍍鋅的鋼等制成。
如由

圖1可見，所示的對接連接工具有總體以10標記的各薄板制的管段，其各具有一管道壁12。每一管壁12在相對接的端部以盡可能的銳折邊轉(zhuǎn)入一向外直立的環(huán)形板14，其與管壁12分別成一稍小于90°的角度，優(yōu)選為87°至89°。因此當各環(huán)形板14的內(nèi)部端部在管壁12的區(qū)域沿一窄的分界接縫16緊密地相對接時，在兩環(huán)形板14的端表面18之間形成一徑向向外擴大的楔形縫隙20。
每一環(huán)形板14的外部端部分別經(jīng)由一圓弧22轉(zhuǎn)入一向后和向內(nèi)指向所屬管壁12的、成錐形傾斜的夾緊翼緣24。每一夾緊翼緣24的接近管壁12的內(nèi)部端部分別經(jīng)由一圓弧26轉(zhuǎn)入一與管壁12間隔開的平行于管壁向環(huán)形板14方向延伸的支撐翼緣28。一彎曲的加強環(huán)47的各一個向外直立的翼緣44或平行于管壁12延伸的翼緣46分別貼緊每一環(huán)形板14的外面或每一管壁12的外面，該加強環(huán)47由比管壁12較厚的薄板構(gòu)成。
相對接的連接凸緣32通過裝上一共同環(huán)形的具有槽形橫截面的夾緊環(huán)34、以及使夾緊環(huán)34的夾緊相對拉緊并處于夾緊狀態(tài)，從而各管壁12沿接縫16更加牢固地被軸向相對擠壓。夾緊環(huán)的夾緊可以按本來已知的方式，例如通過一單獨的螺釘?shù)臄Q緊很快地完成。圖1中所示夾緊環(huán)34具有一個槽底36和兩個錐形的側(cè)翼緣38，其錐度符合于夾緊翼緣24的錐度并因此在擰緊夾緊環(huán)34時其緊貼在夾緊翼緣24上。
在該所示實施形式中，一環(huán)繞的條形的彈性密封40固定于槽底36的內(nèi)面上，其在擰緊夾緊環(huán)34時在圖1中所示的夾緊位置被緊密地壓入圓弧22的上面和各環(huán)形板14的端表面18之間的楔形縫隙30的外部端部內(nèi)。此外，由于環(huán)形板14沿接縫16的強烈的相互擠壓的內(nèi)部端部達到了良好的密封，因此對于全部實際中出現(xiàn)的情況均可得到充分的密封。
圖2示出管段10的端部與置于該端部的軸向外面的、作為待安裝的加強環(huán)的短管件47。圖3示出在推上加強環(huán)47以后的管段10的端部，前者連續(xù)緊密地貼緊管段10的外面。在推上加強環(huán)47時優(yōu)選留下一越過加強環(huán)47軸向突出的環(huán)部分48，隨后將其按照圖4越過加強環(huán)47的軸向端部成錐形向后彎曲以形成后來的夾緊翼緣24。在達到圖4中所示的成型階段以后優(yōu)選借助于已知的環(huán)形的轉(zhuǎn)彎方法產(chǎn)生一再次的彎曲，由此形成向外直立的環(huán)形板14和貼緊它的向外直立的加強環(huán)翼緣44。按照圖4和5的實施形式與圖1中所示的不同主要在于，按照圖4和5的加強環(huán)47的平行于管壁12延伸的翼緣46沿軸向方向大大長于按照圖1的實施形式中的。
兩翼緣44和46的長度根據(jù)應用情況和強度要求可在相當大的程度上自由選擇。這同樣適用于成型的連接凸緣的各應用形式。因此，例如在按照圖6的實施形式中，加強環(huán)的向外凸出的翼緣44的長度正好選擇成使其完全貼緊環(huán)形板14的外面并且連接凸緣的夾緊翼緣24緊密地繞翼緣44的外端彎曲。在按照圖4至7的實施形式中缺少按照圖1設置的附加的支撐翼緣28。
圖7示出一特別輕型的實施形式，其中加強環(huán)47的薄板厚度小于或至多等于管段10的薄板厚度。在該實施形式中，另外設有一平面式貼緊成錐形向內(nèi)彎曲的夾緊翼緣24的加強環(huán)47的第三翼緣48，其與夾緊翼緣24共同成型。
一個類似于圖7實施形式的實施形式示于圖8，其中只是加強環(huán)的薄板厚度比管段10的薄板厚度再增加一些。此外，這里連接凸緣的夾緊翼緣24與貼緊的加強環(huán)的翼緣48一起向內(nèi)向著管段10的壁延伸，使兩者貼緊加強環(huán)的翼緣46的外面。由此得到一特別穩(wěn)定的實施形式。
在按照圖9的實施形式中，夾緊環(huán)的翼緣44以如按照圖6實施形式中的同樣的方式構(gòu)成，同時夾緊翼緣24具有一折彎的部分50，以使折彎的翼緣50的內(nèi)端支撐地貼緊于加強環(huán)47的兩翼緣44與46之間的折縫52中。
在按照圖10的另一實施形式中，夾緊翼緣24的折彎的翼緣52平行于管段10的壁彎曲，以使其大致支撐在加強環(huán)47的翼緣44的中間。
連接凸緣32與加強環(huán)47的較簡單的實施形式示于圖11至13中。在這些實施形式中，兩連接凸緣的連接不是通過圖1中所示的夾緊環(huán)實現(xiàn)，而是通過未示出的螺栓連接實現(xiàn)，其分別按本身已知的方式通過在環(huán)形板14或加強環(huán)47的翼緣44中的相互對齊的螺栓孔54和56。相當于夾緊翼緣的翼緣24和加強環(huán)47與其貼緊的翼緣48在該實施形式中平行于管段10的管壁延伸。其中由于一特別的夾緊環(huán)的節(jié)省，與上述的各實施形式相比再次得到了一重量節(jié)省。
按照圖12的實施形式是稍重型的并因此更堅固的，其中加強環(huán)47的薄板厚度再次選成稍大一些。加強環(huán)因此只具有向外直立的翼緣44而沒有向后彎曲的翼緣48。
圖13示出一用于對接連接的特別簡單的實施形式，其中不僅連接凸緣只有一個環(huán)形板14而且加強環(huán)也只具有貼緊該環(huán)形板的翼緣44。對于許多應用情況，這樣簡單的并從而也輕型的實施形式是足夠用的。其中加強環(huán)47自然可以以在很大程度上任選的厚度實現(xiàn)。
有這樣的實施形式，其中加強環(huán)47推過各個管段的全長或在管端部推上兩個或多個加強環(huán)，不過這些未示于附圖中，這種實施形式算是權(quán)利要求范圍內(nèi)容許的一種設計，如果提出特別的強度要求或者可以不考慮管段重量的話。
如果各個管段10通過加強環(huán)47沿管段10的軸向全長的延伸做成雙壁結(jié)構(gòu)，特別是如果，如按照圖14至17的實施形式中那樣，加強環(huán)47在所屬的管段的最大部分的軸向長度上與管壁12間隔開延伸，從而在管壁12與加強環(huán)的相應部分60之間得到一中間空間58，則得到特別有利的實施形式。該中間空間58可以填充消聲材料62以構(gòu)成一管消聲器。在作為消聲器的應用的情況下，管壁12構(gòu)成為多孔的。材料62可以例如由玻璃棉(Glaswolle)等構(gòu)成。
圖15示出作為用于一種適合的壓力管的薄板管地面敷設的管段10的設計，其中加強環(huán)47的部分60與管壁12間隔開并沿管段10的軸向方向波形地延伸。由于要求有抗銹性，管段10和/或加強環(huán)47由鍍鋅的鋼等穩(wěn)定的材料制造。波形管特別用作承受產(chǎn)生的壓力。
在按照圖16的實施形式中，中間空間58，其實際上沿管段10的全長延伸，填充有絕緣材料65。在該實施形式中未設置加強環(huán)47的貼緊管壁12的部分46。
最后，在按照圖17的實施形式中，一內(nèi)部的加強環(huán)47和一外部的加強環(huán)66相疊設置，使部分60和68沿管段10的最大部分的軸向長度分別與管壁12間隔開并相互間隔開延伸。借此形成兩個中間空間58或70。與連接凸緣32鄰接以及在連接凸緣本身中加強環(huán)47和66的貼緊連接凸緣32的外面或管壁12的翼緣46、44、48分別為雙壁結(jié)構(gòu)。就圖17的實施形式來說，多壁的管段可以例如用于化學工藝流程的用途中，其中各個管或加強環(huán)也可根據(jù)要求由不同的材料制造。
在安全技術(shù)方面，多壁管也是必要的，其中一個或多個空腔可以填充監(jiān)控液體。監(jiān)控液體的出現(xiàn)用作對泄漏的指示。
這種方式的多壁管的應用也可以在冷卻技術(shù)中有利地實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.兩個具有圓形或扁平橢圓形橫截面的薄板制管段(10)之間的對接連接，所述兩管段(10)分別至少在一個端部具有與鄰接的管壁(12)成一體構(gòu)成的連接凸緣(32)，用以建立與相接的管段(10)的對接連接，其中每一連接凸緣具有至少一個從管壁(12)向外凸出的環(huán)形板(14)，并且各連接凸緣通過一沿管段(10)的軸向方向?qū)⑺鼈兘Y(jié)合的夾緊裝置(例如34)牢固地連接在一起，其特征在于，有一單件的薄板制加強環(huán)(47)在每一管段(10)的端部貼緊在其外面并至少貼緊在每一環(huán)形板(14)的徑向靠內(nèi)的部分。
2.按照權(quán)利要求1所述的對接連接，其特征在于，所述夾緊裝置由一個通過鄰接的環(huán)形板(14)的、并在必要時通過貼緊它們的加強環(huán)翼緣(44)的孔(54、56)的螺栓連接構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的對接連接，其特征在于，每一連接凸緣(32)具有一從環(huán)形板(14)的外端成錐形轉(zhuǎn)向鄰接的管壁(12)方向的夾緊翼緣(24)，并且夾緊裝置(34)由一安裝到連接凸緣(32)上的、以錐形側(cè)翼緣(38)貼緊到連接凸緣(32)的夾緊翼緣(24)的夾緊環(huán)構(gòu)成。
4.按照上述權(quán)利要求之一項所述的對接連接，其特征在于，加強環(huán)(47)貼緊整個的環(huán)形板(14)。
5.按照權(quán)利要求4所述的對接連接，其特征在于，加強環(huán)(47)貼緊鄰接的夾緊翼緣(24)。
6.按照上述權(quán)利要求之一項所述的對接連接，其特征在于，加強環(huán)(47)的板厚大于所屬的管段(10)的板厚。
7.按照上述權(quán)利要求之一項所述的對接連接，其特征在于，加強環(huán)(47)由兩個或多個薄板層構(gòu)成。
8.按照權(quán)利要求7所述的對接連接，其特征在于，加強環(huán)(47)只部分地是雙層的或多層的。
9.按照權(quán)利要求1或2或權(quán)利要求4至8之一項所述的對接連接，其特征在于，每一連接凸緣(32)具有一從環(huán)形板(14)的外端凸出的、平行于管壁(12)的遠離對接口的夾緊翼緣(24)。
10.按照上述權(quán)利要求之一項所述的對接連接，其特征在于，加強環(huán)(47)沿管段(10)軸向全長延伸。
11.按照權(quán)利要求10所述的對接連接，其特征在于，加強環(huán)(47)在管段(10)的絕大部分的軸向長度上與管壁(12)保持一徑向距離，由此形成一中間空間(58、70)。
12.按照權(quán)利要求11所述的對接連接，其特征在于，在管壁(12)與加強環(huán)(47)之間的中間空間(58)填充有消聲材料(62)或絕緣材料(65)。
13.按照權(quán)利要求12所述的對接連接，其特征在于，中間空間(64)向管壁(12)的方向由一孔板(64)封隔。
14.按照權(quán)利要求11至13之一項所述的對接連接，其特征在于，加強環(huán)(47)是波形的，使得加強環(huán)部分(60)與管壁(12)之間的距離沿管段(10)的長度是變化的。
15.按照權(quán)利要求11至14之一項所述的對接連接，其特征在于，有一第二加強環(huán)(47)沿管段(10)的軸向全長延伸并且在管段(10)的軸向長度的絕大部分(68)上與第一加強環(huán)(47)在其最長部分(60)保持一徑向距離，從而形成第二中間空間(70)。
16.用于制造按照上述權(quán)利要求之一項所述的對接連接的連接凸緣(32)的方法，其特征在于，將一個貼緊管段(10)的一端部的外面、構(gòu)成一加強環(huán)(47)的管件推到此外面上，然后將一從管壁(12)向外凸出的環(huán)形板(14)與加強環(huán)(47)的一個翼緣(44)共同向外彎曲。
17.按照權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在成型環(huán)形板(14)之前，在其外端與加強環(huán)(47)的一翼緣(48)一起地或沒有該翼緣(48)地成型一夾緊翼緣(24)。
18.按照權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述成型借助于環(huán)形的轉(zhuǎn)彎方法實現(xiàn)。
全文摘要
兩個具有圓形或扁平橢圓形橫截面的薄板制管段(10)之間的對接連接，所述兩管段(10)分別至少在一個端部具有與鄰接的管壁(12)成一體構(gòu)成的連接凸緣(32)，用以建立與相接的管段的對接連接。有一單件的薄板制加強環(huán)(47)在每一管段(10)的端部貼緊在其外面并至少貼緊在每一連接凸緣(32)的環(huán)形板(14)的徑向靠內(nèi)的部分。
文檔編號F16L23/024GK1450293SQ0310866
公開日2003年10月22日 申請日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者曼弗雷德·邁尼格 申請人:Metu-系統(tǒng)邁尼格兩合公司