專利名稱：用于厚壁管的配件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于厚壁管的配件，該配件具有接觸區(qū)和擠壓區(qū)，其中擠壓區(qū)設(shè)置在接觸區(qū)的靠近管插入孔的一側(cè)。本發(fā)明還涉及一種由管和配件組成的系統(tǒng)以及涉及所述配件用于連接厚壁管的應(yīng)用。此外，本發(fā)明涉及一種用于厚壁管的配件的制造方法，在該制造方法中，將厚壁管在一個設(shè)置在管端部的配件區(qū)內(nèi)沿徑向擴寬，使得配件區(qū)的內(nèi)徑基本上與管的外徑相當(dāng)，以及配件區(qū)內(nèi)的壁厚基本上與管的其余部分的壁厚相當(dāng)，并且在該制造方法中，將配件區(qū)的設(shè)置在管端部的一個部分區(qū)域沿徑向拉伸，使得該部分區(qū)域的內(nèi)徑大于管的外徑。
背景技術(shù)：
為長距離運輸流體介質(zhì)例如水，在現(xiàn)有技術(shù)中為節(jié)省成本經(jīng)常使用由價格便宜的合金制成的管或者說管系統(tǒng)。這些合金經(jīng)常不是耐腐蝕的，以致這些管在其內(nèi)側(cè)通過在這些管內(nèi)被輸送的介質(zhì)慢慢地發(fā)生表面腐蝕。對于這種表面腐蝕的通常的材料侵蝕量為每年 100 到 150 μ m。為了盡管有腐蝕但仍然能夠確保這些管的足夠的使用壽命，特別使用厚壁管，使得盡管每年有材料侵蝕但管仍能夠在10到30年的通常的時期內(nèi)保持密封。根據(jù)DIN EN 10255，標(biāo)稱內(nèi)徑為1/2”的中間系列管具有2. 6mm的壁厚，標(biāo)稱內(nèi)徑為4”的管具有4. 5mm 的壁厚。在有表面腐蝕的情況下特別重要的是，與介質(zhì)接觸的管壁具有均勻的厚度，因為否則在局部薄壁的位置會導(dǎo)致過早蝕穿從而產(chǎn)生泄漏。也就是說這種管系統(tǒng)的使用壽命取決于壁最薄的、與介質(zhì)接觸的位置的壁厚。一個特別的薄弱之處是用于連接各個管的配件。這些配件通常同樣由不耐腐蝕的材料制成，因此如果要防止蝕穿則必須具有與管同樣厚的壁厚。為建立配件和管之間的密封連接，在具有15和108mm之間的標(biāo)稱管徑的薄壁管的情況下通常將配件與薄壁管擠壓連接。已經(jīng)表明，以這種方式能夠保證連接的持久的密封性。這種連接對于厚壁管是不利的，因為由于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于連接厚壁管的配件的大的壁厚，這種擠壓連接由于厚壁配件的高的剛度是非常困難的，而僅在非常高的力消耗下在使用特別復(fù)雜且價格不菲的擠壓工具的條件下才能實現(xiàn)。因此在現(xiàn)有技術(shù)中這種配件與厚壁管通常不是通過擠壓而是以其他的方式連接。特別是使用根據(jù)DIN EN 10242基于螺絲和夾子的螺紋連接器。這種連接的安裝耗費時間，并且需要對待要連接的管端部進行花費大的預(yù)處理。此外這種連接具有如下缺點，即它達不到擠壓連接的持久性和/或需要更加復(fù)雜的從而更加貴的配件。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種能夠避免上述缺點的用于厚壁管的配件。根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)通過如下方式得以解決擠壓區(qū)中至少是局部的壁厚小于接觸區(qū)中的壁厚。在此，接觸區(qū)理解為配件的與被輸送的介質(zhì)接觸的區(qū)域。
已經(jīng)認識到，使用這種配件 由于擠壓區(qū)內(nèi)較小的壁厚，擠壓連接需要較小的力，因此例如可以省去使用特別復(fù)雜且價格不菲的擠壓工具。同時通過接觸區(qū)內(nèi)較大的壁厚確保，配件在該區(qū)域內(nèi)不會過早蝕穿。因為厚壁配件特別地被用來延遲蝕穿，所以在一種優(yōu)選的實施方式中壁基本上由鋼、特別是由非不銹鋼構(gòu)成。在另一種優(yōu)選的實施方式中，在擠壓區(qū)和接觸區(qū)之間的過渡區(qū)域內(nèi)設(shè)置密封元件，優(yōu)選是環(huán)形密封元件。該密封元件在接觸區(qū)和擠壓區(qū)之間對配件進行密封。由此能夠?qū)崿F(xiàn)，在配件內(nèi)被輸送的介質(zhì)不能到達配件的擠壓區(qū)。通過這種方式，在該擠壓區(qū)域內(nèi)也不會發(fā)生被介質(zhì)腐蝕，從而避免在擠壓區(qū)內(nèi)的較薄的壁被過早蝕穿。在此特別優(yōu)選的是環(huán)形密封元件，因為這樣能夠在配件的整個周邊上防止介質(zhì)到達配件的擠壓區(qū)。一種特別可靠的密封可以通過彈性密封元件，例如由橡膠或者塑料制成的彈性密封元件實現(xiàn)。在配件的另一種實施方式中，一種特別穩(wěn)定的連接通過如下方式實現(xiàn)在擠壓區(qū)內(nèi)設(shè)置一個切割元件。該切割元件在將配件與管擠壓連接時陷入管的外壁中，從而管即使在突然受到拉力或者壓力負荷的情況下也能保持與配件固定連接，因而該連接保持密封。 該實施方式在與上述實施方式的密封元件組合的情況下是特別有利的。因為切割元件經(jīng)常具有比配件或者管的壁顯著小的厚度，所以在表面被介質(zhì)腐蝕的情況下會特別快地導(dǎo)致切割元件被蝕穿。通過密封元件防止這種情況發(fā)生，因為介質(zhì)根本不能到達擠壓區(qū)因而不能到達切割元件的區(qū)域。在另一種實施方式中，切割元件具有一個環(huán)形基體和在基體上沿著其周邊設(shè)置的多個切割構(gòu)件，其中每一個切割構(gòu)件具有至少一個指向內(nèi)部的切割刃并且每一個切割構(gòu)件相對于環(huán)形基體的一個徑向平面是鏡像對稱的。在此，徑向平面理解為垂直于環(huán)形基體的軸對稱方向延伸的平面。對稱的切割環(huán)具有作用在切割元件上的力均勻分布的優(yōu)點。這樣能夠防止切割環(huán)局部受到過負荷。在生產(chǎn)用于配件的環(huán)形切割元件時，在制造指向內(nèi)部的切割刃時由于對環(huán)形基體施加不對稱的力經(jīng)常導(dǎo)致切割環(huán)發(fā)生扭曲。通過該實施方式以如下方式防止這種情況發(fā)生由于鏡像對稱，能夠在對稱施力的情況下制造切割構(gòu)件。此外切割刃設(shè)置在擠壓區(qū)靠中間的位置上，由此能夠防止不希望的切割刃的翻倒或者說切割環(huán)的扭轉(zhuǎn)。一種這樣的切割環(huán)也能夠更加簡單地裝配在配件內(nèi)。上述切割元件是一種與之前所描述的配件相獨立的發(fā)明。在另一種優(yōu)選的實施方式中，在制造切割元件時特別對稱的施力以及由此得到的一種特別是無畸變的切割元件通過如下方式實現(xiàn)所有切割構(gòu)件相對于環(huán)形基體的一個唯一的徑向平面是鏡像對稱的。在另一種實施方式中，每個切割構(gòu)件分別具有兩個沿軸向間隔的切割刃。在此，軸向理解為環(huán)形基體的軸對稱方向。該實施方式的優(yōu)點在于，通過這種方式能夠特別簡單地實現(xiàn)切割構(gòu)件的鏡像對稱。此外，通過兩個切割刃提供的在切割環(huán)和管之間的連接比通過單個的切割刃更強。在另一種實施方式中，將管固定防止其相對于配件沿兩個軸向相對運動通過如下方式實現(xiàn)每個切割構(gòu)件的兩個切割刃傾斜地指向彼此或者傾斜地背向彼此。通過這種方式，該兩個切割刃傾斜地切入管的外壁中，從而在沿軸向被施力的情況下這兩個切割刃中總有一個進一步陷入外壁中，從而確保連接的穩(wěn)定性。
在另一種優(yōu)選的實施方式中，擠壓區(qū)在遠離接觸區(qū)的一側(cè)具有至少一個用于切割環(huán)的止擋。通過該止擋，切割環(huán)在配件未受擠壓的狀態(tài)下保持在它的位置并且不能夠從配件上脫落。此外，切割元件通過該止擋在配件受擠壓的狀態(tài)下也被附加地固定在它的位置上，從而切割元件即使在沿軸向?qū)芎团浼倪B接處施力的情況下也能可靠地保持在它的位置。在另一種優(yōu)選的實施方式中，配件的制造通過如下方式簡化用于切割環(huán)的至少一個止擋是分段的。為提高配件的表面的質(zhì)量，可以在配件制造結(jié)束時在浸滲池中例如用鋅對配件進行鍍層。然后，多余的鍍層材料在另一個步驟中從配件表面排出。在連續(xù)的止擋的情況下，一部分多余的鍍層材料會在止擋區(qū)域內(nèi)聚集，以致形成所謂的出口凸起 (Ablaufnasen) 0必要時必須在一個附加的步驟中再次除去這些出口凸起。通過分段的止擋能夠防止這種情況發(fā)生，因為多余的鍍層材料可以通過位于止擋的多個段之間的空隙流走。此外，本發(fā)明的任務(wù)還通過由管和配件組成的系統(tǒng)得以解決，其中配件被構(gòu)造為依據(jù)本發(fā)明的配件，并且接觸區(qū)內(nèi)的壁厚基本上與管的壁厚相當(dāng)。通過使配件的接觸區(qū)內(nèi)的壁厚不小于管的壁厚，防止配件過早被蝕穿并且因此導(dǎo)致整個系統(tǒng)的不密封性。通過使配件的接觸區(qū)內(nèi)的壁厚不大于管的壁厚，同時使配件的重量和材料成本最小化。在一種優(yōu)選的實施方式中，配件處于受到擠壓的狀態(tài)或者未受擠壓的狀態(tài)。此外，本發(fā)明的任務(wù)還通過依據(jù)本發(fā)明的配件用來連接厚壁管的應(yīng)用得以解決。本發(fā)明的任務(wù)還通過一種用于厚壁管的配件的制造方法得以解決，在所述制造方法中，將厚壁管在設(shè)置于管端部的配件區(qū)內(nèi)沿徑向擴寬，使得配件區(qū)的內(nèi)徑基本上與管的外徑相當(dāng)，并且配件區(qū)的壁厚基本上與管的其余部分的壁厚相當(dāng)，并且在所述制造方法中， 將配件區(qū)的設(shè)置在管端部上的一個部分區(qū)域沿徑向拉伸，使得該部分區(qū)域的內(nèi)徑大于管的外徑，其中將該部分區(qū)域沿徑向拉伸，使得管的在該部分區(qū)域內(nèi)至少是局部的壁厚小于在配件區(qū)的不處于該部分區(qū)域內(nèi)的那一部分內(nèi)的壁厚。通過該方法能夠制造依據(jù)本發(fā)明的配件。在此，所述部分區(qū)域相應(yīng)于擠壓區(qū)，配件區(qū)的其余部分相應(yīng)于接觸區(qū)。該方法具有如下優(yōu)點擠壓區(qū)中的壁厚已經(jīng)通過拉伸而減小。在所述方法的一種優(yōu)選的實施方式中，在所述部分區(qū)域的靠近管端部的末端通過卷曲制成至少一個分段的止擋。通過這種方式簡單地制造用于待設(shè)置在所述部分區(qū)域內(nèi)的切割元件的止擋。


本發(fā)明的其他的特征和優(yōu)點在實施例的描述中詳細解釋，其中參考附圖。附圖中圖1以剖視圖示出了依據(jù)本發(fā)明的配件的一種實施例，圖2以剖視圖示出了在未受到擠壓狀態(tài)下的依據(jù)本發(fā)明的由配件和厚壁管組成的系統(tǒng)的一種實施例， 圖3以俯視圖示出了圖2的實施例，圖4以剖視圖示出了在受到擠壓狀態(tài)下的依據(jù)本發(fā)明的由配件和厚壁管組成的系統(tǒng)的一種實施例，以及 圖5示出了依據(jù)本發(fā)明的用于厚壁管的配件的制造方法的一種實施例。
具體實施例方式圖1以剖視圖示出了依據(jù)本發(fā)明的配件2的一種實施例。該配件2被構(gòu)造為基本上相對于軸向的軸線4是旋轉(zhuǎn)對稱的。該配件具有接觸區(qū)6以及擠壓區(qū)8。在此，配件2在擠壓區(qū)8內(nèi)的壁厚比在接觸區(qū)6內(nèi)的壁厚小。由此擠壓區(qū)8能夠更簡單地擠壓。這樣例如可以省去花費特別大的擠壓工具。配件的內(nèi)徑在接觸區(qū)6內(nèi)與待通過管插入孔10插入的管的外徑匹配。在接觸區(qū)6 和擠壓區(qū)8之間的過渡區(qū)12內(nèi)，配件的內(nèi)徑擴寬，使得配件在擠壓區(qū)8內(nèi)的內(nèi)徑大于待插入的管的外徑。在接觸區(qū)6的遠離擠壓區(qū)8的一側(cè)，配件的內(nèi)徑在配件過渡部13中逐漸縮小至比待插入的管的外徑小的直徑。配件過渡部13可以用作待插入的管的止擋。配件2例如用非不銹鋼制成。在過渡區(qū)12內(nèi)設(shè)置一個具有圓形橫截面的環(huán)形密封元件14。密封元件14的橫截面當(dāng)然也可以具有其他的形狀。此外在擠壓區(qū)8內(nèi)還設(shè)置一個切割元件16以及一個輔助元件18。切割元件16由環(huán)形基體20組成，在該基體上在周邊上分布地設(shè)置多個切割構(gòu)件22。每個切割構(gòu)件22分別具有兩個切割刃24，這兩個切割刃沿軸向指向彼此。切割構(gòu)件22相對于垂直于軸向軸線 4的徑向平面26呈鏡像對稱。環(huán)形的輔助元件18用于在一側(cè)固定切割元件16。切割元件16的另一側(cè)通過設(shè)置在管插入孔10的區(qū)域中的止擋28固定。止擋28 不是連續(xù)的，而是分段的。因此在各止擋之間余留有間隙30。在借助于浸滲池，即通過所謂的熱鍍鋅對配件鍍鋅之后，多余的鋅能夠以這種方式通過間隙30排出。止擋28在所示的實施例中通過對擠壓區(qū)8的靠近管插入孔10的邊緣進行簡單的卷曲而制成。圖2示出了在未受到擠壓的狀態(tài)下的依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一種實施例。系統(tǒng)40 包括圖2中示出的配件2以及厚壁管44。作為替代當(dāng)然還可以使用依據(jù)本發(fā)明的配件的其它實施方式來代替配件2。該厚壁管44通過管插入孔10插入配件2內(nèi)直至配件過渡部 13。配件過渡部13以這種方式用作管44的止擋。在管的外壁46和擠壓區(qū)6的內(nèi)壁48之間形成縫隙50。該擠壓區(qū)8尚未被擠壓。密封元件14和切割元件16與管的外壁46相間隔。圖3以俯視圖示出了圖2的系統(tǒng)。軸向軸線4垂直于圖面。管44在中間插入配件2中。切割元件16與管44的外壁相間隔。該切割元件通過在配件2的周邊上均勻分段的止擋28固定在配件2的擠壓區(qū)內(nèi)。圖4以剖視圖示出了在受到擠壓的狀態(tài)下的依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一種實施例。所示系統(tǒng)60例如是在擠壓區(qū)8內(nèi)對配件2進行擠壓之后的圖2中所示的系統(tǒng)40。在此，該擠壓通過如下方式變得容易配件2在擠壓區(qū)8中的壁厚減小，并且所述擠壓例如可以是使用一種簡單的擠壓鉗進行的。系統(tǒng)60具有在擠壓區(qū)62中被擠壓的配件64和管66。在配件64的內(nèi)側(cè)上設(shè)置在擠壓區(qū)62內(nèi)的切割元件68與管66直接接觸，其中設(shè)置在切割元件68上的切割構(gòu)件的切割刃切入管66的外壁70中。管66由此牢固地固定在配件64內(nèi)。
設(shè)置在擠壓區(qū)62和接觸區(qū)74間的過渡區(qū)72內(nèi)的環(huán)形密封元件76通過對配件64 的擠壓而發(fā)生了變形，并且在過渡區(qū)72內(nèi)不僅緊緊地貼靠在配件64的內(nèi)側(cè)而且緊緊地貼靠在管66的外壁70上。由此在過渡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生配件60和管66之間的密封連接。在系統(tǒng)60中輸送介質(zhì)78。這里，該介質(zhì)例如可以是水。管66在配件過渡部80的區(qū)域中在配件64的內(nèi)壁上的貼靠不是密封連接，以致介質(zhì)80可以滲入在管的外壁70和配件在接觸區(qū)74中的內(nèi)壁84之間的縫隙82中。因此接觸區(qū)74的內(nèi)壁84受到介質(zhì)78的腐蝕。因為該區(qū)域中的壁厚大，優(yōu)選為管66的壁厚的大小，所以能夠保證配件不被過早蝕穿。 通過密封元件76阻止介質(zhì)到達擠壓區(qū)62。因此配件64的在擠壓區(qū)62內(nèi)的內(nèi)壁不會受到介質(zhì)78的腐蝕。這樣防止配件在擠壓區(qū)62中的較薄的壁處過早被蝕穿。圖5示出了依據(jù)本發(fā)明的用于厚壁管的配件的制造方法的一種實施例。在第一方法步驟94中，將厚壁管90在管端部92的區(qū)域內(nèi)沿徑向擴寬，使得產(chǎn)生中間產(chǎn)品96。該中間產(chǎn)品96在擴寬的配件區(qū)98中具有基本上與未擴寬的區(qū)域100的外徑相當(dāng)?shù)膬?nèi)徑。在第二方法步驟102中，沿徑向拉伸配件區(qū)98的一個部分區(qū)域，使得產(chǎn)生配件 104。配件104的被拉伸的部分區(qū)域106的內(nèi)徑比相應(yīng)的配件區(qū)98的未拉伸的區(qū)域108的內(nèi)徑大。在所述部分區(qū)域106中的壁厚通過在第二方法步驟中的拉伸而小于在未拉伸的區(qū)域108中的壁厚?？蛇x地，可以在另外的方法步驟110中對該配件104繼續(xù)加工。例如可以對配件104在管插入孔112的區(qū)域內(nèi)進行卷曲，使得產(chǎn)生分段的止擋。也可以對配件104 進行涂層，即例如對其進行熱鍍鋅。這樣制成的配件的一個示例在圖1中示出。
權(quán)利要求
1.用于厚壁管的配件， -具有接觸區(qū)(6)以及 -具有擠壓區(qū)(8)，-其中擠壓區(qū)(8)設(shè)置在接觸區(qū)(6)的靠近管插入孔的一側(cè)， 其特征在于，-在所述擠壓區(qū)(8)內(nèi)至少是局部的壁厚小于在所述接觸區(qū)(6)內(nèi)的壁厚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配件，其特征在于， 壁基本上由鋼制成，特別是由非不銹鋼制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的配件，其特征在于，在所述擠壓區(qū)(8)和所述接觸區(qū)(6)之間的過渡區(qū)(12)內(nèi)設(shè)置密封元件(14)，優(yōu)選是環(huán)形的密封元件(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的配件，其特征在于， 在所述擠壓區(qū)(8)中設(shè)有切割元件(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的配件，其特征在于，所述切割元件(16)具有一個環(huán)形基體(20)和在該基體(20)上沿著其周邊設(shè)置的多個切割構(gòu)件(22)，其中，每一個切割構(gòu)件(22)具有至少一個指向內(nèi)部的切割刃(24)并且每一個切割構(gòu)件(22)相對于環(huán)形基體(20)的一個徑向平面(26)是鏡像對稱的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配件，其特征在于，所有切割構(gòu)件(22)相對于所述環(huán)形基體(20)的一個唯一的徑向平面(26)是鏡像對稱的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的配件，其特征在于，所述切割構(gòu)件(22)各自具有兩個沿軸向間隔的切割刃(24)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的配件，其特征在于，每個所述切割構(gòu)件(22)的兩個切割刃(24)傾斜地指向彼此或者傾斜地背向彼此。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的配件，其特征在于，所述擠壓區(qū)(8)在遠離所述接觸區(qū)(6)的一側(cè)具有至少一個用于切割環(huán)(16)的止擋 (28)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的配件，其特征在于，所述至少一個用于切割環(huán)(16)的止擋(28)是分段的。
11.由管和配件組成的系統(tǒng)，其中配件(2)根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任意一項進行構(gòu)造，其特征在于，在所述接觸區(qū)(6)內(nèi)的壁厚基本上與管(44)的壁厚相當(dāng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述配件(2、64)處于受到擠壓的狀態(tài)或者未受擠壓的狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項所述的配件用于連接厚壁管的應(yīng)用。
14.用于厚壁管的配件的制造方法，-在該制造方法中，將厚壁管(90)在設(shè)置在管端部(92)處的配件區(qū)(98)內(nèi)沿徑向擴寬，使得所述配件區(qū)(98)的內(nèi)徑基本上與所述管(90、100)的外徑相當(dāng)，并且所述配件區(qū) (98)內(nèi)的壁厚基本上與所述管的其余部分(100)的壁厚相當(dāng)，以及-在該制造方法中，將所述配件區(qū)(98)的設(shè)置在管端部上的部分區(qū)域(106)沿徑向拉伸，使得所述部分區(qū)域(106)的內(nèi)徑大于所述管(90、100)的外徑， 其特征在于，-將所述部分區(qū)域(106)沿徑向拉伸，使得所述管的在所述部分區(qū)域(106)內(nèi)至少是局部的壁厚小于在所述配件區(qū)的不處于該部分區(qū)域內(nèi)的部分(108)內(nèi)的壁厚。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在所述部分區(qū)域(106)的靠近管端部(112)的末端上，通過卷曲制成至少一個分段的止擋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于厚壁管的配件，該配件具有接觸區(qū)(6)和擠壓區(qū)(8)，其中所述擠壓區(qū)(8)設(shè)置在所述接觸區(qū)(6)的靠近管插入孔的一側(cè)，并且在所述擠壓區(qū)(8)內(nèi)至少是局部的壁厚小于在所述接觸區(qū)內(nèi)的壁厚。
文檔編號F16L13/14GK102308136SQ201080006574
公開日2012年1月4日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者B·科希格, U·阿寧 申請人:德國維格有限公司