專利名稱：具有擠壓套筒的管子擠壓接合裝置以及擠壓方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1的前序部分所述的管子擠壓接合裝置、一種按權利要求8所述的擠壓套以及按權利要求9的前序部分所述的擠壓方法。
這種類型的管子擠壓接合裝置例如由EP0159997已知。這種接合裝置用于在由塑料以及由相對比較軟的金屬以及由多層復合材料制成的管子中建立可靠的和長期穩(wěn)定的連接。該已知的管子擠壓接合裝置可以將用作用于連接例如液壓管路、水管和天然氣管路的焊接方法的另一種可選擇的方案。
擠壓的原理在于將待擠壓的管端推到一個通常設計成異型的支撐套上，這個套是配件的一部分。支撐套或者異型斷面的直徑應保證在重視管子直徑的可能的公差的情況下，使管子不用花費很大的力就能夠插裝到支撐套上去。在已知的擠壓中在管端上推上一個壓縮套。在該壓縮套上最后要軸向推上一個鎖緊擠壓套(以后簡稱為擠壓套)。該擠壓套具有這樣一個內異型斷面使壓縮套和位于其下面的管子產生這樣變形，使管子材料壓入到支撐套的異型斷面中，以得到一種長期穩(wěn)定和長期密封的擠壓。為了推動擠壓套，尤其對于較大的管子或者對于金屬管子必須要有大的軸向力，這種力通常借助于一種專門的液壓擠壓工具來施加。在已知的管子擠壓接合裝置中，擠壓套的特征是一種基本上為圓柱形的內異型斷面。
已知的管子擠壓接合裝置的缺點是為了擠壓而將要施加的力相對較大，因而即使在應用液壓擠壓工具時已知的擠壓的應用范圍也受到了取決于管子直徑、管子壁厚和管子材料的硬度的限制。這種大的擠壓力與將管子材料擠到了支撐套的異型斷面中有關。尤其在厚壁管時為此需要較大的力。為了補償管子壁厚(尤其是管子內徑)的公差，并且一方面盡管有公差仍應保證使管端以合理的力能夠推到支撐套上、另一方面保證使管子材料充分地壓入到支撐套的異型斷面中并因此保證可靠的密封，管子材料的變形必須具有某種大小程度。由于這些原因已知的擠壓系統(tǒng)盡管其可靠性較好但在較大的管路中至今仍無法應用，這是因為所需要的擠壓力達到了材料可承載能力的極限而且所需要的擠壓工具很復雜。
本發(fā)明的任務是減少在已知的管子擠壓接合裝置中所要施加的軸向擠壓力。這樣即使具有較大直徑的管子或者由較硬的、也就是難以變形材料制成的管子也應該可以實現擠壓。此外由于需要施加的擠壓力的減小而使擠壓工具可以設計得更緊湊和更價廉，并且更容易操作。
上面所述的任務用一種按權利要求1所述的管子擠壓接合裝置或者一個按權利要求8所述的擠壓套或者用一種按權利要求9所述的擠壓方法來解決。
本發(fā)明的合適的方案由從屬權利要求得出。
在按本發(fā)明的理論的范圍內，原則上可以使用一種沒有異型斷面部分的壓縮套，然而最好使用一種有異型斷面部分的壓縮套，以下的說明都是以此為出發(fā)點的。
按照本發(fā)明的管子擠壓接合裝置或者擠壓套根據權利要求1其特征在于，擠壓套至少具有一個徑向環(huán)繞的擠壓凸起或者具有一個橫斷面逐漸縮小的部位。通過所述至少一個擠壓凸起或者至少一個橫斷面逐漸縮小的部位，就保證了在推動擠壓套時壓縮套的或者說管端的真正的變形功只是通過該擠壓凸起的邊棱或者通過該橫斷面逐漸縮小的部位所產生。擠壓套的其余的內部部位與擠壓凸起或者逐漸縮小的部位相比略有縮進。因而在壓縮套和擠壓套上下相互軸向滑動時的摩擦力就明顯降低，這種摩擦如在本發(fā)明的范圍中已經了解的那樣，占到用于擠壓所必需的力的大部分。擠壓的質量因而得以改善，這是由于壓縮環(huán)的材料或者管子的材料基本上進行非彈性的變形、并因而在凸起或者縮小部分通過了對應的軸向擠壓部位之后保持其形狀。在所述已知的管子擠壓接合裝置中，它們具有一個擠壓套，該擠壓套有一個基本上為圓柱形的內異型斷面，壓縮套的整個圓周表面就用局部很大的恢復力壓在壓縮套的整個位于支撐套部位中的內表面上，這無論在大管徑還是小管徑時都造成很大的摩擦力。在已知的管子擠壓接合裝置中的摩擦力在數量級上隨著管子直徑或者管子壁厚而過度提高，這在本發(fā)明的范圍中很大程度地避免了。用按本發(fā)明的擠壓套可以使所需的最大擠壓力在數量級上例如減少30％至50％，而在這種情況下并不降低擠壓的質量。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施形式中，至少一個擠壓凸起具有一個基本為圓形的橫斷面形狀，也就是成形在擠壓套內側面上的擠壓凸起在橫斷面中具有一段圓形結構。擠壓套特別優(yōu)選地具有一種基本上為中空圓柱形的或者向后略呈錐形擴展的基本形狀，其中緊挨著在滑動到支撐套部位上的端側上設置一個第一倒圓的、具有一個第一最小直徑的擠壓凸起；并沿軸向在推移方向上、位于該第一擠壓凸起的后面設置了一個第二倒圓的、具有一個第二最小直徑的擠壓凸起，該第二最小直徑小于第一最小直徑。通過這兩個具有不同最小直徑的不同的擠壓凸起可以分兩個階段進行擠壓，這樣用于變形所需的軸向力比單一階段時的擠壓來說就減小了。
通過擠壓凸起的倒圓的形狀使擠壓套在壓縮套上形成了一個小的傳力配合的支承面，因而又減小了摩擦。由于該倒圓的形狀還改善了滑移性能，而且避免了損傷壓縮套。
然而一種替換方案是，該凸起或者橫斷面的縮小在本發(fā)明范圍內例如也可以基本上設計成三角形或矩形的或者多個肋板的形狀或者各種任意的不同的形狀，只要保證使擠壓力基本上施加在擠壓套的沿擠壓方向的“前面”部位中以便減少摩擦即可。
特別優(yōu)選的是，擠壓套在其位于擠壓凸起對置的端側部位上具有一個帶有一個(最好基本上為錐形的)橫斷面逐漸縮小的部位。這個錐形部位造成使管端和支撐套之間的環(huán)形間隙在擠壓行程的最后段上附加地受到壓縮。因而阻止了在管子里輸送的介質經過環(huán)形間隙而滲入支撐套和管子之間的部位中，并且阻止了在那里有可能產生的腐蝕效應。
壓縮套可以最好在外側有一個異型斷面部分，它與支撐套的異型斷面部分相對應，也就是該壓縮套在該部位中具有較大的直徑，其中支撐套異型斷面分別具有一個凹槽。因而強制使管子材料尤其是進入到支承套的凹槽中。異型斷面部分最好也設計成倒圓的，以便改進滑動性能。
擠壓套的表面最好設計得比壓縮套的材料更硬些。
以下根據附圖舉例來詳細說明本發(fā)明。附圖示出

圖1一種按本發(fā)明的處于非擠壓狀態(tài)的管子擠壓接合裝置的橫斷面局部視圖2按圖1所示的管子擠壓接合裝置的另一種可替換的實施方式；圖3按本發(fā)明的擠壓套的橫斷面的放大視圖；圖4擠壓狀態(tài)下的按圖1所示的按本發(fā)明的擠壓套。
在圖1中表示了按照本發(fā)明的一種管子擠壓接合裝置(不成比例)的橫斷面，其中接合裝置整體做成旋轉對稱的(下部的鏡像形成的部分未示出)。用于各個元件的材料可以是塑料(尤其是變性塑料)或金屬(如鋼、銅、黃銅、鑄造材料)。管子擠壓接合裝置具有一個管端10，它在一個具有異型斷面的支撐套12上推動。支撐套12是一個未完全示出的管路附件(例如一個連接器、一個三通等等)的零部件。管端10靠在一個與該管路附件集成地構成的擋塊16上。在管端10插到支承套12上之前就使一個壓縮套18在該管端上推向擋塊16，該壓縮套18具有一個基本上為圓柱形的內直徑和一個帶有兩個圓的異型斷面部分20a、20b的外直徑。
關于壓縮套18，通常借助于一種專門的液壓工具可以將一個擠壓套22軸向推動到壓縮套18上。擠壓套22的軸向內輪廓的結構設計應保證使壓縮套18、并因而使位于其下的管端10產生變形，從而使管端10的材料嵌入支撐套的異型斷面部分中(參見圖4的擠入狀態(tài))，并達到一種特別牢固的軸向固定和長期穩(wěn)定的密封。
在本發(fā)明范圍內該擠壓套(見圖3所示放大圖)具有兩個徑向環(huán)繞的擠壓凸起24和26。第一個擠壓凸起24直接設置在擠壓套的朝向管路附件的端面上。在擠壓方向上、在第一個擠壓凸起24的后面(也就是圖中左面)有第二擠壓凸起26，由于此凸起使擠壓套比由于第一個擠壓凸起24而變得窄小的多。第一個擠壓凸起可以在該軸向部位上、在第二個擠壓凸起之前略微縮回，如由圖1可見的那樣；或者也可以在過渡部位中過渡到一個近似圓柱形的面。重要的是，該擠壓套在該第二個擠壓凸起26之后略微縮回，從而使擠壓力、并因而使摩擦力在這個部位32中由于相應的“卸壓”而減小。
當推進擠壓套22時使壓縮套18以及位于其下面的管端10受到壓縮。凸起較高的異型斷面部分20a、20b在該實施例中先后就通過兩個凸起24、26分兩個階段進行壓縮，而其余的部位則主要由階段26進行壓縮。異型斷面部分的以及凸起的倒圓形狀導致良好的滑動特性。此外這里真正的接觸面30是相對較小的，因而同樣也減少了摩擦?？傊赃@種方式使管子產生如此變形使管子在支承套12的異型斷面部位處固定住。由于該變形一部分是非彈性的，因而作用在擠壓套的中間部位32上的回復力就比在擠壓凸起部位中的小得多。因而要所要克服的摩擦力在擠壓行程上相對保持不變，這與現有技術相反，在該現有技術中這些力則通過在擠壓行程上越來越大的相互對著的面而明顯增大。
另外凸起24、26附帶完成一個擠壓套的固定鎖緊功能，這是因為該擠壓套在終止位置上(圖4)以一種形式補加有凹坑，因而阻止了擠壓套的退回運動，因而該擠壓套是自鎖的。
在對著管端(圖中左邊)的端面部位中附加設有一個錐形逐漸縮小的部位28(在圖1中該錐形部位的尺寸為了加以說明與圖3不同作了強化表示)。因而就可以使管端10在過渡部位中對于支承套12進行特別強烈的形狀配合連接的壓緊，從而可靠地阻止在管子10中輸送的介質滲入到管端和支承套之間的環(huán)形間隙中，并阻止因而引起的間隙腐蝕。向著正面端在一個短段上又使壓縮套設計成圓柱形的。
在圖2中表示了按本發(fā)明的管子擠壓接合裝置的另一種可選擇的實施形式，其中同樣的部分采用了同樣的附圖標記。與圖1的區(qū)別在于，主要是支承套12和壓縮套的異型斷面部分不同，該壓縮套具有三個異型斷面部分20a、20b和20c。
由圖可見，壓縮套18在擠壓狀態(tài)下略微超出擠壓套22。因而對管端10產生了附加的支承。
按照本發(fā)明的擠壓除了塑料管之外也適合于金屬管，例如有鋼、合金鋼和銅制成的管。
權利要求
1.管子擠壓接合裝置，其中在擠壓狀態(tài)下一個管子的至少一個端部(10)借助于一個外部的、軸向推到管子上的、施加徑向擠壓力的擠壓套(22)以及一個壓縮套(18)與一個已插入到管端中的支承套(12)相連接，其中為了產生擠壓而將管端(10)推到支承套(12)上，該壓縮套布置在管端上，并將擠壓套(22)沿軸向推到在支承套部位上的壓縮套上，其特征在于，擠壓套(22)在內側處、在當推移該擠壓套時首先滑動到支承套部位上的部位中具有至少一個徑向環(huán)繞的擠壓凸起或者具有至少一個橫斷面(24、26)逐漸縮小的部位，該部位應保證通過該部位所產生的擠壓力要比由擠壓套(22)的至少一個沿軸向在推移方向上位于該擠壓凸起或者橫斷面逐漸縮小的部位后面的軸向內部段(32)所產生的擠壓力要大。
2.按權利要求2所述的管子擠壓接合裝置，其特征在于，壓縮套(18)具有異型斷面。
3.按權利要求1或2所述的管子擠壓接合裝置，其特征在于，所述至少一個擠壓凸起或者橫斷面(24；26)縮小的部位具有一個基本上為圓形的橫斷面結構。
4.按權利要求1至3中任何一項所述的管子擠壓接合裝置，其特征在于，擠壓套(22)具有一個基本上為中空圓柱形的或者略微呈錐形的基本形狀，其中緊挨著在推移到支承套部位上的端側面上設有一個第一倒圓的、具有一個第一最小直徑的擠壓凸起(24)以及沿軸向在推移方向上在該擠壓凸起后面設有一個第二倒圓的、具有一個第二最小直徑的擠壓凸起(26)，該第二個最小直徑小于第一個最小直徑。
5.按權利要求1至4中任意一項所述的管子擠壓接合裝置，其特征在于，擠壓套(22)在其對著管端(10)的端面部位處有一個部位(28)，該部位(28)具有一個基本上呈錐形的橫斷面逐漸縮小的部位。
6.按權利要求5所述的管子擠壓接合裝置，其特征在于，壓縮套(18)具有一個外側的異型斷面部分(20a、20b)，它們與支承套(12)的一個相應的異型斷面部分相對應。
7.按權利要求6所述的管子擠壓接合裝置，其特征在于，壓縮套的外側的異型斷面部分(20a、20b)是倒圓的。
8.擠壓套，其特征在于，這種擠壓套用在一個按權利要求1至7中任意一項所述的管子擠壓接合裝置中。
9.對帶有一個具有一個支承套(12)的管路附件(14)的一個管端(10)產生擠壓的方法，其中將管端(10)插到支承套(12)上，將一個壓縮套(18)推到在支承套部位中的管端上，以及將一個施加徑向擠壓力的擠壓套(22)軸向推到支承套部位中的管端上，其特征在于，徑向擠壓力通過擠壓套(22)增強地由擠壓套的一個內部部位(24，26)所產生，該內部部位靠近擠壓套(22)的朝向管路附件(14)的端側。
10.按權利要求9所述的方法，其特征在于，擠壓力附加地由擠壓套(22)的一個內部部位(28)所產生，這個部位靠近擠壓套(22)的朝向管子的端側處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管子擠壓接合裝置，其中在擠壓的狀態(tài)下一個管子的至少一個端部(10)借助于一個外部軸向推到該管子上的、施加徑向擠壓力的擠壓套(22)與一個裝入管端中的支承套(12)相連接，其中為了產生擠壓而使設有壓縮套(18)的管端(10)在支承套(12)上移動，并使擠壓套(22)沿軸向推到在支承套部位處的管端上。按照本發(fā)明，擠壓套(22)在內側處、在當推移該擠壓套時首先滑動到支承套部位上的部位中具有至少一個徑向環(huán)繞的擠壓凸起或者具有至少一個橫斷面(24、26)逐漸縮小的部位，這個部位的設計應保證通過該部位所產生的擠壓力要比由擠壓套(22)的至少一個沿軸向在推移方向上位于該擠壓凸起或者橫斷面逐漸縮小的部位后面的軸向內部段(32)所產生的擠壓力要大。因而在擠壓時所出現的摩擦力和因而所必須施加的擠壓力就減小了。
文檔編號F16L13/14GK1551962SQ02817425
公開日2004年12月1日 申請日期2002年7月1日 優(yōu)先權日2001年7月7日
發(fā)明者曼弗雷德·雷克澤, 托馬斯·雷克澤, 雷克澤, 曼弗雷德 雷克澤 申請人:曼弗雷德·雷克澤, 托馬斯·雷克澤, 曼弗雷德 雷克澤