CN114222879A - 连接元件和包括所述连接元件的管连接 - Google Patents
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Abstract
一种连接元件(1)，用于在所述连接元件(1)与塑料管件或金属塑料复合管件之间建立管连接件，其中所述连接元件(1)具有至少一个用于滑动到管件端部(14)的支撑体(2、2a)，所述支撑体配设有多个环周外肋(3、3a、3b、3c)，其中所述至少一个支撑体(2、2a)具有一个中心轴线(4)和一个开口端部(8)，并且至少两个环周外肋(3、3a、3b、3c)相对于所述中心轴线(4)成锐角(9、9a、9b、9c)倾斜，其中所述环周外肋(3、3a、3b)相对于所述中心轴线(4)倾斜的锐角(9、9a、9b)与所述环周外肋中的至少一个与所述环周外肋(3、3a、3b)相比与所述开口端部(8)间隔更远距离的环周外肋(3a、3b、3c)相对于所述中心轴线(4)倾斜的锐角(9a、9b、9c)有所不同。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在连接元件与塑料管件或金属塑料复合管件之间建立管连接件的连接元件，其中所述连接元件具有至少一个用于滑动到管件端部的支撑体，所述支撑体配设有多个环周外肋，其中所述至少一个支撑体具有一个中心轴线和一个开口端部，并且至少两个环周外肋相对于所述中心轴线成锐角倾斜。此外，本发明还涉及一种位于全塑管件或塑料复合管件的端部与连接元件之间的管连接件，其中所述管连接件包括全塑管件或塑料复合管件的端部以及这种连接元件。
背景技术
现有技术中揭露过这类连接元件和包括此等连接元件的管连接件。通过布置在管件端部上的固定套筒将管件端部固定在连接元件上，通过这个固定套筒将管件端部压靠到具有环周外肋的支撑体的外轮廓上。具体视所使用的固定套筒的施用方式而定，采用不同类型的连接技术。在也被称为轴向压接连接的滑动套筒连接中，连接元件的支撑体插入张开的或未张开的管件端部中，在外侧贴靠在管件端部上的滑动套筒借助专用滑动工具在轴向方向上套设到具有连接元件的所插入的支撑体的管件端部上。在DE 101 30 858 A1中例如描述了这种具有滑动套筒的轴向压接系统。就径向压接连接而言，首先将压紧套筒滑动到待连接的塑料管件上。然后将可由金属或塑料材料制成的支撑体插入塑料管件的管件端部。将这个压紧套筒定位在管件端部上的支撑套筒上，然后借助相应的压紧工具将这个压紧套筒径向压到管件端部上，在此情况下，这个压紧套筒发生机械不可逆变形。这个支撑体可以由金属构成，例如由抗脱锌黄铜或不锈钢制成，或者可以由诸如聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)或聚苯砜(PPSU)之类的抗水解聚合物材料制成。
特别是在采用待施加到支撑体上的管件端部不张开的机械管连接件的情况下，需要对各个组件的尺寸进行协调，其中特别是以某种方式选择连接元件的外径和管件的内径，使得连接元件一方面可以简单地插入管件端部中，但却不会在其自身重量下从管件中掉出。此外，在切割特别是金属塑料复合管件时，可能会出现毛刺，其使得将连接元件插入切断的管件端部变得更加困难。此外，连接元件插入管件端部的可行性也可能会因管件的切割而受到不利影响，因为管件的椭圆度可能会因切管机的影响而进一步增大。出于这些原因，在插入连接元件或将连接元件滑动到连接元件的支撑体上之前，通常需要借助特殊的工具对管件进行校准，从而减小管件的椭圆度并且视情况还通过对管件端部进行倒角来去除可能存在的任何毛刺。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供克服了现有技术的缺点的一种连接元件和一种包括所述连接元件的管连接件。根据本发明的连接元件特别是应能够更易于插入管件端部中，其中可以不再需要管件校准步骤。
本发明用以达成上述目的和其他目的的解决方案在于具有权利要求1的特征的连接元件或具有权利要求12的特征的管连接件。从属权利要求中描述了根据本发明的连接元件和根据本发明的管连接件的优选实施方式。
根据本发明已看出的是，相对于支撑体的中心轴线成锐角倾斜的环周外肋对支撑体插入管件端部的可行性具有积极影响。这个效果在倾角非常平缓的情况下尤为明显。然而，基于环周外肋的因非常平缓的倾角而引起的长度，将通过固定套筒传递的径向力分布在更大的面积内，这可能会损害所产生的管连接件的稳定性。这一点可以通过以下方式来抵消：连接元件的支撑体包括至少另一个具有更大倾角的环周外肋。在采用这类具有更大倾角的环周外肋的情况下，通过固定套筒传递的径向力作用于较小的面积，从而提高了管连接件的稳定性。此外，可以通过具有不同的较大倾角的环周外肋来减小例如在滑动到连接元件的支撑体上时因对管件进行定尺剪切而产生的管件端部椭圆度。管件端部上可能存在的可能是在切割管件时因切削工具而引起的毛刺几乎不会影响具有这种环周外肋的支撑体插入管件端部的可行性。因此，在使用这种连接元件时，省去了管件校准的附加步骤。
因此，本发明在于提供一种连接元件，用于在所述连接元件与塑料管件或金属塑料复合管件之间建立管连接件，其中所述连接元件具有至少一个用于滑动到管件端部的支撑体，所述支撑体配设有多个环周外肋，其中所述至少一个支撑体具有一个中心轴线和一个开口端部，并且至少两个环周外肋相对于所述中心轴线成锐角倾斜，其中根据本发明，所述连接元件的特征在于，所述环周外肋相对于所述中心轴线倾斜的锐角与所述环周外肋中的至少一个与最先提及的环周外肋相比与所述开口端部间隔更远距离的环周外肋相对于所述中心轴线倾斜的锐角有所不同。此外，本发明还涉及一种位于全塑管件或塑料复合管件的端部与连接元件之间的管连接件，所述管连接件包括全塑管件或塑料复合管件的管件端部以及根据本发明的连接元件。
就根据本发明的连接元件而言，有利的是，环周外肋相对于所述中心轴线倾斜的锐角小于所述环周外肋中的与所提及的环周外肋相比与所述开口端部间隔更远距离的至少一个环周外肋相对于所述中心轴线倾斜的锐角。这有助于更大程度地减小切断的管件端部的椭圆度。为此目的，特别优选的是，所述环周外肋的倾角从所示支撑体的开口端部开始逐渐增大。
经证实是有益的是，所述环周外肋相对于所述中心轴线倾斜的锐角与所述环周外肋中的与前述环周外肋相比与所述开口端部间隔更远距离的至少一个环周外肋相对于所述中心轴线倾斜的锐角之间的差在从3°到20°的范围内，优选在从5°到15°的范围内，特别优选在从8°到12°的范围内。在倾角处于这些范围内时，在根据本发明的连接元件的支撑体的易插入性与管连接件的稳定性之间存在平衡关系。
同样有利的是，所述支撑体包括至少一个具有基本矩形横截面的环周外肋。这类具有基本矩形横截面的环周外肋不易受坠落冲击瑕疵的影响。这类矩形肋可能对管件端部的可滑动性(Aufschiebbarkeit)产生负面影响，因此，优选地，在至少一个具有基本矩形横截面的环周外肋的朝向支撑体的开口端部的一侧和/或背离支撑体的开口端部的一侧上布置有至少一个环周外肋，其相对于中心轴线成锐角倾斜。就此而言特别优选的是，具有基本矩形横截面的环周外肋具有与相对于中心轴线成锐角倾斜的外肋相比更小的外径。这确保管件可以简单地滑动到根据本发明的连接元件的支撑体上，其中具有基本矩形横截面的环周外肋的有所减小的直径确保了在压接在所有环周外肋的状态下的密封效果。为此，特别优选的是，倾斜的环周外肋具有较陡的倾角，优选在15°至50°的范围内。因此，倾斜的环周外肋可以较深地卡入管件材料中，并且可以确保所产生的管连接件的高密封性。在其他优选的实施方式中，具有基本矩形横截面的环周外肋为距支撑体的开口端部最远的外肋。在特别优选的实施方式中，所述具有基本矩形横截面的环周外肋也可以是距所述支撑体的开口端部最远的环周外肋。在此情况下，这些环周外肋也可以具有与倾斜的环周外肋一样大的外径。在这种情况下，在将支撑体插入管件端部中时，可能出现的任何毛刺已被倾斜的环周外肋拉平，从而不再阻碍将支撑体插入管件端部中。
同样有利的是，所述连接元件还包括至少一个环周的凸缘。在产生根据本发明的管连接件时，这种环周的凸缘用作压接工具的作用点。
同样有利的是，所述连接元件形成为聚合物构件或金属构件。在此情况下，经证实是特别有利的是，所述连接元件的聚合物材料选自由聚丙烯(PP)、聚酰胺、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、聚苯砜(PPSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚酯碳酸酯(PESC)以及其共聚物和混合物构成的组，其均采用纤维增强的形式。作为替代方案，也可以使用金属材料，例如黄铜，特别是
红黄铜和不锈钢。
就根据本发明的管连接件而言，优选的是，所述管连接件形成为具有滑动套筒的轴向压接连接件。根据本发明的连接元件的高稳定性尤其适用于这种轴向压接连接，在制造这种轴向压接连接的过程中，较大的轴向力特别是作用于环周的凸缘上。就在插入支撑体之前未对管件端部进行张开的轴向压接系统而言，尤其有利的是，通过具有不同倾角的环周外肋再次拉平因切断管件而形成的毛刺。
根据本发明，将优选由聚乙烯(PE，特别是PE 100和PE-RT)、交联聚乙烯(PE-X，特别是PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc)、聚丙烯(特别是无规聚丙烯PP-R)和聚丁烯(PB)制成的全塑管件；以及优选具有由聚乙烯(PE，特别是PE100和PE-RT)、交联聚乙烯(PE-X，特别是PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc)、聚丙烯(特别是无规聚丙烯PP-R)和/或聚丁烯(PB)构成的层的塑料复合管件用作塑料管件。此外，还可以将由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)构成的层用作氧气阻隔层。根据本发明，金属塑料复合管件(MKV管件)优选包括由聚乙烯(PE，特别是PE 100和PE-RT)、交联聚乙烯(PE-X，特别是PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc)、聚丙烯(特别是无规聚丙烯PP-R)和/或聚丁烯(PB)构成的层和至少一个由金属构成、优选由铝构成的层。这个金属层优选是对焊的(stumpfge schweiβt)。在采用塑料复合管件和MKV管件的情况下，可以在各层之间插入增粘层。根据本发明，根据本发明的管连接件的所有管件可以具有相同的结构或者这些管件中的一个或多个可以具有不同的管件结构。此外，根据本发明，这些管件也可以是纤维增强的。可以在单个管件或所有管件中、在整个管件长度上或者仅在某些区段中实现导管的纤维增强。就根据本发明的管连接件的塑料管件或金属塑料复合管件而言，特别优选的是，相应管件的至少一个层包括交联聚乙烯(特别是PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc)。“交联聚乙烯”材料是一种具有形状记忆或所谓的“记忆效应”的材料。这个记忆效应在于交联聚乙烯在改变其外部几何形状之后会试图恢复其原始形状。在张开管件时，这使得包括PE-X的管件在进行张开之后会再次试图达到张开前的管件内径。在进行张开之后，连接元件的支撑体被插入到张开的管件端部中，因此，在使用包括至少一个具有交联聚乙烯的层的管件时，这个记忆效应会引起根据本发明的管连接件的特别高的密封性。
根据本发明的连接元件可以是螺纹成形件或无螺纹的成形件，即不具有螺纹的连接元件。这个连接元件特别是包含连接件(Anschlussstücke)、连接角形件(Anschlusswinkel)、多路分配器(Mehr fachverteiler)、T形件(T-Stücke)、壁T形件、壁支架(Wandwinkel)、系统过渡件
过渡件
成角度的过渡件
其均不具有螺纹。与此相应地，术语“螺纹成形件”指的是具有至少一个螺纹成形件的连接元件。这个连接元件特别是包含连接件、连接角钢、多路分配器、T形件、壁部T形件、壁支架、系统过渡部、过渡件和成角度的过渡件，其均具有至少一个内螺纹和/或外螺纹。
根据本发明，作为滑动套筒的材料，优选适用聚合物材料，例如聚丙烯和玻璃纤维增强聚丙烯、聚酰胺和玻璃纤维增强聚酰胺、耐热热塑性塑料，如聚苯砜(PPSU)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚酯碳酸酯(PESC)以及其共聚物和混合物，其中这些聚合物材料也可以是纤维增强的，特别是玻璃纤维增强的，以及金属材料，例如黄铜，特别是
红黄铜和不锈钢。耐热塑料以及特别是聚苯砜和聚偏氟乙烯特别优选作为滑动套筒的材料。交联聚乙烯(特别是PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc)也特别优选作为滑动套筒的材料。
根据本发明的管连接件特别是用于饮用水设备中的管线和连接系统、自动喷水灭火系统、散热器连接、混凝土芯温度控制器(Betonkerntemperierungen)以及表面加热和/或表面冷却系统中。
例如可以使用分行或分层制造工艺(例如3D打印)逐行或逐层地制造根据本发明的管连接件装置及其各个部件，特别是根据本发明的连接元件。然而，优选在注塑成型工艺的框架内来制造根据本发明的连接元件。
附图说明
下面应结合附图中示出的实施方式对本发明进行详细说明。其中：
图1为根据本发明的一种实施方式的连接元件的横截面图；
图2为根据本发明的另一实施方式的连接元件的横截面图；以及
图3为根据本发明的一种实施方式的管连接件的横截面图。
具体实施方式
图1为根据本发明的一种实施方式的用于在连接元件1与塑料管件或金属塑料复合管件之间建立管连接件的根据本发明的连接元件1的横截面图。根据本发明的连接元件1指的是具有两个支撑体2、2a的连接件。在图1所示实施方式中，连接元件1设计为由玻璃纤维增强的聚苯砜(PPSU)制成的一体式塑料构件。下面参照图1中位于左侧的支撑体2对根据本发明的连接元件1的结构进行详细说明，其中应当理解，这些实施方案相应地适用于图1中位于右侧的支撑体2a以及在其他实施方式中可能存在的其他支撑体。在图1所示实施方式中，支撑体2具有四个环周外肋3、3a、3b、3c。在其内侧，支撑体2具有一个具有公共中心轴线4的基本上圆柱形的内表面。环周的凸缘5形成支撑体2的终端。两个支撑体2、2a通过连接区域6相互连接。此外，两个支撑体2、2a与连接区域6共同形成连接通道7，在根据本发明的连接元件1的操作过程中，介质可以流过这个连接通道7。
四个环周外肋3、3a、3b、3c在横截面中呈锯齿形。在此情况下，环周外肋3、3a、3b、3c的朝向开口端部8的一侧以相对于中心轴线4成锐角9、9a、9b、9c的方式倾斜。环周外肋3、3a、3b、3c的背离开口端部8的一侧与中心轴线4成直角，其中朝向开口端部8的一侧和支撑体2、2a的底部区域的过渡区均被倒圆。在此情况下，环周外肋3的锐角9为7°，环周外肋3a的锐角9a为15°，环周外肋3b的锐角9b为20°，环周外肋3a的锐角9c为30°。因此，相应的外肋3、3a、3b、3c相对于中心轴线4倾斜的锐角9、9a、9b、9c从开口端部5开始连续增大。这样就大幅减小了在将管件端部滑动到根据本发明的连接元件1的支撑体2、2a上时对管件进行定长剪切时产生的椭圆度。这样就能在使用根据本发明的连接元件1时，省略管件校准的附加步骤。
在根据本发明的管连接件中，可以将相同或不同的塑料管件或金属塑料复合管件的端部连接到两个支撑体2、2a上。
图2示出了根据本发明的连接元件1的另一实施方式。因此，为了避免重复，下面仅对与根据本发明的连接元件1的图1所示实施方式的不同之处进行说明。图1所示实施方案也相应地适用于图2的实施方式。相同的元件在图式中用相同的附图标记表示。
图2再次以横截面图示出了根据本发明的连接元件1的另一实施方式。图2所示的根据本发明的连接元件1与图1所示实施方式的不同之处仅在于环周外肋的设计方案。在根据图2的根据本发明的连接元件1中，与开口端部4相邻的环周外肋3构建为锯齿形外肋，其中环周外肋3相对于中心轴线4倾斜的锐角9为15°。其后是具有基本矩形横截面的两个环周外肋10、10a。在环周外肋10a与环周的凸缘5之间布置有另一环周外肋3a，其中在根据图2的实施方式中，环周外肋3a相对于中心轴线4倾斜的锐角9a为20°。环周外肋3、3a的大幅倾斜致使环周外肋较深地卡入管件材料中，进而引起所产生的管连接件的高密封性。环周外肋10、10a与相对于中心轴线4成锐角倾斜的环周外肋3、3a相比具有更小的外径。这确保管件可以简单地滑动到根据本发明的连接元件1的支撑体2、2a上。具有基本矩形横截面的环周外肋10、10a还使得根据本发明的连接元件1不易受坠落冲击瑕疵的影响。此外，在图2所示实施方式中，连接元件1设计为由玻璃纤维增强的聚苯砜(PPSU)制成的一体式塑料构件。
最后，图3为包括根据图1的根据本发明的连接元件1的管连接件11的横截面图，这个管连接件在所示实施方式中设计为滑动套筒连接，其中仅管件12连接在支撑体2a上。其中，滑动套筒13沿轴向被压紧到塑料管件12的滑动到支撑体2a上张开端部14上，这个塑料管件被滑动至靠近根据本发明的连接元件1的支撑体2a的环周凸缘5a之处。
为了产生根据本发明的管连接件11，首先将滑动套筒13滑动到塑料管件12的端部14上。然后将张开工具插入塑料管件12的端部14中并且借助张开工具在这个端部处对塑料管件12进行张开。而后将根据本发明的连接元件1的支撑体2a插入塑料管件12的张开端部14中，直至塑料管件12的张开端部14大致贴靠在环周的凸缘5a上。最后，通过合适的滑动工具将滑动套筒13沿轴向滑动到塑料管件12的插入有支撑体2a的张开端部14上。在此情况下，塑料管件12的塑料材料压入根据本发明的连接元件1的支撑体2a的外轮廓中。
在替代性实施方式中，根据本发明的管连接件1也可以是具有滑动套筒13的轴向压接连接，其中塑料管件12的端部14未张开。在此情况下，在制造根据本发明的管连接件1的过程中，省去张开管件端部12的步骤。
已结合附图中示出的本发明的实施方式对本发明进行了详细说明。当然，本发明并不局限于所示出的实施方式，而是本发明的范围由所附权利要求来给定。
Claims (13)
1.一种连接元件(1)，用于在所述连接元件(1)与塑料管件(12)或金属塑料复合管件(12)之间建立管连接件(11)，其中所述连接元件(1)具有至少一个用于滑动到管件端部(14)上的支撑体(2、2a)，所述支撑体配设有多个环周外肋(3、3a、3b、3c)，其中所述至少一个支撑体(2、2a)具有一个中心轴线(4)和一个开口端部(8)，并且至少两个环周外肋(3、3a、3b、3c)相对于所述中心轴线(4)成锐角(9、9a、9b、9c)倾斜，
其特征在于，
所述环周外肋(3、3a、3b)相对于所述中心轴线(4)倾斜的锐角(9、9a、9b)与所述环周外肋中的与所述环周外肋(3、3a、3b)相比与所述开口端部(8)间隔更远距离的至少一个环周外肋(3a、3b、3c)相对于所述中心轴线(4)倾斜的锐角(9a、9b、9c)不同。
2.根据权利要求1所述的连接元件(1)，其特征在于，所述环周外肋(3、3a、3b)相对于所述中心轴线(4)倾斜的锐角(9、9a、9b)小于所述环周外肋中的与所述环周外肋(3、3a、3b)相比与所述开口端部(8)间隔更远距离的至少一个环周外肋(3a、3b、3c)相对于所述中心轴线(4)倾斜的锐角(9a、9b、9c)。
3.根据权利要求1或2所述的连接元件(1)，其特征在于，所述环周外肋(3、3a、3b)相对于所述中心轴线(4)倾斜的锐角(9、9a、9b)与所述环周外肋中的与所述环周外肋(3、3a、3b)相比与所述开口端部(8)间隔更远距离的至少一个环周外肋(3a、3b、3c)相对于所述中心轴线(4)倾斜的锐角(9a、9b、9c)之间的差在从3°到20°的范围内。
4.根据上述权利要求中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述环周外肋(3、3a、3b、3c)的朝向所述支撑体(2、2a)的开口端部(8)的一侧相对于所述中心轴线(4)成锐角(9、9a、9b、9c)倾斜。
5.根据上述权利要求中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述支撑体(2、2a)包括至少一个具有基本矩形横截面的环周外肋。
6.根据权利要求5所述的连接元件(1)，其特征在于，在具有基本句型横截面的环周外肋的朝向所述支撑体(2、2a)的开口端部(8)的一侧以及具有基本句型横截面的环周外肋的背离所述支撑体(2、2a)的开口端部(8)的一侧上均布置有至少一个环周外肋(3、3a、3b、3c)，其相对于所述中心轴线(4)成锐角(9、9a、9b、9c)倾斜。
7.根据权利要求5或6所述的连接元件(1)，其特征在于，具有基本矩形横截面的环周外肋为距所述支撑体(2、2a)的开口端部(8)最远的外肋。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述具有基本矩形横截面的环周外肋具有与所述相对于所述中心轴线(4)成锐角(9、9a、9b、9c)倾斜的外肋(3、3a、3b、3c)相比更小的外径。
9.根据上述权利要求中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述连接元件还包括至少一个环周的凸缘(4、4a)，所述环周的凸缘形成所述支撑体(2、2a)的终端。
10.根据上述权利要求中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述连接元件(1)形成为聚合物构件。
11.根据上述权利要求中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述连接元件(1)的聚合物材料选自由聚丙烯(PP)、聚酰胺、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、聚苯砜(PPSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚酯碳酸酯(PESC)以及其共聚物和混合物构成的组，其均采用纤维增强的形式。
12.一种位于塑料管件(12)或金属塑料复合管件(12)的端部(14)与连接元件(1)之间的管连接件(11)，所述管连接件包括：
所述塑料管件(12)或所述金属塑料复合管件(12)的端部(14)；以及
根据权利要求1至11中任一项所述的连接元件(1)。
13.根据权利要求12所述的管连接件(12)，其特征在于，所述管连接件(12)设计为具有滑动套筒(13)的轴向压接连接件。
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