FI93267C - Menetelmä irrottamattoman, tiiviin putkiliitoksen valmistamiseksi - Google Patents

Description

93267

Menetelmä irrottamattoman, tiiviin putkiliitoksen valmistamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä irrottamattoman, 5 tiiviin putkiliitoksen valmistamiseksi patenttivaatimuksen 1 lajimääritelmän mukaisesti.

Tunnetaan lajimääritelmän mukainen menetelmä irrot-tamattoman, tiiviin putkiliitoksen valmistamiseksi, joka muodostuu ainakin yhteen sileäpäiseen putkenpäähän tarttu-10 vasta ja sisäsivulla välin päässä avonaisesta päästä vasteen käsittävästä puristusosasta, jolloin putki ja puris-tusosa työnnetään ensiksi aksiaalisesta sisäkkäin ja sen jälkeen puristusosaan tarttuvan puristustyökalun välityksellä, joka käsittää useita leukoja, puristusosa puriste-15 taan puristustyökalun paikalleen asettamisen jälkeen toisiaan kohti liikkuvien leukojen avulla voima- ja muotosul-keisella liitoksella kiinni sisään työnnettyyn putkenpäähän (katso esite Mannesmann Edelstahlrohr GmbH, painos 1988). Tämä menetelmä, joka tunnetaan nimellä Mannesmann 20 putkisovite-järjestelmä, on jo vuosia osoittautunut hyväksi lämmitys- ja asennustekniikassa ja on valtaamassa uusia käyttöalueita.

Putkiliitoksen luotettavuus on oleellisesti riippuvainen yhdistettävien osien käytetyn ympyrärengastiivis-25 teen laadusta sekä asennusohjeiden noudattamisesta. Viimeksi mainittuun kohtaan viitataan jo mainitussa esitteessä luvussa 4 (asennusohje) viitaten kuvioon 6f. Sen mukaisesti tulee putki ja puristusosa työntää kevyesti kiertäen ja samanaikaisesti painaen aksiaalisessa suunnassa sisään 30 puristusosan vasteeseen saakka, koska liian pieni sisään-työntöpituus voi heikentää liitoksen lujuutta.

Järjestelmä tarjoaa sisääntyöntöasennon valvonnan sikäli kuin erilaisissa putkenosan muodoissa on, kuten edellä jo mainittiin, sisäsivulla välin päähän avonaisesta 35 päästä sovitettu vaste. Vasteen etäisyys avonaisesta pääs- 2 93267 tä on tällöin valittu siten, että tämä vastaa vähintään vaadittua sisääntyöntöpituutta asianmukaiseksi kiinni puristamiseksi. Vaste muodostaa tällöin vastuksen putken enempää aksiaalista sisääntyöntöä vastaan ja on merkkinä 5 asentajalle, että putki on saavuttanut halutun sisääntyön-töasennon.

Tästä valvontamahdollisuudesta huolimatta riippuu putkiliitoksen kestävyys tässä pisteessä myös asentajan luotettavuudesta. Lisätarkistuksen mahdollistamiseksi on 10 ehdotettu vaadittavan sisäänpistopituuden merkitsemistä putkenpäähän, esim. kolmion tai nuolen tai sentapaisen muodossa.

Tällä ehdotuksella on se epäkohta, että asennuskoh-dan kulloistenkin olosuhteiden mukaisesti tämä merkintä ei 15 aina ole ilman muuta havaittavissa ja mikäli merkintää ei ole tehty koko kehän ympäri ulottuvaksi, se voi sijaita silmästä poispäin olevalla sivulla. Sen lisäksi merkintää samalla tavalla kuin asennusohjettakaan ei voida kummemmin noudattaa, koska siitä huolimatta valmistettavan putki-20 liitoksen laatu on edelleen riippuvainen myös putkiliitoksen tekevän henkilön luotettavuudesta ja tunnontarkkuudes-ta.

Keksinnön tehtävänä on saada aikaan menetelmä ir-rottamattoman, tiiviin putkiliitoksen valmistamiseksi, 25 joka mahdollistaa henkilöstä riippumattoman asianmukaisen sisääntyöntöasennon valvonnan ja varmistaa siten moitteettoman putkiliitoksen aikaansaannin.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tun-nusmerkkiosassa annetuilla tunnusmerkeillä. Edulliset li-30 säsuoritusmuodot käyvät ilmi epäitsenäisistä patenttivaatimuksista.

Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että sulkumekanismien salpauksella estetään, että puristaminen voisi tapahtua silloin, kun putki ja puristusosa 35 eivät ole riittävän pitkälle sisäkkäin työnnettyinä, vaan 3 93267 ovat ei-toivotussa sisääntyöntöasennossa. Vakiotapauksessa voidaan lähteä siitä, että putki ja puristusosa työnnetään sisäkkäin asennusohjeen mukaisesti puristusosan vasteeseen saakka ja sen jälkeen voidaan suorittaa moitteeton yhteen 5 puristaminen. Jotta asennus tapahtuu asentajan tunnontark-kuudesta ja luotettavuudesta riippumattomasti, ehdotetaan, että puristustyökalun paikalleen asettamisen jälkeen putki ja vast, puristusosa saatetaan puristustyökalulle sovitetun laitteen välityksellä pakonomaisesti työntösuuntaan 10 vaikuttavan muuttuvan voiman alaiseksi ja leukojen sulku-liike on vasta sitten vapautettavissa, kun voima saa arvon, joka on suurempi kuin ennalta annettu säädettävä vas-tekynnys. Jos lähdetään odotettavissa olevasta vakiota-pauksesta, että putki ja puristusosan työnnetään asianmu-15 kaisesti käsin sisäkkäin vasteeseen saakka, niin silloin vasteen vastuksen johdosta keksinnön mukaisesti puristus-työkalun paikalleen asettamisen jälkeen pakonomaisesti putkeen ja vast, puristusosaan työntösuuntaan vaikuttava muuttuva voima kohoaa arvoltaan jyrkästi ja saavuttaa is-20 kunomaisesti ennalta annetun vastekynnyksen. Niin pian kuin voima on saavuttanut ennalta määrätyn vastekynnyksen arvon, lakkaa leukojen sulkuliikkeen esto ja puristusosan kiinnipuristus sisään työnnettyyn putkenpäähän alkaa. Tämän menetelmän avulla valvotaan henkilöstä riippumattomas-25 ti asianmukaista työntöasentoa ja estetään kiinnipuristus ei-toivotussa sisääntyöntöasennossa.

Putkeen ja vast, puristusosaan vaikuttava voima valitaan siten, että se on ainakin yhtä suuri tai vähän suurempi kuin putken ja vast, puristusosan aksiaaliseen 30 työntöön vaadittava voima ottaen huomioon työntöön vaikuttavien parametrien yksipuolisen kumulaation, mutta aina pienempi kuin ennalta määrätty vastekynnys. Sellaisia aksiaalisen työnnön suhteen vastakkaisia parametreja ovat esim. sisään työnnettävän putken ulkohalkaisijan tolerans-35 si, puristusosan pallemaisen pään toleranssi, sisään si- 4 93267 joitetun tiivistysrenkaan paksuustoleranssi ja putken ja tiivistysrenkaan väliset kitkasuhteet. Putken ja puristus-osan vaikuttavan voiman johdosta tapahtuva pakonomainen mahdollinen aksiaalinen työntö on rajoitettu, jolloin tämä 5 arvo on edullisesti alueella 2 - 5 mm ja oleellisesti riippuvainen putkiliitoksen nimellismitoituksesta. Pakonomaisen aksiaalisen siirron ennalta määräytyy rajoitus, joka siirto on moninkertaisesti pienempi kuin avonaisesta päästä puristusosan vasteeseen ulottuva välimatka, vali-10 taan tietoisesti puristustyökalun käsin tapahtuvan käsi-teltävyyden säilyttämiseksi sen painon huomioon ottaen. Sitä paitsi ei käytettävissä olevaa vapaata liiketilaa asennusalueella tule enää rajoittaa liian suurella puris-tustyökalulla.

15 Siinä tapauksessa, etteivät putki ja puristusosa ole mistä syistä tahansa vastoin asennusohjeita asianmukaisesti vasteeseen saakka sisäkkäin työnnettyinä, jää sisään työnnetyn putken päätysivun ja vasteen väliin väli. Tässä tapauksessa on keksinnön mukaisesti leukojen sulku-20 liike vapautettavissa aina silloin, kun putken ja puristusosan käsin suoritetun sisäkkäin työntämisen jälkeen jäljelle jäävä välimatka putken päätysivusta puristusosan vasteeseen saakka on yhtä suuri tai pienempi kuin putken ja vast, puristusosan pakonomaisen aksiaalisen työnnön 25 suurin ennalta määrätty matka. Esimerkin antamiseksi tästä tulee käsin suoritetun sisäkkäin työnnön jälkeen jäävän välin olla 3 mm ja pakonomaisen aksiaalisen työnnön suurimman ennalta annetun matkan 4 mm. Tästä käy ilmi, että pakonomaisen aksiaalisen siirron jälkeen 3 mm verran put-30 ken päätysivu painautuu puristusosan vastetta vasten ja vaikuttava voima kohoaa jyrkästi vasteen vastuksen johdosta, niin että vastekynnys saavutetaan iskunomaisesti. Tämän vastekynnyksen saavuttamisen yhteydessä, kuten jo selitettiin, leukojen sulkuliike on vapautettavissa.

5 93267

Suuremmaksi jäävän välimatkan yhteydessä leukojen sulkuliike on vapautettavissa vasta sitten, kun toistetun käsin suoritetun sisäkkäin työnnön tai pakonomaisen siirron moninkertaisen toiston jälkeen putken päätysivu pai-5 nautuu vastetta vasten tai jäljelle jäävä väli on sama tai pienempi kuin putken ja vast, puristusosan pakonomaisen aksiaalisen siirron suurin ennalta määrätty matka. Menetelmän etu on nähtävissä siinä, että jokaista mahdollista sisääntyöntöasentoa varten on pakonomaisesti henkilöstä 10 riippumattomasti vapautettavissa asianmukainen puristus ainoastaan silloin, kun ennestään ei-toivottu sisääntyön-töasento on poistettu käsin suoritetulla putken lisätyön-nöllä tai automaattisesti useita kertoja toistetulla pakonomaisella työnnöllä.

15 Piirustuksessa selitetään keksinnön mukaista mene telmää lähemmin graafisen esityksen yhteydessä. Tällöin esittää kuvio 1 osapoikkileikkauksena puristusosan vasteeseen saakka sisään työnnettyä putkea ja sulkueston vapau-20 tuksen graafista esitystä, kuvio 2 voiman K riippuvuutta matkasta W graafisena esityksenä epätäydellisestä puristusosaan työnnetyn putken yhteydessä ja kuvio 3 samaa kuin kuvio 1, kuitenkin putken olles-25 sa vielä vähemmän sisään työnnettynä.

Kuvio 1 esittää osapoikkileikkauksena puristusosaa 1, jossa on pallemaiseksi tehty pää 2, ja siihen sijoitettua tiivistysrengasta 3 sekä puristusosan 1 sisäsivulle sovitettua vastetta 4. Tässä kuviossa 1 on esitetty odo-30 tettavissa oleva vakiotapaus, että putki 5 ja puristusosa on työnnetty säännönmukaisesti sisäkkäin ja putken 5 päätysivu 6 painautuu vastetta 4 vasten. Keksinnön mukaisesti kohdistetaan tässä ei-esitetyn puristustyökalun paikalleen asettamisen jälkeen puristustyökalulle sovitetun laitteen 35 (tässä ei myöskään esitetty) välityksellä esimerkiksi put- 6 93267 keen 5 siirtosuunnassa vaikuttava muuttuva voima. Havainnollisuuden vuoksi vaikuttavaa voimaa on merkitty nuolella 7. Putken 5 asemesta voitaisiin voiman alaiseksi asettaa yhtä hyvin myös puristusosa 1, tässä merkitty katkoviival-5 la esitetyllä nuolella 11. Putken 5 ja puristusosan 1 käsin suoritetun sisäkkäin työnnön yhteydessä suorittamaa matkaa on merkitty kirjaimella A, joka on sama kuin etäisyys ahtaimmasta kohdasta tiivistysrenkaan 3 alueelta puristusosan 1 vasteeseen 4 saakka. Tällöin asianmukainen 10 sisääntyöntöasema tulee keksinnön mukaisesti henkilöstä riippumattomasti valvotuksi sillä tavalla, että leukojen sulkuliike puristusosan 1 puristamiseksi yhteen putken 5 kanssa on vapautettavissa vasta sitten, kun pakonomaisesti työntösuuntaan vaikuttava voima 7 on saavuttanut arvon, 15 joka on suurempi kuin ennalta annettu vastekynnys Ke. Osa-poikkileikkausta esittävässä graafisessa esityksessä ordi-naatalla on esitetty voima ja abskissalla matka. Putkeen 5 vaikuttava voima 7 pyrkii työntämään putkea 5 edelleen aksiaalisessa suunnassa, mutta vaste 4 estää sen. Tästä on 20 seurauksena, että voima 7 kasvaa arvoltaan jyrkästi, kuten voiman kulkukäyrä 10 osoittaa, ja saavuttaa iskunomaisesti vastekynnyksen Ke. Niin pian kuin voima 7 on saavuttanut ennalta määrätyn vastekynnyksen K. arvon 9, lakkaa puristus työkalun leukojen sulkuliikkeen esto ja tapahtuu moit-25 teetön puristus.

Kuvio 2 esittää sisään työnnettyä putkea 5 samana osapoikkileikkauksena kuin kuvio 1, mutta toisessa sisään-työntöasennossa.

Puristusosaan 1 jo sisään viety putki 5 on työnnet-30 ty tiivistysrenkaan 3 alueelta ahtaimmasta kohdasta läh tien käsin aksiaalisesti puristusosaan 1 matkan xx verran. Tässä kuviossa 2 esitetyssä esimerkissä putkea 5 ei vastoin asennusohjetta ole työnnetty vasteeseen 4 saadaan. Putken 5 päätysivun ja puristusosan 1 vasteen 4 väliin jää 35 merkinnällä x2 osoitettu väli, jolloin tämä on esitetty 7 93267 liioitellun suurena. Tähän asti on ollut mahdollista, että myös sisään työnnetyn putken 5 tällaisen väliasennon yhteydessä on voitu suorittaa puristusta siitä riippumatta, onko tässä esitetyn väliasennon yhteydessä kyseessä ei-5 toivottu sisääntyöntöasento vai ei. Keksinnön mukaisesti tartutaan tässä ei-esitetyn puristustyökalun paikalleen asettamisen jälkeen jo sisään työnnettyyn putkeen 5 ja sitä työnnetään voimalla 7 aksiaalisesti puristusosan 1 vasteen 4 suuntaan. Vielä suoritettavaa matkaa vasteeseen 10 4 saakka on merkitty merkinnällä x2, jolloin matkan xx ja x2 summa on sama ennalta määrätty välimatka A ahtaimmasta kohdasta tiivistysrenkaan 3 alueelta vasteeseen 4 saakka. Pakonomaisen siirtymisen jälkeen matkan x2 verran, jonka on tässä esimerkissä oltava pienempi kuin suurin ennalta mää-15 rätty siirto B, putken 5 päätysivu 6 (esitetty tässä katkoviivalla) painautuu vastetta 4 vasten. Pakonomaiseen siirtoon vaadittava voima on esitetty yläpuolella olevassa diagrammassa. Voimantarve alkaa siirron alkaessa ja saavuttaa määrätyn arvon 8, joka on riippuvainen yhdistettä-20 vien osien toleransseista ja kitkasuhteista. Niin pian kuin pakonomaisesta työnnetty putki 5 painautuu vastetta 4 vasten, kohoaa voimantarve jyrkästi ja saavuttaa arvon 9, joka on sama kuin ennalta annettu vastekynnys K.. Niin pian kuin putken 5 aksiaalisen pakonomaisen työnnön voimantarve 25 on saavuttanut ennalta annetun vastekynnyksen K. arvon 9, lakkaa puristustyökalun leukojen sulkuliikkeen esto.

Kuviossa 3 on esitetty ääriesimerkki, että putki 5 on ainoastaan juuri viety sisään ja jo suoritettu matka, jota tässä on osoitettu merkinnällä x3, on pieni kuviossa 30 2 merkinnällä x3 osoitettuun matkaan verrattuna. Puris tustyökalun paikalleen asettamisen jälkeen putkea 5 työnnetään matkan B verran, ts. suurin mahdollinen matka pa-konomaisesti aksiaalisesti. Sen jälkeen putki 5 saa väli-asennon, joka on tässä esitetty katkoviivalla, ja joka 35 tässä tapauksessa vastaa ei-toivottua sisääntyöntöäsentoa.

8 93267

Yläpuolella olevasta graafisesta esityksestä havaitaan, että voimantarve 8, jonka tulee olla esimerkiksi yhtä suuri kuin kuviossa 2 esitetyn esimerkin kohdalla, on vielä huomattavasti ennalta annetun vastekynnyksen K. alapuolella 5 ja sen vuoksi myös pakonomaisen siirron lopussa matkan B verran sulkuliikkeen esto pysyy edelleen voimassa. Puristusta ei voi tässä tilassa tapahtua. Jotta asianmukainen puristus voidaan suorittaa, täytyy putkea työntää edelleen vastaan 4 suuntaan. Tämä voi tapahtua sillä tavalla, että 10 putki 5 työnnetään käsin suoraan vasteeseen 4 saakka (katso kuvio 1) tai verrattavissa olevalle pituudelle kuten kuviossa 2 on esitetty. Sen jälkeen asetetaan puristustyö-kalu uudelleen paikalleen ja pakonomainen työntö toistetaan, jolloin käsin suoritetun siirron ollessa kyseessä 15 vasteeseen 4 saakka voima 7 saavuttaa vastekynnyksen K. iskunomaisesti ja sulkuliikkeen esto lakkaa. Siirtotapahtuma voidaan kuitenkin myös automatisoida sillä tavalla, että pakonomainen siirto toistetaan useita kertoja matkan B verran, kunnes putki 5 painautuu vastetta 4 vasten ja 20 sen jälkeen voidaan suorittaa puristaminen.

Claims (5)

9 93267

1. Menetelmä irrottamattoman, tiiviin putkiliitok-sen valmistamiseksi sileän putkenpään ja tähän tarttuvan 5 puristusosan välille, jossa on sisäsivullaan välin päässä sen avonaisesta päästä vaste, jolloin putki ja puristusosa työnnetään ensiksi aksiaalisesti sisäkkäin ja sen jälkeen puristusosan ympärille asetetun puristustyökalun välityksellä, joka käsittää useita leukoja, puristusosa puris-10 tetaan toisiaan kohti liikkuvien leukojen avulla voima- ja muotosulkeisella liitoksella kiinni sisään työnnettyyn putkenpäähän, tunnettu siitä, että puristustyökalun paikalleen asettamisen jälkeen käsin puristusosaan jo sisään työnnetty putki ja vast, putkenpään päälle työn-15 netty puristusosa saatetaan puristustyökalulle sovitetun laitteen avulla pakonomaisesti aksiaalisesti vaikuttavan muuttuvan voiman alaiseksi ja leukojen sulkuliike puristusosan kiinni puristamiseksi on vapautettavissa vasta sitten, kun tämä voima saa arvon, joka on suurempi kuin 20 ennalta määrätty säädettävä vastekynnys.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putkeen ja vast, puristus-osaan vaikuttava voima on vähintään yhtä suuri tai jonkin verran suurempi kuin putken ja vast, puristusosan ak- 25 siaaliseen siirtämiseen vaadittava voima ottaen huomioon kaikkien siirtoon vaikuttavien parametrien kumulaation, mutta aina pienempi kuin ennalta määrätty vastekynnys.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putken ja vast, puristusosan 30 pakonomaisesti mahdollisen aksiaalisen työnnön matka on rajoitettu ja se on moninkertaisesti pienempi kuin avonaisesta päästä puristusosan vasteeseen saakka ulottuva välimatka.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että leukojen sulkuliike on va- 10 93267 pautettavissa aina silloin, kun putken ja puristusosan käsin suoritetun sisäkkäin työnnön jälkeen jäljellä oleva etäisyys putken päätysivusta puristusosan vasteeseen on sama tai pienempi kuin putken ja vast, puristusosan pakon-5 omainen aksiaalinen työnnön suurin ennalta määrätty matka.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäljellä olevan etäisyyden jäädessä suuremmaksi leukojen sulkuliike on vapautettavissa vasta sitten, kun toisen käsin suoritetun sisäkkäin 10 työnnön tai pakonomaisen aksiaalisen siirron moninkertaisen toiston jälkeen putken päätysivu painautuu vastetta vasten. 11 93267