专利名称：两个薄板制管段之间的对接连接及其制造方法
技术领域：
本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的一种对接连接及其按照权利要求16的前序部分所述的制造方法。
沿管全长增加薄板厚度无疑关系到很大的经济上的缺点，因为在管制造中材料成本构成最大的部分。但还有技术上的缺点，因为较大的管壁厚增加管重量并大大加重吊挂和凸缘连接的负担。成型的连接凸缘常常受到很大的轴向拉力负荷。通常这出现在垂直延伸的管道中，但视管的两相邻的吊挂间分别选定的距离的情况，这也常常出现在水平的管道中。在包括成一件成型的连接凸缘之对接连接的轴向拉力负荷很大的情况下，连结连接凸缘和管的顶点是最弱点。在过载时由此在该位置在相邻的连接凸缘之间形成锥形的缝隙。这样的缝隙使成型的连接凸缘的一些优点消失。此后纤维和污物可能粘在和形成在缝隙内。因此恶化了流动阻力、噪声形成和清洁可能性。同样只有在外部的凸缘边缘设置一密封才能防止较大的泄漏。通过从凸缘凸出的环形凸缘部分较大的大于90°的弯曲预紧连接凸缘，也只带来凸缘稳固性的有限的改进。
该弱点自然可以利用已知的较新的“特制坯件”技术消除。在采用这样的技术时可以在管段的端部焊上短的较厚材料的管件并然后由其成型连接凸缘。然而这种可能的实施形式不是完全经济的，因为它然后甚至还要更简单地同样焊上一制成的弯曲的连接凸缘。
按照本发明，这个目的在对接连接方面通过权利要求1的特征实现，而在方法方面通过权利要求16的特征实现。
从属权利要求涉及本发明的有利的实施形式。
按照本发明，可以用很简单的方式只通过将构成加强环的管件推到管的外面上，来加强直接在管端部一体成型的连接凸缘，而不增加管段的薄板厚度。在推上加强的管件以后，就在管端部将连接凸缘与加强环共同成型。因此形成一双层的成型凸缘。由于加强环的厚度设计成确保对于应用情况要求的凸缘稳固性，与加厚整个管壁相比大大节省了材料。在连接凸缘与加强环一起成型以后，由管壁成型的凸缘层总是朝外，从而仍保持无泄漏、光滑的管内壁和光滑的凸缘表面等全部的优点。加强环的厚度只须如此设计，即，在更高的轴向拉力负荷的作用下在各连接凸缘之间也不可能出现缝隙。
由于不必要增加管壁的厚度，采用本发明因很大的材料节省而大大降低了成本。加强环可以较小的附加费用由薄板制造并推到尚未加工的管端部上。与管端部成一体的连接凸缘包括装上的加强环的成型特别是通过按照DE 100 47 310.5的所谓环形的转弯方法(Zirkular-Schwenkbiegeverfahren)即使在加强环最厚的情况下也可以无困难地完成。
成型凸缘的任意加强而不同时增加管壁厚度的可能性为按照本发明的对接连接开辟了许多新的应用领域。因此本发明的众多的有利的实施形式在从属权利要求中给予保护。特别是可以实现任意形式的连接凸缘，例如包括平行于管壁或成锥形延伸的夹紧翼缘，包括一个或多个加强环，它们贴紧连接凸缘的任意部分或整个的连接凸缘。原则上管和加强环也可以由不同的材料制造，例如管由薄铝板而加强环由镀锌的钢等制成。
如由
图1可见，所示的对接连接工具有总体以10标记的各薄板制的管段，其各具有一管道壁12。每一管壁12在相对接的端部以尽可能的锐折边转入一向外直立的环形板14，其与管壁12分别成一稍小于90°的角度，优选为87°至89°。因此当各环形板14的内部端部在管壁12的区域沿一窄的分界接缝16紧密地相对接时，在两环形板14的端表面18之间形成一径向向外扩大的楔形缝隙20。
每一环形板14的外部端部分别经由一圆弧22转入一向后和向内指向所属管壁12的、成锥形倾斜的夹紧翼缘24。每一夹紧翼缘24的接近管壁12的内部端部分别经由一圆弧26转入一与管壁12间隔开的平行于管壁向环形板14方向延伸的支撑翼缘28。一弯曲的加强环47的各一个向外直立的翼缘44或平行于管壁12延伸的翼缘46分别贴紧每一环形板14的外面或每一管壁12的外面，该加强环47由比管壁12较厚的薄板构成。
相对接的连接凸缘32通过装上一共同环形的具有槽形横截面的夹紧环34、以及使夹紧环34的夹紧相对拉紧并处于夹紧状态，从而各管壁12沿接缝16更加牢固地被轴向相对挤压。夹紧环的夹紧可以按本来已知的方式，例如通过一单独的螺钉的拧紧很快地完成。图1中所示夹紧环34具有一个槽底36和两个锥形的侧翼缘38，其锥度符合于夹紧翼缘24的锥度并因此在拧紧夹紧环34时其紧贴在夹紧翼缘24上。
在该所示实施形式中，一环绕的条形的弹性密封40固定于槽底36的内面上，其在拧紧夹紧环34时在图1中所示的夹紧位置被紧密地压入圆弧22的上面和各环形板14的端表面18之间的楔形缝隙30的外部端部内。此外，由于环形板14沿接缝16的强烈的相互挤压的内部端部达到了良好的密封，因此对于全部实际中出现的情况均可得到充分的密封。
图2示出管段10的端部与置于该端部的轴向外面的、作为待安装的加强环的短管件47。图3示出在推上加强环47以后的管段10的端部，前者连续紧密地贴紧管段10的外面。在推上加强环47时优选留下一越过加强环47轴向突出的环部分48，随后将其按照图4越过加强环47的轴向端部成锥形向后弯曲以形成后来的夹紧翼缘24。在达到图4中所示的成型阶段以后优选借助于已知的环形的转弯方法产生一再次的弯曲，由此形成向外直立的环形板14和贴紧它的向外直立的加强环翼缘44。按照图4和5的实施形式与图1中所示的不同主要在于，按照图4和5的加强环47的平行于管壁12延伸的翼缘46沿轴向方向大大长于按照图1的实施形式中的。
两翼缘44和46的长度根据应用情况和强度要求可在相当大的程度上自由选择。这同样适用于成型的连接凸缘的各应用形式。因此，例如在按照图6的实施形式中，加强环的向外凸出的翼缘44的长度正好选择成使其完全贴紧环形板14的外面并且连接凸缘的夹紧翼缘24紧密地绕翼缘44的外端弯曲。在按照图4至7的实施形式中缺少按照图1设置的附加的支撑翼缘28。
图7示出一特别轻型的实施形式，其中加强环47的薄板厚度小于或至多等于管段10的薄板厚度。在该实施形式中，另外设有一平面式贴紧成锥形向内弯曲的夹紧翼缘24的加强环47的第三翼缘48，其与夹紧翼缘24共同成型。
一个类似于图7实施形式的实施形式示于图8，其中只是加强环的薄板厚度比管段10的薄板厚度再增加一些。此外，这里连接凸缘的夹紧翼缘24与贴紧的加强环的翼缘48一起向内向着管段10的壁延伸，使两者贴紧加强环的翼缘46的外面。由此得到一特别稳定的实施形式。
在按照图9的实施形式中，夹紧环的翼缘44以如按照图6实施形式中的同样的方式构成，同时夹紧翼缘24具有一折弯的部分50，以使折弯的翼缘50的内端支撑地贴紧于加强环47的两翼缘44与46之间的折缝52中。
在按照图10的另一实施形式中，夹紧翼缘24的折弯的翼缘52平行于管段10的壁弯曲，以使其大致支撑在加强环47的翼缘44的中间。
连接凸缘32与加强环47的较简单的实施形式示于图11至13中。在这些实施形式中，两连接凸缘的连接不是通过图1中所示的夹紧环实现，而是通过未示出的螺栓连接实现，其分别按本身已知的方式通过在环形板14或加强环47的翼缘44中的相互对齐的螺栓孔54和56。相当于夹紧翼缘的翼缘24和加强环47与其贴紧的翼缘48在该实施形式中平行于管段10的管壁延伸。其中由于一特别的夹紧环的节省，与上述的各实施形式相比再次得到了一重量节省。
按照图12的实施形式是稍重型的并因此更坚固的，其中加强环47的薄板厚度再次选成稍大一些。加强环因此只具有向外直立的翼缘44而没有向后弯曲的翼缘48。
图13示出一用于对接连接的特别简单的实施形式，其中不仅连接凸缘只有一个环形板14而且加强环也只具有贴紧该环形板的翼缘44。对于许多应用情况，这样简单的并从而也轻型的实施形式是足够用的。其中加强环47自然可以以在很大程度上任选的厚度实现。
有这样的实施形式，其中加强环47推过各个管段的全长或在管端部推上两个或多个加强环，不过这些未示于附图中，这种实施形式算是权利要求范围内容许的一种设计，如果提出特别的强度要求或者可以不考虑管段重量的话。
如果各个管段10通过加强环47沿管段10的轴向全长的延伸做成双壁结构，特别是如果，如按照图14至17的实施形式中那样，加强环47在所属的管段的最大部分的轴向长度上与管壁12间隔开延伸，从而在管壁12与加强环的相应部分60之间得到一中间空间58，则得到特别有利的实施形式。该中间空间58可以填充消声材料62以构成一管消声器。在作为消声器的应用的情况下，管壁12构成为多孔的。材料62可以例如由玻璃棉(Glaswolle)等构成。
图15示出作为用于一种适合的压力管的薄板管地面敷设的管段10的设计，其中加强环47的部分60与管壁12间隔开并沿管段10的轴向方向波形地延伸。由于要求有抗锈性，管段10和/或加强环47由镀锌的钢等稳定的材料制造。波形管特别用作承受产生的压力。
在按照图16的实施形式中，中间空间58，其实际上沿管段10的全长延伸，填充有绝缘材料65。在该实施形式中未设置加强环47的贴紧管壁12的部分46。
最后，在按照图17的实施形式中，一内部的加强环47和一外部的加强环66相叠设置，使部分60和68沿管段10的最大部分的轴向长度分别与管壁12间隔开并相互间隔开延伸。借此形成两个中间空间58或70。与连接凸缘32邻接以及在连接凸缘本身中加强环47和66的贴紧连接凸缘32的外面或管壁12的翼缘46、44、48分别为双壁结构。就图17的实施形式来说，多壁的管段可以例如用于化学工艺流程的用途中，其中各个管或加强环也可根据要求由不同的材料制造。
在安全技术方面，多壁管也是必要的，其中一个或多个空腔可以填充监控液体。监控液体的出现用作对泄漏的指示。
这种方式的多壁管的应用也可以在冷却技术中有利地实现。
权利要求
1.两个具有圆形或扁平椭圆形横截面的薄板制管段(10)之间的对接连接，所述两管段(10)分别至少在一个端部具有与邻接的管壁(12)成一体构成的连接凸缘(32)，用以建立与相接的管段(10)的对接连接，其中每一连接凸缘具有至少一个从管壁(12)向外凸出的环形板(14)，并且各连接凸缘通过一沿管段(10)的轴向方向将它们结合的夹紧装置(例如34)牢固地连接在一起，其特征在于，有一单件的薄板制加强环(47)在每一管段(10)的端部贴紧在其外面并至少贴紧在每一环形板(14)的径向靠内的部分。
2.按照权利要求1所述的对接连接，其特征在于，所述夹紧装置由一个通过邻接的环形板(14)的、并在必要时通过贴紧它们的加强环翼缘(44)的孔(54、56)的螺栓连接构成。
3.按照权利要求1或2所述的对接连接，其特征在于，每一连接凸缘(32)具有一从环形板(14)的外端成锥形转向邻接的管壁(12)方向的夹紧翼缘(24)，并且夹紧装置(34)由一安装到连接凸缘(32)上的、以锥形侧翼缘(38)贴紧到连接凸缘(32)的夹紧翼缘(24)的夹紧环构成。
4.按照上述权利要求之一项所述的对接连接，其特征在于，加强环(47)贴紧整个的环形板(14)。
5.按照权利要求4所述的对接连接，其特征在于，加强环(47)贴紧邻接的夹紧翼缘(24)。
6.按照上述权利要求之一项所述的对接连接，其特征在于，加强环(47)的板厚大于所属的管段(10)的板厚。
7.按照上述权利要求之一项所述的对接连接，其特征在于，加强环(47)由两个或多个薄板层构成。
8.按照权利要求7所述的对接连接，其特征在于，加强环(47)只部分地是双层的或多层的。
9.按照权利要求1或2或权利要求4至8之一项所述的对接连接，其特征在于，每一连接凸缘(32)具有一从环形板(14)的外端凸出的、平行于管壁(12)的远离对接口的夹紧翼缘(24)。
10.按照上述权利要求之一项所述的对接连接，其特征在于，加强环(47)沿管段(10)轴向全长延伸。
11.按照权利要求10所述的对接连接，其特征在于，加强环(47)在管段(10)的绝大部分的轴向长度上与管壁(12)保持一径向距离，由此形成一中间空间(58、70)。
12.按照权利要求11所述的对接连接，其特征在于，在管壁(12)与加强环(47)之间的中间空间(58)填充有消声材料(62)或绝缘材料(65)。
13.按照权利要求12所述的对接连接，其特征在于，中间空间(64)向管壁(12)的方向由一孔板(64)封隔。
14.按照权利要求11至13之一项所述的对接连接，其特征在于，加强环(47)是波形的，使得加强环部分(60)与管壁(12)之间的距离沿管段(10)的长度是变化的。
15.按照权利要求11至14之一项所述的对接连接，其特征在于，有一第二加强环(47)沿管段(10)的轴向全长延伸并且在管段(10)的轴向长度的绝大部分(68)上与第一加强环(47)在其最长部分(60)保持一径向距离，从而形成第二中间空间(70)。
16.用于制造按照上述权利要求之一项所述的对接连接的连接凸缘(32)的方法，其特征在于，将一个贴紧管段(10)的一端部的外面、构成一加强环(47)的管件推到此外面上，然后将一从管壁(12)向外凸出的环形板(14)与加强环(47)的一个翼缘(44)共同向外弯曲。
17.按照权利要求16所述的方法，其特征在于，在成型环形板(14)之前，在其外端与加强环(47)的一翼缘(48)一起地或没有该翼缘(48)地成型一夹紧翼缘(24)。
18.按照权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述成型借助于环形的转弯方法实现。
全文摘要
两个具有圆形或扁平椭圆形横截面的薄板制管段(10)之间的对接连接，所述两管段(10)分别至少在一个端部具有与邻接的管壁(12)成一体构成的连接凸缘(32)，用以建立与相接的管段的对接连接。有一单件的薄板制加强环(47)在每一管段(10)的端部贴紧在其外面并至少贴紧在每一连接凸缘(32)的环形板(14)的径向靠内的部分。
文档编号F16L23/024GK1450293SQ0310866
公开日2003年10月22日 申请日期2003年4月3日 优先权日2002年4月5日
发明者曼弗雷德·迈尼格 申请人:Metu-系统迈尼格两合公司