接头、用于将波纹管连接至接头的方法及接头的用途与流程

本发明涉及用于与具有一系列峰部和谷部的波纹管一起使用的接头。本发明还涉及用于将波纹管连接至包括螺母、保持器和本体的接头的方法以及接头的用途。

背景技术：

柔性气体管道(fgp)系统，也称为波纹不锈钢管(csst)，以前又称为室内气体管道(igp)，是在日本开发的并且在20世纪80年代早期由大阪燃气公司(osakagas)和东京燃气公司(tokyogascompanies)首次引入市场。该系统采用以卷或盘提供的带有现场可附接接头的不锈钢波纹管来将气体从中心供应点比如仪表或调节器分配到房屋或建筑物内的各种设备。已将为房屋铺设气体管道的过程比拟成为房屋布设电线的这种技术大大减少安装时间，并因而降低了相关的较高的劳动力成本。

然而，fgp系统要求波纹管可以容易地且安全地连接至气体装置比如气量计、气体消耗装置、气体供给装置及其他。

因而，根据ep1769184b1已知为波纹管提供适于形成与这种装置的简单且安全连接的螺纹接头。根据ep1769184b1已知通过将波纹管的端部的一部分压紧于螺母的扁平径向延伸密封表面与本体的对应的扁平径向延伸密封表面之间来在波纹管与接头之间形成金属对金属凸缘密封。这些密封表面均垂直于穿过接头的中心轴线延伸。然而，这种接头设计要求需要很大的力来确保紧密密封。

因此，本发明的目的是提供一种用于形成波纹管与接头之间的紧密密封的有利技术。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于与具有一系列峰部和谷部的波纹管一起使用的接头。该接头包括螺母以及布置在螺母中的至少一个保持器，该螺母具有穿过其的用于接纳管的通道，其中，保持器具有用于放置在波纹管的谷部中的保持器密封表面。该接头还包括具有尖的环形本体密封边缘的本体，该尖的环形本体密封边缘布置成使得当螺母和本体被朝向彼此迫压时本体密封边缘的顶点被压靠在保持器密封表面上。

通过将波纹管的一部分压紧于保持器密封表面与尖的环形本体密封边缘的顶点之间来形成密封是有利的，因为密封由此能够形成为呈需要很小的压紧力来形成的窄的环形线。

在本发明的一方面，尖的环形本体密封边缘沿着两个相邻接的本体表面的边缘而形成，其中，表面之间的相互夹角在10°至170°之间，优选地在45°至135°之间，并且最优选在60°至120°之间。

如果两个相邻接的本体表面之间的相互夹角太尖锐，则顶点切入被压紧的波纹管中的风险增大，由此增大了损坏密封的风险。然而，如果两个相邻接的本体表面之间的相互夹角太钝，则形成紧密密封需要过大的力。因而，当前角范围提供了功能性与适用性之间的有利关系。

在本发明的一方面，当接头密封波纹管时，本体表面与在本体密封边缘处经过保持器密封表面的切线之间的切线角在10°至80°之间，优选地在20°至70°之间，并且最优选地在30°至60°之间。

如果本体表面与切线之间的角太尖锐，则形成紧密密封需要过大的力。然而，如果本体表面与切线之间的角太钝，则顶点切入被压紧的波纹管中的风险增大，由此增大了损坏密封的风险。因而，当前角范围提供了功能性与适用性之间的有利关系。

在本发明的一方面，所述本体表面中的一个本体表面大致垂直于接头的纵向中心轴线。

通过将本体表面中的一个本体表面形成为大致垂直于接头(以及管)的纵向延伸部，保持器密封表面可以形成为相对于所述纵向中心轴线倾斜，这使得能够在形成密封的同时向前推动管的端部。这将能够实现波纹管的更平缓的变形和压紧。

此外，大致垂直的本体表面也能够实现更简单的制造过程。

另外，还有利的是，确保了管的被压紧的端部的外径不超过管的其余部分的外径，使得接头以后可以容易地从波纹管中移除。因此，还有利的是，确保了管的被压紧的端部的外径基本上不超过管的其余部分的外径，由此能够在不损坏管或接头的情况下拆除接头。

在本发明的一方面，保持器密封表面是凹形的。

将保持器密封表面形成为凹形是有利的，因为该形状将有助于弯曲和压紧管的端部，并且有助于向前推动管的端部以确保被压紧的端部的足够小的外径。

在本发明的一方面，本体密封边缘布置成压入波纹管的波纹部的侧部中。

如果尖的环形本体密封边缘布置成在顶部或底部处压紧波纹部，则增大了由于形状弯曲引起管破裂的风险。因而，有利的是，将本体密封边缘布置成压入波纹管的波纹部的侧部中。

在本发明的一方面，保持器关于穿过保持器的中间的平面大致对称，该平面垂直于接头的纵向中心轴线。

将保持器形成为关于穿过保持器的中间的平面大致对称是有利的，因为这简化了保持器的制造及接头的组装。此外，对称的保持器设计使得在当前使用的侧部已被损坏或磨损的情况下能够使保持器转向，从而延长接头的使用寿命。

在本发明的一方面，尖的环形本体密封边缘布置成在波纹管的端部处形成大致线形的密封。

这是有利的，原因在于，形成线形密封所需要的力比形成如根据ep1769184b1已知的凸缘密封所需要的力小得多。

在本发明的一方面，大致线形的密封的宽度小于3mm，优选地小于2mm，并且最优选地小于1mm。

如果密封太宽，则形成密封需要更大的力，因此，本宽度范围提供了与功能性有关的有利限制。

在本发明的一方面，螺母设置有适于配合本体的外螺纹的内螺纹。

为螺母和本体设置相应的螺纹是有利，原因在于，这提供了用于将螺母和本体朝向彼此迫压的简单且有效方式。

在本发明的一方面，顶点是经倒圆的。

尖锐的顶点是脆弱的并且尖锐的顶点将增大顶点切入波纹管中的风险，因而增大损坏管及破坏密封的风险。因此，对顶点进行倒圆是有利的。

在本发明的一方面，顶点以在0.05mm至5mm之间、优选地在0.2mm至4mm之间、并且最优选地在0.4mm至3mm之间的半径被倒圆。

如果顶点过于尖锐，则损坏管和破坏密封的风险将增大。然而，如果圆角太大，则密封区域变得过大且形成紧密密封所需的力将增大。因而，当前的圆角范围提供了功能性与适用性之间的有利关系。

在本发明的一方面，所述保持器由挠性材料制成，并且保持器的内径小于波纹管的外径。

将保持器形成为具有小于波纹管外径的内径使得波纹管将必须被迫压穿过保持器，并且一旦波纹管的第一峰部穿过保持器，则保持器的挠性特性确保保持器向内卡扣，使得保持器仅能够通过力而从波纹管的随后的谷部移除。这是有利的，原因在于，保持器由此在波纹管上停留在准确位置中，直到执行后续操作比如使螺母和本体朝向彼此迫压为止。

本发明还提供了一种用于将波纹管连接至接头的方法，该接头包括螺母、保持器和本体。该方法包括以下步骤：

·将波纹管的一个端部布置在容纳保持器的螺母内，使得保持器的保持器密封表面布置在波纹管的谷部中，

·将螺母布置在本体上，其中，本体包括尖的环形本体密封边缘，

·通过将波纹管的一部分压紧于保持器密封表面与顶点之间来将保持器密封表面朝向尖的环形本体密封边缘的顶点迫压以在接头与波纹管之间形成密封。

通过将管的端部压紧于尖的环形本体密封边缘的顶点与保持器密封表面之间来将波纹管连接至接头是有利的，原因在于，这是在接头与管之间形成紧密密封的简单且有效的方式。

在本发明的一方面，通过拧紧螺母与本体之间的螺纹连接，保持器密封表面和顶点被朝向彼此迫压。

通过拧紧两个部件之间的螺纹连接来使两个部件朝向彼此迫压，提供了用于以较大的力压紧管来形成紧密密封的简单且有效的方式。

在本发明的一方面，该方法是用于将波纹管连接至根据前面提及的接头中的任一接头的方法。

此外，本发明提供了根据前面提及的接头中的任一接头在波纹管的一个端部处形成金属对金属密封的用途。

使用根据本发明的接头来在接头与波纹管之间形成密封是有利的，原因在于，保持器设计及本体密封边缘的形状确保了有效且紧密的金属对金属密封。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行描述，在附图中：

图1图示了当从侧面观察的在形成密封之前的穿过根据本发明的接头的中间的截面，

图2图示了当从侧面观察的穿过本体的中间的截面，

图3图示了当以立体视角观察的本体，

图4图示了当从侧面观察的穿过螺母的中间的截面，

图5图示了当以立体视角观察的螺母，

图6图示了当从侧面观察的穿过保持器的中间的截面，

图7图示了当以立体视角观察的保持器，

图8图示了当从侧面观察的穿过闭合的接头的中间的截面，以及

图9图示了当以立体视角观察的闭合的接头。

具体实施方式

图1图示了当从侧面观察的在形成密封20之前的穿过根据本发明的接头1的中间的截面。

在此实施方式中，波纹管2布置在接头1中，但还没有被完全推到接头1中使得管2的端部17被推靠在本体9的本体表面12上。

通常，当接头1提供给使用者时，保持器7布置在螺母5中并且螺母5安装在本体9上。在此实施方式中，保持器7的内径稍小于波纹管2的峰部3的外径，使得当使用者将接头1安装在波纹管2上时，使用者将管2简单地放置在穿过螺母5的通道6中并且将管2向前推动，使得波纹管2上的第一峰部3将接合保持器7的保持器突起28并将保持器7向外推动。当波纹管2向前移动时，保持器7在第一峰部3随后的谷部4中卡扣到位。由此，确保了在随后的操作期间接头在波纹管2上保持到位(下面将进行解释)。

然而，在另一实施方式中，保持器7的内径可以默认形成为大到比波纹管2的外径大，并且使得波纹管2可以容易地穿过布置在螺母5中的保持器7(也参见图7)。

此外，在另一实施方式中，波纹管2可以在螺母5安装在本体9上之前首先穿过螺母5和保持器7。

一旦波纹管2被正确地定位在接头1的内部，本体9和螺母5被朝向彼此迫压，由此本体9和螺母5的几何形状将向内迫压保持器7，从而减小保持器7的直径。在此实施方式中，本体9和螺母5的这种几何形状包括本体9的倾斜的前表面22和螺母5的倾斜的保持器表面23，本体9的倾斜的前表面22和螺母5的倾斜的保持器表面23布置成接合保持器7上的匹配的倾斜侧表面24，使得当前表面22和保持器表面23被朝向彼此迫压时，前表面22和保持器表面23将接合保持器7的侧表面24并向内推动保持器7，以减小保持器7的直径并将保持器7迫压到波纹管2的谷部4中。

如上所解释的，形成具有比波纹管2的外径稍小的内径的保持器7确保了保持器7的保持器突起28突起至波纹管2的谷部4中，并且确保了在使用者例如找到并安装配装工具以执行将本体9和螺母5朝向彼此迫压的动作的同时，保持器相对于波纹管2的峰部3和谷部4保持准确地放置。

然而，在另一实施方式中，仅螺母5或仅本体9设置有向内迫压保持器7的倾斜表面，或者保持器7将被其他装置向内迫压，所述其他装置例如布置在保持器7的外侧使得这些装置将撞击保持器7。

在此实施方式中，螺母5设置有与本体9的外螺纹19匹配的内螺纹18，使得当这些部件5、9中的一者相对于另一者旋转时，啮合的螺纹18、19将根据旋转方向使部件5、9被朝向彼此或远离彼此迫压。

然而，在另一实施方式中，本体9可以设置有与螺母5上的外螺纹相匹配的内螺纹，螺母5和本体9中的一者或两者可以设置有夹紧装置，该夹紧装置能够使部件5、9围绕波纹管2的端部17而被迫压在一起以形成紧密密封20，或者螺母5和本体9可以设计成借助于外部工具或装置被迫压在一起并锁定在闭合位置中。

如前所述，接头1在此实施方式中示出为处于打开状态，但是当波纹管2抵靠本体9布置且螺母5和本体9被朝向彼此迫压时，保持器7将向前迫压波纹管2的最后的波纹部，使得最后的波纹部压靠在形成于本体9的端部处的尖的环形本体密封边缘10的顶点11上，因此可以在波纹管2与接头1之间形成紧密密封20。

在此实施方式中，尖的环形本体密封边缘10沿着两个相邻接的本体表面12的边缘形成，所述两个相邻接的本体表面12具有约60°的相互夹角ma，但是在另一实施方式中，相互夹角ma可以更大或更小比如80°、90°、100°或其他。

在此实施方式中，靠近接头1的中心的本体表面12以相对于中心轴线14成约70°角的方式布置，但是在另一实施方式中，该本体表面12可以以相对于中心轴线14成60°、80°、100°角或其他角的方式布置，或者该本体表面12可以大致垂直于所述接头1的纵向中心轴线14布置，如图2和图8中所公开的。

在此实施方式中，尖的环形本体密封边缘10的顶点11是经倒圆的，以防止顶点11切入波纹管2中并且防止潜在地损坏密封20，并提高顶点11的耐久性。然而，在另一实施方式中，例如在本体表面12的相互夹角ma较小的情况下顶点11可以更圆，或者例如在相互夹角ma较大的情况下顶点11可以不太圆或根本不圆。

在此实施方式中，螺母5、保持器7和本体9均由机械加工的黄铜制成，但在另一实施方式中，这些部件5、7、9中的一者或更多者可以至少部分地通过铸造来制造，和/或这些部件5、7、9中的一者或更多者可以由其他金属比如钢、不锈钢、铜或其他制成，或者这些部件可以由其他材料比如塑料、聚甲醛(pom)、纤维增强树脂、某种复合材料或其任意组合制成。

在此实施方式中，波纹管2是波纹不锈钢管(csst)，但在另一实施方式中，波纹管2可以由其他材料比如铜、铝、某种合金制成，或者波纹管2可以由其他材料比如塑料、聚甲醛(pom)，某种复合材料或其任意组合制成。

在此实施方式中，波纹管2设置有围绕波纹管2的呈橡胶软管形式的护套21，但在另一实施方式中，护套可以由其他材料比如复合材料、泡沫材料、纤维增强材料或其他形成，或者在另一实施方式中，护套21将与波纹管2一体地形成，或者波纹管2将不设置护套21。

图2图示了当从侧面观察的穿过本体9的中间的截面，并且图3图示了当以立体视角观察的本体9。

在此实施方式中，本体9的中央部分形成为呈六边形，使得本体9可以在连接至螺母5时借助于某种扳手旋转。

如前面所讨论的，在此实施方式中，本体5的一个端部设置有外螺纹19，以使得本体9能够被拧入螺母5中。然而，在此实施方式中，本体9的另一端部还设置有标准化的通用外螺纹25，以使得设置有接头1的波纹管2可以连接至设置有匹配的标准化连接件的其他装置。在此实施方式中，通用外螺纹25为1/2”，但波纹管2、接头以及特别地通用外螺纹25显然可以被制造成更大或更小以例如适合特定用途。

图4图示了当从侧面观察的穿过螺母5的中间的截面，并且图5图示了当以立体视角观察的螺母5。

在此实施方式中，螺母5的外侧形成为呈六边形，以使得螺母5可以在连接至本体9时借助于某种扳手旋转。

图6图示了当从侧面观察的穿过保持器7的中间的截面，并且图7图示了当以立体视角观察的保持器7。

如以上所讨论的，当螺母5和本体9被朝向彼此迫压时保持器7被向内迫压使得保持器7的直径减小，并且当波纹管2被推动穿过保持器7时保持器7的直径增大。为了允许保持器7的这种直径变化，保持器7默认设置有宽缝26。该缝26的宽度将随着保持器7的直径改变而逐渐改变。为了允许当波纹管2被推动穿过保持器7时保持器7回弹到其初始直径，保持器在此实施方式中由黄铜制成，黄铜具有足够的挠性来实现该功能。

在此实施方式中，首先保持器7形成为使得当接头1完全闭合时缝26的宽度基本上为零，因而使得保持器7将始终在波纹管2的端部17周围施压。然而，对于本领域的普通技术人员而言明显的是，即使保持器7没有始终在波纹管2的端部17周围施压也可以实现紧密密封20。

在此实施方式中，保持器7关于穿过保持器7的中间的平面16大致对称，其中，该平面16垂直于保持器7的中心轴线27并且因而当保持器7用于接头1中时该平面16也垂直于接头1的纵向中心轴线14。然而，在另一实施方式中，保持器7可以以不对称的方式形成。

图8图示了当从侧面观察的穿过闭合接头1的中间的截面，并且图9图示了当以立体视角观察的闭合接头1。

在此实施方式中，波纹管2的端部17被完全压紧于本体密封边缘10的顶点11与保持器7的保持器密封表面8之间。当螺母5和本体9被迫压在一起并且保持器7的直径减小时，保持器7将向下延伸到位于前面的谷部4中并且保持器密封表面8将向前至少推动波纹管2的最后的波纹部并且使所述最后的波纹部抵靠在本体密封边缘10的顶点11上，使得该波纹部变形且被压紧在本体密封边缘10的顶点11与保持器密封表面8之间。

在此实施方式中，保持器密封表面8是凹形的，但是在另一实施方式中，密封表面8可以形成为凸形的、平的或者密封表面8可以形成有更复杂的表面轮廓。

在此实施方式中，所述本体表面12与在本体密封边缘10接合波纹管2的中心点处即在顶点11处经过保持器密封表面8的切线13之间的切线角ta为约45°，并且在图1中公开的实施方式中其将约为60°，但明显地，该角ta可以根据保持器密封表面8、本体密封边缘10或其他方面的具体设计而更大或者更小。

在此实施方式中，本体密封边缘10布置成在波纹管2的端部17处压入波纹部的侧部15中，但在另一实施方式中，本体密封边缘10可以布置成压在该波纹部的峰部3处或谷部4的底部处。

本体密封边缘10的尖的设计要求在波纹管2的端部17处沿着本体密封边缘10的环形顶点11形成有大致线形的环形密封20。

在此实施方式中，该密封为大约2mm宽，但在另一实施方式中，密封20可以更宽或更窄，这特别地取决于本体密封边缘10的特定设计并且尤其是本体密封边缘10的顶点11的特定设计，或者例如取决于特定的波纹管2、保持器7的设计和/或其他。

上文已经参照螺母5、保持器7、本体9及其他方面的具体示例来例示了本发明。然而，应当理解的是，本发明并不限于以上讨论的特定实施方式，而是可以在如权利要求中所指定的本发明范围内进行各种设计和改变。

列表

1.接头

2.波纹管

3.波纹管的峰部

4.波纹管的谷部

5.螺母

6.穿过螺母的通道

7.保持器

8.保持器密封表面

9.本体

10.本体密封边缘

11.本体密封边缘的顶点

12.本体表面

13.在本体密封边缘处经过保持器密封表面的切线

14.接头的纵向中心轴线

15.波纹管的波纹部的侧部

16.穿过保持器的中间的平面

17.波纹管的端部

18.螺母的内螺纹

19.本体的外螺纹

20.密封

21.护套

22.本体的前表面

23.螺母的保持器表面

24.保持器的侧表面

25.通用外螺纹

26.缝

27.保持器的中心轴线

28.保持器突起

ma本体表面之间的相互夹角

ta本体表面与保持器密封表面的切线之间的切线角