折叠接缝连接件、制造它的方法以及装置的制作方法

专利名称：折叠接缝连接件、制造它的方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的折叠接缝连接件，还涉及制造它的方法以及用于执行该方法的装置。
在通风和空调技术中已经公知根据权利要求1的前序部分所述的折叠接缝连接件。这些连接件的固有缺点是它们不密封，因为任何折叠接缝连接件在制成后将回弹，即打开。不过，该类型的连接件所导致的泄漏损失通常在卫生、健康和/或能量方面是不可接受的，因此，需要进行附加工作以便密封，例如，插入橡胶条和/或通过粘接而固定该折叠接缝连接件；其中，WO00/27557中的

图10至13表示了夹持密封件的各种方法。
这引起了另外的缺点因为材料的较高费用以及向折叠接缝连接件中引入附加密封材料所需的时间，它的效果主要取决于用户(工作人员)的认真程度。此外，合成密封材料较脆，并只能承受很小的压力差，尤其是当有相对较大的间隙和/或剪切力时更是如此。
因此，本发明的目的是提供一种金属密封的折叠接缝连接件，该折叠接缝连接件可以充分满足目前的较高的密封要求。
尤其是，折叠接缝连接件还应当在不需要附加密封装置和/或后续处理的情况下适合C级密封的通风单元。适用于高度密封的折叠接缝连接件的该C级由“通风和干燥设备(EUROVENT)”的制造商委员会确定，相当于在1000Pa的测试压力下，对于200m2的测试面积，每秒的气体最大泄漏量为例如0.01m3。
还提供了一种方法，所述方法同样应当使该类型的折叠接缝连接件能够经济地制造。此外，还提供了合适的装置，该装置能经济地保证折叠接缝连接件的质量，并能够尽可能通用，即适用于管、管段和管弯头。
所提供的折叠接缝连接件应当可以通过普通技术制造，它应当不需要对操作人员进行任何专门培训，并使它的外观和可靠性至少与普通连接件相同。
该目的通过权利要求1、4和5的特征而实现。
根据权利要求1提供的折叠接缝连接件在褶皱的内部形成了配合密封，尤其是在凸缘状双褶皱的外径上形成配合密封，因为环绕的第二外部双褶皱有相对较大的弯曲半径。因此，连接件的回弹减至最小；金属密封件具有耐久性，且只在可忽略的程度上受到振动的影响。在外部双褶皱的最大外径附近的半径大于以简单方式翻折的封闭凸缘(也称为单边缘)的半径。这防止了弯曲点的过度延伸(而对于材料，过度延伸是不允许的)，因此，防止了通常可在现有振动单元上看到的大量材料移动、细小裂纹和随后对褶皱的腐蚀。
因此，在权利要求中的术语“周围连续(all aroundcontinuous)”的意思是有形成的配合密封面，该配合密封面抵靠着匹配部件，并以线性和同轴方式延伸，且在褶皱的整个周边没有中断部分。
当切开本发明的折叠接缝连接件时，与具有简单翻转的凸缘的连接件相反，它有几乎理想的金属密封接触面，该金属密封接触面根据内部双凸缘的形状而准确包围整个内部双凸缘。
对于连接件的合适密封性能，重要的是上述密封面的周围连续的结构，这是因为，除了实际封闭，它们还形成一个或多个具有最小泄漏损失的高质量迷宫密封件。
相反，优选是，当凸缘状双褶皱有位于内部的气隙时，有内部褶皱相对于第二双褶皱内部的特定弹簧作用，这保证即使在变化的压力比下工作时也有持久的金属密封。
尤其是，当为非电镀管时，优选是可以涂覆液态的聚合物绝缘层，因为在褶皱的连接点处不会产生接触腐蚀；在硬化后留下的薄层将另外提供补偿密封作用。绝缘层的功能并不能改变在封闭处理过程中由外部力产生的确实锁定作用的基本原理，即使金属接触面补充有薄的中间层或当金属板的金属镀层由绝缘层代替和/或补充时也是如此。
本发明的优选实施例在从属权利要求中表示。
特别有利的是，气隙受到在凸缘部件之间的较大外部夹持力，这导致它们有很强的弹簧作用。这提高了密封，这是因为，一方面在接触面之间有高压，另一方面能够补偿热膨胀和振动而又不会增加泄漏。
通过在内外褶皱之间包括附加的绝缘层，可以额外提高密封性能。
折叠接缝连接件可以通过合适的辊在Spiro International S.A.公司CH-3178 Boesingen(cf.Brochure o5.1998)的GorelockerBeta 3型镶边和折叠/封闭机上生成。
在第一方法步骤中，在第一管端头处形成凸缘状双褶皱；在第二方法步骤中，在要连接的另一管端头上形成内径大于凸缘状双褶皱的折叠凸片；在第三方法步骤中，将该折叠凸片推压在双褶皱上；然后将折叠凸片的凸出部分压低，并以抵靠方式夹持凸缘状双褶皱，从而以密封方式包围该凸缘状双褶皱。
在优选使用的本发明装置中，在第一管端头处制造凸缘状双褶皱，包括在第一方法步骤中，第一管端头置于旋转的第一成形辊上，该第一成形辊固定在机座的轴向位置中，同时使管的内侧与所述辊进行周边接触；在第二步骤中，同样旋转的第二成形辊在其切平面中被推动，直到它与管端头的外侧接触，这样，该管端头一起同步旋转；在第三步骤中，将第二成形辊在其切平面中朝着第一成形辊逐渐推动一个双褶皱宽度的距离，从而在管端头处压出连续的折叠凸片；在第四步骤中，在位于该切平面下面的第二平面中沿朝着成形辊的方向继续推动下部输送辊而经过至少两倍于管材料厚度的距离，其中，在第二成形辊下面沿相反方向同步拉回下部辊，从而使折叠凸片封闭和形成凸缘状双褶皱。
一种特别适于制造凸缘状双褶皱的装置，其特征在于可移动的下部辊构成为空心轴形状，在该空心轴的内部提供有驱动轴，该驱动轴装有固定在其轴向位置的成形辊，该输送辊构成为空心轴形状，在所述空心轴内部提供有驱动轴，该驱动轴装有一个上部的可移动成形辊，输送辊和成形辊布置在滑块中，以便可同步移动，另外，两个辊布置在一滑块中，该滑块同样可朝着轴向固定的成形辊和可移动的成形辊而移动。这能够特别经济地进行操作。
当可移动地布置的成形辊和位于该成形辊下面的下部输送辊安装在有线性滚珠轴承的滑块中时，它们能够特别精确和稳定地被引导。
通过侧部引导板，可以非常简单地使另外的滑块移动，该滑块装有同样可移动的下部输送辊和下部成形辊。
滑块的所需线性移动通过液压缸而进行，这使得装置有非常紧凑和有利的结构。
优选是滑块进行适当的同步运行，这可以通过液压部件而实现，该液压部件同样可从市场上获得。
驱动辊的驱动轴以非常节省空间的方式通过万向接头轴和液压马达而被驱动，该液压马达由中心液压单元供给，并通过自身已知的部件而进行设定和调节而使其周向同步，即与辊的周向速度相同。
下面将参考附图介绍本发明的实施例，附图中图1表示了在通风技术中的普通连接件；两个螺旋管彼此成直角，并通过弯曲段和折叠接缝连接件而彼此连接；图2表示了图1的折叠接缝连接件的放大剖视图；图3至6表示了用于形成图2的内部凸缘状双重褶皱的各个方法步骤；图7表示了折叠接缝连接件的连接；图8表示了图7的折叠接缝连接件通过折叠在折叠凸片上而形成的配合连接件；图9表示了用于制造凸缘状双重褶皱的优选装置的局部剖视图；图10表示了当穿过驱动轴以直角方向在左侧看时的剖视图；以及图11是图9的装置从上面看时的平面图。
图1表示了电镀金属板S1和S2的盘管，该盘管通常称为“螺旋管”，且它们通过弯头段s2至s5而彼此连接。弯头段s2至s5通过普通可拆卸连接器V而与管S1和S2相连。连接弯头s2至s5有焊道(bead)W，该焊道W用于增强，也用作限制止动器。本发明的实际折叠接缝连接件表示为A；管连接件的中间线表示为m，并对应于中心线。
折叠接缝连接件A在图2中以放大剖视图表示。这里还表示了具有第一管端头X和第二管端头Y的中间弯头段s3和s4。这里还有呈收缩形状的偏离部分5。管端头X终止于凸缘状双褶皱1，同时它的凸缘部分1a和1b一起形成凸缘接头。在凸缘部分1a和1b之间形成气隙3，该气隙自身作为段s3的膨胀接头，同时向外部环绕的双褶皱2上施加弹簧作用。
环绕的双褶皱2在外侧邻接着凸缘部分1a和1b以及弯头1c的外部区域，同时确实锁定。即使当双褶皱的金属板不规则时，所述弹簧连接作用也使得接触点在部分1a至1c上大致同心延伸，并至少作为迷宫密封件。
内部凸缘即双褶皱1与环绕的双褶皱2的连接以本身已知的方式在折叠/封闭机上进行，该折叠/封闭机例Gorelocker Beta 3类型。
图3至6表示了凸缘状双褶皱1的制成。所要处理的模制部分或管段表示为6，其靠在支承面29上。
如图3所示，根据本方法，在第一步骤中，将段6的管端头翻转套在旋转的成形辊20和下部辊21上，该下部辊21位于旋转的成形辊20下面，且该下部辊21成空心轴形状，并有相应的中心下部空腔H，该下部空腔H比用于在不接触的情况下驱动该辊21时所需的空腔大得多。相邻的成形辊10和下部输送辊11处于静止位置。
由图4可知，将两个辊10和11沿通路a0推向模制部件6，直到该模制部件6与成形辊10接触，这时，该成形辊同样进行旋转。由于辊10的外周在模制部件6上的摩擦，该模制部件6同样开始旋转。还表示了相互平行的切平面E1和E2，该切平面E1和E2表示了辊10和11的可能的移动路径的特征。
由于旋转的成形辊11的逐步继续运动直到通路a1的端头，在模制部件6的下侧的整个周边上延伸的折叠凸片4形成于模制部件6上，见图5。
当模制部件6继续旋转时，如图6所示，下部输送辊11在平面E2中沿通路a2逐步前进，这样，所示的双褶皱1形成于模制部件6上。因为辊11和21有空腔H，因此可以有该移动通路。两个辊11和21的运动的同步性导致准确形成褶皱形状，而不会使凸缘部分在辊上被压平或翻转。
通过使辊返回到图3所示的起始位置，可以将在端头处有凸缘状双褶皱的模制部件6取出和进行进一步处理。
凸缘连接件的装配如图7和8所示，该图7和8有已经用过的参考标号。应当知道，由于折叠凸片4折叠，在图7中相对较大的气隙3减小成图8中的气隙3’。这解释了在实践中观察到的永久性弹簧作用，从而密封了折叠接缝连接件的内部。
参考图3至6所述的、用于制造内部双褶皱1的方法可由图9至11所示的装置实施。
如图9所示，可移动的成形辊10和输送辊11安装在同样可移动的滑块37中。辊10通过轴向固定件22而固定在驱动轴12上，该轴向固定件22为具有楔形物的螺纹连接件。驱动轴12的底侧同样有楔形物14，该驱动轴12通过万向接头轴24与液压马达26连接。轴12通过滚珠轴承16a和16b可旋转地装入滑块37中，该滑块37再通过具有活塞杆31’的液压缸31而移动。而且，稍小的液压缸30布置在该液压缸31上，并通过螺栓35固定，销33与该液压缸30的活塞杆30’配合，该销33插入同样可移动的滑块38中。而且，在滑块38中还布置有滚珠轴承18a和18b，该滚珠轴承18a和18b布置成与轴12同心，并通过它们的内环安装在输送辊11上，该输送辊11在底侧作为空心轴。此外，在轴12和输送辊11的孔之间有柱形空腔39。滚珠轴承18a、18b的壳体称为18’；辊10和11自由旋转所需的间隙表示为L。
相对的一对辊(即相邻并有间隙L的成形辊20和下部辊21)以相似方式设计。不过，与前面情况相反，提供有成形辊块(block)44，该成形辊块固定在机器上，即不可运动。辊21通过轴向固定件23固定在驱动轴13上，该轴向固定件23设计为具有楔形物的螺纹连接件。驱动轴13同样在底侧有楔形物14，该驱动轴13通过万向接头轴25与液压马达27连接。轴13通过滚珠轴承17a和17b可旋转地装入块44中。液压缸32布置在该块44上，并通过螺栓36固定，销34与该液压 32的活塞杆32’啮合，该销34插入可移动的滑块45中。在滑块45中布置有滚珠轴承19a和19b，该滚珠轴承19a和19b布置成与轴13同心，并通过它们的内环安装在移动辊21上，该移动辊21在底侧作为空心轴。滚珠轴承19a、19b的壳体称为19’；柱形空间表示为40。要进行处理的模制部件6置于机座29的支承和滑动面上。
液压部件通过中心液压单元50而被供给，该中心液压单元50装于机架内，液压管路49从该中心液压单元50延伸到控制和驱动部件。
图10表示了穿过图9的轴12的剖面A-A的视图，表示了上述部件，此外，还有两个线性滚珠轴承41、42，这两个线性滚珠轴承的衬套41’和42’插入滑块37中。在侧面可以看见机架中的固定框架46以及它的焊接接缝47。
在可移动滑块37中提供有螺纹孔28，该螺纹孔28用于固定该滑块38的侧板和引导件38’，该侧板和引导件38’用螺纹连接在该滑块38的上面，并同样可移动。可移动部件18”同时是滚珠轴承18a、18b的壳体。图9中所示的滑块45以类似方式设计。
在图11的平面图中可以再次看见各部件以及前面未表示的引导板45’和调节螺钉48，该调节螺钉48用于确定通路的边界，并设定滑块38和45的移动通路。
用于经济地制造高质量和可重复的凸缘状双褶皱的装置的操作模式可以很容易地借助于图3至6和相应说明而进行设想。装置结构的详细说明与EP-A1-0998997的机械设计相同。
辊10、11和20、21之间的距离的改变可通过中间环(未示出)而以最简单的方式进行，从而影响间隙L。这样，可以以简单方式影响和优化凸缘状双褶皱的延展性和弹簧特性，这也一起确定了辊的使用寿命和模制部件6的磨损。
在对本发明的折叠接缝连接件的实际试验中，对泄漏损失进行了测量，该泄漏损失比EUROVENT提供的C级至少要好20％。所制成的和进行试验的双褶皱的普通折叠宽度为4.0至12.0mm(在双褶皱的内部测量)。
不过，这样的预处理可以没有问题地制造褶皱，它可以通过本发明的装置而可重复地制造。
在处理和清洁房屋的技术中，这些高质量的折叠接缝连接件尤其重要，这时，不确定的泄漏可能导致所有类型的危害。这样，本发明允许使用便宜的管段与公知的盘管(螺旋管)连接，以代替通常使用的昂贵焊接管，该焊接管具有相应连接件和/或通过弹性内层密封的连接件。此外，该类型单元的维护要求减小，因为金属密封件通常不易于磨损。
通过进一步发展，本发明的装置能够自动进行，例如，储存所生成的折叠接缝连接件的所有机器设置和控制参数，然后用于大量生产。因此，基本已经公知的“指导编程”可以与测量传感器(传感器等)结合使用。
参考标号表1 凸缘状双褶皱；1a、1b 凸缘部件/凸缘接头1c 在1a和1b之间的曲线(半径)2 环绕的双褶皱
3、3 气隙4折叠凸片(2的初期)5偏移部分/收缩部分6模制部件/管段(金属板)10 上部的可移动的成形辊11 输送辊(下面)；空心轴12至13 驱动轴14至15 心轴(驱动装置)16a至17b 用于12和13的下部滚珠轴承18a、18b 用于10的滚珠轴承18’18a、18b的壳体19a、19b 用于21的滚珠轴承19’19a、19b的壳体18”、19”滑靴20 轴向固定的成形辊21 可移动的下部辊；空心轴22、23 轴向固定件(螺钉连接件；楔形物)24、25 万向接头轴26、27 液压马达28 在37中的螺纹孔29 支架面/机座30至32 液压缸30’至32’ 30至32的活塞杆33、34 销(传动装置)35、36 连接螺栓35’、36’ 用于35和36的螺纹孔37 用于10和11的可移动的滑块38 用于11/侧板的可移动的滑块38’ 引导板(上面)；轴承屏
39、40 柱形空腔(空气)41、42 线性滚珠轴承/滚珠轴承引导件(轴)42’、43’ 滚珠轴承环/滚珠轴承支承架44 成形辊块(固定)45 用于21/侧板的可移动滑块45’ 引导板(上面)46 固定框架47 焊接接缝(角焊)48 调节螺钉/端部止动器49 液压管路50 液压单元A 折叠接缝连接件a0至a2移动通路E1、E2切平面H 空腔L 气隙/间隙m 中间线/中线S1、S2直管部分(螺旋管)s2至s5管段X 第一管端头Y 第二管端头V 管连接件(普通)W 焊道
权利要求
1.一种折叠接缝连接件，用于在传送气流的两个可延展金属管、管部分、管段或管弯头之间形成高度密封，其特征在于在第一管端头(X)处提供有凸缘状双褶皱(1)，该凸缘状双褶皱(1)由第二管端头(Y)的第二双褶皱(2)包围，它们至少部分配合形成周围连续的金属密封件。
2.根据权利要求1所述的折叠接缝连接件，其特征在于该内部凸缘状双褶皱(1)有在它的凸缘部分(1a；1b)之间的气隙(3)，且至少它的侧面弹性地抵靠着外部双褶皱(2)的内部。
3.根据权利要求1所述的折叠接缝连接件，其特征在于在凸缘状双褶皱(1)和包围它的第二双褶皱(2)之间局部提供有至少一个连续绝缘层。
4.一种方法，用于在形成凸缘和/或折叠/封闭机器上制造使延展管和/或弯管段至少部分确实锁定的金属密封折叠接缝连接件，该形成凸缘和/或折叠/封闭机器有可旋转安装的成形辊和可在一平面内移动的输送辊，其中，两个辊由马达驱动，并从机座上伸出，其特征在于在第一方法步骤中，在第一管端头处形成凸缘状双褶皱；在第二方法步骤中，在所要连接的另一管端头上形成内径大于凸缘状双褶皱的折叠凸片；在第三方法步骤中，将该折叠凸片推压在双褶皱上；然后将折叠凸片的凸出部分压低，并以抵靠方式夹持凸缘状双褶皱，从而以密封方式包围该凸缘状双褶皱。
5.根据权利要求4所述的在第一管端头处制造双褶皱的方法，其特征在于在第一方法步骤中，将第一管端头置于旋转的第一成形辊上，该第一成形辊固定在机座的轴向位置中，同时使管的内侧与所述辊进行周边接触；在第二步骤中，将同样旋转的第二成形辊在其切平面中进行推动，直到它与管端头的外侧接触，这样，该管端头一起同步旋转；在第三步骤中，将第二成形辊在其切平面中朝着第一成形辊逐渐推动一个双褶皱宽度的距离，从而在管端头处压出连续的折叠凸片；在第四步骤中，将下部输送辊在位于该切平面下面的第二平面中沿朝着成形辊的方向继续推动一个至少两倍于管材料厚度的距离，其中，在第二成形辊下面将下部辊沿相反方向同步拉回，从而使折叠凸片封闭和形成凸缘状双褶皱。
6.一种用于执行根据权利要求1所述的方法的装置，用于在形成凸缘和/或折叠/封闭机器上制造使延展管和/或弯管段至少部分确实锁定的金属密封折叠接缝连接件，该形成凸缘和/或折叠/封闭机器有可旋转安装的成形辊和可在一平面内移动的输送辊，其中，上部成形辊由马达驱动，并从机座中凸出，其特征在于可移动的下部辊(21)构成为空心轴形状，在该空心轴的内部提供有驱动轴(13)，该驱动轴(13)装有固定在轴向位置的成形辊(20)，该输送辊(11)构成为空心轴形状，在所述空心轴内部提供有驱动轴(12)，该驱动轴(12)装有上部的可移动成形辊(10)，输送辊(11)和成形辊(12)布置在滑块(分别为38和45)中，以便可同步移动，另外，两个辊(10、11)布置在滑块(37)中，该滑块(37)同样可朝着轴向固定的成形辊(20)和可移动成形辊(21)移动。
7.根据权利要求7所述的装置，其特征在于滑块(37)由线性滚珠轴承(41至43’)引导。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于滑块(38、45)以线性方式在侧部引导板(分别为38’和45’)中被引导。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于液压缸(30至32)与滑块(37、38、45)相连。
10.根据权利要求6和8所述的装置，其特征在于滑块(37、38、45)通过液压缸(30、32)而线性同步地与液压单元(50)相连。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于驱动轴(12、13)通过万向接头轴(24、25)和液压马达(26、27)而周向同步地与液压单元(50)相连。
全文摘要
在通风和空调技术中，所谓的螺旋管必须在角度变化较大处以紧密密封的方式连接起来，这通常通过弯头段和管部分而进行。通过凸缘状双褶皱(1)以及在第二管端头(Y)处的第二双褶皱(2)，折叠接缝连接件可获得改进和持久的密封，该凸缘状双褶皱(1)布置在第一管端头(X)处，并由外侧至少局部由确实锁定的连续金属密封件包围。本发明的主题还涉及制成该凸缘状双褶皱(1)的经济方法以及适于执行该方法的装置。
文档编号B21D19/00GK1461247SQ00820071
公开日2003年12月10日 申请日期2000年12月15日 优先权日2000年12月15日
发明者鲁道夫·宾格利 申请人:施皮罗股份有限公司