专利名称：扩张方法和工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照权利要求1前序部分所述的用于扩张管端的方法和工具。
上述方法常常用于形成管的连接，主要用于扩张具有记忆能力的塑料管，即在扩张后可自动恢复其原来形状的管子。这方面的一个实例是用交联聚烯烃(polyolefins)制成的管，特别是用交联聚乙烯制成的管，如所谓的PEX-管，其在如室温那样的低的温度下具有可靠的记忆性能。通过使上述管的一端扩张并在加大的管端插入构成管连接件一部分的一般由金属制成的扩口式连接器，其保留在上述管端中直至管缩至能够牢固地夹住连接件的程度。可以选择地，一个由弹性材料如金属或与管相同的塑料制成的夹紧套筒被扩张并在管端收缩，以便进一步提高在管连接区的固定和密封压力。夹紧套筒可在管端扩张的同时扩张，扩张时夹紧套筒处于围绕管端的位置上。
上面提到的和迄今所知的扩张方法和扩张工具的一个缺陷在于，横截面基本呈圆孤形的外爪面的相对边缘在管端扩张时倾向于在管端的内表面上产生显著的、连续的在管纵轴线方向上延伸的槽或痕线。当高压流体流过用这种扩张方法形成的管接头时，流体倾向于随着上述痕线渗出管接头。这种接头密封缺陷在制成管接头后的几小时中特别显著。
本发明的目的在于提供一种至少能显著消除上述缺陷的新颖和优越的方法和工具。
为此目的，提出一种在本文开始提到的那种方法和工具，它们也包括在权利要求1和权利要求2的特征部分中分别提出的那些区别特征。管端是分级扩张的，即，相互缩回的爪插入管端一定距离，然后使其扩张，将管端扩张至较小的程度，其后使爪聚拢即缩回，并进一步插入管端。然后再次使爪扩张使管端进一步扩张。反复进行上述方法直至管端扩张到需要的程度，例如，直至使外爪面在管端中已插入其全长，而且达到一种扩张状态，因而在爪返回其缩回状态或位置后将爪从所述管端撤出。由于管端是以小的爪扩张运动分步扩张的，因而分界的外爪面的纵向延伸的边缘只是从小的分开距离而移动，因而在管端的内表面不会产生痕线或只产生不显著的痕线，从而防止了上述的泄漏问题。
本发明的其它有利特征在从属权利要求中描述。
现对照以下附图详述本发明
图1是实施本发明方法的扩张工具的最重要部分的垂向剖视图；图2是沿图1中II-II的剖视图，不过其中具有变化的结构；图3是沿图1中III-III线的剖视图；图4是一个横剖图，在图的上半部表示普通工具的爪分别处于缩回和扩张状态，图的下半部表示实施本发明方法的工具的爪分别处于缩回和扩张状态。
图1-3表示工具的重要部分，该工具在形成管连接中可以方便地用于扩张管端1。该工具包括一个壳体16，其中，一个具有多边形横截面的尖前端的活塞3或类似装置可借助下述驱动布置往复移动。壳体16的前部具有旋接的盖5，盖5具有一中央通孔和一条环形槽6，在槽中装有爪8的径向部分7，使爪8相对于环形槽6可作径向但不能作轴向移动。部分7设有安装环形弹簧9的周向槽，弹簧9围绕爪并力图将爪保持在其缩回状态，即处于使爪抵靠活塞端4的位置。使活塞3从图1和2所示的缩回位置向前移动可使工具扩张，从而使活塞尖端4接触爪8上的斜面10，并迫使爪张开。在图示情况中假定，爪8的数目为6，所述爪相对于中心线11径向向外移动。爪具有外爪面12，在剖面图中可见外爪面12与中心线11成直角时外爪面12至少基本呈弓形，而且当爪8处于相互缩回位置或状态时相互是邻近的。
前面提到的驱动布置包括一个齿轮机构，它由主动齿轮13和齿轮14构成。齿轮13由连接于传动输入轴15的电动机(未画出)提供动力。齿轮14固定地安装在轴16上，轴16安装在壳体2中并承载着一个凸轮盘17。凸轮盘17与安装在活塞后端上的滚轮18形式的凸轮随动件配合工作。作用在壳体2和活塞3之间的压簧19力图使滚轮18保持与凸轮盘的接触。
各外爪面12与中心线11的径向距离从前端即插入端20向着相对端即后端21增大。在图1中上述距离的标号为22和23。这种距离的增大例如可按照图1那样分步进行，或者如按照图2那样，至少在爪面的插入端20和后端21之间的中间区连续进行。当径向距离分步进行时，每个增量的径向范围最好最大等于当爪在缩回位置和扩张位置之间移动时爪在径向上运行的距离。
当外爪面12与中心线11的径向距离在如图1和2所示的所述中间区向后的区域，即在后端21的区域中为不变时可以得到特别的好处。外爪面12与中心线11的径向距离在所述中间区向前的区域，即，在端部20的区域中也可以是不变的，或者如图2所示，在朝着后端21的方向上也可以是减小的。外爪面的上述向后的斜面可以防止当管端扩张时管端1从爪上意外滑出。使爪面上设有周向延伸的槽或波纹也可防止管端的意外滑出。
当扩张由具有记忆性能的材料制成的管的管端1时，爪8收缩使工具的插入端20的外径基本等于被扩张的管端的内径。将工具的插入端20插入所述管端至比爪全长短许多的程度。使爪8分开，然后返回其缩回位置，然后将工具进一步移入刚刚稍扩张的管端1。这个过程被重复直至管端1抵接盖5。在除去爪8后可将一管连接件插入加大的管端，管端绕所述连接件皱缩。凸轮盘或曲线17被逆时针方向转动，并最好以图示的方式构制成一种延迟装置，在每转或每个运动周期中它将爪8保持在其扩张位置上一会儿。但是，这里应指出的是，本发明的工具不必是电驱动的，而是也可以是手驱动，气动或液压驱动的。
本发明的方法的优点在图4中作了说明。图4的上部以虚线表示普通工具的爪25处于其缩回位置，在该位置它们可以插入未扩张的管端。该图以实线表示爪25处于扩张位置并作用在管端26上，在图中只画出其内材料层。可以看出，处于扩张状态的外爪面27的边缘28间隔较远并在管的内表面留下痕迹，这些痕线容易导致泄漏的接头。图4的下半部也以虚线表示爪8处于其各自的缩回位置上，并以实线表示爪处于其各自的扩张位置上。爪8具有与图1所示爪基本相同的形状，当爪扩张时其边缘29隔开较小的距离，因而在管端的内表面上引起极小的痕线。
显然本发明并不局限于上述的图示实施例，本发明可以通过任何选择的方式实现而并不超出权利要求书所限定的本发明构思的范围。
权利要求
1.一种扩张管端(1)，特别是由具有记忆性能的塑料制成的管的管端的方法，该方法借助一种工具，该工具包括多个可相对于一条中心线在一缩回位置和一外扩张位置之间径向移动的爪(8)，其中，所述爪(8)具有外爪面(12)，其用于接触管端的内表面，并在爪的缩回位置爪相互邻近且具有在横截面中至少基本呈圆拱形的形状，所述工具包括在所述两位置之间移动爪的装置(13-19)，各外爪面(12)与中心线(11)的径向距离从其插入端(20)向其相对端(21)增大，为了扩张管端(1)的目的，爪缩回时将爪(8)插入管端(1)中一定距离，然后径向向外移至所述爪的外扩张位置，其特征在于分几级相继地扩张管端，在每个扩张级中，爪移过相对于管端(1)的最后扩张的小的径向距离，在每个扩张级间爪(8)被缩回，并进一步插入管端。
2.一种用于扩张管端(1)，特别是，但又不仅仅是具有记忆性能的塑料制成的管端的工具，所述工具包括多个可相对于一条中心线在一缩回位置和一外扩张位置之间径向移动的爪(8)，爪(8)在缩回时用于插入管端(1)，其中，所述可移动的爪(8)具有外爪面(12)，其用于接触管端的内表面，并在爪的缩回位置爪相互邻近，且具有基本呈圆拱形的横截面，所述工具还包括用于在所述两位置间移动所述爪的装置(13-19)，外爪面(12)与中心线(11)的径向距离从所述爪的插入端(20)至其相对端(21)增大，其特征在于爪(8)可径向移过一个小于管端(1)的最后径向扩张的距离。
3.如权利要求2所述的工具，其特征在于在所述缩回位置和所述扩张位置之间由爪(8)移动的径向距离最大是管端(1)的最后径向扩张的一半。
4.如权利要求2或3所述的工具，其特征在于所述外爪面(12)与中心线(11)的径向距离至少在所述插入端(20)和所述相对端(21)之间的中心区中连续增大或分级增大，级高最大与爪(8)当在缩回位置和扩张位置之间移动时移过的距离有相同的数量级。
5.如权利要求4所述的工具，其特征在于所述外爪面(12)与中心线(11)的径向距离在所述中间区向后的区域里是不变的。
6.如权利要求4或5所述的工具，其特征在于所述外爪面(12)与中心线(11)的径向距离在从所述插入端(20)朝向所述相对端(21)的方向上，在所述中间区(图2)向前的区域里减小。
7.如权利要求2-6中任一项所述的工具，其特征在于所述用于使爪(8)在其缩回和扩张位置之间往复运动的装置(13-19)包括延迟装置(17)，其作用是在一个运动循环中使爪(8)在所述扩张状态中保持一定时间。
全文摘要
在扩张管端(1)时使用一种工具，该工具包括可相对于中心线(11)径向移动的多个爪(8)，爪在其缩回位置时插入管端(1)中一定距离。爪具有外爪面(12)，其在爪缩回位置相互邻近，且具有用于接触管端内表面的横截面为圆拱形的形状。外爪面(12)与中心线(11)的径向距离从爪的插入端(20)向其相对端(21)增大。管端以较小的爪运动分几级相继扩张，在每个扩张级间，爪缩回并进一步插入管端。工具的爪(8)可在径向移过小于管端(1)最后径小扩张的距离。
文档编号B21D41/02GK1132545SQ9419366
公开日1996年10月2日 申请日期1994年10月7日 优先权日1993年10月7日
发明者本特·瑟伯格 申请人:维什伯布鲁克斯公司