用于建立管连接的连接元件系统、包括该连接元件系统的管连接以及建立这种管连接的方法与流程

本发明涉及用于在连接元件与塑料管、塑料复合管或金属塑料复合管之间建立管连接的连接元件系统，该连接元件系统包括与挤压套装配的连接元件，和挤压套，该连接元件包括设有多个环绕的外肋用于推上管端部的至少一个支撑体。本发明还涉及包括这种连接元件系统的管连接，以及建立这种管连接的方法。

背景技术：

1、用于双套连接的连接元件以及包括该连接元件的管连接由现有技术是已知的，例如由de 10 2016 117 480 a1已知。其中公开了一种管连接，该管连接包括支撑体、内套或挤压套和轴向推上的外套。为了使压紧工具的推上外套所需的压紧轭贴靠在挤压套上，挤压套具有与挤压套一件式构造的压紧凸缘。这使得挤压套在推上外套之后具有不均匀的径向变形。而这造成在管路系统中安装这种管连接期间外套具有更大的移动倾斜，这需要将外套额外地固紧在支撑体上。此外，外套的不均匀的径向变形使得这种管连接的密封性能变差。此外，挤压套刚性地固紧在支撑体上。刚性连接使得管端部难以被推入到支撑体和内套之间的容纳空间中。这尤其在管端部构造成极度椭圆形时是这种情况，这尤其在切断管连接部之后可为这种情况，或在存在管的显著偏心时。

技术实现思路

1、在此背景下，本发明的目的是提供一种用于建立管连接的连接元件系统，该连接元件系统克服了现有技术的缺点。尤其是，根据本发明的连接元件系统在由其形成的管连接中引起长时间密封的管连接。此外尤其在极度椭圆或偏心时应能轻易地将管端部推入到支撑体与挤压套或内套之间。

2、根据本发明，该目的和其他目的通过具有权利要求1的特征的用于建立管连接的连接元件系统、通过具有权利要求6的特征的管连接以及通过具有权利要求10的特征的用于建立管连接的方法得以实现。根据本发明的连接元件系统、根据本发明的管连接和根据本发明的方法的优选实施方式分别描述在从属权利要求中。

3、与现有技术的刚性锁定方法相比，本发明提出了在挤压套和连接元件之间通过作为单独构件的保持元件的柔性连接，该保持元件与连接元件和挤压套接合。由此将挤压套预装配在连接元件上，这简化了管连接的制造。因为挤压套被构造成单独的构件，该构件在使用根据本发明的管连接期间的任意时间点都不与流过根据本发明的管连接的介质接触，所以可以使用成本更有利的和/或不太耐化学的材料作为挤压套的材料。通过将保持元件作为单独的构件，挤压套相对于连接元件的中轴线具有一定的可运动性。这简化了管的可插入性，因为能补偿可能存在的管的偏心。此外，除了在整个支撑体长度上提供更好的密封性以外，挤压套相对于中轴线的可运动性也使得挤压套和外套处于平衡状态，由此防止了外套的轴向相对运动性。

4、因此，本发明在于提供用于在连接元件与塑料管、塑料复合管或金属塑料复合管之间建立管连接的连接元件系统，该连接元件系统包括与挤压套装配的连接元件，和挤压套，连接元件包括设有多个环绕的外肋用于推上管端部的至少一个支撑体，其中根据本发明的连接元件系统的特征在于，该连接元件系统还包括保持元件，保持元件与连接元件和挤压套互相接合。本发明还提供塑料管、塑料复合管或金属塑料复合管的管端部与连接元件之间的管连接，其中管连接包括：塑料管、塑料复合管或金属塑料复合管的管端部；根据本发明的连接元件系统，其中连接元件的支撑体被引入管端部中；挤压套和外套，外套安装到挤压套上以使管端部固紧在连接元件的支撑体上。最后本发明也涉及用于建立根据本发明的管连接的方法，其中该方法包括以下步骤：将外套推到塑料管、塑料复合管或金属塑料复合管上；将连接元件的支撑体引入管端部中；和将外套轴向地推上其中置入有连接元件的支撑体的管端部。

5、如其中所应用的，术语“将连接元件与挤压套装配”意味着挤压套在连接元件上的预先固定或预安装，由此工人在安装部位仅需将构件拿在手中。

6、关于根据本发明的连接元件系统，可有利的是，连接元件具有接合槽，并且保持元件具有至少一个连接元件侧的接合元件，该连接元件侧的接合元件接合到连接元件的接合槽中。即使在压紧过程中保持元件的连接元件侧的接合元件也可无阻碍地运动到接合槽中。由于连接元件和保持元件的圆形形状，即使连接元件侧的接合元件在接合槽中的小的进入深度就已经足够，由此确保了简单的装配。对此也可有利的是，接合槽被构造在连接元件上的升高部中，升高部形成支撑体的轴向终止部。因此，可以以简单的方式将接合槽整合到连接元件中。

7、也证实有利的是，保持元件具有挤压套侧的接合元件，挤压套侧的接合元件与挤压套的合作容纳部互相接合。由此，在根据本发明的连接元件系统的预装配状态中，挤压套能相对运动地经由保持元件与连接元件连接。这即使在管端部严重偏心时也对管端部的轻松引入有决定性的贡献，由此简化了管连接的安装。

8、也有利的是，连接元件侧的接合元件被构造成多个沿着保持元件的内周布置的单个元件。各个元件优选构造成单个弹簧元件。由此，连接元件侧的接合元件弹性地接合在连接元件上，这赋予该连接一定的灵活性。这也使得能够更简单地装配根据本发明的连接元件系统。此外，具有弹簧元件的设计实现了保持元件以及内套的限定的可运动性。最后，弹簧元件也使得通过根据本发明的连接元件系统能更好地补偿可能出现的制造波动。

9、也有利的是，连接元件的接合槽具有槽倾斜部。通过这种槽倾斜部可避免在装配时将保持元件推上连接元件过远。此外，槽倾斜部使得即使在运行中也不会将保持元件从支撑体推离，因为在将内套径向压缩时或例如在运行中由于热膨胀，可能出现内套的长度改变，该长度改变会影响保持元件。

10、也有利的是，挤压套由能弹性变形的聚合物材料构成。由此进一步提高了根据本发明的管连接的稳定性。

11、在本发明的优选实施方式中，根据本发明的连接元件系统还包括用于使挤压套固紧在连接元件的支撑体上的外套。通过外套，将挤压套固紧在支撑体上，并且将管端部压入支撑体的环绕的外肋中。由此确保了根据本发明的管连接的密封性。此外，将挤压套朝支撑体的方向按压，使得挤压套失去与保持元件的接触，并且在完成构造的根据本发明的管连接中不再接触保持元件。

12、应理解的是，在连接元件上存在多个支撑体时，可为连接元件的每个支撑体分配挤压套，该挤压套经由保持元件与连接元件间接地连接。在本发明的优选实施方式中，根据本发明，连接元件的每个支撑体经由保持元件与挤压套连接。

13、关于根据本发明的管连接，有利的是，保持元件不与挤压套和/或外套接触。由此，保持元件可以使用任意合适的材料，尤其是在使用根据本发明的管连接期间在与挤压套和/或与外套接触时伴随化学反应的材料。

14、在根据本发明的管连接的优选实施方式中，在外套和保持元件之间的无接触性有利的是，挤压套侧的接合元件的背离支撑体的一侧至少局部地基本上平行于外套的引入斜面延伸。

15、也优选的是，外套被构造成用于轴向地滑上挤压套的滑套。产生的滑套连接具有高度密封性并且具有高度的连接可靠性。将滑套滑上挤压套引起滑套的扩张，由此滑套将径向向内指向的力施加到挤压套上。该力传递到管上，将管压到设有环绕的外肋的支撑体上，由此形成在管和连接元件之间的持久紧密的连接。优选地，挤压套包括至少一个柱状区段。柱状区段引起挤压套关于轴向相对运动的倾斜度的减小(例如由于温度变化应力)。至少一个柱状区段优选总体在挤压套大部分长度上延伸、优选在挤压套的长度的至少60％上、特别优选在挤压套的长度的至少75％上延伸。替代地或额外地，挤压套可包括轴向缝和/或轮廓，通过其减小挤压套的环刚度，并且使将滑套滑上挤压套变得容易，以及也改进了滑套到管端部上的力传递。挤压套在其内表面上可具有内侧的表面结构或轮廓，其适用于防止例如由于温度变化应力挤压套在管上的可能的轴向相对运动。挤压套的外表面也可具有表面结构或轮廓，其适用于防止例如由于温度变化应力外套的可能的轴向相对运动。替代地或额外地，挤压套的外表面可具有表面结构或表面轮廓，其适用于改进外套的可推上性(例如在建立连接期间压紧力的减小、噪音的降低)。为了实现该表面特性，外套的内表面和/或挤压套的外表面可具有在1μm直至外套的平均壁厚的一半的范围中的平均粗糙度值ra和/或在5μm直至外套的平均壁厚的一半的范围中的平均粗糙深度rz和/或多个可见的不平整部，不平整部的深度不应超过外套的平均壁厚的一半。在此术语表面的“平均粗糙度值”或“平均粗糙度”(通过象征标记“ra”示出)如此处所使用地意味着在表面上的所有测量点与表面的中线的数值偏差的算术平均，并且术语表面的“平均粗糙深度”(通过象征标记“rz”示出)如此处所使用地意味着根据din en iso 4287/4288的粗糙深度。关于挤压套的内表面和外表面以及外套的内表面的表面特性应参考de 10 2015 122 345 a1，对此明确地参考该文献。挤压套在其外侧例如也可包括至少一个肋、尤其呈三角形或矩形。除此之外挤压套的外表面可设有涂层，以便改进滑套的可滑上性(例如，在建立连接期间压紧力的减小、噪音的降低)。

16、也有利的是，管端部具有相比于常规内直径(即管在挤出之后基本上在其整个管长度上具有的内直径)基本相等的内直径或相比于常规内直径加宽的内直径。但是优选的是，管端部具有相比于管的常规内直径基本相等的直径。如其中所使用地，术语“相比于常规内直径基本相等的内直径”是指，管端部的内直径没有通过使用所谓的扩张工具进行单独的扩张过程而被加宽。在此非常适宜的是，管端部的内直径通过连接元件的支撑体的推入相对于常规内直径微小地增加、例如增加最大约5％或管端部在根据本发明的管连接中通过轴向滑上的滑套的作用被压缩，使得管端部的内直径相对于常规内直径微小地减小、例如减小最多约10％。在管端部具有相比于常规内直径基本相等的内直径的根据本发明的管连接的情况中显著地简化了其制造方法，因为取消了对管端部扩张的步骤。如果管端部具有相比于常规内直径加宽的内直径，则根据本发明的管连接由于管材料的记忆性而具有更好的密封性和连接可靠性。

17、根据本发明作为连接元件的优选材料使用聚合物材料，例如聚丙烯和玻璃纤维增强的聚丙烯、聚酰胺和玻璃纤维增强的聚酰胺；耐热的热塑性塑料，例如聚苯砜(ppsu)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚醚砜(pes)、聚砜(psu)、聚苯硫醚(pps)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(abs)、聚甲醛(pom)和聚酯碳酸酯(pesc)以及这些聚合物的共聚物和共混物，其中这些聚合物材料也可以使用纤维增强的、尤其使用玻璃纤维增强的；以及金属材料，例如黄铜，尤其锡锌铸造青铜和不锈钢。耐热的热塑性塑料，例如尤其聚苯砜和聚偏二氟乙烯对于制造根据本发明的连接元件是特别优选的。如这里所使用的术语“耐热的热塑性塑料”是指该材料组的耐热变形性和热稳定性并且是指耐热变形性在至少150℃的温度的热塑性聚合物材料。可使用这种耐热塑料的温度上限与所使用的材料相关，其中这种聚合物材料的可用性上限为260℃。

18、根据本发明使用优选由聚乙烯(pe、尤其pe 100和pe-rt(具有较高耐热性的聚乙烯))、交联的聚乙烯(pe-x，尤其是pe-xa、pe-xb和pe-xc)、聚丙烯(尤其无规聚丙烯pp-r)和聚丁烯(pb)构成的全塑料管；以及使用优选具有由聚乙烯(pe、尤其pe 100和pe-rt)、交联的聚乙烯(pe-x，尤其是pe-xa、pe-xb和pe-xc)、聚丙烯(尤其无规聚丙烯pp-r)和/或聚丁烯(pb)构成的层的塑料复合管以及金属塑料复合管(mkv-管)作为塑料管。可额外地存在由乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)构成的层作为隔氧层。根据本发明金属塑料复合管(mkv-管)优选包括由聚乙烯(pe、尤其pe 100和pe-rt)、交联的聚乙烯(pe-x，尤其是pe-xa、pe-xb和pe-xc)、聚丙烯(尤其无规聚丙烯pp-r)和/或聚丁烯(pb)构成的层和由金属、优选铝构成的至少一个层。金属层优选被对接焊。在塑料复合管和mkv管的情况下，在各个层之间可引入增附剂层。根据本发明，根据本发明的管连接的所有管可相同地构造或其中一个或多个管可具有不同的管结构。此外，根据本发明管也可为纤维增强的。管道的纤维增强部可存在于单个的或所有的管中、在整个管长度上或仅在局部中。关于根据本发明的管连接的塑料管或金属塑料复合管特别优选的是，相应的管的至少一个层包括交联的聚乙烯(尤其是pe-xa、pe-xb和pe-xc)。材料“交联的聚乙烯”是具有形状记忆性或所谓的“记忆效应”的材料。该记忆效应在于，交联的聚乙烯在其外部几何形状改变之后尝试再次回到其初始形状。在扩张管时，这使得包括pe-x的管在扩张之后再次尝试达到扩张之前的管内直径。因为在扩张之后将连接元件的支撑体插入到经扩张的管端部中，在使用包括具有交联的聚乙烯的至少一个层的管时记忆效应引起根据本发明的管连接的特别高的密封性。

19、连接元件可以是螺纹模制件或无螺纹的模制件、即没有螺纹的连接元件。这尤其包括分别没有螺纹的联接件、联接角、多重分配器、t形件、壁式t形件、壁式角、系统过渡部、过渡件、成角的过渡件。因此术语“螺纹模制件”涉及具有至少一个螺纹模制件的连接元件。这尤其包括分别具有至少一个内螺纹和/或外螺纹的联接件、联接角、多重分配器、t形件、壁式t形件、壁式角、系统过渡部、过渡件和成角的过渡件。

20、根据本发明，优选关于根据本发明的管连接的连接元件所述的材料适合作为保持元件、外套和/或挤压套的材料。耐热的塑料以及尤其聚苯砜、聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚酰胺(pa)和聚甲醛(pom)作为外套和/或挤压套的材料是特别优选的。交联的聚乙烯(尤其是pe-xa、pe-xb和pe-xc)作为外套和/或挤压套的材料也是特别优选的。对于保持元件，特别优选地是具有更高刚度的材料，例如聚甲醛，特别是具有玻璃纤维；聚酰胺，特别是具有玻璃纤维；具有玻璃纤维的聚丙烯；聚偏二氟乙烯(pvdf)；聚苯砜(ppsu)等等。

21、特别优选的是，连接元件的材料比挤压套、外套和管的材料具有更高的刚度。还优选的是，挤压套的材料比外套和管的材料具有更高的刚度。同样优选的是，外套的材料比管的材料具有更高的刚度。

22、关于根据本发明的建立管连接的方法，优选的是，在将外套轴向地推上管端部时，将挤压套压到管端部上，使得挤压套侧的接合元件与挤压套没有接触点。通过将外套推上挤压套，由此将外套轴向地推上管端部。因此确保在挤压套和保持元件之间没有接触点。以这种方式避免不均匀的径向变形，由此最大程度地抑制了在根据本发明的管连接工作期间外套在挤压套上迁移的趋势。此外，这还使得在完成的连接中在外套和保持元件之间没有接触，即外套不贴靠在保持元件上。

23、也利的是，通过使用具有至少两个压紧轭的压紧工具将外套轴向地推上管端部，其中在推上期间一个压紧轭贴靠在保持元件上。因此确保可靠地贴靠压紧轭，从而可取消连接元件上的压紧凸缘。在此通过将外套推上挤压套，将外套轴向地推上管端部。由此可在制造连接元件时降低周期时间，这有效地降低了连接元件的制造成本。此外可为保持元件使用与连接元件不同的并且必要时更便宜的材料，该材料例如具有高的刚度、但是不满足对长期耐热性或蠕变性能的高要求，其中在本发明的优选实施方式中对连接元件的材料提出了这些要求。

24、也有利的是，在根据本发明的管连接中保持元件的外直径基本上相应于外套的外直径。通过该措施确保在形成根据本发明的管连接时所使用的压紧工具的压紧轭不仅可施加在保持元件上，而且也施加在外套上，由此可以防止形成根据本发明的管连接时的误差。

25、根据本发明的管连接尤其应用在饮用水安装中、喷水灭火设备中、发热体附接装置中、混凝土芯退货装置中以及表面加热和/或表面冷却系统中的管路和联接系统中。

26、根据本发明的管连接及其各个部件也可通过采用行构造或层构造的制造方法(例如3d打印)以逐行的方式或以逐层的方式进行制造。但是优选的是，借助挤压来制造管。同样优选的是，借助注射成型来制造连接元件、外套和/或挤压套。