NO302779B1 - Klemkobling for rör eller slanger av polymert materiale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en todelt metallisk klemforbinder for rør eller slanger av polymert materiale.

De kjente klemforbindere (f.eks. fra US-patentskrift 4.293.147, tysk patentskrift 3.608.843 og tysk patentskrift 3.813.815) oppviser som felles trekk ei sylindrisk, ribbeforsynt støttehylse med en samlingsflens hvorpå det kan føres ei muffe som er utformet på rør- eller slangeenden, og ei klemhylse som er påsatt på røret eller slangen, hvilken er forskyvbar i retning mot muffa med sin utvidete åpning, hvilken kan presses over muffa for å danne forbindelsen, idet boringen i klemhylsa er slik utformet, at samtlige hulrom mellom støttehylsa og klemhylsa blir fyllt opp av rør- eller slangematerialet i muffa.

Enaksete klemforbindere blir som regel tilvirket ved dreiing. Som utgangsmateriale tjener ei profilstang. Jo mindre forbindelsen er, desto mindre kan også profilstanga velges. Særlig ved koblinger med klemforbindelser på den ene og et gjenge på den andre, blir det gjerne valgt ei stang med et mangekant-profll som blir stående ubearbeidet og som tjener som grep for verktøyet for tilvirkning av gjengeforbindelsen. Det er ikke lenger vanlig å arbeide med gaffelnøkler. Ved bruk av vannpumpetenger kan det imidlertid gis avkall på normerte nøkkeldimensjoner. Dermed kan profilstanga med mange kanter utformes med gjengenes diameter. Avgjørende for størrelsen som velges på profilstanga er som regel bare dimensjonen på forbindelsen.

Fleraksige klemforbindere blir som regel tilvirket ved senkesmiing og støping med etterfølgende sponfraskillende bearbeidelse. Også her er det en ulempe å ha høye samlingsflenser som dessuten har steil vinkel, slik tilfellet er ved kjent teknikk.

Ved tilvirkningen av klemforbindere ved senkesmiing består risikoen for foldedannelse og overlappinger, som kan svekke funksjonen til klemforbinderen. Etterheng for emnet i forma er også mulig: Emnet som avkjøles raskt mellom formhalvdelene kan få mer eller mindre synlige merker.

Dessuten kreves ei presse med tilsvarende ytelse for å smi ut den høyden som er dominerende på emnet.

Ved tilvirkning av klemforbindere ved støping, foreligger risiko for at det kan oppsamles luft, slagg, formrester osv., som kan redusere kvaliteten på produktet. Samlingsflenser kan utgjøre materialopphopninger i støpestykket. Ved avkjøling av emnet stivner først ytterhuda, slik at det på boringssida kan oppstå krympeavhengige innfallsteder på grunnlag av materialansamlinge, som må utjevnes med økt innsats med hensyn på støpeform og materiale, for å unngå veggsvekkelser.

De nevnte tilvirkningsmåter for klemforbindere har problemer med den vanlige, relativt høye anleggsdelen eller samlingsflensen. Anslaget til den svømmende opplagrete klemhylsa ved anleggsdelen bidrar ikke til klemforbinderens tetnings virkning. Rør og slanger av polymert materiale kan ikke tilvirkes med en rundtgående, jevntykk vegg. Klemhylsa kan derfor aldri presses på med fullstendig flukting i forhold til aksen. Den vil bli litt skråstilt. Der hvor det kommer til kontakt mellom klemhylsa og anleggsdelen eller samlingsflensen, danner det seg på motsatt side av omkretsen ei spalte. Ved skjev påsetting av klemhylsa på verktøyet, hvilket ikke alltid lar seg unngå, vil det likeens dannes ei spalte mellom klemhylsa og anleggsdelen. Det foreligger verken optisk eller teknisk fordeler ved disse kjente utførelsene. For angrepet til verktøyet som skal brukes for å presse klemhylsa på plass, må samlingsflensen ikke være for høy. Jo høyere, henholdsvis jo større diameter samlingsflensen har, desto mer stiger tilvirkningskostnadene for klemforbinderen.

Oppfinnelsens hovedoppgave er derfor å skape en klemforbinder, som unngår ulempene ved kjente løsninger og som er rimeligere både i seg selv og i tilvirkning.

Denne oppgaven blir løst ved at klemhylsa etter tilvirkning av forbindelsen overdekker anleggsdelen eller samlingsflensen. Dette har den fordelen at det oppnås en lavere vekt med tilsvarende innflytelse på materialkostnadene, transport, håndtering, mindre produksjonsutstyr med lavere kostnader, mindre sponfraskillende etterarbeid henholdsvis hurtigere gjennomløp med færre spon.

I de øvrige patentkravene er det angitt ytterligere trekk ved oppfinnelsen.

I tegningen er det vist utførelseseksempler av oppfinnelsen, idet:

fig. 1 viser et sideriss av den ene halvdel av støttehylsa med et langsgående snitt gjennom muffa, fig. 2 viser et sideriss av støttehylsa med et langssnitt gjennom muffa og et langssnitt gjennom klemhylsa, som befinner seg i omtrent midtveis i påpressingen,

fig. 3 viser tilsvarende deler som i fig. 2, men med klemhylsa fullstendig påpresset, fig. 4 viser ei støttehylse med en hulkil i samlingsområde,

fig. 5 viser et fullstendig lengdesnitt gjennom klemhylsa,

fig. 6 viser et sideriss av støttehylsa med et delsnitt gjennom samlingsområdet, med muffa og ei klemhylse med sylindrisk endeboring i påpresset stilling, mens

fig. 7 viser et sideriss av ei støttehylse med et delsnitt gjennom samlingsflensen, med muffe og ei klemhylse med kurveformet utvidet endeboring, vist i påpresset stilling.

Klemforbinderen 1 i fig. 1 består av ei støttehylse 2, hvorpå det er påsatt ei muffe 41 som er utformet på rør- eller slangeenden 4. Støttehylsa 2 er forsynt med sylindriske, sirkelformete ribber 21. Dessuten finnes en samlingsflens 22 som muffa 41 ligger an mot. Over muffa 41 blir det med et pressverktøy som ikke er vist i tegningen skjøvet ei klemhylse 3 som omslutter muffa 41 med presspassning. Klemforbinderen 1 med den metalliske støttehylsa 2 og klemhylsa 3 er egnet for rør eller slanger 4 av polymert materiale, særlig av fomettet polyetylen (VPE, eller PE-X). VPE har egenskaper som ligger mellom egenskapene til et termoplastisk materiale, såsom polyetylen, og et elastisk materiale, såsom gummi.

For å opprette forbindelsen må det tilpasses ei sylindrisk muffe 41 på rørenden 4. Dette er ved de temperaturer som er vanlig ved ledningsmontasje mulig med et mekanisk verktøy. Utvidelser på 20% blir akseptert av verktøyet. Muffa 41 må utvides ut over diameteren til støttehylsa 2, som den skal føres innover. Etter uttaket av utvidelsesverktøyet vil krympingen av muffa 41 starte straks. Det trengs inntil 10 sekunder for å føre sammen røret eller slangen 4 med muffa 41 på klemforbinderens 1 støttehylse 2. Det muffematerialet som blir til overs ved opprettelsen av forbindelsen blir bare forskjøvet av klemhylsa, men ikke fjernet eller skadet på annen måte. Muffa 41 tilpasser seg konturene til støttehylsa 2 og klemhylsa 3, uten at materialet får skade.

Muffa 41 er tilbøyelig til å gå tilbake til rør- henholdsvis slangediameteren. Den presser mot ribbene 21 på støttehylsa 2. Uten den påpressete klemhylsa 3 foreligger det allerede en tetningsvirkning. Krympevirkningen fra muffa 41 vil på den annen side gjøre det vanskelig for materialflyt ut av klemområdet.

Materialet VPE er ikke tilbøyelig til dannelse av rivninger. Støttehylsa 2 kan derfor være utformet med kantete steg og/eller dype spor. Den kantpressingen og forankringen som blir oppnådd på denne måten, imøtekommer tetningsvirkningen og kraftoverføringen i lengderetning i forbindelsen.

Rør og slanger 4 av VPE er istand til å tåle de trykk og temperaturer som opptrer ved drikkevannsforsyning i bygninger med den nødvendige sikkerhet og levetid. VPE har imidlertid en større temperaturavhengig volumutvidelse enn metall. Ved oppvarming kan derfor materialet som befinner seg mellom metalliske elementer riktignok bli trykt til side, men det er tilbøyelig til å gå tilbake til sin opprinnelige stilling.

I fig. 2 er klemhylsa 3 vist under sin påpressing og i fig. 3 er den vist i sin sluttstilling. Den konstruktive utformingen av klemforbinderen 1 bør skje slik at forskyvningen av rør-eller slangemateriale i klemområdet er begrenset. Det må derfor passes på, at klemforbinderen 1 blir tilvirket uten hulrom i klemområdet. De tre elementene 2, 3, 4 som danner klemforbinderen 1 er derfor slik avstemt, at det selv ved ugunstig toleransedannelse ikke kan oppstå hulrom. Dette betyr imidlertid på den andre sida, at det dannes overskytende muffematerialer. I fig. 1, 2 og 3 er støttehylsa 2 som første utførelsesform forsynt med en overgangshals 23. Ved denne utførelsesformen tjener overgangshalsen 23 for opptak av det overskytende muffematerialet som dannes ved påpressingen. Overgangshalsen 23 er dreieteknisk lett å tilvirke og kan oppfattes som en forsterkning av samlingsflensen 22. Derfor kan klemforbindelsen 1 med støttehylsa 2 i samsvar med fig. 1, 2 og 3 gjøres forholdsvis kort.

I fig. 4, 6 og 7 er det som andre utførelsesform gjengitt ei støttehylse 5 med et ringspor eller hulkile 53. Ved denne utførelsesformen tjener hulkilen 53 i samlingsflensen 52 som opptaksrom for overskytende muffemateriale. Dersom dette opptaksrommet ikke eksisterte, kunne det føre til avrivning av muffematerialet mellom de metalliske elementene støttehylse 5, klemhylse 3 og/eller til deformasjon av metalliske elementer og det ville være nødvendig med en høyere påpressingskraft for klemhylsa 3 (fig. 6, 7). Kantene 531, 532 (fig. 4) danner ytterligere tetningskanter som virker som soner med høyere flatepressing i tillegg til ribbekantene 511 på støttehylsa 5. Dette gjelder for det tilfellet at røret- eller slangeenden 4 henholdsvis muffa 41 blir avskåret nøyaktig rettvinklet til aksen, hvilket ikke uten videre er mulig med et tilsvarende verktøy. Muffematerialet som er ekstrudert, inn i hulkilen 53 (fig. 6, 7) øker motstanden fra klemforbinderen 1 mot lekkasje pga. en skråstilling mellom det klemte røret henholdsvis slangen 4.

Overgangshalsen 23 for opptak av det overflytende muffematerialet som dannes ved opprettelsen av forbindelsen er dreieteknisk lett å utforme og svekker samlingsflensen 22 styrkemessig mindre enn hulkilen 53. Klemforbinderen med overgangshalsen 23 kan derfor bygges kortere enn en klemforbinder med hulkilen 53. Overgangshalsen 23 som finnes opptil samlingsflensen 22 kan imidlertid ikke bidra til å forbedre forbinderens evne til å tåle skråstilling. Overgangsområdet 23 har også en tetningskant (231, 232; 531, 532, 533) mindre enn hulkilen 53. Dersom hulkilen 53 eller overgangsområdet 23 blir nyttet ved utførelsen av klemforbinderen 1, må det pga. de driftsvilkår som kan forventes, treffes avgjørelser med hensyn til ledningen og materialet som skal brukes i røret eller slangen 4.

Ved klemforbinderen 1 i samsvar med fig. 1-6 går klemhylsa 3 etter den utvidete åpningen 31 over i en sylindrisk boring 32, som utvides trinnvis, en sylindrisk boring som strekker seg til enden av klemhylsa 3, eller hvilken er tilsluttet flere sylindriske boringer som utvider seg flere ganger trinnvis, frem til enden av klemhylsa 3. Som det framgår av fig. 3, hindrer trinnet 34 klemhylsa 3 i å gli tilbake.

Som det er vist i fig. 7, går klemhylsa 6 etter sin utvidete åpning 61 over i en sylindrisk boring 62, hvorpå det følger en konisk eller kurveformet utvidet boring 63 til enden av klemhylsa 6. Klemforbinderen 1 kan brukes for drikkevannsledninger og radiatorledninger i bygninger. En kan gå ut fra, at disse ledningene drives med vekslende trykk og temperaturer. Da muffer av det polymere materialet VPE har en større temperaturbetinget utvidelse enn de omgivende metalliske elementene, vil det ved oppvarming opptre et overskudd av muffemateriale. Dette kan trykkes inn i de gjenstående hulromene på støttehylsa 2, 5 og klemhylsa 3, 6 eller i de opptakskamrene som i den beskrevne utførelsesform er utformet som overgangsområdet 23 eller hulkilen 53, men også på rør- eller slangesida. Det er derfor ikke utelukket, at presskrafta mellom det utvendige av muffa og klemhylsa 3; 6 avtar over tid. Det er derfor hensiktsmessig å sikre klemhylsa 3;6 mot forskyvning pga. sin egen vekt eller en begrenset ytre kraft. Det skal understrekes, at VPE, som er særlig egnet som materialet i klemforbindelsen, pga. sin krympekraft og sin elastiske egenskaper er bestandig mot en bortflyting. Ved avkjøling vil muffematerialet av VPE føres tilbake til stillingen det hadde forut for oppvarmingen. Påpressing av boringen på en side og avtrappingen 34 henholdsvis den koniske eller kurveformete utvidelsen 63 på den andre side, sikrer klemhylsa 3; 6 mot en forskyvning pga. dens egenvekt eller en begrenset ytre kraft aksialt i to retninger. Om den indre romformen til klemhylsa 3; 6 etter fig. 5, 6 eller fig. 7 vil virke ved utformingen av klemhylsa, avhenger av tilvirkningsmåten. Konturen til den indre romformen på klemhylsa 3;6 kan tilvirkes av tilsvarende egnete utgangsmaterialer ved dreiing eller dyptrekking.

Claims (5)

1. Todelt metallisk klemforbinder for rør eller slanger av polymert materiale, med ei sylinderformet, ribbebærende støttehylse (2) som har en anleggsdel eller samlingsflens, (22, 52) hvorpå det kan føres ei muffe (41) som er utformet på rør- eller slangeenden og ei forskyvbar klemhylse (3, 6) som er ført på røret eller slangen og som med sin utvidete åpning er vendt mot muffa, som blir presset over den påsatte muffa for dannelse av forbindelsen, idet boringen i klemhylsa er slik utformet, at samtlige hulrom mellom støttehylsa og klemhylsa blir fylt av rør- eller slangematerialet i muffa,karakterisert vedat klemhylsa (3;6) etter opprettelsen av forbindelsen overdekker anleggsdelen eller samlingsflensen (22; 5 2).

2. Klemforbinder i samsvar med patentkrav 1, karakterisert vedat anleggsdelen/samlingsflensen (22) på den flanke som er vendt mot muffa (41) har en halvsirkelformet overgang (23).

3. Klemforbinder i samsvar med patentkrav 1, karakterisert vedat anleggsdelen eller samlingsflensen (52) på den side som vender mot muffa (41) har en rundtløpende hulkil (ringspor 53), hvis åpning er mindre enn veggtykkelsen på muffa (41).

4. Klemforbinder i samsvar med krav 1, karakterisert vedat klemhylsa (3) opptil sin utvidete åpning (31) går over i en sylindrisk boring (32), som deretter er trinnformet utvidet, er tilknyttet en sylindrisk boring (33) som strekker seg til enden av klemhylsa (3) eller hvor det er tilsluttet flere sylindriske boringer som utvides trinnvis fram mot enden av klemhylsa (3). (fig. 5).

5. Klemforbinder i samsvar med krav 1, karakterisert vedat klemhylsa (6) etter sin utvidete åpning (61) går over i en sylindrisk boring (62) som er tilknyttet en boring (63) fram mot enden av klemhylsa (6), hvilken er konisk eller kurveformet utvidet (fig. 7).