用于与至少一根管道不可拆卸地连接的带有锁定环的配件
阅读说明：本技术 用于与至少一根管道不可拆卸地连接的带有锁定环的配件 (Fitting with locking ring for non-detachable connection to at least one pipe ) 是由 法比安·杜波塔尔 斯特凡·洛克斯洛 安德列亚斯·施奈德 德特勒夫·施米特 苏迪·西诺普卢 于 2020-03-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于与至少一个管道不可拆卸地连接的配件,其中该配件具有：基体(2)；保持元件(4),所述保持元件具有用于与待连接的管的对应卡合元件(42)锁合的卡合元件(6)；以及密封元件(8)；和锁定环(20),其中该锁定环(20)在第一轴向位置中允许保持元件(4)在径向方向上的运动,并且该锁定环(20)在第二轴向位置中阻止保持元件(4)径向向外的运动。该配件解决了提供适用于管道不可拆卸连接的配件的技术问题。(The invention relates to a fitting for non-detachably connecting to at least one pipe, wherein the fitting has: a base body (2); a holding element (4) having a snap-in element (6) for latching with a corresponding snap-in element (42) of a pipe to be connected; and a sealing element (8); and a locking ring (20), wherein the locking ring (20) allows a movement of the retaining element (4) in a radial direction in a first axial position and the locking ring (20) prevents a radially outward movement of the retaining element (4) in a second axial position. The fitting solves the technical problem of providing a fitting suitable for non-detachable connection of pipes.)
技术领域
本发明涉及一种用于与至少一个管道不可拆卸地连接的配件，其中该配件具有：基体；保持元件，其中所述保持元件具有用于与待连接的管道的对应卡合元件锁合的卡合元件；并且具有密封元件。
背景技术
与本发明相关的
技术领域
是管路系统的现场安装，其中通常安装由管段和配件组成的管路系统，用于传导和引导流体。配件基本上理解为管道的连接件，最常用于连接两个或多个管段。最常见的配件包括直接头、弯管形式的换向件、异径管、三通或十字管等分支管。然而，配件也被理解为附件或其他部件的管道连接件。例如，作为附件的温度计或压力表只有一个管段连接件。上述管路系统尤其用于输送饮用水或热水、用于运行加热系统的气体或工业气体。
饮用水和洒水喷头应用中常用的管道材料是硬塑料，例如无规聚丙烯(PP-R)和氯化聚氯乙烯(CPVC)。交联聚乙烯(PEX)也用于此应用。此外，本发明还涉及金属管道的连接。
在塑料管道中，管道或配件例如在PP-R的情况下通过焊接连接，在CPVC的情况下通过粘合连接。这里的主要缺点是非常耗时的加工。PP-R焊接连接件和CPVC粘合配件都需要对接头进行大量准备。另一个缺点是直到可以为系统供应水或其他流体的冷却(PP-R)时间或通风(CPVC)时间很长。此外，PP-R加工需要昂贵的焊接机，并且焊接和粘接工艺在之后的运行中都存在不确定性。
除了所说明的粘合连接件和焊接连接件之外，现有技术中还已知插接连接件，其中在压制之前，系统的预安装和对准是不可能的。此外，所说明的配件在插入管道后已经密封。此外，已知用于开槽CPVC管的半壳配件，但是这种类型的配件需要昂贵的工具来引入凹槽并且具有多件式结构。为了进行连接，将彼此铰接的半壳围绕管道放置，并通过夹紧式锁定装置彼此连接。
发明内容
因此，本发明基于这样的技术问题，提供一种适用于管道的不可拆卸连接的配件，利用该配件可以至少部分地消除所示出的缺点。
根据本发明，上述技术问题通过开头提到的用于与至少一个管道不可拆卸地连接的配件解决，其中该配件具有锁定环，锁定环通过螺纹与基体连接，锁定环在第一轴向位置允许保持元件沿径向方向运动，并且锁定环在第二轴向位置防止保持元件沿径向向外运动。
通过根据本发明的配件，可以在短时间内建立可靠的管道连接，而无需额外的专用工具。此外，管路系统的安装大大简化，因此即使是未经培训的人员或非本技术领域的人员也可以进行管道连接。
由于可以是基体的一部分的保持元件的卡合元件，待连接的管优选地在插入配件中时形状配合地锁合并且不再能够分离。以此方式，不需要额外的钩锁元件。管道的对应卡合元件例如是在管道的外周中引入的一个或多个凹槽。保持元件的卡合元件接合在管道的一个或多个凹槽或以其他方式设计的特征部中。通过管道特征部与保持元件的卡合元件的相互作用提供了简单且可靠的插入深度控制，这可以另外例如通过声音指示(“咔嗒”)确认。
通过卡合元件彼此的接合已经在配件和管道之间形成了不可拆卸的连接，因为只能通过损坏或破坏锁定元件来拆卸配件。因此，不可拆卸的连接意味着只能通过破坏配件的一部分才能解除的连接。然而，已经认识到，在施加过大的力的情况下，通过提供锁定环可以在很大程度上防止连接的破坏性断裂。
例如通过使优选倒角的已插入的管道的外侧靠在密封元件上并且将密封元件塑性变形来利用配件的密封元件实现密封效果。通过对管道进行倒角，可以防止在插入管道时损坏密封元件。密封元件可以是O形环、橡胶唇边或本领域技术人员已知的其它密封装置。可以在配件的基体中设置用于密封装置的周向凹槽。
当插入管道时，锁定环处于第一轴向位置，从而允许保持元件沿径向运动。以此方式，当管道插入时，保持元件的卡合元件可被径向向外推动，从而能够插入管道。在管道被推入配件到使得管道的对应卡合元件与保持元件的卡合元件锁合的程度之后，其中保持元件的卡合元件执行沿径向向内方向的运动，将锁定环从第一轴向位置移动到第二轴向位置。通过处于第二轴向位置的锁定环防止保持元件的卡合元件重新径向向外运动。因此，锁定环防止保持元件的与管道的对应卡合元件锁合的卡合元件由于例如管路系统的运动、高的管道内部压力或其他影响而脱离接合。通过锁定环尤其可以增加管接头的爆破压力。
配件的基体、保持元件和锁定环优选由塑料制成，但是配件的单个或所有部件也可以使用其他材料，例如金属或材料组合。
在优选的实施形式中，锁定环从第一轴向位置到第二轴向位置的轴向移动通过沿着螺纹扭转锁定环来实现，其中扭转以小于360°，尤其是小于180°，优选小于90°的角度进行。
这允许锁定环容易且有效地从第一轴向位置移动到第二轴向位置。扭转优选地可以手动进行。锁定环还可以具有设置有用于附接工具的轮廓，尤其是六边形或八边形轮廓的外部形状。因此，如果仅用手致动是不可能的，则可以用常用工具手动致动配件。
锁定环从第一轴向位置扭转到第二轴向位置，其中扭转以小于360°，尤其是小于180°，优选小于90°的角度进行，避免了手动扭转过程中不必要的频繁抓握或在借助于工具进行扭转时避免不必要地频繁重新定位工具。该特性是通过螺纹的相应螺距实现的。
在另一实施形式中，保持元件和基体是一体的，即一件式形成。
这能够实现通常通过注塑工艺制造部件的具有时间和成本效益的生产。此外，整体设计的构造方式消除了对保持元件和基体的预组装的需要。此外，整体设计可意味着组件具有更高的强度，因为连接点总是包含可能的弱点。
然而，非整体的构造方式也是可能的，其中基体例如与保持元件拧紧、胶粘、钩紧或以其他方式连接。在这种情况下，基体和保持元件可以在工厂组装或在安装配件之前不久进行组装。
在另一实施形式中，锁定环从第一轴向位置到第二轴向位置的轴向移动是不可逆的。
这可以防止管道连接再次打开。经验表明，在施工现场环境中反复关闭和打开管道连接会损害管道连接质量。此外，一旦管路系统关闭，其会使未经授权的干扰变得更加困难。
不可逆性例如通过在锁定环的第二轴向位置中作用在锁定环和基体之间并且不可释放的锁定元件(“扭转和锁定(twist&lock)”)来实现。以此方式，防止了锁定环从第二轴向位置重新移动到第一轴向位置中。这种锁定还可以在锁定期间产生作为指示的声音信号，其发出锁定环和保持元件在第二轴向位置中锁定的信号。先前说明的锁定导致连接不可拆卸性的增加，因为锁定环只能通过部分破坏锁定元件而被转回。
此外，可以设置彩色标记来指示锁定环的移动状态。例如，在锁定环的第二轴向位置中可以看到基体的绿色区域，该区域在第一轴向位置被锁定环覆盖。此外，可以设置几何结构以指示锁定环的移动，例如，两个肋形件，其在运动后对齐。
在前述实施形式的另一优选变型方案中，锁定环具有至少一个锁定装置，用于与基体上的相应锁定装置锁定。由此可以通过锁定装置将锁定环与基体锁定并因此固定。
由此实现锁定环从第一轴向位置到第二轴向位置的移动的先前所述的不可逆性。锁定环的锁定装置优选地设计成使得锁定环从第一轴向位置到第二轴向位置的移动不受阻碍。与此相对，一旦到达第二轴向位置，锁定环的锁定装置就自动启动并且将锁定环和基体锁定。
锁定装置例如可以是锁定环上的卡扣装置，其在锁定环的第二轴向位置中卡入到基体或保持元件的相应卡扣元件中并且是不可松开的。
在另一实施例中，基体在螺纹的背离管道插入部的一侧具有用于锁定环的止挡件，其中该止挡件和锁定环的相对的端面形成为波浪形的并且端面的波浪形与螺纹的螺距相对应。
由于止挡件与锁紧环的端面波形与螺纹螺距相匹配，当锁紧环转动时，除通过螺纹传递力，还通过端面的波浪形传递了同样起效的力。换句话说，通过端面的波形额外减轻了螺纹的负载。这可以提供更好的功能性和稳定性，尤其是在非常陡峭的螺线的情况下，例如需要以小于90°的旋转将锁定环从第一轴向位置移动到第二轴向位置的情况。
在另一个实施形式中，在第一轴向位置，止挡件的端面的波谷与锁定环的端面的波峰相对，在第二轴向位置，止挡件的端面的波谷与锁定环的端面的波谷相对。
由此实现了对锁定环的移动状态以及由此对管道连接的锁定状态的视觉指示。例如，基体的绿色区域在锁定环的第二轴向位置是可见的，其在第一轴向位置被锁定环覆盖，因为在第一轴向位置，止挡件的端面的波谷与锁定环端面的波峰相对，并由此彼此齐平封闭。在该示例中，绿色区域或具有几何结构的区域的可见性将表示锁定环处于第二轴向位置并且管道连接因此被锁定。
此外，通过止挡件和锁定环的端面的匹配波浪形以及波谷和波峰在锁定环相应轴向位置中的定位保证了配件保持在交付状态，即锁定环在第一轴向位置，直到锁定环被有意地移动到第二轴向位置。换句话说，匹配的波浪形防止锁定环例如在运输期间从第一轴向位置到第二轴向位置的无意移动，这在上述不可逆的实施形式的情况下将使得配件无法使用。
附图说明
下面参照附图借助于实施例来解释本发明。图中
图1a-b示出了根据本发明的具有待连接管道的配件的两个图示，以说明锁定环的位置，
图2示出了图1所示配件的基体的透视图，
图3示出了图1所示配件的锁定环的透视图，
图4示出了图1所示的没有管道的配件沿图1a中IV-IV线的剖面图，
图5a-c示出了图1所示的具有待连接的管道的配件沿图1a中的V-V线的剖面图的三种图示，
图6a-b示出了根据本发明的具有待连接管道的配件的侧视图的两种图示，
图7a-b示出了根据图6a-b的配件分别沿图6a中的VIIA-VIIA线和图6b中的VIIB-VIIB线的截面图的两种图示。
具体实施方式
图1a-b分别示出了根据本发明的用于与至少一个管道40'、40”不可拆卸地连接的配件1的透视图，其中配件1具有：基体2；保持元件4，该保持元件具有用于与待连接的管道40'、40”的对应卡合元件42锁合的卡合元件6；密封元件8；和锁定环20，其中该锁定环20通过螺纹24与基体2相连，该锁定环20在第一轴向位置中允许保持元件4在径向方向上的运动，并且该锁定环20在第二轴向位置中阻止保持元件4径向向外的运动。
在该实施形式中，管40'、40”具有凹槽作为用于与保持元件4的卡合元件6锁合的对应卡合元件42。此外，在图1a-b中，锁定环20的用于与基体2上的对应锁定装置12锁定的锁定装置22是可见的(在图7a-b中详细示出)。
基体2在螺纹24的背离管插入部的一侧具有用于锁定环20的止挡件10，其中止挡件10和锁定环20相对的端面11'、11”、27'、27”形成为波浪形的，并且端面11'、11”、27'、27”的波浪形与螺纹24的螺距对应。
图1a示出了锁定环20定位在第一轴向位置的配件1。在该位置中将管道40'、40”插入，其中保持元件4的卡合元件6在径向方向上被向外挤压。止挡件10和锁定环20的端面11'、11”、27'、27”以这样的方式布置，使得锁定环20的波峰27”与止挡件10的波谷11'相对，以及锁定环20的波谷27'与止挡件10的波峰11”相对。
图1b示出了在保持元件4的卡合元件6已经与管道40'、40”的对应卡合元件42锁合之后的配件1。在该锁合期间，可以设定，保持元件4的卡合元件6引起声音信号，其指示保持元件4的卡合元件6与管道40'、40”的对应卡合元件42完全锁合。
此外，在图1b中，通过将锁定环20旋转90°角，锁定环20沿着螺纹24从第一轴向位置移动到第二轴向位置。在该位置，通过锁定环20阻止了保持元件4的卡合元件6在径向方向上向外的运动。止挡件10和锁定环20的端面11'、11”、27'、27”以这样的方式布置，使得锁定环20的波峰27”与止挡件10的波峰11”相对，并且锁定环20的波谷27'与止挡件10的波谷11'相对。在止挡件10和锁定环20的相应波谷11'、27'之间，基体2的表面变得可见，其可以具有作为锁定环20的移动状态指示的彩色标记。
图2示出了基体2的透视图。在该图示中，基体2上的用于与锁定环20的锁定装置22锁定的锁定装置12'是可见的。基体2上的相应锁定装置12”是矩形沟槽12'、12”，锁定环20的锁定装置22在锁定环20的第二轴向位置接合到其中。
此外示出了基体2的用于锁定环20的止挡件10，包括已经说明的止挡件10的端面的波谷11'和波峰11”。
图3示出了锁定环20的透视图。可以看到螺纹24，锁定环20通过螺纹24与基体2连接。此外，锁定环20的锁定装置22是可见的。锁定环20的锁定装置22由两个具有斜面28的锁定凸耳26形成，其在锁定环20的第二轴向位置与基体2上的相应锁定装置12接合。
图3还示出了锁定环20的端面的如前所述的波谷27'和波峰27”。
图4示出了图1中的没有管道40'、40”的配件1沿图1a中的IV-IV线的剖面。示出了保持元件4的卡合元件6的棱角形状，其在与管道40'、40”的对应卡合元件42锁合时能够实现稳定的连接。
除了已经说明的特征之外，还示出了嵌入基体2的凹槽中的密封装置8。在该示例中，密封装置8对应于O形环。
此外，设定基体2的半球形突起16，其在锁定环20的第一轴向位置接合在锁定环20中的相应凹部中。半球形突起16的这种接合有助于将配件1保持在交付状态，即锁定环20在第一轴向位置，直到锁定环20被有意地移动到第二轴向位置。换句话说，半球形突起16的接合防止锁定环20例如在运输期间从第一轴向位置到第二轴向位置的无意移动，这将导致配件1无法使用。
图5a-c示出了图1所示的具有待连接的管道40'的配件沿图1a中的V-V线的剖面图的三种图示。从图5a经图5b到图5c示出了将配件1与至少一根管道40'不可拆卸地连接的过程是如何进行的。
图5a示出了设置有两个凹槽作为管道40'的对应卡合元件42的管道40'如何相对于配件1定位。管道40'的面向配件1的端面在此具有倒角44，使得当管道40'插入配件2中时，配件2的O形环形式的密封元件8不会被损坏。锁定环20处于第一轴向位置，其允许卡合元件6的径向运动。当插入管道40'时，保持元件4的卡合元件6被径向向外挤压。
图5b示出了插入配件1中的管道40'。保持元件4的卡合元件6在此接合在管道40'的对应卡合元件42中。密封元件8变形为椭圆形并与插入的管道40'的外壁密封。在这种状态下，管道接头已经密封，并且由于保持元件4的卡合元件6和管道40'的对应卡合元件42的锁合，连接不能再松开。
图5c示出了在配件1和管道40'的连接已经完全完成之后的配件1和插入的管道40'。锁定环20通过沿螺纹24扭转而移动到第二轴向位置。通过将锁定环20移动到第二轴向位置，防止了保持元件4的卡合元件6重新径向向外移动。如果锁定环20没有关闭，保持元件4的与管道40'的对应卡合元件42锁合的卡合元件6例如可能通过管路系统的运动、高的管道内部压力或其他影响而脱出。
图6a-b示出了根据本发明的具有待连接的管道40'的配件1的侧视图的两种图示。尤其阐明了图1a-b中说明的止挡件10和锁定环20的端面11'、11”、27'、27”的功能和作用。图6a在此示出了图1a已知的情况的侧视图，而图6b针对图1b示出了相似的情况。
图7a-b示出了根据图6a-b的配件分别沿图6a中的VIIA-VIIA线和图6b中的VIIB-VIIB线的截面图的两种图示。该实施形式说明了由于锁定环20的用于与基体2上的相应锁定装置12锁定的锁定装置22而引起的锁定环20从第一轴向位置到第二轴向位置的轴向位移的不可逆性。这是一种所谓的“扭转和锁定(twist&lock)”机制。
图7a以横截面示出了配件1，其中锁定环20处于第一轴向位置。在该示例中，锁定环20的锁定装置22形成为锁定凸耳26的形式，并且基体2上的相应锁定装置12形成为沟槽12'、12”的形式。锁定装置22的锁定凸耳26具有斜面28，当逆时针转动锁定环20时，斜面28经由沟槽12'的相应斜面14从沟槽12'滑出。因此可以通过沿着螺纹24转动锁定环20来将锁定环20从第一轴向位置移动到第二轴向位置。
图7b以横截面示出了配件1，其中锁定环20处于第二轴向位置。呈锁定凸耳26形式的锁定装置22啮合到呈沟槽12”形式的相应锁定装置12中。不可能沿顺时针方向旋转到锁定环20的原始第一轴向位置，因为在沟槽12'、12”和锁定凸耳26上没有相应的斜面14、28。进一步逆时针旋转也是不可能的，因为沟槽12”不具有斜面14。锁定环20由此不可逆地锁合在第二轴向位置并且如上所述防止保持元件4的卡合元件6重新径向向外运动。
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