TW200404973A - Butt joint between two pipe segments of sheet metal and process for manufacture thereof - Google Patents

Description

200404973 ⑴ 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關申請專利範圍第1項之特徵部份所述 型式之對接頭’及申請專利範圍第 1 6項之特徵部份所 述之其生產方法。 【先前技術】 此種對接頭自 EP8 6 8 624 B1獲知。在此已知之對 接頭中’單獨構製連接凸緣成一件於各別對接頭管端之管 端材料中。與分別置於管端上之連接凸緣相較，由於其平 坦內壁之結果，此設計具有大優點，諸如 〇洩漏，低 流阻’及低雜音產生，以及提高淸潔能力及改善衛生。爲 此等優點’然而，必需接受以下缺點。由製成一件於連接 凸緣上’臂厚度及因而連接凸緣之穩定性需與管本身之壁 厚度關聯。如故此較高要求凸緣連接之穩定性，則不增加 管節段整個長度上之壁厚度，不能達成此點，即使管本身 並不需要此加厚亦然。在連接凸緣置於管端上之情形，其 壁厚度故此亦常呈現多倍管壁厚度。 在整個管長度上增加壁厚度無疑表示一重大之經濟缺 點，因爲材料成本佔管製造成本之一大部份。並有技術上 缺點，因爲較大之管壁厚度代表較大之管重量，及此重量 施加較大應力之懸吊及凸緣連接上。構上之連接凸緣常接 受強大之軸向拉力。此最常發生於垂直延伸之管線上，然 而，由於二依次懸吊或管之自由長度間'之分別選擇之分開 (2) (2)200404973 ，此亦常發生於水平管線上。在具有連接凸緣構製成一件 於管上之對接頭上之強大軸向拉力之情形，彎曲頂點（連 接凸緣及直線管在此連接之區域）常爲最弱之點。於 過負載時，在此點處由此產生一錐形空隙於接觸連接凸緣 之間。此一空隙破壞製上之連接凸緣之任何優點。管線內 表面在此空隙位置處不再連續平坦或平齊。纖維或污物會 聚集及累積於該空隙處，從而使流阻，雜音形成，及淸潔 能力更壞。而且，僅當施加一密封於外凸緣邊緣上，方可 防止更大之洩漏。由環形凸緣部份自凸緣以 9 0。以上 更強彎曲伸出之連接凸緣之預拉力僅發生有限改進凸緣之 穩定性。 此弱點自然可由已知之較新技術”裁製之毛坯 ” 改進。當使用此技術時，較厚材料之短管件可熔接於管節 段之端部，且可由此構製連接凸緣。然而，此可能之實施 例完全不經濟’因爲熔接於已完成之彎曲連接凸緣上遠較 簡單。 【發明內容】 依據本發明’如此改進上述型式之對接頭，俾凸緣厚 度及管壁厚度可不關聯，且從而可保持製上之連接凸緣之 優點而不受損。 此工作由申請專利範圍第1項之特徵所述之對接頭 及申請專利範圍第1 6項之特徵所述之方法發明解決。 後附之申請專利範圍係有關本發明之較宜實施例。 -6- (3) (3)200404973 依據本發明，直接構製成一件於管之端部上之連接凸 緣可依非常簡單之方式，基本上由套一加強環所構成之管 件於該管之外面上加厚，而不增加管節段之金屬板厚度。 僅在套上加強管件後，連接凸緣與加強環一起構製於管端 ’ 部上。結果爲二層製上之凸緣。由於加強環之厚度可逐案 ▲ 選擇’確保特定應用所需之凸緣強度，故與需在整個長度 上加厚管壁相較，節省大量材料。在構製具有加強環之連 接凸緣後，由管壁所構成之凸緣層恆置於外面上，俾保 · 持諸如 〇洩漏，平坦管內壁，及平坦凸緣表面等優點。 選擇加強環之厚度，俾即使在軸向拉渡增加之情形，連接 凸緣間亦不產生空隙。 使用本發明時，當無需增加管之厚度時，基本上由大 量節省材料達成經濟。由相當少之額外工作，加強環可由 金屬板製造，並套於尙未處理之管端部上。宜依 DE100 47 31〇.5，由所謂圓轉動彎曲方法執行一管連接凸 緣之製上，包含置上之加強環’而無問題，即使最強之加 鲁 強環亦然。 改變連接凸緣之加強而不同時增加管壁厚度之能力打 開本發明對接頭之許多新應用可能性。本發明之若干較宜 實施例故此置於後附申請專利之保護下。尤其是，例如， 由延伸例如平行於管壁或成錐形之夾緊表面，可達成連接 凸緣之各種設計’使用一或更多加強環，此等可置於各部 份上或整個連接凸緣上。管及加強環在原則上亦可爲不同 材料所製’例如’管爲銘金屬板，及加強環爲鋅鋼或類似 (4) (4)200404973 者所製。 β 【實施方式】 如自圖 1可見，所示之對接頭 2大體包含金屬 . 板之二管節段，由參考編號10指示，分別具有一管壁 ▲ 1 2 °在每一管壁1 2之接觸端上，以儘可能尖銳之角度 轉變至向上伸之環緣1 4， 此與管壁1 2 —起形成成一 角度稍小於 90° ，宜 67至 89。。如環緣14之內端 · 在管壁 1 2之區域中沿窄連接處 1 6相互緊靠，則二環 緣 14之面 1 8間形成一楔形空隙 2 〇，此沿徑向向外 漸寬大。 每一環緣 14之外端轉變分別經過一圓形區 2 2而 進入一錐形夾腰 24， 此向後並向內彎向所屬之管壁12 。 位置接近管壁 1 2之每一夾腰 24之內端分別轉變 經過一圓角 2 6而進入一支持腰 2 8，延伸離開並平行於 管壁12，並朝向環緣14延伸。在每一環緣 Μ之外 修 面上，或視情形而定，在每一管壁 1 2之外面上，每別 設置彎曲之加強環 4 7之向外伸之腰 44， 或視情形而 定，腰 46延伸平行於管壁 12，爲較之管壁 12爲厚 之金屬板所製。 相壓設置之連接凸緣 3 2相對拉緊，並置於槽形斷 面之大體環形夾環 3 4拉緊下，並由夾環 34拉緊，俾 管壁1 2沿連接1 6處在軸向上相互壓緊。夾環之夾緊 可依已知之方式，例如，由上緊單個螺釘發生。圖1 (5) (5)200404973 所示之夾環34包含一槽板36以及二錐形側腰38， 其錐度等於夾腰24之錐度，且因而依照夾環34之夾 緊，壓緊於夾腰 24上。 在所示之實施例中，一環條形彈性密封4〇固定於 . 槽板3 6之內面，在夾環34之拉緊情況，此在圖！ 所示之情況下壓緊密封於圓角22之外面以及環緣i 4之 凸緣1 8間之楔形空隙。除由環緣14之內端沿連接 處1 6相互強力壓緊達成良好密封外，由此導致在所有 · 實際情形中充分密封。 圖2顯示管節段1 〇之端部，具有欲引進之一短 管件4 7作爲加強環’同軸置於管節段1 〇之端部外 面。圖3顯示在加強環4 7套上後之管節段1 〇之端 部，此連續緊壓於管節段1〇之外面上。在加強環47 套上之期間中，沿軸向伸出加強環 4 7外之環區域48 宜保持自由，此其後依據圖 4成錐形彎回於加強環 47之軸向端部上，以形成其後之夾腰24。在到達圖4 φ 所示之變形階段後，執行進一步變曲，宜使用已知之圓形 轉動彎曲方法’由於如此結果，形成向外伸出之環緣1 4 以及壓於其上之加強環之向外伸出之腰 44。 圖 4及 5之實施例與圖1所示基本不同爲，延伸平行於管壁 12 之圖 4 及 5 之加強環 47 之腰46 在軸向上基本 上長於圖 1之實施例。 二腰 4 4及 4 6之較長基本上可自由選擇，僅視使 用及強度需求而定。此同樣適用於製上之連接凸緣之各別 (6) (6)200404973 使用形狀。故此，例如，在圖 6之實施例之情形，力Π ^ 強環之向外伸出之軀幹 44選擇恰好長度·，俾此設置完 全壓於環緣 1 4之外面上，及連接凸緣之夾腰 24繞腰 44之外端彎緊。在圖 4至 7之實施例中，略去圖 1 · 所設置之補助支持腰 2 8。 4 圖 7顯示一特別簡單之實施例，其中，加強環 4 7之金屬板厚度小於或至多等於管節段 1 0之金屬板厚 度。在此實施中，另有加強環 4 7之一第三腰 48 ，成 拳 錐形平齊置於向內彎曲之夾腰 24上，且此與夾腰 24 一*起成形。 圖 8顯示與圖 7實施例相似之一實施例，其中， 加強環之金屬板厚度亦較之管節段 1 0之金屬板厚度稍 增加。而且，在此，連接凸緣之夾腰 2 4與壓緊於其上 之加強環之腰 4 8向內拉更遠於管節段1 〇之壁上，俾 二者壓於加強環之腰46之外面上。由此產生特別穩定之 實施例。 _ 在圖 9之實施例中，夾環之腰 44以與圖 6之實 施例同樣方式成形，同時夾腰 2 4包含一彎曲節段 5 0， 傅彎曲腰 5 0之內端置於加強環 4 7之二腰 4 4及4 6 間之連接或彎折 5 2處。 在圖 之另一實施例中，夾腰 24之彎曲腰 52 彎曲平行於管節段1 〇之壁，俾此約在加強環 4 7之腰 4 4之中心處支持本身。 圖 1 1至 1 3顯示連接凸緣 3 2與加強環 4 7之 -10- (7) (7)200404973 較簡單之實施例。在此等實施例中，二連接凸緣並不如 圖 1所示經由夾環固定，而是經由未顯示之螺釘固定， 此依已知方式延伸穿過對齊之螺紋孔 5 4，或視情形而定 ， 環緣 14中，或視情形而定，加強環 4 7之腰 44 · 中之 5 6。 相當於夾幹之腰 24及其上所置之加強環 Α 4 7之腰 4 8在此實施例中設置平行於管節段 1 0之管 壁。由省除特定之夾環，由此亦導致較之上述實施例進一 步減輕重量。 Φ 圖 1 2 之實施例稍較重，且此更堅實，其中，加強 環 4 7之金屬板強度亦選擇稍較大。加強環故此基本上 呈現一向外之腰 44，且無向後彎之腰 48。 圖 1 3顯示螺釘連接之一特別簡單實施例，其中， 連接凸緣僅具有一環緣1 4，以及加強環僅具有一腰置於 環緣上。在許多應用上，此一簡單及因而輕之實施例足夠 。加強環 4 7自然可在廣大自由選擇強度之範圍中生產 附圖可不顯示數實施例，其中，加強環 4 7延伸於 各別管節段之整個長度上，或其中，二或更多加強環相互 疊置於管端部上，然而，在極端情形，在申請專利架構內 可顯示一適當之設計，在此應滿足特定強度需求，或在此 ，管節段之重量並非一因素。 當各別管節段1 〇爲由加強環4 7沿管節段1 0之 整個軸向長度延伸所形成之雙壁時，尤其是，如顯示於圖 1 4至1 7之實施例，當加強環47沿所屬管節段之軸 -11 - (8) (8)200404973 向長度之較大部份上離開管壁 1 2， 導致管壁 12 及加 ^ 強環之所屬節段60間形成一中間空間5 8時，產生特 別有利之實施例。此中間空間5 8可塡以吸音材料6 2， 以形成管形靜音器。在用作靜音器中，管壁丨2設有孔 ， 。 材料6 2可例如爲玻璃毛或類似者。 * 圖 1 5顯示管節段 1 0之一實施例，此適合作爲金 屬板管’特別用於地下應用，其中，與管壁 1 2分開延 伸之加強環4 7之節段60在管節段1 〇之縱向上成波 · 浪形。由於需要防銹，管節段10及/或加強環4 7 爲鋅鋼或類似材料所製。波浪管特別用於接受發生之壓力 〇 在圖1 6之實施例中，特別沿管節段 1 0之整個長 度上延伸之中間空間 5 8塡以絕緣材料 5 6。 置於管壁 1 2上之加強環4 7之一自t5段4 6不預見於此實施例中 〇 最後，在圖 17之實施例中，一內加強環 47及〜 · 外加強環66同軸設置，俾節段60及68分別沿管節 段1 0之縱向長度之較大部份上延伸，與管壁丨2分門 ’且相互分開。從而形成二中間空間58，或視情形S 定，70。腰 46,44 ,48如此在連接凸緣 J Z上以及 連接凸緣本身上鄰接，置於加強環 4 7及 & < ^ 及 66之連接 腰3 2之外面上，此等分別形成雙壁。可使用圖 口 實施例之方式之多壁管節段於例如化學處埋丁 、 丄々王上，其中 ’固別管，或視情形而定，加強環可爲不同枒^ 付枓所製，視 -12- (9) (9)200404973 需要而定。 且在安全工程上要多壁管，其中，例如，空心之空間 可纟具以控制流體。控制流體Z浅漏可用作完善性之損失之 指示。 此種多壁管亦可利用於冰箱或空氣調節工程上。 【圖式簡單說明】 根據附圖，更詳細說明本發明對接頭之各種實施例。 附圖顯示： 圖 1爲通過本發明對接頭之軸向部份斷面圖，在 上緊密封於連接凸緣上之夾環後之情形， 圖 2爲管節段之一端及構成加強環之管件之斜視圖 ， 在加強環套於管端部上之前之情形， 圖 3爲圖 2之斜視圖，在加強環套於管端部上之 後之情形， 圖 4爲管端部及加強環之軸向斷面圖，在夾壁構 製或腰成錐形彎向管壁後之情形， 圖 5爲圖 4之軸向節段，在構製連接凸緣之向上 伸之環緣後之情形， 圖 6至 1 3爲構製成一件於管壁上之連接凸緣之 各種實施例之軸向斷面圖，及 圖1 4至 1 7爲通過雙壁管節段之斷面圖，具有連 接凸緣由內管之管端構製成一件，或視情形而定，具有外 加強凸緣由加強環管壁構成。 -13- (10) (10)200404973 所有圖中相同或相似部份由相同參考編號標示。 主要元件對照表個數 2 對接頭 10 管節段 12 管壁 14 環緣 16 窄連接處 24 夾腰 28 支持腰 44 向外伸之腰 46 延伸腰 47 加強環 5 8 中間空間 60 所屬節段 -14-

Claims (1)

1. (1) 200404973 拾、申請專利範圍 I〜種具有圓形或圓形斷_之金屬板之二管 (1 0)間之對接頭，此分別呈現/連接凸緣（3 2) _上’製成具有相鄰管嬖（12)之/件，用以產生相 貪口段（10)之對接頭，其中，每/連接凸緣包含至 環緣（M)自管壁（12)向外伸出，且其中’連接 (J 2 )由〜拉力裝置（例如 3 4 )保持一起’沿軸向 柃^節段（1 〇) —起，從而其特徵爲，金屬板之一件 環 （47)置於每一管節段（1〇)之端部之外面上及 環緣（丨4)之至少一徑向內部上。 2 ·如申請專利範圍第 1項所述之對接頭，其 爲’該夾裝置包含螺釘延伸穿過相鄰環緣（1 4) (54 56)，並選擇穿過置於環緣（M)上之加強 (44)〇 3 .如申請專利範圍第1項所述之對接頭，其特 ’每〜連接凸緣（3 2 )包含一夾腰（2 4 )自環緣 之外端成錐形朝相鄰管壁 （12)偏向，及拉緊 (34)爲〜夾環置於連接凸緣（32)上，以錐形側腰 置於連接凸緣（32之夾腰（24)上。 4.如申請專利範圍第1項所述之對接頭’其 爲’加強環（47)置於整個環緣（M)上° 5 ·如申請專利範圍第4項所述之對接頭’其 爲’加強環 （4 7 )置於相鄰之夾腰（2 4 )上。 6.如申請專利範圍第1項所述之對接頭 節段 於一 鄰管 少一 凸緣 上保 加強 每一 特徵 之孔 凸緣 徵爲 (14) 裝置 (3 8) 特徵 特徵 其特徵 -15- (2) 200404973 爲，加強環（47)之金屬板厚度大於所屬管節段（10) 之金屬板厚度。 7. 如申請專利範圍第1項所述之對接頭’其特徵 爲，加強環（4 7)由二或更多金屬板層構成。 · 8. 如申請專利範圍第 7項所述之對接頭，其特徵 . 爲，加強環（47)僅部份爲雙或多層。 9. 如申請專利範圍第1項所述之對接頭，其特徵 爲，每一連接凸緣（32)包含一拉腰（24)自環緣（14) φ 之外端向外伸出，朝離開對接頭之方向平行於管壁（1 2) 10.如上述申請專利範圍任一項所述之對接頭，g _ 徵爲，加強環 （4 7)延伸於管節段（1〇)之整個軸向-長 度上。 π.如申請專利範圍第 1 〇項所述之對接頭，其特 徵爲，加強環（47)呈現沿管節段（10)之其軸向 之最大部份上與管壁（1 2)在徑向上分開，從而形成_ + 間空間（58 ， 70)。 12.如申請專利範圍第 11項所述之對德萌 」搂頭，其特 (5S) 徵爲，管壁 （I2)及加強環 （47)間之中間空間 塡以消音材料 （62)或絕緣材材 （65)。 其特 13 *如申請專利範圍第1 2項所述之對接頭 徵爲’管壁（I2)爲具有孔之金屬板所製。 其特 (60)及 14.如申請專利範圍第 11項所述之對德命 、坎戰， 徵爲’加強環（47)爲波浪形，俾加強環節巧 -16- (3) 200404973 之長度上改變 管壁（1 2 )間之距離在管節段（t 15.如申請專利範圍第 11 $ ^ 1 4項中任一項所述 之對接頭，其特徵爲，一第二加強@ ^ ^ (47)延伸於管節段 (10)之整個長度上，及管節段 Γ1Α _ (lQ)之軸向長度之最大 (6〇)中之第一加強環 間（70)。 節段 （6 S )在徑向上與最長節段 (47)分開，俾形成一第二中間空

   1 6 . —種用以製造上述申請專利範圍任一項所述之對 接頭Z加強凸緣（32)之方法’其特徵爲，一管件套於 一管節段（1 〇)之外面上，用以在管件（1 〇)之一端之外 面上形成一加強環 （47)置於其上，然後自管壁 （！ 2) 向外彎曲一伸出環緣 （1 4 )及加強環 （4 7 )之一腰 （4 4 ) 起 17.如申請專利範圍第 1 6項所述之方法，其特徵 爲，在構製環緣 （I4)之前’構製一夾腰（24)於外端 上，具有或無加強環（4 7)之一夾腰加強腰（48) ° 1 8 .如申請專利範圔第1 6或1 7項所述之方法’ 其特徵爲，由圓形轉動彎曲方法發生變形。 -17-