ПРЕСС-ФИТИНГ ДЛЯ ТРУБ, СОДЕРЖАЩИЙ КОНТРОЛЬНОЕ КОЛЬЦО
PIPE PRESS FITTING COMPRISING CONTROL RING

Настоящее изобретение относится к пресс-фитингам для труб, содержащим гильзы со сжимаемыми областями обжима, в которых расположено отдельное зажимное кольцо таким образом, что конец трубы может быть вставлен в это кольцо, после чего данные пресс-фитинги могут быть обжаты из несжатого состояния в сжатое путем приложения к этим областям обжима подходящего обжимающего воздействия с помощью комплементарных обжимных инструментов.
Известно множество разнообразных вариантов осуществления таких пресс-фитингов. Например, в патентном документе ЕР-0.955.493 раскрыт пресс-фитинг, содержащий гильзу с центральным вставочным отверстием, в которое может быть вставлен конец комплементарной трубы. Центральное вставочное отверстие трубы содержит область вставления и область обжима. Область вставления проходит в осевом направлении внутрь, является относительно толстостенной и имеет такие размеры, что вставленный конец трубы может упираться в нее лишь с минимальным кольцевым зазором. Область обжима проходит в осевом направлении наружу, является относительно тонкостенной и содержит расширенное кольцевое желобообразное пространство, в котором расположены первое уплотнительное кольцо, разделительное кольцо, второе уплотнительное кольцо и зажимное кольцо. На наружном в осевом направлении конце желобообразное пространство ограничено направленным радиально внутрь раструбным краем области обжима. На внутреннем в осевом направлении конце желобообразное пространство ограничено промежуточной стеночной частью, проходящей между областью вставления и областью обжима. В несжатом состоянии кольца имеют такие радиальные внутренние размеры, что вставленный конец трубы может войти в них лишь с минимальным кольцевым зазором. Область обжима может быть обжата из несжатого состояния в сжатое путем направленного радиально внутрь обжимающего воздействия, приложенного к наружной стенке области обжима. В сжатом состоянии зажимные зубцы зажимного кольца соединяются со вставленным концом трубы, и уплотнительные кольца плотно прижимаются к этому концу.
Это имеет тот недостаток, что невозможно проконтролировать, был ли фитинг должным образом обжат.Кроме того, во время конца трубы и во время обжимающего воздействия конец трубы имеет тенденцию к смещению относительно центральной оси гильзы. При обжиме это имеет тот недостаток, что в полученном обжатом узле пресс-фитинг и конец трубы не выровнены, а смещены относительно друг друга. Другой недостаток состоит в том, что вставление конца трубы может быть несколько затруднено из-за наклона наружу выступающих зажимных зубцов зажимного кольца. Еще один недостаток состоит в том, что на передней стороне фитинга между раструбным краем и вставленным концом трубы остается зазор. При эксплуатации там легко может скапливаться грязь и т.п.
Другой пример пресс-фитинга раскрыт в патентном документе WO 2010/089188. Здесь пресс-фитинг содержит гильзу с кольцевым желобообразным пространством, расположенным в расширенной тонкостенной области обжима. На своем наружном в осевом направлении конце желобообразное пространство ограничено множеством расположенных на некотором расстоянии внутрь друг от друга выступающих стопорных сегментов. На внутреннем в осевом направлении конце желобообразное пространство ограничено переходной стеночной частью, проходящей между областью вставления и областью обжима. Уплотнительное кольцо, разделительное кольцо и зажимное кольцо расположены бок о бок в желобообразном пространстве.
Это решение имеет, по существу, те же недостатки, что и ЕР-0.955.493, то есть, невозможность контроля осуществления обжима, непредсказуемость правильного положения вставленного конца трубы внутри гильзы пресс-фитинга и удержания его в правильном положении при обжиме. Кроме того, здесь зажимные зубцы также могут затруднять вставление конца трубы, и на переднем конце фитинга после обжима остается зазор.
Следует заметить, что использование отдельных контрольных колец, обеспечивающих возможность контроля осуществления обжима, уже известно из уровня техники. Например, в патентном документе ЕР-1547728 раскрыт пресс-фитинг, в котором снаружи на фитинге размещено контрольное кольцо, плотно прилегающее к его утолщенной части. При обжиме фитинга используются обжимные клещи, предназначенные для деформирования как фитинга, так и вставленного в него конца трубы с двух сторон от уплотнительного кольца. Кроме того, обжимные клещи содержат ребра для одновременного разрезания контрольного кольца.
В патентном документе ЕР-2133612 раскрыт пресс-фитинг, с которым контрольное кольцо соединяется таким образом, что оно частично проходит внутрь и наружу от направленного радиально внутрь кольцевого ребра. При обжиме это направленное радиально внутрь ребро вжимается в наружную сторону конца трубы, одновременно перерезая контрольное кольцо.
Однако оба этих решения неприменимы для пресс-фитингов в соответствии с настоящим изобретением. Например, отличается способ зажима вставленного конца трубы. Вышеописанные фитинги не содержат отдельного зажимного кольца, расположенного в желобообразном пространстве. Кроме того, их контрольные кольца относительно уязвимы для повреждения даже до всякого обжима. Это может создать у монтажника неправильное впечатление, что обжим уже был осуществлен. Также следует отметить, что контрольное кольцо в соответствии с патентным документом ЕР-1547728 требует специально модифицированного обжимного инструмента с ребрами для перерезания контрольного кольца, а контрольное кольцо в соответствии с патентным документом ЕР-2133612 требует для перерезания кольца относительно тупого, направленного радиально внутрь кольцевого ребра. Только после того, как разделение произошло, это ребро может начать вжиматься во вставленный конец трубы. Наконец, следует заметить, что оба этих известных контрольных кольца не позволяют монтажнику понять, был ли произведен обжим. Кроме того, при изготовлении кто-то может изначально забыть установить контрольное кольцо, или оно может случайно упасть при транспортировке фитинга. После завершения обжима либо все контрольное кольцо падает (ЕР-1547728), либо остается его часть, невидимая снаружи (ЕР-2133612). Между необжатым фитингом с контрольным кольцом и обжатым фитингом с контрольным кольцом имеется очень небольшое видимое отличие.
Целью настоящего изобретения является по меньшей мере частичное устранение вышеуказанных недостатков или обеспечение приемлемой альтернативы. В частности, задачей настоящего изобретения является предложение удобного в использовании надежного пресс-фитинга, содержащего отдельное зажимное кольцо и способного обеспечить предсказуемый и надежный характер деформации при обжиме, причем этот пресс-фитинг имеет удобную для пользователя функцию контроля, позволяющую легко контролировать обжим.
Эта цель достигается благодаря пресс-фитингу по пункту 1 прилагаемой формулы изобретения. Этот пресс-фитинг содержит гильзу со вставочным пространством, имеющим вставочное отверстие для введения вставляемого конца трубы. Вставочное пространство содержит область обжима, ограниченную, по существу, цилиндрической обжимной стеночной частью. В этой обжимной стеночной части находится кольцевое желобообразное пространство. Это кольцевое желобообразное пространство ограничено в направлении вставочного отверстия выступающим внутрь в радиальном направлении ограничительным краем обжимной стеночной части. В кольцевом желобообразном пространстве расположено зажимное кольцо. Область обжима является деформируемой из несжатого состояния в сжатое за счет направленного радиально внутрь обжимающего воздействия, в результате которого обжимная стеночная часть сжимает, а зажимное кольцо зажимает вставленный конец трубы. В соответствии с изобретательской идеей, на стороне вставочного отверстия предусмотрено контрольное кольцо. Контрольное кольцо содержит один или более ломких сегментов и соединительную часть. Соединительная часть проходит во вставочном пространстве и по меньшей мере частично расположена между ограничительным краем и вставленным концом трубы. Один или более ломких сегментов соединены с соединительной частью с помощью одной или более разделительных частей так, что за счет обжимающего воздействия один или более ломких сегментов отламываются от соединительной части под действием сдвиговых усилий вдоль одной или более разделительных частей. Соединительная часть в сжатом состоянии автоматически становится видна, по меньшей мере частично, между ограничительным краем и вставленным концом трубы.
Один или более ломких сегментов предпочтительно расположены с возможностью автоматического отламывания от остального контрольного кольца вдоль одной или более разделительных частей немедленно после приложения обжимающего воздействия. Таким образом, обжим пресс-фитинга сразу становится очевиден, в частности благодаря тому, что становится видна соединительная часть. Если монтажник случайно забыл обжать фитинг, то один или более ломких сегментов остаются неповрежденными и видны на передней стороне или с передней стороны фитинга. После осуществления обжима фитинга один или более ломких сегментов падают, а соединительная часть остается и становится лучше видна между ограничительным краем и вставленным концом трубы. Таким образом, монтажник может убедиться в том, что обжим имел место, одновременно двумя разными способами. Соединительную часть может иметь отличительную окраску и т.п., чтобы монтажнику было легче увидеть ее в сжатом состоянии. Кроме того, такая отличительная окраска помогает монтажнику определить тип используемого фитинга.
Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что соединительная часть может по меньшей мере частично загораживать зазор, который в противном случае остается между ограничительным краем и вставленным концом трубы. Таким образом скапливание грязи в этом зазоре и дальше внутри желобообразного пространства и вокруг зажимного кольца сведено к минимуму. Кроме того, соединительная часть может способствовать плавному направлению конца трубы при вставлении мимо ограничительного края и/или мимо зажимного кольца, и удержанию его в выровненном положении.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления один или более ломких сегментов могут быть образованы сегментами, расположенными по меньшей мере у части ограничительного края. Таким образом, можно предотвратить преждевременное отламывание одного или более ломких сегментов, например при транспортировке или вставлении конца трубы.
Предпочтительно, контрольное кольцо с одним или более ломких сегментов может иметь такую конструкцию, что при соединении этого кольца с фитингом один или более ломких сегментов проходят по меньшей мере частично снаружи от вставочного пространства. Это упрощает удаление одного или более ломких сегментов после их отламывания от соединительной части под действием сдвиговых усилий вдоль одной или более разделительных частей при обжиме.
В соответствии с первым вариантом, один или более ломких сегментов могут проходить по меньшей мере частично снаружи от вставочного пространства, когда контрольное кольцо соединено с фитингом. Это обеспечивает по меньшей мере частичное плотное прилегание, по существу плашмя, одного или более сегментов к наружной в осевом направлении стенке ограничительного края. Кроме того, это не только обеспечивает деформацию области обжима из несжатого состояния в сжатое с помощью подходящего обжимного инструмента таким образом, чтобы зажимное кольцо зажимало вставленный конец трубы, но также позволяет при обжиме с помощью самого обжимного инструмента прикладывать направленное радиально внутрь толкающее усилие к наружным краям одного или более ломких сегментов для их отламывания от соединительной части вдоль одной или более разделительных частей под действием сдвиговых усилий.
В соответствии со вторым вариантом, когда контрольное кольцо соединено с фитингом, один или более ломких сегментов могут проходить по меньшей мере частично во вставочном пространстве и, в частности, по меньшей мере частично располагаться между ограничительным краем и вставленным концом трубы. Это обеспечивает по меньшей мере для части одного или более ломких сегментов возможность расположения рядом с внутренней в радиальном направлении стенкой ограничительного края. Кроме того, это позволяет с помощью подходящего обжимного инструмента не только деформировать область обжима из несжатого состояния в сжатое таким образом, чтобы зажимное кольцо зажало вставленный конец трубы, но также обеспечить при обжиме приложение самим ограничительным краем направленного радиально внутрь толкающего усилия к наружным краям одного или более ломких сегментов для их отламывания от соединительной части вдоль одной или более разделительных частей под действием сдвиговых усилий.
Например, один или более ломких сегментов могут иметь вид изогнутых стеночных сегментов, имеющих форму полукольца, в частности имеющих толщину в осевом направлении менее 2 мм.
Также один или более ломких сегментов могут содержать разомкнутый или замкнутый кольцеобразный ломкий сегмент. Предпочтительно, благодаря кольцеобразной форме ломкий сегмент после отламывания от соединительной части не падает с пресс-фитинга, поскольку он может охватывать вставленный конец трубы. Разомкнутый кольцеобразный ломкий сегмент может быть затем легко удален с конца трубы пользователем, например путем его сгибания в достаточно открытое положение или разламывания на две или более частей. Замкнутый кольцеобразный ломкий сегмент также может быть затем удален с конца трубы пользователем, например путем разламывания или разрезания на две или более частей.
В соответствии с другим вариантом осуществления наружный диаметр одного или более ломких сегментов может быть меньше или равен наружному диаметру ограничительного края и обжимной стеночной части, а внутренний диаметр одного или более ломких сегментов может превышать наружный диаметр вставленного конца трубы, в частности это превышение может составлять от 2,5 до 5 мм. Таким образом, один или более ломких сегментов не выступают в радиальном направлении наружу от обжимной стеночной части и ограничительного края и имеют достаточный радиальный зазор относительно конца трубы, так что они могут быть отломаны при приложении подходящим обжимным инструментом достаточно большого направленного радиально внутрь толкающего усилия к обжимной стеночной части и одному или более ломких сегментов при обжиме.
Контрольное кольцо может быть изготовлено из любых материалов. В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления, по меньшей мере одна или более разделительных частей контрольного кольца, но предпочтительно также и остальное контрольное кольцо, изготовлены из хрупкого материала, в частности армированного стекловолокном полимерного материала.
В соответствии с другим вариантом осуществления, по меньшей мере одна или более разделительных частей контрольного кольца, но предпочтительно - все кольцо, изготовлены из менее хрупкого материала, в частности из ''ненаполненного'' полимерного материала, такого как полибутилентерефталат (ПБТ), полиамид (ПА) или полиоксиметилен (ПОМ), не армированного стекловолокном и т.п. Это позволяет получить контрольное кольцо, достаточно пластичное, чтобы предотвратить его преждевременное разламывание при сборке или транспортировке. Отламывание одного или более ломких сегментов от соединительной части в местах расположения одной или более соединительных частей в таком случае может осуществляться путем создания острых углов и/или надрезов в местах сопряжений между ними. ''Ненаполненные'' полимерные материалы обеспечивают хорошее поведение контрольного кольца при надрезе. Кроме того, использование таких ''ненаполненных'' полимеров для контрольного кольца обеспечивает более надежное его изготовление, например путем литья под давлением. Оно также позволяет получить контрольное кольцо более устойчивое к жиру, маслу и т.п. Замечено, что при выборе ПОМ в качестве материала, его литьевое прессование менее требовательно к влажности по сравнению с ПБТ, тогда как хрупкость ПОМ при использовании меньше зависит от влажности, чем ПА. Кроме того, следует заметить, что температура стеклования ПОМ составляет приблизительно -40°С, так что контрольное кольцо может быть установлено даже при низких температурах.
В соответствии с другим вариантом осуществления, соединительная часть контрольного кольца может содержать, по существу, цилиндрическую внутреннюю направляющую стеночную часть для направления и выравнивания конца трубы при его вставлении и обжиме. Поскольку эта направляющая стеночная часть контрольного кольца находится на стороне вставочного отверстия, она упрощает направление конца трубы мимо зажимного кольца при вставлении и удержание конца трубы в выровненном положении при обжиме.
Прежде всего, упрощается вставление конца трубы мимо зажимного кольца без риска создания помехи со стороны зажимных зубцов и т.п. Во-вторых, упрощается удержание конца трубы в выровненном положении при обжиме. Даже не полностью симметричное распределение обжимающего воздействия по всей окружности области обжима не приводит к смещению трубы относительно центральной оси гильзы, в которую вставлен ее конец.
Размеры направляющей стеночной части контрольного кольца предпочтительно позволяют разместить в ней вставленный конец трубы лишь с минимальным круговым зазором. В частности, внутренний диаметр направляющей стеночной части несколько превышает наружный диаметр вставляемого в нее конца трубы, более конкретно менее чем на 1,2 мм. Это помогает удерживать конец трубы в выровненном положении и не препятствует плавному проведению конца трубы во вставочное пространство гильзы.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления, пресс-фитинг относится к типу, содержащему область вставления, расположенную в осевом направлении внутри от области обжима (если смотреть со стороны вставочного отверстия), ограниченную по существу цилиндрической стеночной частью области вставления, а также ограничивающую вставочное пространство, в которое вставляется конец трубы. Эта область вставления предпочтительно имеет такие размеры, что вставленный конец трубы может упираться в нее с минимальным круговым зазором. В частности, внутренний диаметр вставочной стеночной части слегка превышает наружный диаметр конца трубы, более конкретно менее чем на 1,2 мм. Область вставления и контрольное кольцо, расположенные в этом порядке в осевом направлении внутри и в осевом направлении снаружи от области обжима, способны совместно автоматически выравнивать конец трубы при вставлении и удерживать его в выровненном положении при обжиме. Зажимное кольцо, таким образом, может осуществлять свою собственную специальную функцию зажима конца трубы и не должно уже удерживать ее в выровненном положении.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления, пресс-фитинг относится к типу, содержащему в желобообразном пространстве не только зажимное, но также и уплотнительное кольцо. В соответствии с настоящим изобретением, это уплотнительное кольцо способно осуществлять собственную специальную функцию уплотнения, при этом уменьшается вероятность того, что оно будет асимметрично нагружено при вставлении, обжиме и эксплуатации.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления, пресс-фитинг относится к типу, содержащему в желобообразном пространстве разделительное кольцо. В соответствии с настоящим изобретением, это разделительное кольцо также способно осуществлять собственную специальную функцию разделения уплотнительного кольца и зажимного кольца. Кроме того, оно может более равномерно образовывать блокирующую стенку внутри желобообразного пространства, так что запирание/уплотнение в некоторой степени может сохраняться при любых обстоятельствах с помощью разделительного кольца, даже при выгорании уплотнительного кольца. Это делает пресс-фитинг оптимальным для применения, например, в газопроводах и т.п.
Зажимное кольцо может быть любого типа, если оно способно зажимать вставленный конец трубы, обжатый в сжатое состояние. Предпочтительно, зажимное кольцо содержит множество расположенных на расстоянии друг от друга зажимных зубцов, причем в несжатом состоянии по меньшей мере некоторые из этих зажимных зубцов закрыты с их внутренней в радиальном направлении стороны, т.е. в направлении вставочного пространства, соединительной частью контрольного кольца. В таком случае, закрытые зажимные зубцы при вставлении конца трубы предпочтительно уже не препятствуют вставлению этого конца трубы в несжатом состоянии. Вместе с тем контрольное кольцо выполнено таким образом, что при обжиме зажимные зубцы могут проламывать закрывающие их части контрольного кольца. Таким образом, закрытые зажимные зубцы не препятствуют зажиму конца трубы в сжатом состоянии.
В соответствии с другим вариантом осуществления, зажимное кольцо содержит внутренний в осевом направлении и наружный в осевом направлении ряд зажимных зубцов, причем контрольное кольцо закрывает только наружный в осевом направлении ряд в направлении вставочного пространства. Таким образом, контрольное кольцо позволяет при вставлении плавно проводить конец трубы по меньшей мере мимо первой половины зажимных зубцов. Вследствие этого другая половина зажимных зубцов, т.е. внутренний в осевом направлении ряд, меньше затрудняет вставление, и оба ряда при этом могут мгновенно зажать конец трубы при обжиме.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления, зажимные зубцы внутреннего в осевом направлении ряда наклонены в осевом направлении внутрь, тогда как зажимные зубцы наружного в осевом направлении ряда наклонены в осевом направлении наружу. Таким образом, наклоненные наружу зажимные зубцы предпочтительно соответствующим образом закрываются контрольным кольцом в несжатом состоянии. Поскольку наклоненные внутрь зубцы проходят с наклоном в направлении вставления конца трубы, они могут не закрываться контрольным кольцом. Они даже могут вместе с самим контрольным кольцом способствовать удержанию конца трубы в выровненном положении при вставлении.
Соединительная часть контрольного кольца может соединяться с гильзой на стороне вставочного отверстия различными способами, например, с помощью клея, сварки и т.п. В одном из вариантов соединительная часть контрольного кольца, например, может взаимодействовать с комплементарными соединительными средствами, ограничивающими желобообразное пространство и/или образующими часть ограничительного края. Соединительная часть позволяет очень просто быстро соединить контрольное кольцо с гильзой, например, путем простого защелкивания. В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления, соединительная часть выполнена с возможностью соединения в несжатом состоянии с зажимным кольцом, в частности с помощью защелкивающегося соединения.
В описанном выше варианте с двумя рядами зажимных зубцов соединительная часть может быть выполнена с возможностью прохождения в пространство, остающееся свободным между этими двумя рядами. Это имеет то преимущество, что если при обжиме зажимные зубцы проходящего в осевом направлении наружу ряда пробивают соединительную часть контрольного кольца, то эта отломанная соединительная часть остается запертой между двумя рядами зажимных зубцов. В таком случае, отломанная часть или части, возможно имеющие острые края, не могут приблизиться к уязвимому уплотнительному кольцу.
В частности, соединительная часть контрольного кольца может быть дополнительно снабжена заполняющей зазор частью, проходящей снаружи от желобообразного пространства и выполненной с возможностью в сжатом состоянии, по существу, заполнять или загораживать зазор между вставленным концом трубы и ограничительным краем. Таким образом, можно полностью предотвратить попадание грязи и т.п. в область обжима. В частности, заполняющая зазор часть может иметь такие размеры, чтобы в несжатом состоянии находиться в радиальном направлении на расстоянии от ограничительного края, а в сжатом состоянии - по существу примыкать в этом направлении к ограничительному краю, в частности быть зажатой этим краем. Такой зажим может быть важным при использовании в сочетании с вариантом, в котором части соединительной части при обжиме отламываются зажимным кольцом. В этом случае, зажимная функция заполняющей зазор части может принять функцию удержания контрольного кольца на месте при использовании пресс-фитинга.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения.
Изобретение также относится к сборному узлу из пресс-фитинга в соответствии с изобретением и вставленного конца трубы, а также к способу обжима такого пресс-фитинга.
Изобретение будет более подробно раскрыто ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлен вид в аксонометрии пресс-фитинга в соответствии с изобретением в несжатом состоянии, который содержит вставленный в него конец трубы, и части обжимного инструмента, расположенного на расстоянии;
на фиг. 1а представлен частичный разрез по фиг. 1;
на фиг. 2 представлено сечение по фиг. 1 с частью обжимного инструмента, готового для обжима;
на фиг. 2а представлен частичный вид по фиг. 2 в увеличенном масштабе;
на фиг. 3а-g представлены частичные виды в аксонометрии, спереди, сбоку, в разрезе, сзади и в увеличенном масштабе контрольного кольца по фиг. 1 и 2;
на фиг. 4.1 представлен вид по фиг. 2 на первом этапе обжима;
на фиг. 4.1а представлен увеличенный частичный вид по фиг. 4.1;
на фиг. 4.2 представлен вид по фиг. 2 на втором этапе обжима;
на фиг. 4.2а представлен частичный вид в увеличенном масштабе по фиг. 4.2
на фиг. 5 представлен вид по фиг. 2 в сжатом состоянии;
на фиг. 5а представлен частичный вид в увеличенном масштабе по фиг. 5;
на фиг. 6 представлен вид по фиг. 1 в сжатом состоянии;
на фиг. 7 представлен покомпонентный чертеж пресс-фитинга;
на фиг. 8-14 представлены виды, соответствующие фиг. 1-7, пресс-фитинга в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
на фиг. 15а-b представлено контрольное кольцо по фиг. 8-14 с разрезными секциями в соответствии с другим вариантом осуществления;
на фиг. 16 представлено контрольное кольцо с установочным криволинейным пазом в соответствии с другим вариантом осуществления;
на фиг. 16а представлен вариант контрольного кольца по фиг. 16 с разделенными секциями для каждого из наружных в осевом направлении зажимных зубцов;
на фиг. 17 представлен один из вариантов контрольного кольца с разомкнутым кольцеобразным ломким сегментом;
на фиг. 18 представлен один из вариантов контрольного кольца с замкнутым кольцеобразным ломким сегментом;
на фиг. 1-7 представлен пресс-фитинг, содержащий стальную гильзу 1. Гильза 1 содержит область 2 вставления и область 3 обжима. Конец 4 трубы вставлен в вставочное пространство областей 2, 3 вставления и обжима.
Область 2 вставления ограничена, по существу, цилиндрической вставочной стеночной частью 7, внутренний диаметр Dir которой несколько превышает наружный диаметр Dpe конца 4 трубы таким образом, что этот конец трубы может быть легко вставлен в нее до упора в упорный край 8.
Область 3 обжима образована, по существу, цилиндрической обжимной стеночной частью 10. Это обжимная стеночная часть 10 образует расширение относительно вставочной стеночной части 7. Внутри обжимной стеночной части 10 расположено желобообразное пространство 11, которое особенно ясно видно на фиг. 2.
Желобообразное пространство 11 выполнено в обжимной стеночной части 10 путем механической обработки, при которой металл снимается с внутренней стороны обжимной стеночной части 10. При этом толщина обжимной стеночной части 10 до обработки, по существу, равна толщине вставочной стеночной части 7, но после обработки ее толщина уменьшается. Механическая обработка осуществляется почти по всей длине области 3 обжима. Не подвергается механической обработке только свободный конец области 3 обжима, так что там образуется выступающий внутрь в радиальном направлении край 12. Этот край 12 ограничивает желобообразное пространство 11 в направлении свободного конца гильзы 1. На внутренней в осевом направлении стороне желобообразное пространство 11 ограничено переходной стеночной частью 14, проходящей между вставочной стеночной частью 7 и обжимной стеночной частью 10.
В желобообразном пространстве 11 расположены уплотнительное кольцо 16 и зажимное кольцо 17. Между этими кольцами 16, 17 расположено разделительное кольцо 18. Разделительное кольцо 18 образовано спирально закрученным разрезным разделительным кольцом с частично перекрывающимися в боковом направлении витками. Кроме того, контрольное кольцо 19 защелкивается на зажимном кольце 17.
Уплотнительное кольцо 16 выполнено в виде тороидального уплотнительного кольца с двумя выступающими радиально внутрь кольцевыми гребнями 16'. Между гребнями 16' имеется вогнутое углубление. Ребра 16' придают уплотнительному кольцу 16 боковую стабильность против боковых колебаний при сборке. Кроме того, они обеспечивают плотное прилегание кольца 16 к неровностям, которые могут иметься на вставленном конце 4 трубы. Наконец, они увеличивают объем кольца 16 по сравнению с обычными тороидальными уплотнительными кольцами и таким образом повышают его устойчивость и уплотняющую способность.
Зажимное кольцо 17 содержит два ряда пар зажимных зубцов 17'. Каждая пара содержит наклоненные в противоположные стороны зажимные зубцы 17'. Зажимные зубцы наклонены друг от друга. Преимущество этого состоит в том, что наиболее важный ряд зубцов 17', т.е. наклонно выступающий внутрь и таким образом необходимый для предотвращения выталкивания конца 4 трубы из гильзы 1, расположен дальше от свободного наружного конца гильзы 1, чем другой ряд зубцов 17', т.е. там, где гильза 1 имеет более высокую прочность.
Пресс-фитинг со вставленным в него концом 4 трубы показан на фиг. 1-2 в несжатом состоянии. В этом несжатом состоянии внутренние диаметры уплотнительного кольца 16, зажимного кольца 17 и разделительного кольца 18 слегка превышают наружный диаметр Dpe конца 4 трубы, так что этот конец 4 трубы легко вставляется в них до упора в упорный край 8. Разрезное разделительное кольцо 18 в несжатом состоянии расположено таким образом, что его наружные краевые части не соприкасаются с обжимной стеночной частью 10. Однако оно может также прилегать к этой стеночной части 10 с заданным смещением.
В соответствии с настоящим изобретением предложено контрольное кольцо 19. Это контрольное кольцо 19 содержит цилиндрическую внутреннюю направляющую стеночную часть 26, внутренний диаметр Dar которой несколько превышает наружный диаметр Dpe конца 4 трубы.
Направляющая стеночная часть 26 образует часть соединительной части 27 контрольного кольца 19, причем соединительная часть 27 зажата утолщенным защелкивающимся краем 28 позади наружного в осевом направлении ряда зажимных зубцов 17'. Соединительная часть 27 в несжатом состоянии, как показано на фиг. 2, закрывает наружный в осевом направлении ряд зажимных зубцов 17' в направлении конца 4 трубы.
На своей наружной стороне направляющая стеночная часть 26 соединительной части 27 контрольного кольца 19 образует заполняющую зазор часть 30, которая в несжатом состоянии по фиг. 2 расположена вокруг вставленного конца 4 трубы непосредственно под ограничительным краем 12, но на некотором расстоянии от него в радиальном направлении.
Множество изогнутых ломких сегментов 32, имеющих форму полукольца, соединены с заполняющей зазор частью 30 с помощью изогнутых разделительных частей 33 в форме полукольца. Разделительные части 33 образуют разупрочненные стеночные части, соединяющие ломкие сегменты 32 как единое целое с заполняющей зазор частью 30, причем ломкие сегменты 32 соединяются с этой заполняющей зазор частью 30 только наружными концами.
Ломкие сегменты 32 проходят рядом с наружной в осевом направлении боковой частью 13 ограничительного края 12, причем их наружный диаметр Dbso меньше, чем наружный диаметр Dpwp обжимной стеночной части 10, а их внутренний диаметр Dbsi превышает наружный диаметр Dpe конца 4 трубы.
При вставлении конца 4 трубы направляющая стеночная часть 26, а также и остальная соединительная часть 27, способствуют плавному проведению конца 4 трубы мимо рядов зажимных зубцов 17'. После размещения конца 4 трубы не только в области 3 обжима, но также и в области 2 вставления, он удерживается в выровненном положении коаксиально с гильзой 1 с помощью защелкивающегося соединения с вставочной стеночной частью 7 и направляющей стеночной частью 26 соответственно.
Затем область 3 обжима пресс-фитинга по фиг. 1-2 может быть обжата из несжатого состояния в сжатое с помощью обжимного инструмента 22. Этот обжимной инструмент 22, часть которого схематично представлена на фиг. 1 и 2, выполнен с возможностью приложения направленного радиально внутрь обжимающего воздействия к наружной стороне обжимной стеночной части 10. Вследствие этого обжимная стеночная часть 10 начинает деформироваться и сжимается в радиальном направлении до меньшего диаметра.
Первый этап обжима представлен на фиг. 4.1. Здесь обжимной инструмент 22 сжимает обжимную стеночную часть 10 до такой степени, что инструмент 22 прижимается также к наружным в радиальном направлении краям ломких сегментов 32. Зажимное кольцо 17 уже вжимается в конец 4 трубы и при этом отрезало защелкивающиеся края 28 соединительной части 27 от направляющей стеночной части 26 и заполняющей зазор части 30.
Второй этап обжима представлен на фиг. 4.2. Здесь обжимной инструмент 22 сжимает обжимную стеночную часть 10 до такой степени, что вследствие этого сжатия ломкие сегменты 32 отломаны от направляющей стеночной части 26 и заполняющей зазор части 30.
После этого инструмент 22 может быть удален. В полученном сжатом состоянии по фиг. 5 зажимное кольцо 17 прочно зажимает зажимными зубцами 17' конец 4 трубы. Уплотнительное кольцо 16 деформировано таким образом, что оно по существу заполняет все пространство между концом 4 трубы, переходной стеночной частью 14, обжимной стеночной частью 10 и разделительным кольцом 18.
Кроме того, как следует из описанных этапов, в сжатом состоянии контрольное кольцо 19 также претерпевает некоторые важные изменения.
Прежде всего, соединительная часть 27 прорезана зажимными зубцами 17'. Отломанный защелкивающийся край 28 соединительной части 27 зажат между двумя рядами зажимных зубцов 17'.
Во-вторых, заполняющая зазор часть 30 в сжатом состоянии полностью заполняет и таким образом загораживает первоначальный зазор между вставленным концом 4 трубы и ограничительным краем 12. Теперь заполняющая зазор часть 30 зажата между сжатым радиально внутрь ограничительным краем 12 и концом 4 трубы.
В-третьих, ломкие сегменты 32 отломаны вдоль разделительных частей 33 от остального контрольного кольца 19. Это происходит вследствие постепенного перемещения обжимного инструмента 22 внутрь в радиальном направлении при обжиме. Таким образом, обжимной инструмент 22 упирается в ломкие сегменты 32 и толкает их внутрь в радиальном направлении. Поскольку разделительные части 33 и предпочтительно все контрольное кольцо 19 изготовлено из хрупкого материала, в частности из армированного стекловолокном полимера, это приводит к разламыванию ломких сегментов 32 при обжиме и, таким образом показывает, что обжим осуществлен.
В сжатом состоянии вставленный конец 4 трубы зажат зажимным кольцом 17 и уплотнен уплотнительным кольцом. Контрольное кольцо 19 может иметь какую-либо отличительную окраску или метку таким образом, чтобы после обжима монтажник мог убедиться не только в том, что обжим произведен, но также в том, что использован правильного типа пресс-фитинг, подходящий для намеченных целей. В соответствии с настоящим изобретением, этот контроль возможен даже после удаления ломких сегментов 32, поскольку, как можно видеть на фиг. 6, в сжатом состоянии заполняющая зазор часть 30 хорошо заметна снаружи гильзы 1.
На фиг. 8-14 представлен один из вариантов осуществления, в котором одинаковые или подобные части имеют одинаковые ссылочные позиции. В этом варианте осуществления используется контрольное кольцо 19 другого типа.
Это контрольное кольцо 19 в целом похоже на контрольное кольцо 19 по фиг. 1-7 и, например, также содержит цилиндрическую внутреннюю направляющую стеночную часть 26 с внутренним диаметром Dar, слегка превышающим наружный диаметр Dpe конца 4 трубы. Также направляющая стеночная часть 26 тоже образует часть соединительной части 27, зажимаемой утолщенным защелкивающимся краем 28 позади наружных в осевом направлении зубцов 17' зажимного кольца, а в несжатом состоянии закрывает эти наружные в осевом направлении зубцы. На своей наружной стороне направляющая стеночная часть 26 также образует заполняющую зазор часть 30, которая в несжатом состоянии расположена вокруг вставленного конца 4 трубы непосредственно под ограничительным концом 12, но на некотором расстоянии в радиальном направлении от него. Это контрольное кольцо 19 также содержит множество изогнутых ломких сегментов 32, имеющих форму полукольца, которые соединены с заполняющей зазор частью 30 с помощью изогнутых разделительных частей 33, имеющих форму полукольца. Разделительные части 33 также образуют разупрочненные стеночные части. Разница состоит лишь в том, что каждый из ломких сегментов 32 содержит только одну разделительную часть 33. Здесь каждая из разделительных частей 33 соединяет свой ломкий сегмент 32 как одно целое с заполняющей зазор частью 30, причем этот ломкий сегмент 32 соединяется с заполняющей зазор частью 30 только своей центральной частью. За счет соединения ломких сегментов 32 с остальным контрольным кольцом 19 только центральными частями, они легче отламываются при обжиме. Для дополнительного облегчения отламывания ломких сегментов 32 при обжиме, в наружном в радиальном направлении переходе между каждой из разделительных частей 33 и ее ломким сегментом 32 имеется надрез 80 с острыми краями.
В отличие от варианта осуществления по фиг. 1-7, здесь ломкие сегменты 32 уже не проходят вблизи наружной в осевом направлении стороны 13 ограничительного края 12, а частично проходят вблизи внутренней в радиальном направлении стенки 81 ограничительного края 12, и частично мимо ограничительного края 12 в осевом направлении кнаружи гильзы 1. Здесь наружный диаметр Dbso ломких сегментов 32 несколько меньше, чем внутренний диаметр Die внутренней в радиальном направлении стенки 81 ограничительного края 12. В частности, здесь наружный диаметр Dbso приблизительно на 0,3 мм меньше, чем внутренний диаметр Die. Кроме того, ломкие сегменты 32, как и в соответствии с вариантом осуществления по фиг. 1-7, имеют внутренний диаметр Dbsi, превышающий наружный диаметр Dpe конца 4 трубы.
После вставления конца 4 трубы, область 3 обжима может быть обжата из несжатого состояния в сжатое с помощью обжимного инструмента 22 аналогичного типа. Обжимной инструмент 22 прикладывает направленное радиально внутрь обжимающее воздействие к наружной стороне обжимной стеночной части 10, приводящее к деформации обжимной стеночной части 10, включая ограничительный край 12, и ее сжатию в радиальном направлении до меньшего диаметра. При этом обжиме ограничительный край 12 плотно прижимается к наружным в радиальном направлении краям ломких сегментов 32 и отламывает их путем сдвигового усилия, начинающегося по надрезам 80. В это же время зажимное кольцо 17 вжимается в конец 4 трубы.
После обеспечения сжатого состояния обжимной инструмент может быть удален. Как и в соответствии с вариантом осуществления по фиг. 1-7, заполняющая зазор часть 30 в сжатом состоянии, по существу, заполняет и таким образом загораживает исходный зазор между вставленным концом 4 трубы и ограничительным краем 12 вследствие ее зажатия между сжатым внутрь в радиальном направлении ограничительным краем 12 и концом 4 трубы.
Следует заметить, что ограничительный край 12 выполнен несколько более широким в осевом направлении по сравнению с вариантом осуществления по фиг. 1-7. Это делает его достаточно широким, чтобы с одной стороны обеспечивать возможность приложения его осевой наружной частью направленного радиально внутрь сдвигового усилия к ломким сегментам 32, и, с другой стороны, позволяет затем его внутренней в осевом направлении части прикладывать направленное радиально внутрь обжимающее воздействие к заполняющей зазор части 30.
Таким образом, с контрольным кольцом 19 этого типа отламывание ломких сегментов 32 также обеспечивается обжимным инструментом 22, при обжиме постепенно перемещающимся внутрь в радиальном направлении, вследствие чего ограничительный край 12 автоматически упирается в ломкие сегменты 32 и прикладывает к ним сдвиговое усилие для их отламывания.
На фиг. 15 представлен другой вариант сборки контрольного кольца 19 и зажимного кольца 17. Здесь контрольное кольцо 19 содержит две проходящие по окружности разрезные секции 150 в наружной в радиальном направлении стенке его соединительной части 27 в положении между защелкивающим краем 28 и заполняющей зазор частью 30. Зажимное кольцо 17, выполненное в виде разрезного зажимного кольца, может вжиматься двумя своими наружными зубцами 17'', расположенными вплотную к свободным концам зажимного кольца 17, в эти разрезные секции 150. Таким образом, два этих зубца 17'' неспособны продавить полимерный материал зажимного кольца 17 при обжиме, но вместо этого могут немедленно вжиматься во вставленный конец 4 трубы. Это предпочтительно, поскольку два наружных зубца 17'' при обжиме имеют тенденцию перемещаться по окружности (тангенциально) по существу больше, чем другие зубцы 17', и вследствие этого перемещения они могут в противном случае тянуть за собой полимерный материал контрольного кольца 19, вследствие чего соединительная часть 27 контрольного кольца 19 может начать деформироваться наружу и/или соседний ломкий сегмент 32 может не отломаться.
Для облегчения размещения контрольного кольца 19 при его сборке на зажимном кольце 17 таким образом, чтобы два наружных зубца 17'' вжались в разрезные секции 150, контрольное кольцо 19 может быть снабжено установочным криволинейным пазом 155 на наружной окружности его соединительной части 27, причем этот установочный криволинейный паз 155 может быть размещен в отверстии между свободными кольцами зажимного кольца 17. Этот криволинейный паз представлен на фиг. 16.
На фиг. 16а представлен один из вариантов контрольного кольца по фиг. 16. Здесь контрольное кольцо содержит только два расположенных на некотором расстоянии друг от друга ломких сегмента 160, каждый из которых соединен с кольцеобразной соединительной частью 161 с помощью единственной разделительной части 162, расположенной между центральным положением ломких сегментов 160 и соединительной частью 161. Сама соединительная часть 161 содержит проходящие по окружности разрезные секции 163, разделенные по всей ее окружности. Для каждого из наружных в осевом направлении зубцов 17' зажимного кольца 17 в контрольном кольце имеется соответствующая разрезная секция 163. Таким образом, зажимное кольцо 17 предпочтительно может вжаться всем своими наружными по оси зубцами 17' в эти разрезные секции 173 и сквозь них, и ни один из этих зубцов не должен прорезать полимерный материал зажимного кольца 17 при обжиме. Вместо этого, все они могут немедленно начать вжиматься во вставленный конец 4 трубы. Это дополнительно улучшает требуемое поведение контрольного кольца при обжиме.
На фиг. 16а длина разрезных секций 163, по существу, равна ширине зубцов 17', тогда как длина других превышает ширину этих зубцов. Только там, где у зубцов 17' предполагается тенденция к некоторому перемещению по окружности (тангенциально) при обжиме, т.е. ближайших к свободным концам зажимного кольца 17, длина соответствующих разрезных секций 163 больше. Таким образом, контрольное кольцо остается как можно более прочным. Кроме контрольного кольца 19, содержащего четыре ломких сегмента, контрольное кольцо 19 может содержать любое другое подходящее число ломких сегментов. На фиг. 17 представлен один из вариантов, в котором контрольное кольцо содержит только один ломкий сегмент, здесь образованный разомкнутым кольцеобразным ломким сегментом 170 с двумя противоположными наружными концами 171, между которыми имеется отверстие 172. Кольцеобразный ломкий сегмент 170 соединен с помощью разделительных частей 33 с соединительной частью 27 контрольного кольца. Отверстие 172 выбирается меньше, чем наружный диаметр конца 4 трубы, так чтобы гарантировать, что кольцеобразный ломкий сегмент 170 после отламывания от соединительной части 27 останется висеть на конце 4 трубы. Таким образом, эффективно предотвращается риск сваливания ломкого сегмента. Разомкнутый кольцеобразный ломкий сегмент 170 может быть легко удален пользователем с конца 4 трубы на следующем этапе, например, пользователь может стянуть его с конца трубы, при этом разогнув кольцеобразный ломкий сегмент 170, так что его наружные концы 171 скользят вблизи наружной стенки конца 4 трубы.
На фиг. 18 представлен один из вариантов с замкнутым кольцеобразным ломким сегментом 180. Здесь также гарантируется, что кольцеобразный ломкий сегмент 180 после отламывания от соединительной части 27 остается висеть вокруг конца 4 трубы. Замкнутый кольцеобразный ломкий сегмент 180 может быть легко удален пользователем с конца 4 трубы на следующем этапе, например пользователем, путем разламывания или разрезания кольцеобразного ломкого сегмента 180 на части. Чтобы несколько упростить это последующее разламывание на части, кольцеобразный ломкий сегмент 180 может быть снабжен одним или более разупрочнений.
Кроме представленных вариантов осуществления изобретения, может существовать множество других вариантов. Например, типы, формы и размеры центровочного, уплотнительного, разделительного и зажимного колец могут меняться. Контрольное кольцо может быть выполнено не как цельное кольцо из какого-либо одного материала, а составлено из нескольких частей, соединенных друг с другом каким-либо образом. Кроме того, контрольное кольцо может иметь другие формы поперечного сечения и размеры и может быть изготовлено из других материалов. Вместо механической обработки желобообразного пространства в гильзе, оно может быть образовано расширенной стеночной частью с расширяющимся внутрь наружным краем. Гильза может быть закрыта на стороне области вставления или содержать средства для соединения с ней конца трубы и т.п. Например, гильза может содержать также второй набор областей обжима и вставления в соответствии с изобретением для вставления и соединения с ней аналогичным образом другого конца трубы. Зажимное кольцо также может содержать другие средства для зажима в конце или на конце трубы и может, например, содержать только один ряд зажимных зубцов и т.п.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением предложен пресс-фитинг, который можно легко собрать и который после вставления в него конца трубы может быть просто и надежно обжат в сжатое состояние, в котором контрольное кольцо может осуществлять одновременно множество функций, а именно направление, выравнивание, загораживание и контроль/проверку, при этом также способствуя должному уплотнению гильзы относительно конца трубы и сохранению этого уплотнения.