PL248008B1 - Pierścień zaciskowy oraz sposób formowania pierścienia zaciskowego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest pierścień zaciskowy oraz sposób formowania pierścienia zaciskowego. Pierścień zaciskowy (1) do zaciskania rury (2) na króćcu (3) podczas wykonywania połączenia rurowego utworzony z wytłoczonej rury, która jest wykonana z materiału mającego właściwości pamięci kształtu, charakteryzuje się tym, że bliżej jednego z końców posiada w płaszczyźnie równoległej do czoła co najmniej dwie szczeliny (4) oddzielone mostkami (6) i utworzone przy końcu pierścienia zaciskowego (1) części oporowe (5), które połączone są mostkami (6) z rurową częścią (7). Sposób formowania pierścienia zaciskowego obejmujący etap wytłaczania rury z materiału mającego właściwości pamięci kształtu i cięcie rury na krótkie odcinki tworząc pierścień zaciskowy, charakteryzuje się tym, że przy jednym z końców pierścienia zaciskowego (1) nacina się za pomocą ostrza szczeliny (4) dzieląc przy tym pierścień zaciskowy (1) na część rurową (7) i połączone z nią za pomocą mostków (6) części oporowe (5).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pierścień zaciskowy oraz sposób formowania pierścienia zaciskowego.

Połączenia rurowe wykonywane poprzez rozparcie na zimno rury z nasuniętym pierścieniem zaciskowym, a następnie nasunięcie takiego zestawu na króciec w celu obkurczenia i zaciśnięcia tworzącego szczelne połączenie są powszechnie stosowane w technice. Obkurczenie rozpartych elementów następuje pod wpływem pamięci kształtu materiału, z którego wykonana jest rura i pierścień zaciskowy. Pamięć kształtu polega na tym, że komponenty starają się powrócić do ich pierwotnego kształtu i postaci przed rozszerzeniem. Szczególnie dobrymi właściwościami pamięci kształtu charakteryzuje się usieciowany polietylen PEX, który ma zdolność pamięci aktywnej w temperaturach tak niskich, jak temperatura pokojowa. Początkowo pierścienie zaciskowe miały prosty rurowy kształt, jednak z uwagi na działanie sił osiowych przy rozpieraniu za pomocą głowicy rozpierającej ze stożkową częścią problematycznym stało się utrzymanie pierścienia zaciskowego w odpowiednim położeniu względem rury. Rozwiązanie tego problemu stanowi krawędź oporowa na jednym z końców pierścienia zaciskowego, która opiera się o czoło rozpieranej rury i zapobiega zsuwaniu się nasuniętego pierścienia zaciskowego.

Znany jest z opisu patentowego EP2170583 sposób formowania pierścienia zaciskowego, który obejmuje operacje wytłaczania rury z tworzywa sztucznego mającego właściwości pamięci kształtów i cięcie wytłoczonej rury na odcinki odpowiedniej długości. Utworzoną część rurową podgrzewa się do temperatury 135°C - 150°C, a jej koniec zagina umieszczając w formie zawierającej składany walec i formę zewnętrzną. Część rurowa tworzy pierścień zaciskowy, a zagięty koniec tworzy krawędź oporową pierścienia zaciskowego. Zginanie końca części rurowej przeprowadza się przez poszerzenie części rurowej poprzez rozpęczanie za pomocą składanego walca przy jednoczesnym zapobiegnięciu poszerzeniu końca części rurowego. Utworzona zagięta krawędź oporowa zapewnia, że pierścień zaciskowy zostaje umieszczony w prawidłowym położeniu na końcu rury, podczas wykonywania połączenia rurowego z króćcem. Wadą takiego rozwiązania jest to, że krawędź oporowa znacząco zwiększa sztywność pierścienia zaciskowego w miejscu, w którym nie następuje zaciskanie rury na króćcu.

W opisie patentowym EP2222999 przedstawiono sposób formowania pierścienia zaciskowego i pierścień zaciskowy. Sposób według wynalazku obejmuje wytłaczanie rury z materiału z tworzywa sztucznego mającego właściwości pamięci na przykład usieciowanego polietylenu PEX albo dowolnej innej usieciowanej poliolefiny oraz cięcie wytłoczonej rury na odpowiednią długość w celu utworzenia części rurowej. Wewnętrzna średnica wytłaczanej rury jest formowana jako mniejsza niż zewnętrzna średnica rury, na której umieszczany jest pierścień zaciskowy przed wykonaniem połączenia rurowego z króćcem. Wewnętrzna średnica części rurowej jest następnie powiększana przez usunięcie materiału z jej wnętrza np. za pomocą wiercenia pogłębiaczem, ale tylko na części długości, tak że powstaje krawędź oporowa. Pierścień zaciskowy zawiera również fazowanie utworzone na wlotowym końcu pierścienia zaciskowego. Narzędzie do obróbki, które powiększa wewnętrzną średnicę części rurowej może być ukształtowane tak, że jednocześnie wycina także wspomniane fazowanie. Chociaż pierścień zaciskowy jest prosty, ma krawędź oporową, która zapewnia prawidłowe ustawienie pierścienia zaciskowego na końcu rury, gdy wykonywane jest połączenie rurowe z króćcem. Wadą takiego rozwiązania jest powstawanie odpadu podczas usuwania części wewnętrznej pierścienia zaciskowego.

W opisie patentowym US11543065 ujawniono ulepszenie pierścieni zaciskowych do wykonywania szczelnych połączeń rurowych. W szczególności wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania pierścieni zaciskowych do połączeń rurowych rozszerzalnych na zimno, takich jak rury wykonane z poliolefiny, polietylenu, polietylenu usieciowanego, PEX-a, PEX- b, PEX-c, PERT lub innych podobnych materiałów. Sposób wytwarzania pierścienia zaciskowego polega na wytłaczaniu rury, która zawiera wewnętrzną cylindryczną ściankę o średnicy równej średnicy zewnętrznej rury i grzbiet wystający z wewnętrznej cylindrycznej ścianki w kierunku do osi. Wytłaczaną rurę tnie się na odcinki o odpowiedniej długości. Osiowa część grzbietów jest przycinana do określonej wysokości w stosunku do nominalnej średnicy wewnętrznej każdego pierścienia zaciskowego, a pozostała część grzbietów tworzy wypustki pozycjonujące na jednym z końców pierścienia zaciskowego, zapobiegające całkowitemu przejściu rury przez pierścień zaciskowy podczas wykonywania połączenia rurowego z kształtką. Wadą takiego rozwiązania jest powstawanie odpadu podczas usuwania części wewnętrznych grzbietów pierścienia zaciskowego.

Krawędź oporowa w pierścieniach zaciskowych stała się niezbędnym elementem dla systemu połączenia rurowego wykonywanego poprzez rozparcie na zimno rury z nasuniętym pierścieniem zaci skowym, a następnie nasunięcie takiego zestawu na króciec w celu obkurczenia i zaciśnięcia tworzącego szczelne połączenie. Pewność połączenia i jego szczelność zależy głównie od jakości wykonania i materiału pierścienia zaciskowego. Wykonanie z wytłaczanej rury jest najkorzystniejsze, gdyż pozbawione osłabiających linii łączenia tworzywa występujących przy formowaniu wtryskowym tworzyw sztucznych. Dodatkowo proces wtrysku z wykorzystaniem usieciowanego polietylenu ograniczony jest do niektórych metod sieciowania. Znane są wykonania pierścienia zaciskowego z rury z sieciowanego polietylenu. Niestety każdy z znanych sposobów wykonania pierścieni zaciskowych posiada wady w postaci usztywnienia pierścienia zaciskowego w miejscu, w którym nie następuje zaciskanie rury na króćcu, generowania odpadu technologicznego lub skomplikowanym procesem technologicznym.

Celem wynalazku jest zapewnienie nowego pierścienia zaciskowego do połączeń rurowych z kształtką wykonywanych przez rozpieranie na zimno zapewniającego pewne zaciśnięcie rury na króćcu z równomierną siłą na całej długości roboczej pierścienia oraz nowego sposobu wykonania pierścieni zaciskowych zapewniających szybki, ekonomiczny i bezodpadowy sposób formowania pierścieni zaciskowych z wytłoczonej rury. Cel ten został osiągnięty poprzez pierścień zaciskowy zdefiniowany w zastrzeżeniu 1 oraz sposób formowania pierścienia zaciskowego zdefiniowany w zastrzeżeniu 7.

Istotą wynalazku jest pierścień zaciskowy do zaciskania rury na króćcu podczas wykonywania połączenia rurowego utworzony z wytłoczonej rury, która jest wykonana z materiału mającego właściwości pamięci kształtu charakteryzujący się tym, że bliżej jednego z końców posiada w płaszczyźnie prostopadłej równoległej do czoła co najmniej dwie szczeliny oddzielone mostkami i utworzone przy końcu pierścienia zaciskowego części oporowe, które połączone są mostkami z rurową częścią.

Korzystnie, gdy części oporowe zachodzą do wewnątrz poniżej średnicy wewnętrznej rurowej części pierścienia zaciskowego przybierając od czoła wraz z mostkami kształt wieloboku z wypukłymi promieniowymi bokami i stycznie zaokrąglonymi rogami lub owalu.

W korzystnym wykonaniu wynalazku szczeliny rozmieszczone są w równych odstępach względem siebie a szerokość mostku jest większa bądź równa grubości ścianki pierścienia zaciskowego.

Sposób formowania pierścienia zaciskowego określonego obejmujący etap wytłaczania rury z materiału mającego właściwości pamięci kształtu i cięcie rury na krótkie odcinki tworząc pierścień zaciskowy, charakteryzujący się tym że przy jednym z końców pierścienia zaciskowego nacina się za pomocą ostrza szczeliny dzieląc przy tym pierścień zaciskowy na część rurową i połączone z nią za pomocą mostków części oporowe.

Korzystnie część rurową pierścienia zaciskowego rozpiera się za pomocą dzielonego trzpienia.

Korzystnie, gdy część rurową przed rozparciem podgrzewa się do temperatury od 120 do 150°C, a średnica rozparcia jest równa średnicy zewnętrznej zaciskanej rury przy czym część rurową chłodzi się na trzpieniu dzielonym po rozparciu.

W innym korzystnym przykładzie średnica rozparcia jest większa niż średnica zewnętrzna zaciskanej rury.

Zastosowanie szczelin w płaszczyźnie równoległej do czoła usytuowanych bliżej jednego z końców pierścienia zaciskowego zapewnia oddzielenie części rurowej (zaciskowej) od części oporowych. Połączenie części oporowych z częścią rurową za pomocą mostków zapewnia odseparowanie części oporowych od sił rozciągających powstałych przy procesie rozpierania części rurowej, a w efekcie schodzenie się części oporowych do wewnątrz poniżej średnicy wewnętrznej części rurowej. Części oporowe schodzące się do wewnątrz zapobiegając przemieszczeniu się pierścienia zaciskowego względem rury podczas rozpierania przy wykonywaniu połączenia rurowego z króćcem. Rozparcie części rurowej w procesie formowania zapewnia zachodzenie części oporowych poniżej średnicy wewnętrznej części rurowej tworząc przy tym krawędź oporową pozycjonująca pierścień zaciskowy względem rury już przy procesie nasuwania przy wykonywaniu połączenia rurowego. Dodatkowo odseparowanie części oporowych od sił rozciągających zapewnia rozłożenie równomierne siły zaciskowej na całej roboczej części pierścienia zaciskowego.

Przedmiot wynalazku jest odtworzony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z przodu połączenie rurowe z króćcem z wykorzystaniem pierścienia zaciskowego, fig. 2 przedstawia w przekroju A-A połączenie rurowe z króćcem z wykorzystaniem pierścienia zaciskowego, fig. 3 przedstawia w widoku perspektywicznym pierścień zaciskowy w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 4 przedstawia pierścień zaciskowy w widoku z boku w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 5 przedstawia przekrój B-B z fig. 4, fig. 6 przedstawia w widoku perspektywicznym pierścień zaciskowy w pierwszym przykładzie wykonania nasunięty na rurę, fig. 7 przedstawia w przekroju pierścień zaciskowy w pierwszym przykładzie wykonania nasunięty na rurę, fig. 8 przedstawia w przekroju pierścień zaciskowy w pierwszym przykładzie wykonania nasunięty na rurę po rozparciu, fig. 9 przedstawia w widoku w widoku perspektywicznym pierścień zaciskowy w drugim przykładzie wykonania, fig. 10 przedstawia w widoku od czoła pierścień zaciskowy w drugim przykładzie wykonania, fig. 11 przedstawia w widoku perspektywicznym pierścień zaciskowy w trzecim przykładzie wykonania, fig. 12 przedstawia w widoku od czoła pierścień zaciskowy w trzecim przykładzie wykonania, fig. 13 przedstawia w widoku w widoku perspektywicznym pierścień zaciskowy w czwartym przykładzie wykonania, fig. 14 przedstawia w widoku od czoła pierścień zaciskowy w czwartym przykładzie wykonania, fig. 15 przedstawia w widoku w widoku perspektywicznym pierścień zaciskowy w czwartym przykładzie wykonania nasunięty na rurę, fig. 16 przedstawia w przekroju pierścień zaciskowy w czwartym przykładzie wykonania nasunięty na rurę, fig. 17 przedstawia w widoku perspektywicznym proces nacinania szczelin za pomocą ostrzy, fig. 18 przedstawia w przekroju proces nacinania szczelin za pomocą ostrzy, fig. 19 przedstawia w widoku perspektywicznym proces rozpierania pierścienia zaciskowego za pomocą trzpienia dzielonego, fig. 20 przedstawia w przekroju proces rozpierania pierścienia zaciskowego za pomocą trzpienia dzielonego, fig. 21 przeds tawia w widoku perspektywicznym rozparty pierścień zaciskowy na dzielonym trzpieniu, a fig. 22 przedstawia w przekroju rozparty pierścień zaciskowy na dzielonym trzpieniu.

Pierścień zaciskowy 1 do zaciskania rury 2 na króćcu 3 posiada szczeliny 4 tworzące oddzielone części oporowe 5 od części rurowej 7 połączone mostkami 6, który formuje się z wytłaczanej rury wykonanej z materiału posiadającego właściwości pamięci kształtu, korzystnie sieciowanego polietylenu PEX. Wytłoczoną rurę tnie się na odpowiednią długość i nacinana się w miejscach przewidzianych pod szczeliny 4. Wykonany w ten sposób pierścień zaciskowy 1 nasuwa się na rurę 2 tak głęboko, aby czoło rury 2 nie przeszło po za szczeliny 4. Następnie w rurze 2 umieszcza się głowicę rozpierającą, służącą do rozparcia rury 2 wraz z nasuniętym pierścieniem zaciskowym 1 do średnicy umożliwiającej nasunięcie takiego zestawu na króciec 3. Podczas rozpierania część rurowa 7 rozszerza się wraz z rurą 2, natomiast części oporowe 5 nie ulegają rozparciu, gdyż od części rurowej 7 oddzielają je szczeliny 4. Jedynie minimalne siły rozciągające podczas rozpierania przenoszone są na części oporowe 5 przez mostki 6. W takim układzie przy rozpieraniu części rurowej 7 części oporowe 5 przemieszczają się poniżej średnicy wewnętrznej i tworzą przy tym krawędź oporową dla rury 2. W ten sposób części oporowe 5 uniemożliwiają przesuniecie się pierścienia zaciskowego 1 względem rury 2 przy procesie rozpierania. Przy rozpieraniu rury 2 z nasuniętym pierścieniem zaciskowym 1 za pomocą głowicy rozpierającej, która ma część walcową i stożkową oprócz sił promieniowych pojawia się również siła osiowa, która usiłuje zsunąć pierścień zaciskowy 1 w dalszą część rury 2. Zastosowanie części oporowych 5 zapobiega procesowi zsuwania i pozwala na prawidłowe usytuowanie pierścienia zaciskowego 1 względem rury 2 przy ich rozpieraniu. Po rozparciu rurę 2 z pierścieniem zaciskowym 1 nasuwa się na króciec 3. Właściwości pamięci kształtu rury 2 oraz pierścienia zaciskowego 1 powodują stopniowe obkurczanie się na króćcu 3. Przy odpowiedniej sile zacisku tworzy się połączenie szczelne i trwałe. Do zapewnienia wystarczającej siły zaciskania pierścień zaciskowy 1 wykonuje z wytłaczanej rury z sieciowanego polietylenu PEX pozbawionej linii łączenia tworzywa. W kolejnym przykładzie wykonania po wytłoczeniu rury, pocięciu na odpowiednią długość i nacięciu za pomocą ostrzy 8 w miejscach przewidzianych pod szczeliny 4, część rurową 7 rozpiera się za pomocą dzielonego trzpienia 9 do średnicy wewnętrznej równej średnicy zewnętrznej rury 2 i podgrzewa do temperatury 120-150°C. Następnie w stanie rozpartym pierścień zaciskowy 1 jest chłodzony. Powoduje to trwałe odkształcenie części rurowej 7, która jest większa niż przed rozparciem i podgrzaniem przy zachodzących częściach oporowych 5 poniżej średnicy wewnętrznej części rurowej 7. Tak uformowany pierścień zaciskowy 1 umożliwia łatwe spozycjonowanie go na rurze 2 jeszcze przed ich wspólnym rozpieraniem, gdyż części oporowe już w takim stanie opierają się na powierzchni czołowej rury 2. W kolejnym przykładzie wykonania po wytłoczeniu rury, pocięciu na odpowiednią długość i nacięciu za pomocą ostrzy 8 w miejscach usytuowania szczelin 4, część rurową 7 rozpiera się za pomocą dzielonego trzpienia do średnicy wewnętrznej dużo większej od średnicy zewnętrznej rury 2. Średnica rozparcia musi być na tyle duża, aby po obkurczeniu się części rurowej 7 jego średnica wewnętrzna była równa średnicy zewnętrznej rury 2. Powoduje to trwałe odkształcenie części rurowej 7, która jest większa niż przed rozparciem przy zachodzących częściach oporowych 5 poniżej średnicy wewnętrznej części rurowej 7. Tak uformowany pierścień zaciskowy 1 umożliwia łatwe spozycjonowanie go na rurze 2 jeszcze przed ich wspólnym rozpieraniem, gdyż ramiona oporowe już w takim stanie opierają się na powierzchni czołowej rury 2. W zależności od ilości szczelin 4 zmienia się kształt części oporowych 5. W przypadku dwóch szczelin 4 ramiona części oporowe 5 przybierają kształt owalu, w przy trzech szczelin 4 części oporowe 5 przybierają kształt trójkąta z wypukłymi bokami i stycznie zaokrąglonymi rogami, w przypadku czterech szczelin 4 części oporowe 5 przybierają kształt kwadratu z wypukłymi bokami i stycznie zaokrąglonymi rogami. Pod działaniem sił osiowych wynikających z stożkowej części głowicy rozpierającej, siły osiowe przenoszone są z części rurowej 7 poprzez mostki 6 do części oporowych 5. Dla równego rozkładu sił rozciągających mostki 6, szczeliny 4 rozmieszczone są w równych odstępach względem siebie, tworząc symetryczne i równe mostki 6. Aby mostki 6 nie uległy rozerwaniu pod działaniem sił rozciągających korzystnie ich szerokość powinna być większa bądź równa grubości ścianki pierścienia zaciskowego 1. Długość pierścienia zaciskowego 1 w zależności od średnicy rury może wynosić od 15 do 50 mm, przy czym długość części oporowych stanowi od 0,5 do 3 mm tej długości.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pierścień zaciskowy (1) do zaciskania rury (2) na króćcu (3) podczas wykonywania połączenia rurowego utworzony z wytłoczonej rury, która jest wykonana z materiału mającego właściwości pamięci kształtu znamienny tym, że bliżej jednego z końców posiada w płaszczyźnie równoległej do czoła co najmniej dwie szczeliny (4) oddzielone mostkami (6) i utworzone przy końcu pierścienia zaciskowego (1) części oporowe (5), które połączone są mostkami (6) z rurową częścią (7).
2. 2. Pierścień zaciskowy według zastrz. 1 znamienny tym, że części oporowe (5) zachodzą do wewnątrz poniżej średnicy wewnętrznej rurowej części (7) pierścienia zaciskowego (1).
3. 3. Pierścień zaciskowy według zastrz. 1 znamienny tym, że części oporowe (5) wraz z mostkami (6) od czoła przybierają kształt wieloboku z wypukłymi promieniowymi bokami i stycznie zaokrąglonymi rogami.
4. 4. Pierścień zaciskowy według zastrz. 1 znamienny tym, że części oporowe (5) wraz z mostkami (6) od czoła przybierają kształt owalu.
5. 5. Pierścień zaciskowy według zastrz. 1 znamienny tym, że szczeliny (4) rozmieszczone są w równych odstępach względem siebie.
6. 6. Pierścień zaciskowy według zastrz. 1 znamienny tym, że szerokość mostka (6) jest większa bądź równa grubości ścianki pierścienia zaciskowego (1).
7. 7. Sposób formowania pierścienia zaciskowego określonego w zastrz. 1-6 obejmujący etap wytłaczania rury z materiału mającego właściwości pamięci kształtu i cięcie rury na krótkie odcinki tworząc pierścień zaciskowy znamienny tym, że przy jednym z końców pierścienia zaciskowego (1) nacina się za pomocą ostrza (8) szczeliny (4) dzieląc przy tym pierścień zaciskowy (1) na część rurową (7) i połączone z nią za pomocą mostków (6) części oporowe (5).
8. 8. Sposób formowania pierścienia zaciskowego według zastrz. 7 znamienny tym, że część rurową (7) pierścienia zaciskowego (1) rozpiera się za pomocą dzielonego trzpienia (9).
9. 9. Sposób formowania pierścienia zaciskowego według zastrz. 7 znamienny tym, że część rurową (7) przed rozparciem podgrzewa się do temperatury od 120 do 150°C.
10. 10. Sposób formowania pierścienia zaciskowego według zastrz. 9 znamienny tym, że średnica rozparcia jest równa średnicy zewnętrznej zaciskanej rury (2).
11. 11. Sposób formowania pierścienia zaciskowego według zastrz. 10 znamienny tym, że część rurową (7) chłodzi się na trzpieniu dzielonym (9) po rozparciu.
12. 12. Sposób formowania pierścienia zaciskowego według zastrz. 7 znamienny tym, że średnica rozparcia jest większa niż średnica zewnętrzna zaciskanej rury (2).