СПОСОБ РАСШИРЕНИЯ КОНЦА ТРУБЫ Российский патент 1998 года по МПК B21D41/02 

Изобретение относится к способу для расширения конца трубы в соответствии с вводной частью пункта 1 формулы изобретения.

Способ упомянутого вида часто используют для образования соединений труб и главным образом, для расширения пластиковых труб, которые имеют способность к запоминанию формы, т.е. труб, которые автоматически стремятся к возврату, по существу, своей первоначальной формы и принимают ее после того, как они были расширены. Один пример, относящийся к этому, касается труб, изготовленных из структурированных полиолефинов, и в особенности труб, которые изготовлены из структурированного полиэтилена, таких как так называемые РЕХ-трубы, обладающие активной способностью к запоминанию формы при температурах вплоть до комнатной температуры. Соединение труб образуют расширением одного конца такой трубы и введением в расширенный конец трубы фланцевого разъема, который представляет собой часть соединительной детали труб и обычно сделан из металла, и который удерживают в конце трубы до тех пор, пока труба не сжимается до такой степени, что будет способна крепко зажимать соединительную деталь. Факультативно, закрепленную втулку изготавливают из эластичного материала, например, из металла или пластика, который может быть таким же пластиком как и тот, из которого изготовлена труба, расширяют ее и сжимают по всему концу трубы, чтобы еще больше усилить удерживающее и герметизирующее давление в области соединения труб. Закрепительную втулку можно расширить в то же самое время, когда расширяют конец трубы, при условии установки закрепительной втулки вокруг конца трубы.

Один недостаток, относящийся к этим способам расширения, вид которых определен во вступительной части, и известный до настоящего времени, заключается в том, что противоположные края внешних поверхностей кулачков, которые в общем случае кольцедугообразные в поперечном сечении, склонны к образованию на внутренней поверхности конца трубы, по мере расширения конца трубы, непрерывных канавок или зазубрин, которые вытягиваются в направлении продольной оси трубы. Когда жидкость, находящаяся под давлением, протекает через соединение труб, образованное способом расширения, жидкость стремится следовать по вышеупомянутым зазубринам и тотчас же просачивается через соединение труб. Эта недостаточная герметичность соединения обычно выявляется в течение нескольких часов после соединения труб.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении нового и предпочтительного способа, который исключает вышеупомянутый недостаток, по меньшей мере, в значительной степени.

Для этого предложен способ указанного во вступительной части вида, который имеет характерные особенности, установленные далее в отличительной части пункта 1 формулы изобретения. Так, например, конец трубы расширяют поэтапно, т.е. совместно отведенные кулачки вводят на заданное расстояние в конец трубы и затем доводят их до разведенного состояния, расширяя конец трубы в относительно небольшой степени, после чего кулачки опять сводят вместе, или отводят их, и вводят дальше в конец трубы. Далее кулачки приводят в разведенное состояние, добавочно расширяя конец трубы. Способ повторяют до тех пор, пока конец трубы не расширится до желаемой степени, например, пока внешние поверхности кулачков не будут введены на полную длину в конец трубы и приведены в разведенное состояние, после чего кулачки извлекают из конца трубы, предварительно возвратив их в отведенное состояние или положение. Поскольку конец трубы расширяют поэтапно при небольшом перемещении кулачков, вытянутые в продольном направлении края разграниченных внешних поверхностей кулачков всегда перемещаются только на небольшое расстояние друг от друга и в связи с этим не образуют зазубрин или образуют только незначительные зазубрины на внутренней поверхности конца трубы. Это исключает вышеописанную проблему утечки.

Теперь изобретение будет описано более детально со ссылками на сопутствующие чертежи, на которых
фиг. 1 - вертикальное сечение наиболее важной части инструмента для осуществления обладающего признаками изобретения способа;
фиг. 2 - сечение, сделанное по линии II-II на фиг. 1, но с модифицированным конструктивным исполнением;
фиг. 3 - сечение, сделанное по линии III-III на фиг. 1, и
фиг. 4 - вид поперечного сечения, на котором верхняя половина фигуры отражает кулачки традиционного инструмента в отведенном и разведенном состоянии соответственно, и нижняя половина фигуры отражает кулачки инструмента для осуществления обладающего признаками изобретения способа, соответственно в отведенном и разведенном состоянии.

Фиг. 1 - 3 поясняют существенную часть инструмента, которое можно удобно использовать для расширения конца 1 трубы вместе с выполнением соединения труб. Инструмент содержит корпус 16, в котором поршень 3 или аналогичный ему элемент, имеющий заостренный передний конец с многоугольным поперечным сечением, может передвигаться возвратно-поступательно посредством приводного механизма, описанного ниже. Передняя сторона корпуса 16 снабжена навинчивающейся крышкой 5, которая имеет сквозное центральное отверстие и кольцевую канавку 6, в которой радиальные части 7 кулачков 8 собраны способом, позволяющим кулачкам 8 передвигаться в радиальном направлении, но не в осевом направлении, относительно кольцевой канавки 6. Части 7 предусмотрены с внешними проточками, содержащими кольцевую пружину 9, которая окружает кулачки и которая стремится удержать кулачки в отведенном состоянии или в положении, в котором они лежат на конце 4 поршня. Инструмент разводят перемещением поршня 3 вперед из его удаленного положения, показанного на фигурах 1 и 2, с помощью чего заостренный конец 4 поршня зацепляет скошенные поверхности 10 на кулачках 8 и принуждает кулачки разойтись. В поясняемом случае предполагается, что кулачков шесть и что кулачки перемещаются в радиальном направлении наружу относительно центральной оси 11. Кулачки имеют внешние поверхности 12 кулачков, которые при рассмотрении в поперечном сечении под прямыми углами к оси 11 представляются, в общем, дугообразными по форме и примыкают друг к другу, когда кулачки 8 находятся в отведенном состоянии или положении.

Вышеупомянутый приводной механизм содержит зубчатый механизм, включающий зубчатую передачу 13 и зубчатое колесо 14. Зубчатая передача приводится в действие электродвигателем /не показанным/, соединенным с входным приводным валом 15. Зубчатое колесо 14 установлено с фиксацией на валу 16, который закреплен в подшипнике, находящемся в корпусе 2, и который является держателем кулачкового диска 17. Кулачковый диск 17 действует совместно с толкателем в виде ролика 18, установленного на заднем конце поршня 3. Нажимная пружина 19, действующая между корпусом 2 и поршнем 3, стремится удержать ролик 18 в контакте с кулачковым диском.

Радиальное расстояние соответствующих внешних поверхностей 12 кулачков относительно центральной оси 11 возрастает от их передних концов или концов 20 ввода к противоположному или заднему концу 21. Эти расстояния показаны как 22 и 23 соответственно на фиг.1. Это возрастание расстояния может быть ступенчатым, например, в соответствии с фиг. 1, или плавным, например, в соответствии с фиг. 2, по крайней мере, в промежуточной области между концом 20 ввода и задним концом 21 поверхностей кулачков. Когда радиальное расстояние возрастает ступенчато, радиальная величина каждого дискретного приращения, предпочтительно, не больше расстояния, которое кулачки проходят по радиусам по мере того, как они переходят из отведенного положения в разведенном положение.

Особое преимущество достигается, когда радиальное расстояние внешних поверхностей 12 кулачков от центральной оси 11 постоянно в области позади промежуточной области, т.е. в области конца 21, как это показано на фигурах 1 и 2. Радиальное расстояние внешних поверхностей 12 кулачков от центральной оси 11 также может быть постоянным в области перед промежуточной областью, т.е. в области конца 20, или может факультативно уменьшаться в направлении к заднему концу 21, как это показано на фиг. 2. Этот направленный назад наклон внешних поверхностей кулачков предохраняет конец 1 трубы от случайного соскальзывания кулачков по мере расширения конца трубы. Конец трубы также может быть защищен от случайного соскальзывания с кулачков, если предусмотреть поверхности 12 кулачков с расширяющимися к краю канавками или мелкими зубцами.

При расширении конца 1 трубы, которая изготовлена из материала, имеющего способность к памяти формы, кулачки сжимают так, чтобы внешний диаметр конца 20 ввода инструмента был по существу равен внутреннему диаметру конца трубы, который должен быть расширен. Конец 20 ввода инструмента вводят в конец трубы на такую величину, которая намного меньше полной длины кулачков. Кулачки 8 раздвигают и затем возвращают в отведенное положение, а инструмент после этого продвигают дальше в уже слегка расширенный конец 1 трубы. Процедуру повторяют до тех пор, пока конец 1 трубы не упрется в крышку 5. Присоединяемый отрезок трубы может быть введен в расширительный конец трубы после удаления из него кулачков 8, а конец трубы обкат вокруг присоединяемого отрезка. Предполагается, что кулачковый диск или криволинейный элемент 17 вращается против часовой стрелки и выгодно реализован показанным способом как задерживающий механизм, который в течение каждого оборота, или цикла подачи, в течение некоторого времени удерживает кулачки 8 в разведенном положении. Однако в этой связи необходимо отметить, что нет необходимости приводит в действие приспособление только электрически, но можно приводить его в действие вручную, пневматически или гидравлически.

Преимущество, обеспечиваемое признаками изобретения способом, пояснено с помощью фиг. 4. В верхней части фиг. 4 пунктирными линиями показаны кулачки 25 традиционного инструмента в отведенном положении, в котором они могут быть введены в нерасширенный конец трубы. Сплошными линиями на фигуре показаны кулачки 25 в разведенном состоянии и воздействующие на конец 26 трубы, из которого на фигуре показан только внутренний слой материала. Видно, что края 28 внешних поверхностей 27 кулачков в разведенном состоянии разнесены далеко друг от друга и образуют зазубрины на внутренней поверхности трубы, эти зазубрины в итоге содействуют утечке в месте соединения. В нижней половине фиг. 4 также показаны пунктирными линиями кулачки 8 в отведенных положениях и сплошными линиями в разведенных положениях. В общем случае кулачки 8 имеют ту же конструкцию, что и кулачки на фиг. 1, а их края 29 разнесены на относительно небольшое расстояние друг от друга, когда кулачки разведены, и поэтому на внутренней поверхности конца 1 трубы получаются минимальные зазубрины.

Должно быть понятно, что изобретение не ограничено вышеописанными и поясненными в качестве примеров реализациями и что изобретение может быть осуществлено любым предпочтительным образом в объеме изобретательского замысла.

Способ расширения конца трубы, в котором при расширении конца трубы используют приспособление, которое содержит множество кулачков, способных перемещаться в радиальных направлениях относительно центральной оси, между отведенным положением и внешним разведенным положением. Кулачки имеют внешние поверхности, которые расположены рядом друг с другом в отведенных положениях кулачков, и имеют кольцедугообразную форму в поперечном сечении для вхождения в контакт с внутренней поверхностью конца трубы. Радиальное расстояние внешних поверхностей кулачков относительно центральной оси возрастает от конца ввода кулачков к противоположному концу. Конец трубы расширяют последовательно в несколько этапов при относительно небольшом перемещении кулачков, при этом кулачки отводят и вводят дальше в конец трубы перед каждым этапом расширения. Кулачки приспособления могут перемещаться в радиальном направлении на расстояние, которое меньше предельного радиального расширения конца трубы. Изобретение повышает надежность устройств. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ расширения конца трубы, в частности конца трубы, изготовленной из пластика, обладающего способностью к запоминанию формы, в котором используют инструмент, содержащий множество кулачков, перемещающихся по радиусам относительно центральной оси между отведенным положением и внешним разведенным положением, при этом инструмент вводят на заданное расстояние в конец трубы при отведенных кулачках, имеющих расположенные рядом друг с другом в отведенном положении кулачков внешние поверхности, предназначенные для контактирования с внутренней поверхностью конца трубы и имеющие по существу кольцедугообразную форму в поперечном сечении, причем перемещение кулачков между положениями, в котором радиальное расстояние соответствующих внешних поверхностей кулачков относительно центральной оси возрастает от конца ввода к противоположному концу, осуществляют средствами перемещения, а затем перемещают инструмент радиально наружу до внешнего разведенного положения кулачков, отличающийся тем, что перемещение инструмента и разведение кулачков до внешнего положения и возвращение их в отведенное положение осуществляют последовательно в несколько этапов, причем при введении инструмента в конец трубы первые кулачки проходят радиально заранее заданное перемещение в радиальном направлении, определяемое величиной перемещения конца ввода инструмента, которая меньше полной длины кулачков, при этом процесс повторяется до контакта конца трубы с крышкой инструмента. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инструмент с расположенными на нем кулачками перемещают на расстояние, которое меньше, чем предельное радиальное расширение конца трубы.