技术领域
[0001] 本
发明涉及一种管接头，其类型为包括一个第一管道构件的一个接合端，接合端沿一个中
心轴线延伸，带有一个内槽和一个自由端，一个第二管道构件的一个联接端插在该自由端内，内槽形成一个截锥形的槽壁，该壁与中心轴线形成一个第一
角度，并相对于中心轴线倾斜，朝向接合端的自由端变窄，一个
密封圈位于内槽中，至少一个
锁定件适于使联接端相对接合端锁定，联接端和接合端之间限定了一个径向间隙，该间隙可以或者处于一个第一间隙范围内，或者处于一个第二间隙范围，第二间隙范围的间隙小于第一间隙范围的间隙。
[0002] 本发明尤其用于
饮用水或下水道污水的输送管道。
背景技术
[0003] 这种管接头在
现有技术中是已知的。当管接头处于装配状态以及管道在使用时，一
压力流体在管道构件中流动。联接端和接合端在压力流体的作用下具有互相分离的趋势。另外，密封圈在接合端和联接端之间有受
挤压甚至被排出的危险。
[0004] 已知的管接头包括能够使联接端相对接合端锁定的锁定件，因此防止组装的管道构件之间的轴向分离。
[0005] 一方面，已经知道只通过滑动与接合端的内槽配合的锁定件。但是，在接合端与联接端之间的间隙很小的情况下，这些锁定件需要很大的嵌合力，因为联接端插入时，锁定件的轴向移动需要压缩体积很大的弹性材料。另外，这些管接头不允许在联接端与接合端之间的很大的角度错开。
[0006] 另外，还知道一些埋入到弹性材料中的锁定件，它们只是通过由锁定件的摆动产生的联接端与接合端之间的卡滞(arc-boutement)来起作用。在接合端与联接端之间间隙小的情况下，这些锁定件需要很大的嵌合力。另外，当管道构件之间的间隙大并且内压高时，存在锁定件不能承受联接端的后退压力因而完全返回的危险，因此使锁定不起作用。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于克服这些
缺陷，并提出一种管接头，既可以减小联接端在接合端中的嵌合力，又可在很大的间隙范围内进行有效的锁定。
[0008] 为此，本发明的主题是上述类型的管接头，其特征在于，锁定件具有至少一个用于咬合在联接端的一个外表面上的主固接齿和一个贴靠面，该贴靠面在密封圈未受力的状态下相对中心轴线倾斜一个第二角度，该第二角度与第一倾斜角基本相同，并且该贴靠面适于贴靠槽壁，以便在加压时及间隙处于第一间隙范围时通过楔子作用实现锁定，当加压及间隙处于第二间隙范围时，锁定件适于形成该锁定件围绕槽壁的一个摆动点，并且主固接齿适于通过锁定件在联接端和接合端之间的卡滞作用咬合在外表面上。
[0009] 根据一些特殊
实施例，管接头具有下列特征中的一个或多个：
[0010] -当间隙处于第一间隙范围时，并且当联接端沿着使联接端趋向于从接合端退出的方向相对接合端后退时，贴靠面适于平面地贴靠在槽壁上并在其上滑动，锁定件向自由端轴向移动，并且通过贴靠面在槽壁上的滑动径向向内移动；
[0011] -当锁定件的贴靠面贴靠槽壁时，主固接齿相对中心轴线基本径向地向内延伸；
[0012] -锁定件具有一个内表面，当径向间隙为最小间隙时，该内表面基本平行于中心轴线延伸，最小间隙构成第二间隙范围的下限；
[0013] -锁定件具有一个用于限制主固接齿在联接端中的进入的止挡；
[0014] -止挡向接合端自由端的相反方向轴向延伸；
[0015] -锁定件具有一个辅助固接齿，该辅助固接齿在朝向接合端自由端的方向与主固接齿轴向错开，并且辅助固接齿用于在间隙接近最小间隙时钩住联接端的外表面；
[0016] -辅助固接齿具有朝向接合端自由端的相反方向的一个辅助固接表面，并且该辅助固接表面与锁定件的内表面形成一个角度；
[0017] -主固接齿具有非直线的形状，尤其是圆弧形；
[0018] -主固接齿具有直线形状；
[0019] -管接头可以具有至少一个抗挤压件，用于防止联接端与接合端之间的密封圈被挤压；
[0020] -抗挤压件由抗
变形强度大于密封圈材料的塑料形成，特别是由聚酰胺、聚乙烯或聚丙烯形成；
[0021] -抗挤压件固定在密封圈上；
[0022] -抗挤压件在圆周方向上位于两个锁定件之间；
[0023] -抗挤压件带有其中的一个锁定件；
[0024] -锁定件与作为其支承的抗挤压件限定一个间距，该间距使锁定件具有相对密封圈的灵活性；
[0025] -锁定件由硬度大于联接端的材料硬度的材料、特别是金属制成；
[0026] -管接头可以具有至少一个弹性材料的圆周隔垫，特别是来自密封圈的材料，该圆周隔垫位于一锁定件与另一个相邻的锁定件或一个相邻的抗挤压件之间；
[0027] -锁定件通过至少一个固定构件、特别是螺钉或锚固凸头固定在密封圈或抗挤压件上；
[0028] -锁定件具有基本为三角形的截面；
[0029] -锁定件形成与密封圈相邻的一个连接面；
[0030] -第一角度在10°到55°之间。
附图说明
[0031] 通过参照下面只作为例子给出的附图进行的描述，可更好地了解本发明，附图中：
[0032] -图1是根据本发明的管接头在未组装状态的立体图；
[0033] -图2是联接端插入前的图1管接头的一部分纵向剖视图，密封圈位于接合端中，联接端被省略；
[0034] -图3-5为与图2对应的视图，示出在联接端与接合端之间形成不同间隙的情况下的管接头的安装状态；
[0035] -图6与图5类似，联接端相对接合端角度错开；
[0036] -图7与图3类似，示出本发明管接头的第二实施例，并具有一个辅助固接齿；
[0037] -图8是根据本发明第三实施例的管接头的一个带有锁定件和抗挤压件的密封圈的立体图；
[0038] -图9是图8密封圈的一部分处于未组装状态的视图；
[0039] -图10是根据本发明第四实施例的管接头的密封圈的立体图；
[0040] -图11是图10密封圈的一部分处于未组装状态的立体图；
[0041] -图12是根据本发明第五实施例的管接头的密封圈的一部分处于未组装状态的立体图；
[0042] -图13是根据本发明第六实施例的管接头的密封圈的一部分处于未组装状态的立体图；
[0043] -图14是图13的密封圈在组装状态的横剖面视图；
[0044] -图15是根据本发明第七实施例的管接头的密封圈的立体图；
[0045] -图16是图15密封圈的一部分处于未组装状态的立体图。
具体实施方式
[0046] 图1示出整体用标号2表示的一个根据本发明的管接头。
[0047] 管接头2具有带有一个接合端4的一个第一管道构件、带有一个联接端6的一个第二管道构件、一个密封圈8、抗挤压件10和锁定件12。
[0048] 管接头2限定一个中心轴线X-X。下面描述中的“轴向”、“径向”和“圆周方向”都是相对该中心轴线X-X而言。
[0049] 接合端4和联接端6例如由
铸铁制成。另外，这些管道构件可以
覆盖有未示出的一个保护层。
[0050] 接合端4具有一个固定
法兰14和一个自由端16，固定法兰用于与带有相应法兰的一个管道构件(未示出)组装，自由端朝向未组装状态的联接端6。接合端4还具有一个环形内槽18(见图2)。在这里，内槽18具有一个基本为圆弧形的横截面，但也可有其它形状，例如矩形截面。内槽18形成相对于中心轴线X-X倾斜的一个槽壁20。槽壁20具有截锥形状，并且朝向接合端的自由端16变窄。槽壁与中心轴线形成一个大约在10°到55°之间的角度α。
[0051] 如图3可以看到的，在管接头2的组装状态下，带有抗挤压件10和锁定件12的密封圈8插在接合端的内槽18中。密封圈8轴向位于朝向固定法兰14的一侧，而固定在密封圈8上的锁定件12和抗挤压件10轴向位于自由端16一侧。
[0052] 接合端4具有一个径向内表面21，在自由端16与槽壁20之间延伸。该内表面21基本为圆柱形，由围绕轴线X-X的一个半径R限定。联接端6具有一个圆柱形径向外表面22，由围绕轴线X-X的一个半径r限定。在制造接合端4和联接端6时，R和r在一个制造公差范围内。因此，内表面21和外表面22之间限定了一个间隙J＝R-r。根据制造公差，间隙J位于半径R最大而半径r最小时得到的一个最大间隙Jmax(见图5)与半径R最小而半径r最大时得到的一个最小间隙Jmin(见图3)之间。
[0053] 但是，更常见的是，联接端与接合端之间的间隙是最大间隙Jmax与最小间隙Jmin之间的一个平均间隙Jmoy(见图4)。
[0054] 密封圈8例如由
橡胶制成，它具有一个基体24和一个
密封唇边26。
[0055] 每个锁定件12是一个由硬度大于联接端6的表面的一种材料、如金属制成的零件。锁定件12具有一个图1所示的生成截面，该截面在除了锚固凸头40(见后面)以外的一个围绕中心轴线X-X的整个圆弧上延伸。锁定件12覆盖围绕中心轴线X-X的一个最好在10°到50°之间的角度范围。在所示的实施例中，五个锁定件12围绕轴线X-X均匀分布，每个锁定件覆盖一个大约36°的角度范围(见图1)。
[0056] 参照示出未受力状态的密封圈的
位置的图2，锁定件12的横截面基本呈三角形。因此，锁定件12形成具有一个径向向外分量的一个截锥形贴靠面28、一个径向内表面30和一个连接面32，连接面与密封圈8相邻，并保证锁定件12与密封圈8的连接。在图2所示的构形中，贴靠面28相对轴线X-X倾斜一个角度β，该角度与槽壁20相对中心轴线X-X的倾斜角α基本相同。因此，贴靠面28平面地贴靠在壁20上。连接面32在密封圈8未受力的状态下相对中心轴线X-X径向延伸。另外，贴靠面28和连接面32在它们的连接处、在径向截面上形成一个摆动点34，使锁定件12可以围绕槽壁20摆动。
[0057] 锁定件12在内表面30与连接面32之间的连接处具有一个主固接齿36，适于咬合在联接端的外表面22上。该齿具有一个主固接表面37，其朝向自由端16的相反方向并与锁定件的内表面30形成一个角度γ。
[0058] 最后，锁定件12带有一个止挡38，用于限制主固接齿36在联接端6中的进入度。止挡38向与接合端的自由端相反的方向轴向延伸，并且从连接面32上突起。
[0059] 锁定件12固定在密封圈8上。为此，锁定件12带有一个或多个突起在连接面32上的锚固凸头40。每个凸头40通过复
制模制固定在密封圈8上。
[0060] 为了保证锁定件12的相对活动性，该锁定件只通过锚固凸头40固定在密封圈8上。连接面32与密封圈之间的
接触区没有任何其它连接件。
[0061] 如图1中看到的，抗挤压件10具有与锁定件12的截面基本对应的严格的三角形横截面。但是，抗挤压件10的截面没有主固接齿36和止挡38。抗挤压件10具有围绕中心轴线X-X的一个圆弧形状，并且在圆周方向在两个相邻的锁定件12之间延伸。这样，通过与锁定件12的结合，在管道构件被加压时，抗挤压件10可防止密封圈8的弹性材料通过联接端6的外表面22和接合端14的内表面之间限定的环形空间被向外挤。
[0062] 抗挤压件10最好由塑料形成，如聚酰胺、聚乙烯或聚丙烯。
[0063] 抗挤压件10通过任何适当方式固定在密封圈8上，尤其可以通过粘接、复制模制、卡接、旋紧或
铆钉进行固定。
[0064] 根据本发明的管接头的安装以下述方式进行。
[0065] 首先，将抗挤压件10和锁定件12固定在密封圈8上。这样，密封圈8、锁定件12和抗挤压件10可以作为一个单一件进行操作。然后，用手将配有锁定件12和抗挤压件10的密封圈8放入到内槽18中。则接头处于图2所示的状态。
[0066] 当联接端6插入接合端4时，锁定件12沿图2中的顺
时针方向摆动，并且密封唇边26被径向向外压缩，因而在接入后，形成下表面30与联接端的外表面22基本平行的一个形态，并且主固接齿36顶靠在外表面22上，但没有咬合在其中。在联接端6带有外保护涂层的情况下，这是特别有利的，因为锁定件12具有相对的
活动度且没有埋在弹性材料中的现象限制了联接端插入时压缩的弹性材料作用在锁定件上的反推力，从而减少了主固接齿36钩在联接端的外表面22上的危险，因此防止外涂层被破坏。
[0067] 当接头加压时，锁定件12的功能根据内表面21与外表面22之间的径向间隙J的不同而不同。
[0068] 在间隙J处于一个第一间隙范围的情况下，其中，间隙大，并可达到图5的间隙Jmax，其功能如下。
[0069] 当联接端6在一个高内压的作用下后退时，锁定件12首先围绕主固接齿36沿逆时针方向摆动，主固接齿36贴靠联接端6的外表面22并形成一个摆动点，这种摆动一直到贴靠面28顶靠在槽壁20上。这样，锁定件12向接合端4的自由端16轴向移动，并通过贴靠面28在槽壁20上的滑动径向向内移动，导致锁定件12的固接齿36逐渐插入到联接端6的外表面22内，直至通过楔子作用实现锁定。这样，达到一个锁定状态，如图5所示的对应间隙Jmax的情况。
[0070] 有利的是，朝向接合端4的内部轴向突起的止挡38限制了固接齿36在联接端6中的进入，以防止可能破坏联接端的过度的深入。
[0071] 在间隙J处于较小的一个第二间隙范围的情况下，其中，该范围对应于小于第一间隙范围的间隙的间隙，并且包括间隙Jmin(见图3)和间隙Jmoy(见图4)，其功能如下。
[0072] 当联接端6在内压的作用下后退时，锁定件12首先围绕主固接齿36沿逆时针方向摆动，主固接齿36贴靠联接端6的外表面22并形成一个摆动点，该摆动一直到摆动点34顶靠接合端4的槽壁20。此时，锁定件12围绕摆动点34逆时针摆动，导致主固接齿36逐渐插入联接端6的外表面22，直到锁定件12分别通过固接齿36和摆动点34卡滞在联接端6与接合端4之间，因此通过卡滞作用实现锁定。
[0073] 在图3所示的间隙为Jmin的锁定状态中，锁定件12的内表面30与联接端的外表面22基本平行，而在图4所示的间隙为Jmoy的锁定状态中，锁定件的内表面30与外表面22形成一个角度。
[0074] 在所述的实施例中，形成摆动点34的表面32和28之间的角度是锐角，这有利于摆动点34锚固在接合端4的槽18中，以形成一个稳定的转动中心。
[0075] 图6示出联接端6与接合端4之间具有一个角度错开的接头。人们发现，只设置一个主固接齿36甚至可以在角度错开很大的情况下，可靠地锁定联接端6和接合端4。
[0076] 图7示出本发明管接头的第二实施例，它有以下不同。
[0077] 有利的是，锁定插入件12的径向内表面30带有一个辅助固接齿50。该辅助齿50与主固接齿36相对，即在接合端4的自由端16一侧。该辅助固接齿50能够在间隙J很小时、即接近最小间隙Jmin时保证锁定，阻止主固接齿36在联接端6的外表面22上的滑动，由于在固接齿36处的支承反作用相对外表面22的倾斜角较小，这种滑动危险在小间隙的情况下可能性很高。辅助固接齿50具有一个辅助固接表面52，与锁定件的内表面30形成一个辅助角度δ。该辅助角δ大于角度γ。
[0078] 根据图8和9示出的第三实施例，抗挤压件10插在均匀分布在密封圈8整个圆周上的锁定件12之间。抗挤压件10通过来自密封圈8材料的圆周隔垫56与锁定件12分开，该隔垫56具有小的圆周尺寸，以便不会在内压的作用下被挤压。该隔垫改善了密封圈8的柔性，便于其变形，以便进入到接合端中。
[0079] 在固定方面，锁定件12和抗挤压件10带有与连接面32连在一起的锚固凸头40，这些锚固凸头40复制模制在密封圈8的弹性材料中。有利的是，锚固凸头40预先覆盖一种
粘合剂，使凸头40可以在弹性材料注入到模子中后粘在弹性材料上。这样，密封圈8模制后不能再拆卸锁定件12和抗挤压件10。但是，应注意到，在只有锚固凸头40与弹性材料连接的情况下，锁定件12有利地保留一定的柔性或相对密封圈的活动性。为此，连接面32自由地位于密封圈8上。
[0080] 在参照图10和11描述的第四实施例中，密封圈8带有两组抗挤压件，其轴向视图的整体形状为圆弧段，并且具有用于与密封圈8连接的连接面。第一组抗挤压件10具有实心截面，并且与前面描述的抗挤压件相同。第二组抗挤压件10作为锁定件12的支承。为此，每个锁定件12具有一个卡接凸头40，以便把锁定件12卡入到设在作为支承的第二组抗挤压件10中的一个互补接纳槽58中。为了得到第四实施例的密封圈，首先把锁定件12卡在相应的抗挤压件10上，然后在所有抗挤压件10的塑料连接面上涂上一种粘合剂，最后，在抗挤压件10在模具中就位之后注入密封圈8的弹性材料。因此，尽管抗挤压件粘在弹性材料上，由于锁定件12只是卡在作为其支承的抗挤压件10上，因此锁定件保持了一定的柔性和灵活性。
[0081] 另外，由于锁定件12附加在第二组抗挤压件10上，它们不需要与联接端6和接合端的轮廓相吻合，这与前面描述的锁定件12弯曲成圆弧形的实施例不同。因此，这里锁定件12的内、外轮廓形状为直线，特别是主固接齿36为直线。这是有利的，因为同样的一个锁定件12可以应用的管子的直径公差范围比图1-9的弯曲锁定件所允许的直径公差范围要大。
[0082] 第五实施例(见图12)与第四实施例的不同只是锁定件12在作为其支承的抗挤压件10上的固定方式，固定是通过螺钉40而不是锚固凸头进行。螺钉40的头部40A位于朝向密封圈8的一侧，并且螺钉40的
螺纹部分40B旋在锁定件12的
螺纹孔中。
[0083] 图13、14所示的第六实施例是图12描述的实施例的一个变型，这里，锁定件12在其抗挤压支承10上的旋紧是沿另一个方向实施的。螺钉40的头部40A位于设在锁定件12中的一个凹槽中，螺纹部分40B旋紧在抗挤压件10的螺纹孔中。需要指出的是，在抗挤压件10复制模制后，该第六实施例的螺钉40一方面不与弹性材料接触，因此使锁定件12与弹性材料无关，另一方面，旋入后，锁定件12与抗挤压件10之间存在一个间距E，因此保证了锁定件12的完全的灵活性，便于锁定件12为实现锁定所需的运动。
[0084] 图15、16示出第七实施例。图15示出带有抗挤压件10和锁定件12的密封圈8的立体图。图16示出密封圈8的一部分，零件10和12没有组装。密封圈8配有整体形状为平的圆环弧形的锁定件12。锁定件12由处理后的金属形成，例如淬火
钢，并用于保证接头的锁定。一个三角形截面的抗挤压件10固定在锁定件12上，用于抵抗弹性材料的挤压。抗挤压件10由硬塑料或未处理的金属、例如低
碳钢形成。两个零件10和12通过螺钉40互相连接，螺钉的头部40A复制模制在密封圈8的弹性材料中。
[0085] 锁定件12构成一个圆弧段，其径向内边构成一个固接齿形，该
齿形带有多个圆周方向错开并由分隔槽60互相分开的主固接齿36。在这种情况下，齿36之间的每个分隔槽60形成的径向内表面可以限制齿36在联接端6中的插入，因此有利地替代了第一实施例中的止挡38。
[0086] 作为变型，和前面描述的锁定件12一样，圆周齿形可以由一个连续齿36代替。
[0087] 锁定件12夹在抗挤压件10与密封圈8之间。两个组装零件10和12的截面整体形状为与前面描述的锁定件12基本相同的三角形。因此，锁定件12的贴靠面28由与抗挤压件10相连的一个补充贴靠面28A延长。
[0088] 但是，还应注意到，这里，锁定件12具有小的轴向厚度，因此锁定件12的成本可以比图1-9描述的锁定件12显著降低。
[0089] 最后，如果图15和16的实施例的每个锁定件12带有一个抗挤压件，并且锁定件均匀分布在密封圈8整个圆周上，也可考虑和前面的实施例一样，在两个相邻的锁定件之间设置一些不带任何锁定件的抗挤压件10。
[0090] 需要指出的是，结合一个特定实施例描述的不同特征可以以相似的方式应用于其它实施例。
[0091] 最后要注意的是，在联接端6插入之前，根据本发明的锁定密封圈在接合端4的内槽18中的安装是手动进行的，该操作只需使密封圈8变形为心脏线形，以便能够容易地进入到接合端4的变窄的自由端16中。
