專利名稱：一種用于連接毛細(xì)管與主管的方法及毛細(xì)管與主管的連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序的方法，以及一種根據(jù)權(quán)利要求13的前序的連接。
背景技術(shù)：
DE 197 25 326 C2描述一種用于制造具有多個薄壁塑料管(毛細(xì)管)的墊子的方法，用于提供以及導(dǎo)出加熱/冷卻介質(zhì)，所述薄壁塑料管具有連續(xù)相等的可高達(dá)5毫米的直徑，在每種情況下薄壁塑料管在其開口端以從主管徑向遠(yuǎn)離的方式通過加熱以及加壓被焊接到主管。所述主管在焊接位置包括多個孔，這些孔具有大致等于所述塑料管的內(nèi)徑的直徑。所述塑料管從外部引向主管，其中預(yù)先加熱所述塑料管待焊接的末端區(qū)域，以使末端區(qū)域的內(nèi)徑變大。以這種方式，在所述焊接地帶不是直接地連接主管中的孔，而是從該孔向外遠(yuǎn)離地連接，因此不存在由于被熔化的材料導(dǎo)致所述孔被封閉或至少變窄的危險。但是， 在所述孔周圍形成相對大的焊接表面(焊接電暈)，因此相應(yīng)地必須增加焊接所需的熱量。 還必需加熱所述主管。加上增加的熱量損失，結(jié)果延長了加熱時間，并且延長了冷卻時間， 因此這種墊子制造變得不經(jīng)濟(jì)。此外，由于焊接電暈使得在所述毛細(xì)管之間可獲得的最小距離增加。從EP 0 964 212 A2已知一種用于通過焊接方式徑向緊固具有小直徑的小管(小管子)與具有大直徑的主管的方法。所述小管子的待緊固的末端被加熱，因此熔化。同時， 在所述主管外部附加的凸緣也被加熱以使其熔化。然后，所述小管子的末端受壓抵靠所述主管的外壁通過所述凸緣，其中小管子的端側(cè)開口通過主管的壁對準(zhǔn)徑向通道。在冷卻之后，所述小管子以及凸緣的被熔化區(qū)域、所述小管子以及所述主管以密封的方式彼此焊接。 雖然這種方法允許在小管子之間的非常近的最小距離，但是，另一方面需要加熱所述凸緣， 因此需要提供大量熱量，以及相應(yīng)的長加熱時間和長冷卻時間。準(zhǔn)備所述凸緣還造成與工作和材料有關(guān)的額外費用。而且，不能確定所述小管子的被熔化末端的通道橫截面被保持完全通暢。此外，從DE 10 2006 004 828 Al已知一種由塑料構(gòu)成的并且用于加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的通道的管，其具有可高達(dá)5毫米的外徑以及可高達(dá)3毫米的內(nèi)徑。這種管的末端區(qū)域的壁厚度通過使該管在此末端區(qū)域的內(nèi)徑小于剩余管長度上的內(nèi)徑而被加固。因此， 以這種機(jī)械穩(wěn)定的方式設(shè)計管的末端區(qū)域，在所述管的內(nèi)部不需要用于焊接到主管的支撐銷。此外，由于管的外徑在所述末端區(qū)域沒有變大，因此所述管可以彼此非常近的距離焊接在主管上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于連接薄壁塑料管(毛細(xì)管)的開口端與主管的方法，所述薄壁塑料管具有可以高達(dá)5毫米的外徑，所述主管具有明顯更大的直徑且由塑料構(gòu)成，該方法的連接方式使得所述毛細(xì)管從所述主管的周向表面徑向伸出，并且所述毛細(xì)管的內(nèi)部經(jīng)由在所述主管的壁中形成的徑向通道與所述主管的內(nèi)部連接，此外本發(fā)明的目的是還提供一種根據(jù)該方法制造的連接，所述方法和連接允許在相鄰的毛細(xì)管之間的非常近的距離并且僅僅需要少量熱量，因此可以在非常短的時間內(nèi)完成加熱和冷卻。此外， 所述毛細(xì)管的內(nèi)橫截面以及通過所述主管壁的通道的內(nèi)橫截面在連接區(qū)域中不應(yīng)受限或者應(yīng)僅以規(guī)定的方式受限。根據(jù)本發(fā)明，通過一種具有權(quán)利要求1的特征的方法以及具有權(quán)利要求13的特征的連接實現(xiàn)所述目的。有利地，從各自的從屬權(quán)利要求得出該方法以及該連接的進(jìn)一步構(gòu)造。通過應(yīng)用末端的外徑等于或小于上述通道的直徑的毛細(xì)管，從外部將毛細(xì)管的該末端至少部分地插入所述通道，以及至少對所述毛細(xì)管的插入末端的一部分和所述主管內(nèi)的通道的壁的直接環(huán)繞該插入末端的部分執(zhí)行共同加熱，以使這些部分被塑化并且在冷卻之后彼此焊接，所述毛細(xì)管和所述主管僅在焊接地帶的直接接觸區(qū)域被加熱，因此僅需要提供最小量的熱量。除了節(jié)能之外，加熱時間和冷卻時間非常短，因此該方法具有高度節(jié)約利用的特點。由于所述毛細(xì)管的內(nèi)橫截面實際上不被改變或僅在規(guī)定的范圍內(nèi)改變，所以流過所述連接的介質(zhì)的流動可以受控的方式被控制。此外，本方法可確保主管的形狀穩(wěn)定性，這是因為若提供更多的加熱，主管可能彎曲。最后，因為焊接地帶從外部是不可見的，所以獲得視覺上滿意的連接。優(yōu)選可以通過將加熱沖頭從所述主管的內(nèi)部插進(jìn)所述通道中來實現(xiàn)所述加熱。由于加熱沖頭的形狀，根據(jù)焊縫在所述毛細(xì)管的長度方向上的所需范圍，加熱沖頭僅與毛細(xì)管的端面以及毛細(xì)管的內(nèi)表面的很小的區(qū)域直接接觸。因此，根據(jù)所述焊縫的寬度以及所述主管的直接相鄰的區(qū)域的寬度，僅僅毛細(xì)管末端的一段長度的材料被塑化或被熔化。有利地，所述加熱沖頭具有在毛細(xì)管的長度方向上周向表面略微變細(xì)的截錐形形狀。


以下通過在附圖中所示的具體實例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。在圖Ia和圖Ib中示出制造主管與毛細(xì)管之間的連接的兩個方法步驟，以及在圖加和圖2b中示出在主管與至少一個毛細(xì)管之間的連接的不同實施例。
具體實施例方式圖Ia示出主管1以及與該主管1待連接的毛細(xì)管2的橫截面。在每種情況下，所述主管1以及毛細(xì)管2由塑料制成，并且優(yōu)選用作熱交換器墊的組件，對于這種熱交換器墊，大量毛細(xì)管的末端一方面連接到用于提供加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的主管，另一方面連接到用于導(dǎo)出所述加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的主管。與主管連接的多個毛細(xì)管在主管的長度方向相繼地排列，其中理想的是相鄰的毛細(xì)管之間的距離盡可能的小。這種熱交換器墊的典型尺寸是主管1的外徑為20毫米、內(nèi)徑為16毫米，并且毛細(xì)管2的外徑為3. 0毫米、內(nèi)徑為2. 4毫米。在本實例中，所述主管具有圓形橫截面。但是，這可以是任意的，例如，橫截面可以是矩形或橢圓形。對于根據(jù)本發(fā)明方法的被簡化的實施，也可以沿長度方向在大致水平中間位置分割所述主管，其中從上述步驟獲得的下半部首先連接所述毛細(xì)管，然后焊接上半部與下半部以形成閉合的主管。在每種情況下，用于連接毛細(xì)管2的主管1具有徑向通道3，徑向通道3的橫截面為圓形并且其直徑對應(yīng)于所述毛細(xì)管2的外徑。因此，毛細(xì)管2的末端可以被推進(jìn)通道3， 而形狀不發(fā)生變化。但是，在不過分影響本方法所實現(xiàn)的能力的情況下，毛細(xì)管2的外徑也可以在一定程度上比所述通道3的直徑小。在焊接工序之前，將沿主管1的長度延伸的桿4插入主管。在每種情況下，桿4面對通道3的一側(cè)具有用于在主管1中存在的每個通道3的加熱沖頭5，并且該加熱沖頭5可以被桿4引導(dǎo)的導(dǎo)線電加熱。因此，桿4按壓在所述主管1的內(nèi)壁上，以使在每種情況下加熱沖頭5在中央伸進(jìn)通道3，并且在加熱沖頭5與通道3的壁之間形成環(huán)形間隙。加熱沖頭5在通道3的方向上略微變細(xì)，因此加熱沖頭5具有截錐形形狀。加熱沖頭5與通道3 的壁之間的間隙尺寸形成為使得在加熱沖頭5的端面區(qū)域中，間隙具有的寬度大于毛細(xì)管 2的壁厚度，因此從下面推進(jìn)通道3的毛細(xì)管2首先進(jìn)入該間隙，并且當(dāng)毛細(xì)管2的前邊緣與加熱沖頭5的端面相接時，毛細(xì)管2開始沿加熱沖頭5的端面塑化。通過該塑化，毛細(xì)管 2被進(jìn)一步推進(jìn)所述錐形間隙，直到毛細(xì)管2的端面碰到桿4。所述毛細(xì)管2的前邊緣區(qū)域被軟化或熔化的材料也受壓向外抵靠通道3的壁，因此通道3的壁也開始被軟化。由于來自下方的持久壓力，形成無縫焊接地帶，當(dāng)停止施壓并且隨后通過提升所述桿4從通道3移走加熱沖頭5時，進(jìn)行冷卻以及硬化該焊接地帶，因此獲得均勻的焊縫6。在毛細(xì)管2與主管1之間的焊縫6可以限制在非常小的區(qū)域，其尺寸一方面單獨由毛細(xì)管的外徑?jīng)Q定，另一方面由焊縫6的必要寬度，即在毛細(xì)管2的長度方向上的尺寸決定。所述焊縫6的理論上的必要寬度對應(yīng)于毛細(xì)管2的壁的厚度，在本實施例中，該寬度為 0.3毫米。根據(jù)DE 197 25 325 C2的方法利用典型地大約9mm的焊接電暈，焊縫的面積大于60mm2，相比之下，即使為了允許制造公差，該必要寬度增加到0. 4毫米，焊縫的面積僅僅是大約4mm2大小。所述焊接可以利用所有的傳統(tǒng)方法實現(xiàn)，例如超聲波焊接或熱焊接。但是，對于毛細(xì)管墊，由于經(jīng)濟(jì)原因，直到現(xiàn)在僅僅使用熱焊接。對于"再加熱兩個接觸面、將它們壓在一起并進(jìn)行冷卻"的必要工作周期，用于焊接工序的典型的周期時間為180秒。已發(fā)現(xiàn)，利用根據(jù)本發(fā)明的方法，這些時間可以驚人地縮短到小于20秒。這主要是由于本發(fā)明的焊接面積比現(xiàn)有技術(shù)的焊接面積小十倍還多，因此提供通過本發(fā)明的焊接面積的熱量很少。另一原因是焊接的過程或工序被簡化，這是因為不再需要通過加熱對主管1和毛細(xì)管2的兩個焊接表面分別進(jìn)行預(yù)處理以使其變形。后續(xù)的冷卻過程也比傳統(tǒng)方法快得多，因為主管具有參與處理的超過98%的材料量，而該主管幾乎未被加熱。還可以通過將主管和/或毛細(xì)管2保持在比環(huán)境溫度更低的溫度下來加速冷卻處理。由于生產(chǎn)安裝毛細(xì)管墊的能力80%由焊接工序的等候時間決定，因此，根據(jù)本發(fā)明的方法的經(jīng)濟(jì)價值非常大。無需附加的投資費用，焊接時間減少到20%以下使生產(chǎn)力增加超過三倍。圖加至圖2d示出焊縫6在通道3中的位置的不同變型。這可以通過桿4或加熱沖頭5的適當(dāng)設(shè)計而改變。因此根據(jù)圖加，焊縫6大致位于所述通道3的中間。這通過在桿4與加熱沖頭5之間設(shè)置連接件來實現(xiàn)，該連接件的長度對應(yīng)所述通道的長度的大致一半并且其直徑小于所述加熱沖頭5的直徑。該連接件的外表面優(yōu)選被熱絕緣。圖2b示出在圖1中所示的情況，其中所述毛細(xì)管2被上移至主管1的內(nèi)壁。這種變型優(yōu)選使用于由玻璃纖維增強(qiáng)中間層以及在每種情況下的內(nèi)層和外層構(gòu)成的主管，所述內(nèi)層和外層由諸如聚丙烯的這種不能滲透加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)，特別是水的材料構(gòu)成。由于不能確保玻璃纖維增強(qiáng)層足以防水滲透，所以應(yīng)避免該玻璃纖維增強(qiáng)層與加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)之間的接觸。這通過將毛細(xì)管上移至主管的內(nèi)壁并在此進(jìn)行焊接來實現(xiàn)。根據(jù)圖2c，毛細(xì)管僅被推進(jìn)通道3中使得焊縫6達(dá)到主管1的外壁的位置。借此， 如果在焊接工序期間從外部冷卻毛細(xì)管2，則可以加速冷卻工序。利用根據(jù)圖2d的變型，通道3的直徑被減小并且毛細(xì)管的末端7相應(yīng)地變細(xì)。由于在主管1中的相鄰的通道3之間必須保持一定的材料強(qiáng)度，所以這種設(shè)計允許在相鄰的毛細(xì)管2之間的甚至更小的距離。根據(jù)圖2e的變型示出具有焊接在主管1的圓周方向上的幾個毛細(xì)管2的主管1， 這里主管1具有三個毛細(xì)管2。如果主管與幾個毛細(xì)管墊連接，這種配置是有利的。與一個墊子的多個毛細(xì)管的連接相繼地排列在主管的長度方向，而與不同墊子的毛細(xì)管的連接彼此緊鄰地排列在圓周方向上，即，圖加示出在每種情況下與三個不同墊子的毛細(xì)管的連接。如果將所述墊子例如用作冷卻蓋，則在僅僅一個墊子的多個毛細(xì)管2，例如僅僅圖 2e中右邊的毛細(xì)管2，與主管1之間的偏心連接是有意義的。然后該冷卻蓋平放在金屬板上，其中該墊子的接觸面應(yīng)該是盡可能的大。當(dāng)應(yīng)用所述墊子以使得毛細(xì)管2與主管1之間的偏心連接比大致的中心連接更靠近該金屬板時，允許這種偏心連接。
權(quán)利要求
1.一種用于連接塑料管(2)(毛細(xì)管)的開口端與主管(1)的方法，所述塑料管(2)具有可以高達(dá)5毫米的外徑，所述主管(1)具有明顯更大的直徑并且由塑料構(gòu)成，該方法的連接方式使得所述毛細(xì)管(2)從主管(1)的周向表面徑向伸出，并且毛細(xì)管O)的內(nèi)部經(jīng)由所述主管(1)的壁中形成的徑向通道(3)與主管(1)的內(nèi)部連接，其特征在于應(yīng)用一毛細(xì)管O)，其末端具有等于或小于所述通道(3)的直徑的外徑，所述毛細(xì)管( 的末端從外部至少部分地插入所述通道(3)，并且至少對毛細(xì)管( 的插入末端的一部分以及通道(3)的壁的直接環(huán)繞該插入末端的部分執(zhí)行共同加熱，以使這些部分塑化并且在冷卻之后彼此焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述加熱通過將一加熱沖頭( 從所述主管(1) 的內(nèi)部插進(jìn)所述通道(3)實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中焊縫(6)在所述毛細(xì)管O)的長度方向上的延伸大致對應(yīng)于毛細(xì)管O)的壁厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的其中一個所述的方法，其中所述主管(1)具有大約20毫米的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的其中一個所述的方法，其中幾個毛細(xì)管O)以彼此間很近的距離、在所述主管(1)的長度方向和/或圓周方向上連接該主管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5其中一個所述的方法，其中所述加熱沖頭(5)被設(shè)計成朝向所述毛細(xì)管(2)變細(xì)的截錐形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6的其中一個所述的方法，其中所述加熱沖頭( 被電加熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7的其中一個所述的方法，其中所述加熱沖頭(5)以從一可移動的桿(4)徑向延伸的方式附加在該可移動的桿(4)上，所述桿在所述主管(1)的長度方向上延伸通過該主管(1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述桿(4)具有在其長度方向上相繼排列的幾個加熱沖頭(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的其中一個所述的方法，其中與該毛細(xì)管位于該主管(1)的外部的直徑相比，所述毛細(xì)管( 插入所述主管(1)中的末端(7)的直徑被減小。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10的其中一個所述的方法，其中所述焊縫(6)在所述通道(3) 內(nèi)部的位置由所述毛細(xì)管( 插入到該通道(3)中的相應(yīng)深度決定。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11的其中一個所述的方法，其中所述主管(1)和/或毛細(xì)管(2) 被冷卻。
13.—種在薄壁塑料管O)(毛細(xì)管)與主管(1)各自的內(nèi)部之間的連接，用于引入加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)，所述薄壁塑料管⑵具有可以高達(dá)5毫米的外徑，所述主管⑴由塑料構(gòu)成并且具有明顯更大的直徑，其中所述連接經(jīng)由所述毛細(xì)管O)的端側(cè)開口以及在所述主管(1)的壁中的徑向通道C3)實現(xiàn)，其特征在于所述毛細(xì)管O)的末端具有包括所述端側(cè)開口并且其外徑等于或小于所述通道(3)的直徑，所述毛細(xì)管(2)從外部伸入所述通道 (3)的至少一部分，并且在毛細(xì)管O)的末端與通道(3)的壁之間存在環(huán)形焊縫(6)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的連接，其中所述毛細(xì)管(2)至少伸入所述通道(3)中使得所述焊縫(6)完全位于通道(3)內(nèi)部的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中所述焊縫(6)在毛細(xì)管( 的長度方向上具有大致對應(yīng)于毛細(xì)管O)的壁厚度的延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15的其中一個所述的連接，其中所述毛細(xì)管( 的縱軸穿過所述主管(1)的縱軸或者以規(guī)定的距離經(jīng)過主管(1)的縱軸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于連接塑料管(2)(毛細(xì)管)的開口端與主管(1)的方法，所述塑料管(2)具有可以高達(dá)5毫米的外徑，所述主管(1)由塑料構(gòu)成并且具有明顯更大的直徑，以使所述毛細(xì)管從主管的周向表面徑向伸出，并且所述毛細(xì)管的內(nèi)部經(jīng)由所述主管的壁中形成的徑向通道(3)與主管的內(nèi)部連接。毛細(xì)管的一個末端具有等于或小于所述通道的直徑的外徑，該末端從外部至少部分地插入所述通道，隨后至少對毛細(xì)管的插入末端的一部分以及通道的壁的直接環(huán)繞該插入末端的部分執(zhí)行共同加熱。由此這些部分被軟化，以便在冷卻之后彼此焊接。優(yōu)選所述加熱通過將一加熱沖頭(5)從所述主管的內(nèi)部插進(jìn)所述通道實現(xiàn)。
文檔編號B29C65/18GK102333640SQ201080009525
公開日2012年1月25日 申請日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者唐納德·赫布斯特 申請人:唐納德·赫布斯特