用于将金属管固定至金属本体的方法技术

本发明专利技术涉及一种方法，其中，金属管的部分区域以使金属管的外表面与金属套管(30)的内表面至少部分地彼此接触的方式置于金属套管的管状腔体中，该金属套管即为具有包围管状腔体的金属壁的套管。金属套管被紧固至金属管的置于金属套管的管状腔体中的部分区域，以便形成金属管/金属套管复合系统(10/30)。金属管/金属套管复合系统(10/30)进而以使金属套管的外表面与通道开口的内表面至少部分地彼此接触的方式置于金属本体的通道开口中，以便随后通过使置于通道开口中的金属管/金属套管复合系统的至少金属套管塑性变形而在所述通道开口的内表面与所述金属套管的外表面之间形成力封闭件。由此形成的金属管/金属套管/金属本体复合系统(10/30/20)可用作所述传感器的部件或通过所述传感器形成的电子振动式测量装置的部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过力互锁连接将金属管固定至具有通路的金属本体的方法，该金属管特别是用作振动式测量换能器的测量管的金属管，本专利技术还涉及一种通过这种方法制造的组件，因此涉及一种包括金属本体以及金属管这两者的组件。此外，本专利技术涉及一种包括这种组件的测量换能器，特别是即通过这种组件形成的振动式测量换能器，并且本发明涉及一种电子振动式测量装置，特别是即用于测量可流动介质的质量流量、密度和/或粘度的科氏质量流测量装置、密度测量装置或粘度测量装置。
技术介绍
在DE-A102006011789、US-A2003/0084559、US-A2005/0172731、US-A2006/0083941、US-A2007/0277624、US-A2008/0124186、US-A5,610,342或US-A6,047,457中描述了用于将金属管，即，具有由金属壁包围的内腔的管固定至具有通路的金属本体的方法，其特别地与振动式测量换能器的制造相关，尤其在首先将相应金属管的一部分以金属管的外表面和通路的内表面至少部分地彼此接触的方式置于相应金属本体的通路中以及随后通过相应的金属本体以持久地将径向力引入到金属管中的方式的变形而将金属管基于力地互锁固定至金属本体的情况下，该方法形成由金属本体和金属管构成的复合系统。通过用作测量管的至少一个金属管形成的振动式测量换能器的结构原理和操作原理以及应用选项本身对于本领域技术人员是已知的，尤其可从上文列出的DE-A102006011789、US-A2003/0084559,US-A2005/0172731、US-A2006/0083941、US-A2007/0277624、US-A2008/0124186、US-A5,610,342和US-A6,047,457中已知，然而除此之外，也从US-2011/0146416、US-A2007/0151370、US-A2007/0186685、US-A2008/0127719、US-A2010/0251830、US-A2011/0265580、US-A5,796,011或US-A6,006,609中已知。如已知的，在这种测量换能器特别地适于在其内腔中引导至少偶尔流动的流体，例如，气体、液体或可流动分散物，特别是即供流体流动通过且在此期间引起振动，即金属管关于其静止位置执行机械震荡，该机械震荡适于引起取决于质量流量的流动流体科氏力和/或取决于粘度的摩擦力和/或取决于密度的惯性力，以便确定从其导出的分别用于质量流量、粘度和密度的测量值的情况下，至少一个金属管可用作测量管。在US-A6,047,457和US-A2006/0083941中公开的按压方法的情况下，为了产生前文指出类型的复合系统中的基于力互锁所需的保持力，相应的金属本体通过在金属本体的径向向内定向的外表面上将变形力施加在金属本体上而冷成形，在这种情况下即借助于经由置于金属本体的侧表面上的压力形式作用在金属本体上的压力机。在这种情况下，所述变形力的大小确定成使得由于金属本体的冷变形导致金属本体和金属管补充地经受弹性变形，总的来说，其足以在通路的内表面与接触其的外表面之间形成保持力，以用于防止力互锁的不期望的释放。在除此之外在US-A2003/0084559和US-A2006/0083941中示出的用于将金属管固定在金属本体中的另一方法的情况下，金属本体是用于形成与在其上热收缩的相应测量管锁定的力的目的，在给出的情况中，插入有应用于金属管上的金属外罩。此外，基于力互锁所需的保持力也可通过以金属管被径向向外作用在其内表面上的变形力加宽的方式引入金属管的弹性变形而产生。金属管的加宽进而可通过例如除此之外在DE-A102006011789中公开的液压地冷变形，即通过引入到内腔中的加压介质或者然而例如在US-A5,610,342、US-A2006/0083941和US-A2005/0172731中描述的通过内部滚压方法而发生。在这种内部滚压方法的情况下使用的是被引入到金属管的内腔中滚压工具，用于影响壁的局部弹性变形的该滚压工具被保持压靠壁的内表面并且在此期间沿着在金属管的预定变形区域内，即，例如在由金属本体的通路容纳的金属管的总体部分上延伸的滚压轨道，例如圆形的或螺纹形状的滚压轨道进行引导。此外，这种基于力互锁的优点在于，金属管可固定至这种金属本体，该金属本体由不能通过金属结合，即，既不能通过焊接也不能通过软钎焊或硬钎焊，与金属管的壁的材料连接的材料形成，或者该金属管不能与金属本体形成金属结合连接，或者该金属管可仅通过相当大的技术努力与金属本体形成耐疲劳的金属结合连接。具体地，上述内部滚压方法以及上述内部按压方法本身被证明对于制造振动式测量换能器，特别对于将用作测量管的金属管固定在换能器壳体的端板的通路中，或者用作支撑元件的金属本体的通路中是有用的。这尤其是由于在内部滚压方法以及按压方法的情况中，也通过测量管或金属本体的冷变形，即在待变型的金属的相应再结晶温度以下的冷变形引入特定的基于力的互锁，因此，两种方法中的每种都是在室温下，或者还在不供应热量的情况下可执行的。此外，通过这种方法，可以非常简单且有效的方式获得足够高的保持力或与特定公称直径精确匹配的保持力，以用于在金属管与金属本体之间产生耐疲劳的连接。此外，所产生的保持力，由此所制造的基于力互锁的连接，不仅是高度可加载的，而且也在非常窄的公差范围或对于高质量批量生产可接受的公差范围内是可再生产的。此外，在内部滚压的情况中以及在按压方法的情况中都不能应用所需的加压介质，加压介质在每种情况下均被填充到待处理的金属管中，因此该加压介质引起增加的技术努力。然而，在此能够发现，从现有技术已知的或传统地应用于振动式测量换能器的制造的、基于金属本体和/或金属管的冷变形并用于将金属管固定至金属本体的上述方法，特别是内部滚压方法以及按压方法的缺点在于，相应金属管的壁或金属本体必须用于建立在对应的大轴向延伸变形区域，即，在金属管的假想纵轴线上以可预确定的长度延伸的变形范围上待变形的足够高的保持力。一方面，由于该变形区域对于相应复合系统的总长度，由此，对于与其一起形成的振动式测量换能器的安装长度产生相当大的贡献，而另一方面，振动式测量换能器通常应该具有明显小于15：1的安装长度与公称直径比，该变形区域的长度，其明显不能用于实际振荡测量，被规律地选择为使其量小于相应金属管的口径的两倍，而理想地例如仅对应于该口径。因此，在特定金属管的壁厚大于1.5mm且由金属管的口径与其壁厚限定的口径壁厚比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将金属管(10)固定至具有通路的金属本体(20)的方法，所述金属管特别是至少分段圆柱形管，即具有由金属壁包围的内腔的管，所述金属壁特别是不锈钢、钛、锆、钽、钛合金、钽合金、锆合金或镍基合金的金属壁，所述金属本体特别是钢的金属本体，所述方法包括：‑以所述金属管的外表面与金属套管(30)的内表面至少部分地彼此接触的方式，将所述金属管的一部分，特别是终端的和/或圆柱形的部分，放置在所述金属套管的内腔中，所述金属套管即为具有包围所述内腔的金属壁的套管，特别是圆柱形套管，所述金属套管的金属壁特别是不锈钢、钛、锆、钽、钛合金、钽合金、锆合金或镍基合金的金属壁；‑将所述金属套管固定在所述金属管的置于所述金属套管的内腔中的一部分上，以形成金属管和金属套管复合系统(10/30)；‑以所述金属套管的外表面与所述通路的内表面至少部分地彼此接触的方式，将所述金属管和金属套管复合系统(10/30)放置在所述金属本体的所述通路中；以及‑使置于所述通路中的所述金属管和金属套管复合系统的至少所述金属套管塑性变形，特别是即为冷变形，以在所述通路的内表面与所述金属套管的外表面之间形成力互锁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 DE 102013114742.91.一种用于将金属管(10)固定至具有通路的金属本体(20)的方法，所述金属管特别是
至少分段圆柱形管，即具有由金属壁包围的内腔的管，所述金属壁特别是不锈钢、钛、锆、
钽、钛合金、钽合金、锆合金或镍基合金的金属壁，所述金属本体特别是钢的金属本体，所述
方法包括：
-以所述金属管的外表面与金属套管(30)的内表面至少部分地彼此接触的方式，将所
述金属管的一部分，特别是终端的和/或圆柱形的部分，放置在所述金属套管的内腔中，所
述金属套管即为具有包围所述内腔的金属壁的套管，特别是圆柱形套管，所述金属套管的
金属壁特别是不锈钢、钛、锆、钽、钛合金、钽合金、锆合金或镍基合金的金属壁；
-将所述金属套管固定在所述金属管的置于所述金属套管的内腔中的一部分上，以形
成金属管和金属套管复合系统(10/30)；
-以所述金属套管的外表面与所述通路的内表面至少部分地彼此接触的方式，将所述
金属管和金属套管复合系统(10/30)放置在所述金属本体的所述通路中；以及
-使置于所述通路中的所述金属管和金属套管复合系统的至少所述金属套管塑性变
形，特别是即为冷变形，以在所述通路的内表面与所述金属套管的外表面之间形成力互锁。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述金属套管固定至所述金属管的置于所述金
属套管的内腔中的部分的步骤包括在所述金属套管与所述金属管之间形成材料结合连接，
特别是即为焊接连接，或者软钎焊或硬钎焊连接的步骤。
3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，
-其中，将所述金属套管固定至所述金属管的置于所述金属套管的内腔中的部分的步
骤包括软钎焊或硬钎焊金属套管和金属管的步骤；和/或
-其中，将所述金属套管固定至所述金属管的置于所述金属套管的内腔中的部分的步
骤包括焊接金属套管和金属管的步骤。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括使所述金属管的置于所述金属套管
的内腔中的部分弹性变形，以产生足以使至少所述金属套管塑性变形的变形力，特别是径
向作用的和/或即在所述通路的内表面的方向上作用的变形力。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括也使置于所述通路中的所述金属管
和金属套管复合系统的所述金属管塑性变形，特别是即为冷变形，以便形成所述力互锁。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括也使所述金属本体塑性变形，特别
是即为冷变形，以用于形成所述力互锁。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，使至少所述金属套管塑性变形的步
骤包括使所述金属管的置于所述金属套管的内腔中的部分弹性变形。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，使至少所述金属套管塑性变形的步
骤包括对置于所述通路中的所述金属管和金属套管复合系统进行加宽，特别是径向加宽的
步骤。
9.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，使至少所述金属套管塑性变形的步
骤包括使用设置在置于所述通路中的所述金属管和金属套管复合系统的所述金属管的内
腔中的滚压工具，以便在所述通路的内表面的方向上加宽所述金属管和金属套管复合系统
的步骤。
10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括将滚压工具引入到置于所述通路
中的所述金属管和金属套管复合系统的所述金属管的内腔中。
11.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括使所述金属本体塑性变形，以产生
足以使至少所述金属套管塑性变形的变形力，特别是径向作用的和/或在所述金属套管的
外表面的方向上作用的变形力。
12.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括将按压工具应用在所述金属本体
的外表面上。
13.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，使至少所述金属套管塑性变形的步
骤包括使用置于所述金属本体的外表面上的按压工具以在置于所述通路中的所述金属管
和金属套管复合系统的所述金属套管的外表面的方向上按压所述金属本体。
14.根据前述权利要求中的一项所述的方法，
-其中，所述金属管的壁具有小于2mm，特别地小于1.5mm的壁厚(s10)；和/或
-其中，所述金属管具有大于5mm，特别地大于8mm的口径(d10)；和/或
-其中，所述金属管具有大于20，特别地大于24的口径壁厚比(d10/s10)，所述口径壁厚比
定义为所述金属管的口径(d10)与所述金属管的壁的壁厚(s10)之比。
15.根据前述权利要求中的一项所述的方法，
-其中，所述金属套管(30)的壁具有初始壁厚(s30’)，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·许策，马塞尔·布朗，迪尔克·布茨巴赫，雷纳·洛伦茨，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH