AT394259B - Rohrverbindung - Google Patents
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Description
5 AT 394 259 B 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrverbindung, insbesondere für Rohre aus synthetischem Material, bestehend aus einem Körper, der einen Durchgang mit einem Innengewinde hat, einer Mutter, die ebenfalls einen Durchgang hat und am Ende einen Sechskantflansch und ein Außengewinde besitzt, das sich in das Innengwinde des Körpers einschrauben läßt, einem Ring, der mit einem Längsschlitz radial nach innen verformbar ist und einen Durchgang hat, der vor dem Zusammenbau der Verbindung in der Mutter festgehalten wird, indem eines seiner Enden in das Ende des Durchgangs der Mutter gegenüber dem Flansch eingreift, um eine Einheit Mutter-Ring zu bilden. Die gewöhnlich bei Synthetikrohren verwendeten Verbindungen werden üblicherweise aus einem Körper, einer in den Körper einschraubbaren Mutter, einem geschlitzten Klemmring für das Festhalten des Rohres in der Verbindung, sowie aus einer Dichtungsgamitur gebildet, die zwischen dem Körper und dem Rohrende eingebaut ist. Manchmal wird noch ein Druckring zwischen dem Klemmring und der Dichtungsgarnitur eingeschaltet. Diese Verbindung hat den Nachteil, daß sie das Rohr während des Einschraubens bei der Herstellung der Verbindung zu verdrehen sucht und mehrere voneinander unabhängige Elemente einzusetzen verlangt, wobei die Lage jedes dieser Elemente für eine einwandfreie Verbindung berücksichtigt werden muß. Es ist auch eine Verbindung für die Verwendung bei Rohren aus weichem Material, wie Plastikmaterial, bekannt, die aus einem rohrförmigen Körper mit einer innen hervorstehenden Schulter, einer Mutter, die durchbohrt und mit einer zur Mutterachse gerichteten ringförmigen Leiste versehen ist, sowie aus einem rohrförmigen Plastikmaterial besteht, der mit einem axial gebohrten Loch versehen ist und in der Mutter liegt. Das Festhalten des Rohres in der Verbindung erfolgt durch den Plastikmantel, der das Rohr einklemmt, wobei das Festklemmen des rund um das Rohr liegenden Mantels während des Anschraubens der Mutter auf den Körper der Verbindung erfolgt. Wenn auch dieser Anschluß das Rohr während der Herstellung der Verbindung nicht zu verdrehen sucht, hat er doch den Nachteil, daß er ein Festsitzen der Verbindung auf dem Rohr nicht gewährleistet. Da sowohl das Rohr als auch der Mantel aus Plastikmaterial bestehen, sind die Reibungskräfte zwischen den beiden Elementen begrenzt, und da die Plastikmaterialien nur niedrige Reibungskoeffizienten haben, könnte sich das Rohr schon durch eine gering erhöhte Zugkraft von der Verbindung lösen. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Rohrverbindung zu schaffen, die leicht zu montieren ist und ein einwandfreies Festhalten des Rohres gewährleistet. Diese Aufgabe wird bei einer Rohrverbindung der eingangs ausgeführten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Rohrverbindungsherstellung die Mutter in den Körper eingeschraubt wird, wobei primär die Endfläche des Ringes an die Schulter des Körpers gepreßt wird, und durch weiteres Einschrauben der Mutter in den Körper wird der Ring in das Innere der Mutter geschoben, wobei die an der Außenseite des Ringes angeordneten zylindrischen Rächen mit dem Durchgang der Mutter vorhandenen zylindrischen Bohrungen in Wirkverbindung gelangen. Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den vorliegenden Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungsformen zeigen, beschrieben. In den Zeichnungen zeigt: - Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindung, bei der ein Rohrende angeschlossen ist, - Fig. 2 einen Querschnitt eines Verbindungskörpers, der ein zweites Verbindungselement darstellt, - Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Mutter, die ein zweites Verbindungselement darstellt, - Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Ring, der ein drittes Verbindungselement darstellt, - Fig. 5 einen linken Seitenriß des Ringes von Fig. 4, - Fig. 6 einen Querschnitt, der die mit dem Ring vor der Montage der Verbindung zusammengebaute Mutter zeigt, - Fig. 7 einen Querschnitt, der die gegenseitige Lage des Körpers, der Mutter und des Ringes am Beginn der Montage der Verbindung zeigt, - Fig. 8 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsart der erfindungsgemäßen Verbindung. Die in Fig. 1 gezeigte Rohrverbindung aus Plastikmaterial gemäß der Erfindung besteht aus einem Körper (I) , einer Mutter (2) und einem Ring (3). Der in Fig. 2 gezeigte Körper (1) ist ein Umdrehungskörper mit der Achse (X-X). Er hat über die ganze Länge einen Durchgang (5), der zwei zylindrische Bohrungen (6 und 8) zeigt, wobei der Durchmesser der Bohrung (8) größer ist als jener der Bohrung (6). Die Bohrung (8) mündet in einer divergenten konischen Bohrung (9) vom Körper (1) nach außen. In der Bohrung (6) befindet sich eine ringförmige Verengung (7), deren zur Bohrung (8) weisende Seitenfläche eine Schulter (10) bildet, die zur Achse (X-X) senkrecht steht. Der Übergang von der Bohrung (6) zur Bohrung (8) bildet eine zweite, zur Achse (X-X) senkrechte Schulter (II) . Schließlich ist in die Bohrung (8) über etwa die halbe Länge gegenüber der konischen Bohrung (9) ein Innengewinde eingeschnitten. Die Außenseite des Körpers (1) trägt an der Mündungsseite der Bohrung (6) einen zylindrischen Gewindeteil (13), an den sich eine zur Außenseite des Sechskants (15) gerichtete Schulter (14) anschließt, worauf ein zylindrisches Endstück (16) folgt. Die in Fig. 3 gezeigte Mutter (2) ist ein Umdrehungskörper mit der Achse (X-X). Eines ihrer Enden zeigt -2- 60
AT 394 259 B eine ebene, radiale, zur Achse (X-X) senkrechte Fläche (17). Die Mutter (2) hat in Längsrichtung einen Durchgang (18) und zeigt, ausgehend von der Endfläche (17), der Reihe nach folgendes: - eine konvergente konische Bohrung (19), deren halber Spitzenwinkel zwischen 20 und 45°, vorzugsweise jedoch 30° beträgt, - eine zylindrische Bohrung (20) mit dem Durchmesser (Dl), - eine zylindrische Bohrung (21) mit dem Durchmesser (D2), der größer ist als (Dl), anschließend an die Bohrung (20) mit einer radialen, zur Achse (X-X) senkrechten Schulter (22), - eine konische Bohrung (23) mit dem.gleichen halben Spitzenwinkel wie die erste konische Bohrung, - eine zylindrische Bohrung (24) mit dem Durchmesser (D3), der kleiner ist als (Dl), - eine zylindrische Bohrung (25), die viel länger ist als die vorhergehenden Bohrungen, mit dem Durchmesser (D4), der kleiner ist als (D3) und an die zylindrische Bohrung (24) mit einer radialen Schulter (26) anschließt, die senkrecht zur Achse (X-X) ist. Der Durchmesser (D4) ist etwas größer als der des zu verbindenden Rohres (T). In die Zylinderfläche der Bohrung (25) ist eine konische Rille (27) eingearbeitet, die gegen das der Endfläche (17) entgegengesetzte Ende zu konvergiert und deren Ecken für die Aufnahme einer Dichtung abgerundet sind, - eine divergierende konische Bohrung (28), die von der Mutter (2) nach außen mündet.
Die Außenfläche der Mutter (2) umfaßt einen zylindrischen Schaft (29), dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Bohrung (8) des Körpers (1), sowie einen Sechskantflansch (30), der an den Schaft (29) mit einer radialen Außenschulter (31) anschließt. Ein Gewinde (32), das sich in das Innengewinde (12) des Körpers (1) einschrauben läßt, ist außen dem der Endfläche (17) benachbarten Teil des Schaftes (29) über etwa ein Drittel von dessen Länge eingeschnitten. Eine Rille (33) mit etwa quadratischem Querschnitt und abgerundeten Ecken ist in den Schaft (29) etwa in der Mitte von dessen Länge eingeschnitten.
Die torusförmigen Dichtungen (34 und 35) liegen in den Rillen (27 bzw. 33) der Mutter (2).
Der in den Fig. 4 und 5 gezeigte Ring (3) ist ein Umdrehungskörper mit der Achse (X-X) und besteht aus Metall. Er wird durch zwei ebene, zur Achse (X-X) senkrechte Endflächen (36 und 37) begrenzt. Ein Durchgang (39), in welchen kreisförmige Halteklauen (40) hineinragen, geht durch den ganzen Ring (3) hindurch. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel gibt es drei gleichartige, in gleichen Abständen angeordnete Klauen (40). Sie werden einerseits durch eine ebene, zur Achse (X-X) senkrechte Fläche, andererseits durch eine konische Räche mit der Achse (X-X), die zur Endfläche (37) konvergiert, begrenzt. Der von der Spitze der Klauen (40) bestimmte Durchmesser ist größer als der Außendurchmesser des zu verbindenden Rohres (T).
Die Außenfläche des Ringes (3) enthält zwischen der Endfläche (36) und der Endfläche (37) der Reihe nach einen ersten zylindrischen Teil (43) mit dem Durchmesser (D5), der sich etwa über die Hälfte der Länge des Ringes (3) erstreckt, eine konvergente konische Fläche (44), einen zweiten zylindrischen Teil (45) mit dem Durchmesser (D6), der kleiner ist als (D5), eine divergente konische Fläche (46), einen dritten zylindrischen Teil (47) von geringer Länge mit dem Durchmesser (D7), der größer als (D6) und kleiner als (D5) ist, sowie eine divergente konische Fläche (48) mit der gleichen Konizität wie die der Fläche (44).
Die konischen Flächen (44 und 48) des Ringes (3) haben die gleiche Konizität wie die konischen Bohrungen (19 und 23) des Durchganges (18) der Mutter (2).
Der Durchmesser (D7) des zylindrischen Teiles (47) des Ringes (3) ist größer als die Innendurchmesser (Dl, D2, D3) der zylindrischen Bohrungen (20, 21 und 23) des Durchgangs (18) der Mutter (2). Der Durchmesser (D5) des zylindrischen Teiles (43) des Ringes (3) ist größer als der Innendurchmesser (Dl) der zylindrischen Bohrung (18) der Mutter (2). Außerdem sind die Unterschiede der Durchmesser (D7 und D3) einerseits und (D5 und Dl) andererseits gleich (D7-D3-D5-D1).
Vor dem Einbau der Verbindung werden die Mutter (2) und der Ring (3) zusammengesetzt. Zu diesem Behufe wird der Ring (3) zusammengedrückt, um die den Längsschlitz (38) begrenzenden parallelen Flächen einander zu nähern und den Durchmesser (D7) des zylindrischen Teiles (47) des Ringes (3) kleiner zu machen als die Durchmesser (Dl und D2) der zylindrischen Bohrungen (20 und 21) der Mutter (2). Man kann dann das Ende des Durchmessers (D7) des Ringes (3) in das Ende des Durchmessers (Dl) der Mutter (2) einführen, derart, daß die zylindrischen Teile (45 und 47) des Ringes (3) und die zylindrischen Bohrungen (20 und 21) der Mutter (2) zur Deckung kommen.
Wird der auf den Ring (3) zu dessen Zusammendrückung ausgeübte Druck aufgehoben, sucht jener auf Grund seiner Elastizität den ursprünglichen Durchmesser wieder einzunehmen, wobei er von der Mutter (2) festgehalten wird, denn der Durchmesser (D7) des zylindrischen Teiles (47) des Ringes (3) ist größer als der Durchmesser (Dl) der zylindrischen Bohrung der Mutter (2). Der von den Spitzen der Klauen (40) begrenzte Durchmesser ist etwas größer als der Außendurchmesser des zu verbindenden Rohres (T). Die Mutter (2) und der Ring (3) bilden so eine Einheit Mutter-Ring (2-3) mit den Dichtungen (34 und 35). Diese in der Fig. 6 gezeigte Einheit ist fest zusammengefügt und kann nicht durch eine Zugkraft getrennt werden, die den Ring (3) von der Mutter (2) abzuziehen sucht, da die konische Fläche (46) des Ringes (3) an der Schulter (22) des Durchganges (18) der Mutter (2) anliegt.
Die Montage dieser Verbindung (s. Fig. 7) geschieht wie folgt: Die Einheit Mutter-Ring (2-3) wird mit dem -3-
AT 394 259 B
Ring voran in den Durchgang (5) des Körpers (1) eingesetzt und einige Gewindegänge des Gewindes (32) der Mutter (2) werden mit dem Innengewinde (12) des Körpers (1) in Eingriff gebracht Das Rohr (T), dessen Ende vorher abgeschrägt wurde, wird in den Durchgang (18) der Mutter (2) und dann in den Durchgang (39) des Ringes (3) eingeführt bis sein Ende an die Schulter (10) des Körpers (1) anstößt. Hierauf wird die Mutter (2) in den Körper (1) eingeschraubt, was eine axiale Verschiebung der Einheit Mutter-Ring (2-3) bewirkt, bis die Endfläche (36) des Ringes (3) an die Schulter (11) des Körpers (1) anschlägt Es bewegt sich also nur mehr die Mutter (2) axial weiter und während ihres Fortschreitens erfolgt unter der Wirkung der konischen Bohrungen (19 und 23), die sich an die entsprechenden konischen Flächen (44 und 48) des Ringes (3) andrücken, ein Zusammendrücken des Ringes (3) in sich infolge seines Längsschlitzes (38), wodurch ein Eindringen der Klauen (40) in die Außenfläche des Rohres (T) hervorgerufen wird. Das Einschrauben der Mutter (2) geht solange vor sich bis ihre Außenschulter (31) an das Ende des Teiles (16) des Körpers (1) anstößt. Während der Montage der Verbindung stehen die zylindrischen Bohrungen (20 und 24) der Mutter (2) mit den zylindrischen Flächen (43 und 47) des Ringes (3) in Berührung. Die fertige Verbindung ist in Fig. 1 gezeigt
Das Entfernen der Verbindung geschieht einfach durch Losschrauben der Mutter (2). Sobald diese genügend zurückgeschraubt ist, lösen sich die zylindrischen Bohrungen (20 und 24) der Mutter (2) von den entsprechenden zylindrischen Bohrungen (43 und 47) des Ringes (3), der infolge seiner Elastizität seine ursprüngliche Form wieder annimmt sodaß die Verbindung von neuem verwendet werden kann.
Die Verbindung gemäß der Erfindung wird besonders beim Anschluß eines Rohres aus synthetischem Material mit einem Abzweigventil verwendet, das auf einer Wasserzuleitung sitzt. Die Verbindung ist am Ventil mittels des zylindrischen Gewindeteiles (13) des Körpers (1) befestigt. Die Verbindung kann auch zum Verbinden zweier Rohre aus synthetischem Material verwendet werden, wie in Fig. 8 dargestellt. In diesem Fall besteht sie aus einem Körper (50), der zu einer zentralen Schulter (49) symmetrisch ist, an welche beiderseits die zu verbindenden Rohrenden anstoßen, sowie aus zwei Mutter-Ring-Einheiten (2-3).
Wenn das zu verbindende Rohr aus weichem synthetischen Material besteht, wird darin ein Innenring eingesetzt, um ihm eine genügende Steifigkeit zu verleihen und ein Eingreifen der Klauen (40) in seine Oberfläche zu erlauben.
Die erfindungsgemäße Verbindung zeigt folgende Vorteile: - Obwohl die Verbindung aus fünf Elementen besteht, nämlich einem Körper, einer Mutter, einem Ring und zwei Dichtungen, erfordert sie zum Zusammenbau nur zwei Teile: den Körper und die Mutter-Ring-Einheit mit ihren Dichtungen; dieser Vorteil tritt zutage, wenn es darum geht, ein Rohr mit einem Abzweigventil zu verbinden, das auf einer unterirdischen Rohrleitung sitzt, da dann der Zusammenbau in einer Baugrube stattfindet; - Es besteht keine Gefahr eines Irrtums beim Einbau der Verbindung, da die bereits fabriksmäßig zusammengebaute Mutter-Ring-Einheit nur auf eine einzige Art in den Körper der Verbindung eingesetzt werden kann; - Die zwei konischen Bohrungen (19 und 23) der Mutter (2) und die zwei zugehörigen Flächen (44 und 48) des Ringes (3), welche zwei zusammenwirkende Rampen bilden, gewähren ein zylindrisches, jedoch nicht konisches Verschrauben des Ringes mit dem Rohr, wodurch beim Einschrauben der Mutter in den Körper das Anzugsmoment konstant bleibt; - Die Unterschiede der Durchmesser (D7-D3) einerseits und (D5-D1) andererseits sind gleich, die Klemmung des Ringes auf dem Rohr ist über seine ganze Länge gleichförmig, was ein gleichmäßiges Eindringen aller Klauen in die Oberfläche des Rohres gewährleistet; - Während des Einschraubens der Mutter (2) in den Körper (1) wird das Rohr nicht verdreht, denn der mit dem Rohr in Berührung stehende Ring (3) führt keine Drehbewegung aus, da er an einer Schulter des Körpers anliegt; - Die Klauen des Ringes beginnen erst in die Rohroberfläche einzudringen, sobald diese durch das Andrücken an die Schulter (11) des Körpers axial unbeweglich ist, was jede axiale Relativbewegung zwischen Ring und Rohr verhindert und damit auch ein mögliches Abschälen des Rohres; - Das Ende des Einschraubens der Mutter ist deutlich erkennbar, denn es wird durch das Anstoßen des Sechskantflansches (30) an das Körperende bestimmt; - Die konische Bohrung (28) der Mutter macht das zu verbindende Rohr wieder rund, da es während seiner Lagerung auf einer Trommel verformt sein kann. -4-
Claims (11)
- AT 394 259 B PATENTANSPRÜCHE 1. Rohrverbindung, insbesondere für Rohre aus synthetischem Material, bestehend aus einem Körper, der einen Durchgang mit einem Innengewinde hat, einer Mutter, die ebenfalls einen Durchgang hat und am Ende einen Sechskantflansch und ein Außengewinde besitzt, das sich in das Innengewinde des Körpers einschrauben läßt, einem Ring, der mit einem Längsschlitz radial nach innen verformbar ist und einen Durchgang hat, der vor dem Zusammenbau der Verbindung in der Mutter festgehalten wird, indem eines seiner Enden in das Ende des Durchgangs der Mutter gegenüber dem Flansch eingreift, um eine Einheit Mutter-Ring zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rohrverbindungsherstellung die Mutter (2) in den Körper (1) eingeschraubt wird, wobei primär die Endfläche (36) des Ringes (3) an die Schulter (11) des Körpers (1) gepreßt wird, und durch weiteres Einschrauben der Mutter (2) in den Körper (1) wird der Ring (3) in das Innere der Mutter (2) geschoben, wobei die an der Außenseite des Ringes (3) angeordneten zylindrischen Flächen (43, 47) mit dem Durchgang (18) der Mutter (2) vorhandenen zylindrischen Bohrungen (20,24) in Wirkverbindung gelangen,
- 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchgang (5) des Körpers (1) mit der Achse (X-X) zwei zur Achse (X-X) senkrechte Schultern (10,11) angeordnet sind, an welche das Ende des zu verbindenden Rohres (T) bzw. die Endfläche (36) des Ringes (3) zu liegen kommen.
- 3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Mutter (2) mit der Achse (X-X) einen zylindrischen Schaft (29) besitzt, an dessen Oberfläche ein Außengewinde (32) und eine Nut (33) angeordnet sind, wobei in letzterer eine torusförmige Dichtung (35) liegt, die an einer im Durchgang (5) des Körpers (1) befindlichen zylindrischen Bohrung (8) anliegt.
- 4. Verbindung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (18) der Mutter (2) , ausgehend von der dem Flansch (30) gegenüberliegenden Endringfläche (17), der Reihe nach folgende Abschnitte aufweist: eine konvergente konische Bohrung (19), eine zylindrische Bohrung (20) mit dem Durchmesser (Dl), eine an die Bohrung (20) über eine radiale Schulter (22) angeschlossene zylindrische Bohrung (21) mit dem Durchmesser (D2), der größer ist als (Dl), eine konvergente konische Bohrung (23), eine zylindrische Bohrung (24) mit dem Durchmesser (D3), der kleiner ist als (Dl), eine zylindrische Bohrung (25) mit dem Durchmesser (D4), der kleiner als (D3) und etwas größer ist als der Außendurchmesser des zu verbindenden Rohres (T), sowie eine divergente konische Bohrung (28).
- 5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberfläche der zylindrischen Bohrung (25) des Durchgangs (18) der Mutter (2) eine konische Nut (27) angebracht ist, die zur Endringfläche (17) divergiert und in welcher eine torusförmige Dichtung (34) liegt.
- 6. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchgang (39) des Ringes (3) wie an sich bekannt gleichartige ringförmige Klauen (40) angeordnet sind, deren Innendurchmesser etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des zu verbindenden Rohres (T) und die einerseits durch die ebenen, radialen, zur (X-X)-Achse senkrechten Flächen (41), andererseits durch die konischen Flächen (42) begrenzt sind, die zur Endfläche (37) des Ringes (3) konvergieren.
- 7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Ringes (3) von der Fläche (36) zur Fläche (37) hin der Reihe nach folgende Abschnitte aufweist: einen ersten zylindrischen Teil (43) mit dem Durchmesser (D5), eine konvergierende konische Fläche (44), einen zweiten zylindrischen Teil (45) mit dem Durchmesser (D6), der kleiner ist als (D5), eine divergierende konische Fläche (46), einen mit der Endfläche (37) durch eine konvergierende konische Fläche (48) von der gleichen Konizität wie die der Fläche (44) verbundenen dritten zylindrischen Teil (47) mit dem Durchmesser (D7), der kleiner als (D5) und größer als (D6) ist.
- 8. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Flächen (44, 48) des Ringes (3) nach der gleichen Richtung konvergieren wie die Bohrungen (19, 23) der Mutter (2) und den gleichen Spitzenwinkel haben, wobei dieser zwischen 20 und 45° liegt und vorzugsweise 30° beträgt. -5- AT 394 259 B
- 9. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D7) des zylindrischen Teiles (47) des Ringes (3) größer ist als die entsprechenden Durchmesser (Dl, D2, D3) der zylindrischen Bohrungen (20, 21, 24) des Durchganges (18) der Mutter (2).
- 10. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D5) des zylindrischen Teiles (43) des Ringes (3) größer ist als der Durchmesser (Dl) der zylindrischen Bohrung (20) des Durchganges (18) der Mutter (2).
- 11. Verbindung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschiede der Durch-10 messer (D7-D3) einerseits gleich sind jenen der Durchmesser (D5-D1) andererseits. 15 Hiezu 6 Blatt Zeichnungen -6-
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