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Die Erfindung bezieht sich auf en Formstück zur Führung eines Strömungsmediums, insbesondere für Wasserleitungsinstallationen, bestehend aus einem hohlen Formkörper aus Kunststoff und aus wenigstens einem in den Formkörper eingegossenen Kunststoffeinsatz mit einem Innengewinde.
Um beispielsweise eine Armatur mit einer Wasserleitung aus Kunststoffrohren zu verbinden, werden Formstücke verwendet, die aus einem Formkörper aus Kunststoff mit einem eingegossenen Metalleinsatz für ein Innengewinde bestehen, so dass einerseits die Kunststoffrohre mit dem Formkörper verschweisst und anderseits die Armatur mit dem Formstück verschraubt werden kann.
Der Metalleinsatz, üblicherweise ein Messingteil, ist zwar aufgrund seiner Festigkeit geeignet, die beim Einschrauben eines Gewindeansatzes der Armatur zufolge einer konischen Gewindeausbildung oder eines Einsatzes von Dichtmitteln im Gewindebereich unter Umständen auftretenden, vergleichsweise grossen radialen Belastungen aufzunehmen, doch bringt die Korrosionsanfälligkeit der dem Leitungswasser ausgesetzten Metalleinsätze die Gefahr von Spannungsrissen mit zunehmender Einsatzdauer mit sich, so dass aufgrund solcher Spannungsrisskorrosionen mit einem Undichtwerden der Schraubverbindungen gerechnet werden muss. Aus diesem Grunde besteht das Bestreben, auch im Bereich des Innengewindes der Formstücke Kunststoff einzusetzen.
Die hiefür geeigneten, hochfesten Kunststoffe machen aber Schwierigkeiten beim Verschweissen mit den weiterführenden Kunststoffrohren, so dass vorgeschlagen wurde, entweder den hohlen Formkörper mit dem Innengewinde aus hochfestem Kunststoff zu fertigen und mit einer Anschlussbuchse aus schweissbarem Kunststoff für die weiterführenden Kunststoffrohre zu versehen (EP 0 611 276 B1) oder in einen Formkörper aus verschweissbarem Kunststoff einen Gewindeeinsatz aus hochfestem Kunststoff einzubetten (EP 0 313 543 B1). In beiden Fällen bringt die Anwendung und Verarbeitung hochfester Kunststoffe einen erhöhten Aufwand mit sich, wobei sich gezeigt hat, dass es kaum möglich ist, zwischen diesen unterschiedlichen Kunststoffen eine dauerhaft dichte Verbindung herzustellen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Formstück zur Führung eines Strömungsmediums, insbesondere für Wasserleitungsinstallationen, der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass unter vergleichsweise einfachen Herstellungsbedingungen für die Formstücke mit einer dauerhaft dichten Schraubverbindung gerechnet werden kann, ohne Schweissverbindungen mit weiterführenden Kunststoffleitungen zu gefährden.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Kunststoffeinsatz im Bereich des Innengewindes einen ihn umfassenden, zwischen Formkörper und Kunststoffeinsatz gegenüber dem Strömungsmedium eingeschlossenen, metallischen Stützring aufweist.
Da der den Kunststoffeinsatz im Bereich des Innengewindes umfassende, metallische Stützring die radiale Belastung des Kunststoffeinsatzes aufnehmen kann, kann der Kunststoffeinsatz eine entsprechend geringere Festigkeit aufweisen, so dass der sonst mit einem hochfesten Kunststoffeinsatz verbundene Aufwand entfällt. Im Gegensatz zu hochfesten Kunststoffen bringt die Verbindung zwischen dem metallischen Stützring und den üblicherweise für solche Formstücke eingesetzten Kunststoffen keine Dichtungsschwierigkeiten mit sich. Da ausserdem der metallische Stützring gegenüber dem Strömungsmedium abgeschlossen ist, kann die Gefahr von Spannungsrisskorrosionen ausgeschlossen werden.
Mit der erfindungsgemässen Ausbildung solcher Formstücke können somit unter einer Umgehung hochfester Kunststoffe Metallteile zur Ausbildung des Innengewindes durch Kunststoffeinsätze ersetzt werden, ohne eine Überlastung dieser für sich nicht ausreichend festen Kunststoffeinsätze befürchten zu müssen.
Besonders vorteilhafte Verhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn der Kunststoffeinsatz und der Formkörper aus dem gleichen Kunststoff bestehen, weil in diesem Fall im Übergangsbereich vom Kunststoffeinsatz auf den hohlen Formkörper mit gleichen Werkstoffeigenschaften, insbesondere hinsichtlich des Dehnungsverhaltens, gerechnet werden kann. Um trotzdem für den Kunststoffeinsatz höhere Festigkeiten zu erreichen, kann der Kunststoffeinsatz durch pulver- oder faserartige Einlagerungen verstärkt werden.
Zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem metallischen Stützring einerseits und dem Formkörper aus Kunststoff bzw. dem Kunststoffeinsatz anderseits kann der metallische Stützring Umfangsrippen aufweisen. Um nachteilige Einflüsse beispielsweise von Kupferionen auf den Kunststoff des Formkörpers bzw. des Kunststoffeinsatzes, z. B. Polypropylen, beim Einsatz von Stützringen aus Messing zu vermeiden, sind diese Stützringe gegebenenfalls in an sich bekannter
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Weise mit einer Chrom- oder Nickelschicht zu überziehen.
Zur Herstellung von erfindungsgemässen Formstücken kann zunächst der Kunststoffeinsatz mit dem Innengewinde gespritzt werden, wobei vorteilhaft der metallische Stützring Teil der Form ist, so dass der mit dem Stützring der Form entnommene Kunststoffeinsatz als Einlegeteil in das Formwerkzeug für das Formstück eingesetzt und mit Kunststoff umspritzt werden kann. Da der metallische Stützring in diesem Fall vollständig mit Kunststoff umspritzt ist, kann jede Korrosionsgefahr durch das Strömungsmedium ausgeschlossen werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird ein erfindungsgemässes Formstück zur Führung eines Strömungsmediums in einem vereinfachten Axialschnitt gezeigt.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der hohle Formkörper 1 des Formstückes ein Anschlussknie zum Verbinden einer Armatur mit einem Wasserleitungsrohr aus Kunststoff, das in einen muffenartigen Anschlussteil 2 des Formstückes eingesteckt und mit diesem Anschlussstück verschweisst wird. Zum Anschluss einer Armatur od. dgl. ist am anderen Ende des knieförmigen Formkörpers 1 ein Kunststoffeinsatz 3 mit einem Innengewinde 4 vorgesehen. Dieser hülsenförmige Kunststoffeinsatz 3 weist auf der dem Formkörperknie zugewandten Stirnseite axial vorstehende Rippen 5 auf, die eine Verdrehsicherung des Kunststoffeinsatzes 3 innerhalb des Formkörpers 1 sicherstellen. Über Umfangsrippen 6 wird der Kunststoffeinsatz 3 in axialer Richtung festgehalten.
Im Bereich des Innengewindes wird der Kunststoffeinsatz 3 durch einen metallischen Stützring 7 umschlossen, der die beim Einschrauben eines Gewindeansatzes einer Armatur in das Innengewinde 4 auf den Kunststoffeinsatz 3 ausgeübten Radialkräfte aufnimmt, so dass die Festigkeit des Kunststoffeinsatzes 3 hiefür nicht ausgelegt zu werden braucht. Dies bedeutet, dass für den Formkörper 1 und den Kunststoffeinsatz 3 ein gleichartiger oder übereinstimmender Kunststoff eingesetzt werden kann, der eine innige Verbindung zwischen dem Kunststoffeinsatz 3 und dem Formkörper 1 erlaubt.
Damit kann die Dichtheit zwischen dem Kunststoffeinsatz 3 und dem Formkörper 1 gegenüber dem Leitungswasser unabhängig von der Dichtheit der Verbindung zwischen dem metallischen Stützring 7 einerseits und dem Kunststoffeinsatz 3 bzw. dem Formkörper 1 anderseits gewährleistet werden, obwohl sich auch zwischen dem Stützring 7 und den anschlie- ssenden Kunststoffteilen eine gute Dichtung erreichen lässt. Die dichte Verbindung zwischen Kunststoffeinsatz 3 und Formkörper 1 bewahrt den zwischen dem Kunststoffeinsatz 3 und dem Formkörper 1 eingeschlossenen, metallischen Stützring 7 vor einem Korrosionsangriff durch das Leitungswasser, was Spannungsrisskorrosionen ausschliesst und eine dauerhafte Festigkeit des metallischen Stützringes 7 mit sich bringt.
Die Herstellung eines solchen Formstückes ist vergleichsweise einfach, weil zunächst der Kunststoffeinsatz 3 gespritzt werden kann. Der metallische Stützring 7 kann dabei spritztechnisch mit dem Kunststoffeinsatz 3 verbunden, aber auch auf den fertigen Kunststoffeinsatz 3 aufgesteckt werden. Der mit dem Stützring 7 versehene Kunststoffeinsatz 3 wird dann in die Form für den Formkörper 1 eingelegt und mit dem Kunststoff des Formkörpers 1 umspritzt, wobei der metallische Stützring 7 zwischen dem Kunststoffeinsatz 3 und dem Formkörper 1 eingeschlossen wird.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So könnte das Formstück unterschiedliche Gestalt aufweisen, weil es ja lediglich darum geht in den eine Strömungsführung bildenden Formkörper 1 einen Kunststoffeinsatz mit einem hnengewinde vorzusehen. Obwohl sich solche Formstücke insbesondere für Wasserleitungsinstallationen anbieten, ist deren Anwendungsbereich nicht auf dieses Gebiet beschränkt. Erfindungsgemässe Formstücke lassen sich überall dort einsetzen, wo es gilt, Formstücke zur Führung von Strömungsmedien zur Verfügung zu stellen, gegenüber denen metallische Gewindeeinsätze korrosionsanfällig sind.
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The invention relates to a fitting for guiding a flow medium, in particular for water pipe installations, consisting of a hollow molded body made of plastic and at least one plastic insert cast into the molded body and having an internal thread.
For example, to connect a fitting to a water pipe made of plastic pipes, fittings are used that consist of a molded body made of plastic with a cast-in metal insert for an internal thread, so that on the one hand the plastic pipes can be welded to the molded body and on the other hand the fitting can be screwed to the fitting ,
The metal insert, usually a brass part, is suitable due to its strength, which can take on comparatively large radial loads that may occur when screwing in a threaded attachment of the valve due to a conical thread formation or the use of sealants in the thread area, but the susceptibility to corrosion of those exposed to tap water brings Metal inserts increase the risk of stress cracks with increasing service life, so that due to such stress crack corrosion, the screw connections may be expected to leak. For this reason, efforts are being made to use plastic also in the area of the internal thread of the shaped pieces.
However, the suitable, high-strength plastics make it difficult to weld them to the further plastic pipes, so that it has been proposed either to manufacture the hollow molded body with the internal thread from high-strength plastic and to provide it with a weldable plastic connection socket for the further plastic pipes (EP 0 611 276 B1) or to embed a threaded insert made of high-strength plastic in a molded body made of weldable plastic (EP 0 313 543 B1). In both cases, the application and processing of high-strength plastics involves increased effort, whereby it has been shown that it is hardly possible to establish a permanently tight connection between these different plastics.
The invention is therefore based on the object of designing a shaped piece for guiding a flow medium, in particular for water pipe installations, of the type described at the outset in such a way that a comparatively simple manufacturing conditions for the shaped pieces can be expected with a permanently tight screw connection without endangering welded connections with further plastic pipes ,
The invention achieves the stated object in that the plastic insert in the area of the internal thread has a metal support ring which surrounds it and is enclosed between the molded body and the plastic insert with respect to the flow medium.
Since the metallic support ring comprising the plastic insert in the area of the internal thread can absorb the radial load on the plastic insert, the plastic insert can have a correspondingly lower strength, so that the effort otherwise associated with a high-strength plastic insert is eliminated. In contrast to high-strength plastics, the connection between the metallic support ring and the plastics usually used for such shaped pieces does not cause any sealing difficulties. Since the metallic support ring is also sealed off from the flow medium, the risk of stress corrosion cracking can be excluded.
With the formation of such shaped pieces according to the invention, metal parts for forming the internal thread can thus be replaced by plastic inserts, bypassing high-strength plastics, without having to fear an overload of these plastic inserts, which are not sufficiently strong per se.
Particularly advantageous conditions result in this connection if the plastic insert and the molded body consist of the same plastic, because in this case the same material properties, in particular with regard to the expansion behavior, can be expected in the transition area from the plastic insert to the hollow molded body. In order to still achieve higher strengths for the plastic insert, the plastic insert can be reinforced by powder or fiber-like inclusions.
To improve the connection between the metallic support ring on the one hand and the molded body made of plastic or the plastic insert on the other hand, the metallic support ring can have peripheral ribs. To avoid adverse influences, for example of copper ions on the plastic of the molded body or the plastic insert, for. B. polypropylene, to avoid the use of support rings made of brass, these support rings may be in a known manner
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Way with a chrome or nickel layer.
To produce moldings according to the invention, the plastic insert can first be injection-molded with the internal thread, the metallic support ring advantageously being part of the mold, so that the plastic insert removed from the mold with the support ring can be inserted as an insert into the mold for the molding and overmolded with plastic , Since the metallic support ring is completely encapsulated with plastic in this case, any risk of corrosion from the flow medium can be excluded.
The subject matter of the invention is shown in the drawing, for example, namely a shaped piece according to the invention for guiding a flow medium is shown in a simplified axial section.
According to the exemplary embodiment shown, the hollow shaped body 1 of the shaped piece forms a connection knee for connecting an armature to a plastic water pipe, which is inserted into a sleeve-like connecting part 2 of the shaped piece and welded to this connecting piece. A plastic insert 3 with an internal thread 4 is provided at the other end of the knee-shaped molded body 1 for connecting a fitting or the like. This sleeve-shaped plastic insert 3 has axially projecting ribs 5 on the end face facing the molded body knee, which ribs ensure that the plastic insert 3 is secured against rotation within the molded body 1. The plastic insert 3 is held in the axial direction via circumferential ribs 6.
In the area of the internal thread, the plastic insert 3 is enclosed by a metallic support ring 7, which absorbs the radial forces exerted on the plastic insert 3 when a threaded attachment of a fitting is screwed into the internal thread 4, so that the strength of the plastic insert 3 need not be designed for this. This means that a similar or matching plastic can be used for the molded body 1 and the plastic insert 3, which allows an intimate connection between the plastic insert 3 and the molded body 1.
Thus, the tightness between the plastic insert 3 and the molded body 1 against the tap water can be ensured regardless of the tightness of the connection between the metallic support ring 7 on the one hand and the plastic insert 3 or the molded body 1 on the other hand, although there is also between the support ring 7 and the - Sending plastic parts can achieve a good seal. The tight connection between the plastic insert 3 and the molded body 1 prevents the metallic support ring 7 enclosed between the plastic insert 3 and the molded body 1 from being attacked by the tap water, which eliminates stress corrosion cracking and brings about a permanent strength of the metallic support ring 7.
The production of such a shaped piece is comparatively simple, because the plastic insert 3 can first be injection molded. The metallic support ring 7 can be connected to the plastic insert 3 by injection molding, but can also be attached to the finished plastic insert 3. The plastic insert 3 provided with the support ring 7 is then inserted into the mold for the molded body 1 and overmolded with the plastic of the molded body 1, the metallic support ring 7 being enclosed between the plastic insert 3 and the molded body 1.
The invention is of course not limited to the illustrated embodiment.
For example, the shaped piece could have a different shape, because it is only a question of providing a plastic insert with an internal thread in the shaped body 1 forming a flow guide. Although such fittings are particularly suitable for water pipe installations, their scope is not limited to this area. Fittings according to the invention can be used wherever there is a need to provide fittings for guiding flow media, against which metallic thread inserts are susceptible to corrosion.
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