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Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Zur Absicherung vor Beschädigungen werden Datenleitungen, Kabel etc. vielfach in Schutzrohren verlegt, wobei an den Stossstellen die Schutzrohre mit entsprechenden Verbindungseinrichtungen zur Bildung eines durchgehenden Rohrstranges lösbar gekuppelt werden. Derartige Verbindungseinrichtungen sind von Druckleitungen für ein strömendes Medium, z. B. Gas, Luft, Wasser etc. bekannt und diese sind infolge des üblicherweise hohen Druckes des Mediums entsprechend aufwendig konzipiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Verbindungseinrichtung zu schaffen, die eine verlässliche Abdichtung sowohl gegen das Eindringen von Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit wie auch eines inneren Überdruckes gewährleistet und kostengünstig zu fertigen ist.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 wiedergegebenen Merkmale erreicht. Der überraschende Vorteil dabei ist, dass eine exakte Positionsabsicherung bei der Montage der zusammenwirkenden Bauteile erreicht wird und damit die Dichtwirkung, aber auch eine einwandfreie konzentrische Ausrichtung für eine störungsfreie Installation der von den Schutzrohren aufzunehmenden Datenleitungen gegeben ist.
Vorteilhafte Ausbildungen sind weiters in den Ansprüchen 2 bis 4 beschrieben, wodurch die Verbindungseinrichtung an unterschiedliche Anforderungen entsprechend angepasst werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung beschreibt der Anspruch 5, weil dadurch die Anzahl der erforderlichen Einzelteile reduziert werden kann, wodurch sich Kostenersparungen durch verringerte Lagerhaltung, aber auch durch die vereinfachte Montage ergeben und darüber hinaus etwaige Fehlermöglichkeiten bei der Montage vermieden werden.
Gemäss der vorteilhaften Ausbildung, wie im Anspruch 6 beschrieben, werden die Haltekräfte in der Verbindungseinrichtung zur Erzielung bester Dichtwirkung minimiert.
Es sind aber auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 7 und 8 vorteilhaft, wodurch die Anwendung handelsüblicher und damit kostengünstiger Dichtelemente erreicht wird.
Die Fertigung vereinfachende Ausbildungen sind in den Ansprüchen 9 und 10 gekennzeichnet, da derartige Nuten zur Aufnahme der Dichtelemente leicht zu realisierende Lösungen darstellen.
Durch die vorteilhaften Weiterbildungen, wie in den Ansprüchen 11 bis 15 beschrieben, lassen sich unterschiedliche, den jeweiligen Einsatzbedingungen anpassbare Kupplungsanordnungen ausbilden.
Es ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 16 vorteilhaft, wodurch besonders hohe Haltekräfte für eine lösbare Kupplungsanordnung erreicht werden.
Gemäss der Weiterbildung, wie im Anspruch 17 beschrieben, besteht auch die Möglichkeit, eine derartige Verbindungseinrichtung unlösbar zu gestalten.
Im Anspruch 18 wird eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Kupplungsanordnung gekennzeichnet, durch die hohe Haltekräfte erreicht werden und durch die Verwendung unabhängiger Haltefedern die Werkzeuge zur Herstellung der bevorzugt im Kunststoff-Spritzverfahren hergestellten Teile vereinfacht und damit diese kostengünstiger werden.
Gemäss der weiteren vorteilhaften Ausbildung, wie in den Ansprüchen 19 bis 21 beschrieben, können die auf derartige Rohrstränge einwirkenden Zugbelastungen, ohne dass eine unbeabsichtigte Trennung der Verbindung eintritt, aufgenommen werden.
Möglich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 22, wodurch eine exakte mittige Anordnung der Verbindungseinrichtung über der Stossstelle von zu verbindenden Rohren erreicht wird.
Schliesslich sind aber auch die Ausbildungen nach den Ansprüchen 23 bis 25 vorteilhaft, wo- durch die die Verbindungseinrichtung bildenden Einzelelemente kostengünstig in Grossserienfertigung herstellbar sind.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieie näher erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 die erfindungsgemässe Verbindungseinrichtung, geschnitten gemäss den Linien i-i in
Fig. 2 ;
Fig. 2 die Verbindungseinrichtung, geschnitten gemäss den Linien 11-11 in Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Verbindungseinrichtung für
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eine mögliche lösbare Ausbildung ;
Fig. 4 eine andere Ausbildung einer erfindungsgemässen Verbindungseinrichtung, ge- schnitten ;
Fig. 5 eine weitere Ausbildung einer erfindungsgemässen Verbindungseinrichtung, ge- schnitten.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Verbindungseinrichtung 1 für im Bereich einer Stossstelle 2 koaxial gegenüberliegend zu verbindenden Rohrenden 3,4 von Schutzrohren 5,6 gezeigt. Derartige Schutzrohre 5,6 werden zur Herstellung eines Rohrleitungsstranges 7 mittels der Verbindungseinrichtung 1 gekuppelt, um innerhalb dieses Rohrleitungsstranges 7 insbesondere Datenleitungen, Lichtleiter, hochempfindliche Kabel geschützt aufzunehmen.
Die Verbindungseinrichtung 1 nimmt dabei die Schutzrohre 5,6 an den Rohrenden 3, 4 auf und verbindet diese dauerhaft gegen axial auftretende Zugkräfte und verhindert das Eindringen von Staub, Schmutz und Feuchtigkeit und bietet auch eine Abdichtung zum vorübergehenden Aufbau eines Überdruckes im Rohrleitungstrang 7, wobei der Überdruck zum sogenannten Einschiessen von Datenleitungen 8 vorübergehend im Inneren des Rohrleitungsstranges 7 hergestellt wird.
Die Verbindungseinrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem in etwa rohrförmigen Mittelteil 9, der die Rohrenden 3,4 koaxial umfasst. In etwa im Mittel einer in Richtung einer Längsmittelachse 10 verlaufenden Länge 11 sind bereichsweise einen Innendurchmesser 12 in Richtung der Längsmittelachse überragende wulstförmige Vorsprünge 13, die einen Rohranschlag 14 für Stirnflächen 15 der Rohrenden 3, 4 ausbilden, angeordnet, wobei ein freier Durchmesser 16 geringfügig grösser ist als ein innerer Durchmesser 17 der Schutzrohre 5,6. Der Innendurchmesser 12 des Mittelteils 9 ist geringfügig grösser als ein Aussendurchmesser 18 der Schutzrohre 5,6.
Weiters werden die Rohrenden 3,4 von Verbindungsmuffen 19,20 umfasst, die den Mittelteil 9 an einem äusseren Umfang 21 umfassen und in Richtung einer auf die Längsmittelachse 10 senkrecht angeordneten Querebene 22 etwa um die halbe Länge 11 des Mittelteils 9 überlappen. Ein Überlappungsbereich 23 zwischen den Verbindungsmuffen 19,20 und dem Mittelteil 9 ist dabei so ausgebildet, dass benachbart zu Stirnendbereichen 24,25 des Mittelteils 9 ein äusserer Durchmesser 26 des Mittelteils 9 in etwa gleich ist einem inneren Durchmesser 27 der Verbindungsmuffen 19,20. In einem weiteren, der Querebene 22 zugewandten Bereich weisen die Verbindungsmuffen 19,20 einen inneren Durchmesser 28 auf, der grösser ist als der äussere Durchmesser 26 des Mittelteils 9.
In diesem Bereich sind in bezug auf die Längsmittelachse 10 diametral gegenüberliegende, den äusseren Durchmesser 27 überragende Rastnasen 29 in bezug auf die Querebene 22 symmetrisch gegenüberliegend am Mittelteil 9 angeordnet, insbesondere einstükkig angeformt.
Diese bilden mit in den Verbindungsmuffen 19,20 vorgesehenen Durchbrüchen 30 Aufnahmen 31 für die Rastnasen 29 und insgesamt eine bevorzugt nicht lösbare Rastverbindung 32 zur Fixierung der Verbindungsmuffen 19,20 mit dem Mittelteil 9. Die Rastnasen 29 bilden dabei eine in Richtung der Querebene 22 winkelig ansteigend verlaufende Einführfläche 33 und weiters eine parallel zur Querebene 22 verlaufende Rückhaltefläche 34 aus, an der im verrasteten Zustand die Verbindungsmuffen 19,20 in den Durchbrüchen 30 in einem Teilbereich einer Wanddicke 35 abgestützt sind.
Eine Höhe 36 der Rastnasen 29 entspricht in etwa der Wanddicke 35, wobei zu berücksichtigen ist, dass im Bereich der Rastnasen 29 der innere Durchmesser 28 der Verbindungsmuffen 19, 20 kleiner ist als der äussere Durchmesser 27 des Mittelteils 9 und damit ein umlaufender Spalt zwischen dem Mittelteil 9 und den Verbindungsmuffen 19,20 besteht.
Wie der Fig. 2 besser zu entnehmen, sind zur Erhöhung der Haltekräfte der Rastverbindung 32 am Umfang des Mittelteils 9 paarweise Rastnasen 29 angeordnet, wobei jeder Rastnase 29 eine
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Aufnahme 31 zugeordnet ist. Die Verbindungseinrichtung 1 ist jedoch nicht auf diese Anzahl von Rastnasen 29 eingeschränkt. Es sind weiters Ausbildungen mit einer grösseren Anzahl von Rastnasen 29 möglich die z. B. gleichmässig über den Umfang des Mittelteils 9 verteilt sind. Derartige Ausbildungen sind insbesondere bei grösseren Abmessungen von Verbindungseinrichtungen 1 zweckmässig.
Im Überlappungsbereich 23 zwischen dem Mittelteil 9 und den Verbindungsmuffen 19,20 sind in den Stirnendbereichen 24,25 nutförmige Vertiefungen 37 im Mittelteil 9 angeordnet, in denen elastisch verformbare ringförmige Dichtelemente 38, z. B. O-Ringe 39, eingelegt und in den nutförmigen Vertiefungen 37 in axialer Richtung bewegungsfest gehaltert sind. Diese Dichtelemente 38 bilden damit eine Dichtanordnung 40 zur Verhinderung des Eindringens von Staub, Schmutz, Feuchtigkeit aus wie auch eine Abdichtung für einen inneren Überdruck im Rohrleitungsstrang 7 erreicht wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine weitere Dichtanordnung 41 durch sogenannte Lippendichtringe 42 gebildet, die die Rohrenden 3, 4 umfassend und mit Dichtlippen 43 an einer äusseren Oberfläche 44 der Rohrenden 3,4 dichtend anliegen und unmittelbar an den Stirnendbereichen 24,25 des Mittelteils 9 anliegen und einen ringförmigen Zwischenraum 45 zwischen der Oberflache 44 der Rohrenden 3,4 und einer inneren Oberfläche 46 der Verbindungsmuffen 19, 20 überbrücken. Eine äussere Umfangsfläche 47 der Lippendichtringe 42 liegt dabei dichtend an der inneren Oberfläche 46 der Verbindungsmuffen 19,20 an. In weiteren, von der Querebene 22 distanzierten Endbereichen 48 verläuft die innere Oberfläche 46 der Verbindungsmuffen 19,20 entsprechend einer sich verjüngenden Kegelmantelfläche, wodurch der Zwischenraum 45 konisch verjüngend ausgebildet ist.
In diesem Bereich sind ringförmige Rückhalteelemente 49 die Rohrenden 3,4 umfassend angeordnet, die bevorzugt zur leichteren Aufbringung auf die Rohrenden 3, 4 geschlitzt ausgebildet sind und an einer den Rohrenden 3, 4 zugewandten inneren Oberfläche mit hakenoder gewindeförmigen Vorsprüngen versehen sind.
Eine äussere Oberfläche 50 der Rückhalteelemente 48 ist nach einer bevorzugten Ausführung ballig bzw. in Form der Oberfläche einer Kugelkalotte ausgebildet wodurch bei Auftreten einer axialen Kraft in Richtung eines Pfeiles 51 eine Presskraft der Rückhalteelemente 48 auf die Rohrenden 3, 4 in Richtung der Längsmittelachse 10, also in radialer Richtung auftritt und sich die Vorsprünge in die äussere Oberfläche 44 der Rohrenden 3,4 einpressen und damit hohe Axialkräfte, ohne dass es zu einem Ausziehen der Rohrenden 3, 4 aus der Verbindungseinrichtung 1 kommt, aufgenommen werden. Bedingt durch die ballige Oberflächenausbildung kommt es nur zu einer Linienberührung zwischen den Rückhalteelementen 48 und den Verbindungsmuffen 19,20 und damit zu einer Reibungsverminderung und zu einer verbesserten Spannwirkung.
Die durch die Lippendichtringe 42 gebildete Dichtanordnung 41 gewährleistet eine einwandfreie Abdichtung eines im Inneren des Rohrleitungsstranges 7 erzeugten Überdruckes gegenüber dem Umgebungsdruck, da beim Auftreten einer Druckbelastung - gemäss Pfeil 52 - auf die Dichtlippe 43 diese an die äussere Oberfläche 44 der Rohrenden 3, 4 angepresst wird.
Damit ist ein gesichertes Montageverfahren für das Einziehen der Datenleitung 8 etc. möglich, bei dem im Rohrleitungsstrang 7 ein Überdruck angelegt wird.
In der Flg. 3 ist vereinfacht eine Ausbildung und an dieser ein Lösevorgang für eine mit einer lösbaren Rastverbindung 32 versehenen Verbindungseinrichtung 1 gezeigt, wobei zur verständlichen Erläuterung eine Ausführung gewählt wurde, bei der der Mittelteil 9 diametral gegenüberliegend jeweils nur mit einer Rastnase 29 versehen ist. Wie in vollen Linien dargestellt, umfasst die in
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Eingriff mit den Aufnahmen 31 steht. Durch die Differenz des inneren Durchmessers 28 der Verbindungsmuffe 19 und des äusseren Durchmessers 26 des Mittelteils 9 besteht ein umlaufender Ringspalt 53.
Wird im Überlappungsbereich 23 auf die Verbindungsmuffe 19 in etwa rechtwinkelig zu einer die Rastnase 29 und Aufnahmen 31 aufnehmenden Längssymmetrieebene 54 eine Kraft gemäss aufeinander zuweisender Pfeile 55 ausgeübt, bildet sich eine ovale Querschnittsform der Verbindungsmuffe 19 im Überlappungsbereich 23 aus, wie dies in strichlierten Linien gezeigt ist.
Der Ringspalt 53 ist in Abhängigkeit der Höhe 36 der Rastnasen nunmehr dermassen ausgelegt, dass durch die Annahme einer ovalen Qjerschnittsform die Rastnase 29 ausser Eingriff mit den Aufnahmen 31 kommen. Damit kann die Verbindungsmuffe 19 ohne Verwendung von Lösewerk-
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zeugen vom Mittelteil 9 abgezogen und damit die Rastverbindung 32 gelöst und nach dieser Ausführungsvariante die Verbindungseinrichtung 1 getrennt werden.
An dieser Stelle sei weiters darauf hingewiesen, dass die Rastverbindung 32 auch in einer umgekehrten Anordnung - bei der die Rastnasen 29 in den Verbindungsmuffen 19,20 nach innen ragend angeordnet sind und entsprechende Aufnahmen in Form von Vertiefungen im Mittelteil 9 vorhanden sind - realisiert werden kann.
In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführung der Verbindungseinrichtung 1 gezeigt. In der Beschreibung werden die bereits in den vorhergehenden Fig. verwendeten Begriffe und Bezugszeichen für gleiche Bauteile weiter verwendet.
Nach dieser Ausbildung ist jedem Stirnendbereich 24,25 des Mittelteils 9 zugeordnet ein mit dem Mittelteil 9 bewegungsfest verbundenes Dichtelement 56 angeordnet. Diese Dichtelemente 56
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des Mittelteils 9 höhere Elastizität aufweist und eine innere Dichtlippe 57 und eine äussere Dichtlippe 58 ausbildet. Im montierten Zustand, bei dem die Rohrenden 3,4 in den Mittelteil 9 eingeführt und die Verbindungsmuffen 19,20 mit dem Mittelteil 9 verrastet sind, liegt die innere Dichtlippe 57 dichtend an der Oberfläche 44 der Rohrenden 3,4 an und die äussere Dichtlippe 58 liegt dichtend an der inneren Oberfläche 46 der Verbindungsmuffen 19,20 an.
Anstelle der beschriebenen Ausführungsform, bei der das Dichtelement 55 am Mittelteil 9 81- geformt ist, kann selbstverständlich auch ein in dieser speziellen Querschnittsform ausgebildetes Dichtelement vorgefertigt sein, das im Stirnendbereich 24,25 am Mittelteil 9 befestigt, z. B. angeklebt oder angeschweisst ist.
In der Fig. 5 ist eine weitere Ausführung der Verbindungseinrichtung 1 gezeigt. In der Beschreibung werden die bereits in den vorhergehenden Fig. verwendeten Begriffe und Bezugszeichen für gleiche Bauteile weiter verwendet.
Nach dieser Ausführung ist der Mittelteil 9 mit einer in bezug auf die Querebene 22 gegengleich verlaufenden kegelstumpfförmigen äusseren Anlagefläche 59, die sich konisch verjüngend in Richtung der Stirnendbereiche 24,25 erstreckt, ausgebildet. Die Verbindungsmuffen 19,20 weisen eine gegengleich geneigte Anlagefläche 60 auf, wodurch sich eine formschlüssige Verbindung ergibt. Die Rastverbindung 32 - nach dieser Ausführung auch in Art einer lösbaren Verbindung - zwischen den den Mittelteil 9 im Überlappungsbereich 23 umfassenden Verbindungsmuffen 19,20 bildet im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schnapp-Federverbindung 61 mittels einer in etwa Uförmig ausgebildeten Blatt- oder Drahtfeder 62 aus, die mit Schenkeln 63,64 in entsprechende Aufnahmen 65,66 der Verbindungsmuffen 19,20 eingreift und diese spielfrei am Mittelteil 9 haltert.
Selbstverständlich ist es möglich, über den Umfang verteilt mehrere derartige SchnappFederverbindungen 61 vorzusehen, wobei ein leichtes Lösen der Verbindung gegeben ist.
Die Stirnendbereiche 24,25 des Mittelteils 9 sind wulstförmig geformt und mit den Dichtelementen 56 versehen. Diese Dichtelemente 56 sind durch eine formschlüssige Gestaltung an die Stirnendbereiche 24,25 angepasst und so mit dem Mittelteil 9 in Richtung der Längsmittelachse 10 bewegungsfest gekuppelt. Die Dichtelemente 56 weisen dazu einen etwa Förmigen Querschnitt auf und umfassen die Stirnendbereiche 24,25 und stellen eine Abdichtung zwischen der äusseren Oberfläche 44 der Rohrenden 3,4 und der inneren Oberfläche 46 der Verbindungsmuffen 19,20 her, wobei insbesondere der der äusseren Oberfläche 44 der Rohrenden 3,4 zugewandte Bereich der Dichtelemente 56 in Form einer Dichtlippe ausgebildet ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die die Verbindungseinrichtung 1 bildenden Einzelteile, wie z. B. der Mittelteil 9, Verbindungsmuffen 19,20 und Rückhalteelemente 48, bevorzugt aus Thermoplast-, Duroplastmaterial etc. insbesondere als Spritzteile, gebildet. Die Dichtelemente sind bevorzugt aus elastomeren Material gebildet, wobei diese aus einem Material mit zum Material des Mittelteils 9 und der Verbindungsmuffen 19,20 unterschiedlichem Material, insbesondere mit geringerer Shorehärte, bestehen.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis der Verbindungseinrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrö- ssert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
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Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2 ; 3 ; 4 ; 5 gezeigten Ausführungen und Massnahmen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
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