DE10002224C1

DE10002224C1 - Vorrichtung zur Verbindung einer Rohrleitung mit einem Rohrleitungselement mittels Klemm- oder Schneidring

Info

Publication number: DE10002224C1
Application number: DE2000102224
Authority: DE
Inventors: Eberhard Opitz; Falk Hoehne
Original assignee: LINDNER ARMATUREN GmbH
Current assignee: LINDNER ARMATUREN GmbH
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: EP1118434A2; EP1118434A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung einer Rohrleitung mit einem Rohrleitungselement mittels Klemm- oder Schneidring, wobei dem Klemm- oder Schneidring eine Hülse zugeordnet wird, die mit einem Werkzeug radial verdrehbar ist und wobei die Drehbewegung der Hülse in eine, auf den Klemm- oder Schneidring wirkende axiale Bewegung gewandelt wird. Es wird die Aufgabe gelöst, eine solche Vorrichtung zu schaffen, die sowohl ein ausreichendes Anziehen des Spannmittels als auch eine hohe Sicherheit gegen ein zu starkes Anziehen des Spannmittels ermöglicht. Hierfür wird vorgeschlagen, daß am Außenumfang der Hülse (4) eine Antriebsfläche (41) ausgestaltet ist, die von einem Antrieb (54) beaufschlagbar ist, wobei die Antriebsfläche (41) und der zugeordnete Antrieb (54) in Wirkverbindung zueinander winklig angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung einer Rohr leitung mit einem Rohrleitungselement mittels Klemm- oder Schneid ring, wobei dem Klemm- oder Schneidring eine Hülse zugeordnet wird, die mit einem Werkzeug radial verdrehbar ist und wobei durch gleichzeitiges Aufbringen eines Gegendrehmoments am Rohrleitungs element die Drehbewegung der Hülse in eine, auf den Klemm- oder Schneidring wirkende axiale Bewegung gewandelt wird.

Die Verbindung einer Rohrleitung mit einem zugeordneten Bauteil, z. B. mit dem Anschlußstück einer Armatur, kann verschiedenartig ausgeführt werden. In der Sanitär- und Heizungstechnik ist es neben der Anwendung konventioneller Löt- und Schweißverbindungen bekannt, zum Verbinden von Rohrenden hülsenförmige Preßfittings aus Metall zu verwenden. In diese Fittings werden zunächst die beiden zu ver bindenden Rohrenden eingeführt. Danach wird der Fitting mit einem Preßgerät, das z. B. in DE 295 00 338 U1 beschrieben ist, radial derart verpreßt, daß beide Rohrenden bleibend verformt werden. Mit solchen Preßwerkzeugen kann eine dichte und dauerhafte Rohrverbin dung geschaffen werden. Allerdings sind diese Werkzeuge relativ schwer und erfordern einen beträchtlichen freien Bauraum für ihre sachgerechte Handhabung. Außerdem wird die Qualität der Verbindung erheblich von der Sorgfalt des Monteurs bestimmt. Funktionelle Män gel können insbesondere auftreten, sofern ein Rohrende durch Unauf merksamkeit oder schlechte Zugänglichkeit nicht tief genug in den Preßfitting geschoben wird. Solche Fehler können durch Anwendung des Meßgerätes zur Erfassung der Einschubtiefe gemäß DE 93 12 808 U1 weitgehend ausgeschlossen werden. Jedoch verbleibt auch bei dieser Lösung der Nachteil eines schweren Werkzeuges, für dessen sachge rechte Handhabung ein erheblicher freier Bauraum benötigt wird.

Aus der Hydraulik ist es bekannt, Rohrverbindungen mittels Klemm- oder Schneidring zu realisieren. Der Ring wird zunächst in eine Hülse eingelegt, die vorzugsweise als Überwurfmutter mit einer Sechskant-Außenkontur ausgestaltet ist. Durch diese Bauteile wird das Rohr geführt. Das anzuschließende Rohrleitungselement weist in einem ersten Abschnitt ein Außengewinde und in einem zweiten Ab schnitt eine Mehrkant-Außenkontur auf. Für die Montage der Rohrver bindung wird der Sechskant-Außenkontur der Hülse ein erstes Werk zeug (z. B. Maulschlüssel) zugeordnet. Mit diesem Maulschlüssel wird die Hülse gedreht. Gleichzeitig wird ein zweites Werkzeug (z. B. ein weiterer Maulschlüssel) zum Aufbringen eines Gegendrehmoments an der Mehrkant-Außenkontur des Rohrleitungslementes angesetzt. Somit wird der Ring durch die Drehung der Hülse mit einer Kraft in axia ler Richtung beaufschlagt. Durch diese Axialkraft wird der Ring je nach Wirkungsweise entweder auf der Außenseite der zu verbindenden Teile verklemmt oder in die Außenseite eingeschnitten.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung wird überwiegend eine Vormontage in einer Werkstatt durchgeführt, wobei der Klemm- bzw. Schneidring bereits weitgehend in seine endgültige Montagelage ge bracht wird. Die Vormontage kann manuell mittels Schraubstock und Handwerkzeug erfolgen. Zweckmäßig ist allerdings die Anwendung spe zieller Geräte, die z. B. aus DE 38 43 450 A1 oder DE 44 31 112 C1 bekannt sind. Die Geräte erfordern zwar relativ hohe Anschaffungs kosten, ergeben jedoch durch die sachgerechte Vormontage der zu verbindenden Bauteile und durch die Reduzierung der auf der eigent lichen Baustelle benötigten Montagezeit erhebliche Vorteile. Auf der Baustelle ist somit lediglich die Fertigmontage der bereits vormontierten Rohrverbindung notwendig. Hierbei muß der Installa teur noch ein Spannmittel, im allgemeinen die als Überwurfmutter ausgestaltete Hülse, mit einem Werkzeug eine bestimmte Strecke anziehen. Dieser Arbeitsschritt unterliegt allerdings mehreren sub jektiven Einflüssen. Der notwendige Spannweg wird üblicherweise durch die Angabe einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen vorgege ben, die mit einem Maulschlüssel ausgeführt werden sollen. Insbe sondere bei ungenügend freiem Bauraum ist ein häufiges Umstecken des Werkzeuges notwendig, in dessen Folge das exakte Zählen der tatsächlich realisierten Umdrehungen schwierig ist. Weiterhin ist es möglich, daß der Installateur trotz sorgfältiger Kenntnisnahme der vorgegebenen Umdrehungen nicht genügend Kraft aufbringen kann, um das Spannmittel ausreichend anzuziehen. Die Verbindung wird folglich nicht ausreichend fest und dicht. Schließlich ist auch das Aufbringen einer zu großen Kraft durch den Installateur nicht aus zuschließen. Dadurch wird das Spannmittel zu weit angezogen und die Verbindung kann zerstört werden. Kritisch ist in jedem Fall, daß eine unsachgemäße Ausführung der Rohrverbindung erst bei der späte ren Druckbeaufschlagung festgestellt werden kann, wobei die undich te Stelle häufig erst nach einer zumindest mittleren Betriebsdauer erkennbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verbindung einer Rohrleitung mit einem Rohrleitungselement mittels Klemm- oder Schneidring zu schaffen, die sowohl ein ausreichendes Anziehen des Spannmittels als auch eine hohe Sicherheit gegen ein zu starkes Anziehen dieses Spannmittels ermöglicht. Die Qualität der Verbin dung soll insbesondere unabhängig von subjektiven Einflüssen durch den Monteur gewährleistet werden.

Diese Aufgabe wird mit den technischen Merkmalen gemäß Patentan spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2. bis 7. beschrieben.

Durch Anwendung der Erfindung wird es möglich, die bekannten Vor teile von Klemm- und Schneidringsystemen mit einem Adapter zu kom binieren, der einfach zu handhaben ist. Der Adapter gewährleistet auch an schwer zugänglichen bzw. beengten Installationspositionen das Aufbringen eines optimalen Drehmoments auf das Spannmittel. Ein weiterer Vorteil dieser technischen Lösung besteht darin, daß die Qualität der Installation weitgehend unabhängig von subjektiven Einflüssen durch den Monteur ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Einzelteile einer Rohrverbindung in perspektivischer Ansicht

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Adapters mit zugeordneter Hülse

In der Zeichnung ist eine Rohrleitung 1 dargestellt, die mit einem Rohrleitungselement 2 verbunden werden soll. Das Rohrleitungsele ment 2 weist einen Abschnitt 21 auf, der in Montagelage der Rohr leitung 1 zugeordnet wird. Der Abschnitt 21 kann als Stützhülse ausgestaltet werden. Dies ist erforderlich, sofern die Rohrleitung 1 aus weichem Material besteht, z. B. aus Kunststoff oder Weichkup fer. Hingegen kann bei Rohrleitungen 1 aus gezogenem Kupfer oder Stahlrohr auf die Ausgestaltung einer Stützhülse verzichtet werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist am Rohrleitungselement 2 ein Außengewinde 22 ausgestaltet. Die Außenkontur 23 hat beispielsweise eine Mehrkantform. Das Außengewinde 22 und die Mehrkant-Außenkontur 23 können in zwei Abschnitten angeordnet werden, die in axialer Richtung hintereinander liegen. Ebenso können diese Elemente in ei nem gemeinsamen Abschnitt kombiniert werden. Eine solche Variante ist aus der Zeichnung ersichtlich.

Die Verbindung der Rohrleitung 1 mit dem Rohrleitungselement 2 soll mit einem Klemm- oder Schneidring realisiert werden, der als Ring 3 stilisiert ist. Dem Klemm- oder Schneidring 3 wird eine Hülse 4 zu geordnet. Am Außenumfang der Hülse 4 ist eine Antriebsfläche 41 ausgestaltet, die von einem Antrieb 54 beaufschlagbar ist. Die An triebsfläche 41 und der zugeordnete Antrieb 54 sind in Wirkverbin dung zueinander winklig angeordnet und können auf Grundlage ver schiedener Wirkprinzipien zusammenwirken, zum Beispiel als Reibrad trieb, als Kegelradtrieb oder als selbstschneidender Spindeltrieb. Ebenso ist die Ausgestaltung als Schneckentrieb möglich. Eine der artige Konstruktion ist im Ausführungsbeispiel dargestellt und wird nunmehr näher erläutert:

Die Antriebsfläche 41 ist in diesem Beispiel als Zahnkranz 41 aus gestaltet. Die Einzelteile können grundsätzlich auf der Baustelle montiert werden. Vorteilhaft ist jedoch eine Vormontage, bei der das Rohrleitungselement 2 z. B. in einer Werkstatt mit dem Klemm- oder Schneidring 3 und der Hülse 4 vormontiert und als komplette Baugruppe an den eigentlichen Installationsort geliefert wird. Auf der Baustelle ist somit lediglich die Fertigmontage der bereits vormontierten Rohrverbindung notwendig. Der Monteur zieht dabei noch das als Hülse 4 ausgestaltete Spannmittel um eine vorgegebene Strecke an. Der hierbei benutzte Antrieb 54 kann beispielsweise in einem Adapter 5 angeordnet werden.

Der Adapter 5 hat eine gabelförmige Kontur. Am Adapter 5 sind An schlagflächen zur Abstützung der Hülse 4 vorgesehen. Die Anschlagflächen werden unter Beachtung der Kontur der Hülse 4 gestaltet. So kann beispielsweise eine erste Anschlagfläche 51 mit einem Bund 42 der Hülse 4 und eine zweite Anschlagfläche 52 mit der dem Bund 42 entgegengesetzten Stirnfläche 43 der Hülse 4 in Wirkverbindung ge bracht werden. Der Adapter 5 weist ferner einen Abschnitt 53 auf, der in Montageposition mit dem Rohrleitungselement 2 in Wirkverbin dung gebracht wird. Hierbei entspricht die Kontur dieses Abschnit tes 53 am Adapter 5 der Mehrkant-Außenkontur 23 mit partiell ausge staltetem Außengewinde 22 am Rohrleitungselement 2. In einem Gabel arm des Adapters 5 ist der als Schneckentrieb gestaltete Antrieb 54 gelagert. Dieser kann über eine Kupplungsvorrichtung 6 mit einem Werkzeug 7 verbunden werden. Das Werkzeug 7 ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt, sondern lediglich als zylinderförmige Bau gruppe stilisiert. Zur Abstützung der vom Werkzeug 7 aufgebrachten Axialkräfte ist an der Kupplungsvorrichtung 6 ein Drucklager 61 vorgesehen, das am Gehäuse vom Adapter 5 anliegt.

Der vormontierten Baugruppe, die aus dem Rohrleitungselement 2, dem Klemm- oder Schneidring 3 und der Hülse 4 besteht, wird am Instal lationsort zunächst die Rohrleitung 1 zugeordnet. Die Rohrleitung 1 wird hierbei durch die Hülse 4 mit dem Ring 3 bis zum Anschlag an das Rohrleitungselement 2 eingeschoben. Nunmehr erfolgt die Fertig montage unter Verwendung des Adapters 5. Der Adapter 5 wird auf die Hülse 4 so aufgeschoben, daß Zahnkranz 41 und Schneckentrieb 54 in Eingriff kommen. Die Kupplungsvorrichtung 6 wird mit einem Werkzeug 7 verbunden. Dies kann im einfachsten Fall durch Beaufschlagung mit einem Handwerkzeug erfolgen, z. B. mit einem Maulschlüssel. Sinnvoll ist jedoch die Verwendung eines Elektrowerkzeuges, z. B. eines Akku schraubers mit Drehmomentbegrenzung. Von der Kupplungsvorrichtung 6 wird die vom Werkzeug 7 ausgeübte Kraft über den Schneckentrieb 54 auf den Zahnkranz 41 übertragen, der somit radial verdreht wird.

Durch die Abstützung der Hülse 4 an den Anschlagflächen 51 und 52 sowie das gleichzeitige Aufbringen eines Gegendrehmoments infolge des Eingriffs von Abschnitt 53 und Mehrkant-Außenkontur 23 wird die Drehbewegung der Hülse 4 in eine, auf den Klemm- oder Schneidring 3 wirkende axiale Bewegung gewandelt. Im Ergebnis dieser Bewegung vom Klemm- oder Schneidring 3 in Richtung des Rohrleitungselementes 2 wird eine kraftschlüssige und dichte Verbindung von Rohrleitung 1 und Rohrleitungselement 2 bewirkt.

Für die notwendige Bewegungsänderung, in deren Folge die vom Werk zeug 7 erzeugte Rotationskraft in eine am Klemm- oder Schneidring 3 wirksame Preßkraft gewandelt wird, ist es wesentlich, daß der Zahn kranz 41 der Hülse 4 und der Schneckentrieb 54 des Adapters 5 zu einander winklig verlaufen. Dies kann verschiedenartig realisiert werden. So kann der Zahnkranz 41 eine schräge Verzahnung und der Schneckentrieb 54 eine gerade Verzahnung aufweisen. Diese Variante ist aus Fig. 1 ersichtlich. Ebenso kann der Zahnkranz 41 eine gera de Verzahnung und der Schneckentrieb 54 eine schräge Verzahnung aufweisen. Schließlich ist es möglich, sowohl den Zahnkranz 41 als auch den Schneckentrieb 54 mit gerader Verzahnung zu gestalten. Für letztere Konstruktion muß jedoch der Schneckentrieb 54 gegenüber den im Adapter 5 ausgestalteten Anschlagflächen 51 und 52 zur Ab stützung der Hülse 4 schräg verlaufend angeordnet werden, so daß als Wirkprinzip auch hier eine schräge Verzahnung vorliegt. Die wirksame Preßkraft kann ebenso - wie bereits dargelegt - durch eine selbstschneidende Spindel, durch ein Reibrad oder durch ein Kegel rad erzeugt werden.

Durch Auswahl eines Werkzeugs 7 mit abgestimmter Drehmomentbegren zung wird gewährleistet, daß die Bewegung der Hülse 4 und somit die Bewegung des Klemm- bzw. Schneidrings 3 zu einem Zeitpunkt beendet wird, in dem ein optimales Drehmoment für eine funktionsgerechte Verbindung zwischen Rohrleitung 1 und Rohrleitungselement 2 vor liegt. Sobald dieser Punkt erreicht ist, wird durch Drehrichtungs wechsel am Werkzeug 7 der Schneckentrieb 54 vom nunmehr festgelegten Zahnkranz 41 zurückgeschoben und folglich der Adapter 5 von der be triebsfähigen Rohrverbindung gelöst.

Aufstellung der Bezugszeichen

1

Rohrleitung

2

Rohrleitungselement

21

Abschnitt zur Aufnahme der Rohrleitung

1

22

Abschnitt mit Außengewinde

23

Abschnitt mit Außenkontur

3

Klemm- oder Schneidring

4

Hülse

41

Antriebsfläche

42

Bund

43

Stirnfläche

5

Adapter

51

Anschlag für Bund

42

52

Anschlag für Stirnfläche

43

53

Anschlag für Mehrkant-Außenkontur

23

54

Antrieb

6

Kupplungsvorrichtung

61

Drucklager

7

Werkzeug

Claims

1. Vorrichtung zur Verbindung einer Rohrleitung mit einem Rohrlei tungselement mittels Klemm- oder Schneidring, wobei dem Klemm- oder Schneidring eine Hülse zugeordnet wird, die mit einem Werkzeug ra dial verdrehbar ist und wobei durch gleichzeitiges Aufbringen eines Gegendrehmoments am Rohrleitungselement die Drehbewegung der Hülse in eine, auf den Klemm- oder Schneidring wirkende axiale Bewegung gewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang der Hülse (4) eine Antriebsfläche (41) ausge staltet ist, die von einem Antrieb (54) beaufschlagbar ist, der in einem gabelförmigen Adapter (5) gelagert ist und Anschlagflächen (51; 52) zur Abstützung der Hülse (4) aufweist sowie einen Ab schnitt (53), der mit dem Rohrleitungselement (2) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei die Kontur dieses Abschnittes (53) am Adapter (5) der in Montageposition zugeordneten Außenkontur (23) des Rohr leitungselementes (2) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (54) über eine Kupplungsvorrichtung (6) mit einem Werkzeug (7) verbindbar ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) ein Werkzeug mit einstellbarem Drehmoment ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche (41) und der Antrieb (54) als Schneckentrieb ausgestaltet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche (41) und der Antrieb (54) als Reibradtrieb ausgestaltet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche (41) und der Antrieb (54) als Kegelradtrieb ausgestaltet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche (41) und der Antrieb (54) als selbstschnei dender Spindeltrieb ausgestaltet sind.