DE10023803A1 - Verbindungsstück für Rohre - Google Patents

Abstract

Bei einem Verbindungsstück für Rohre mit mindestens einem an einem hohlen Grundkörper (17) ausgebildeten Anschlußstutzen (2, 2', 2''), in den ein Ende (10) eines Rohres (8) einsteckbar ist, ist in dem Anschlußstutzen (2, 2', 2'') jeweils ein ringförmiges Dichtmittel (4) angeordnet. Das Dichtmittel (4) liegt in axialer Richtung des jeweiligen Rohres (8) dichtend an dem Umfang des Rohres (8) an. DOLLAR A Um die Herstellungskosten des Verbindungsstückes insbesondere bei automatisierter Massenfertigung zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, als Dichtung eine laufend einem Vorrat entnehmbare Dichtmasse mittels eines Dosierwerkzeuges an der Innenseite des Anschlußstutzens (2, 2', 2'') anzuformen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungsstück für Rohre der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung und ein Verfahren zur Anbringung einer Dichtung in einem Anschluß­ stutzen eines Verbindungsstückes gemäß Anspruch 8.

Bei der Installation von beispielsweise Wasser- oder Gas­ leitungen etwa im Sanitärbereich, Lebensmittel- oder chemi­ scher Industrie werden einzelne Rohrabschnitte mittels Ver­ bindungsstücken zusammengefügt. Die Verbindungsstücke wer­ den auch als Fitting bezeichnet und weisen mindestens einen an einem hohlen Grundkörper ausgebildeten Anschlußstutzen auf, in den ein Ende eines Rohres einsteckbar ist. Entspre­ chend der Anzahl der zu verbindenden Rohre und deren Aus­ richtung zueinander an der Verbindungsstelle stehen unter­ schiedliche Verbindungsstücke zur Verfügung, an denen An­ schlußstutzen in der entsprechenden Zahl und Winkelausrich­ tung ausgebildet sind. Auf diese Weise steht dem Installa­ teur ein Baukasten zur Zusammenfügung der Rohre mit dem ge­ wünschten Leitungsverlauf zur Verfügung.

Es ist bekannt, die einzelnen Rohrabschnitte bei der In­ stallation durch Löten oder Schweißen miteinander zu fügen. Der Fügevorgang ist dabei an der Baustelle auszuführen, wobei die Qualität der Rohrverbindung, beispielsweise deren Festigkeit schwanken kann. Das Fügen durch Löten oder Schweißen ist daher zeitaufwendig und durch die anfallenden Arbeitsstunden an der Baustelle mit hohen Kosten verbunden. Es werden daher zunehmend sogenannte Preßfitting-Verbindun­ gen eingesetzt, bei denen in dem Anschlußstutzen jeweils ein O-Ring als Dichtmittel in dem Anschlußstutzen angeord­ net ist. Bei der Installation der Leitung wird das Lei­ tungsrohr auf die vorgesehene Länge gekürzt und das Preß­ fitting-Verbindungsstück auf das Rohrende aufgesetzt. Bei Verbindung mehrerer Rohre werden die anzuschließenden Rohr­ abschnitte in die dafür vorgesehenen Anschlußstutzen des Verbindungsstückes eingesteckt. Der O-Ring liegt dabei in axialer Richtung des Rohres dichtend an dem Umfang des je­ weiligen Rohres an. Abschließend wird der jeweilige An­ schlußstutzen des Preßfitting-Verbindungsstückes mit dem jeweils aufgenommenen Rohr mittels eines Hydraulikwerkzeu­ ges oder ähnlichem gepreßt und eine feste Verbindung herge­ stellt.

Der O-Ring wird bei der Herstellung des Verbindungsstückes an der Innenseite eines wulstartig erweiterten Anschluß­ stutzens eingesetzt. Beim Verpressen des Verbindungsstückes mit dem Rohr wird der Wulst des Anschlußstückes, in dem sich der O-Ring befindet, an das Rohr angedrückt.

Bekannte Preßfitting-Verbindungsstücke werden mit unter­ schiedlichen Formen und Rohrmaterialien sowie für unter­ schiedliche Rohrdurchmesser hergestellt. Die Verbindungs­ stücke können in großen Stückzahlen vorgefertigt werden, wodurch die Herstellungskosten für die Verbindungsstücke und damit für die gesamte Rohrleitung gesenkt werden kön­ nen. Darüber hinaus ist eine flexiblere Fertigung gegeben. Die O-Ringe werden bei bekannten Verbindungsstücken vom Hersteller eingesetzt. Das Einsetzen erfolgt dabei übli­ cherweise mittels eines speziellen Werkzeuges, wobei eine Bedienperson des Einsetzwerkzeuges nach dem Einbringen des O-Ringes eine Qualitätskontrolle durchzuführen hat, um si­ cherzustellen, daß sich der O-Ring in der vorgesehenen Lage innerhalb des Anschlußstutzens befindet.

Die Produktpalette der Verbindungsstücke umfaßt Bauteile für verschiedene Rohrdurchmesser und unterschiedliche Mate­ rialien. Des weiteren sind in bestimmten Anwendungsfällen unterschiedliche Geometrien der Preßfittings zweckmäßig. Daher sind entsprechend den unterschiedlichen Querschnitts­ formen der Anschlußstutzen mehrere Werkzeuge zum Einsetzen der O-Ringe in unterschiedliche Anschlußstutzen erforder­ lich. Ergibt sich bei der Produktion der Verbindungsstücke ein Formatwechsel, so ist zum Einlegen der O-Ringe für den anschließend zu bearbeitenden Typ des Verbindungsstückes das Werkzeug zu wechseln. Bei automatisierter Fertigung ist die Produktion zu stoppen und die Bearbeitungsstation zu wechseln, da unterschiedliche Durchmesser nicht ohne Umrü­ stung in der gleichen Bearbeitungsstation bearbeitbar sind. Wenn also an einem Verbindungsstück mehrere Anschlußstutzen mit unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen sind, so muß beim Einsetzen der O-Ringe zunächst bei allen zu bearbei­ tenden Verbindungsstücken der jeweils eine Dichtungsring eingesetzt werden und die gesamte Charge abgestellt werden, bis mit dem weiteren Werkzeug der jeweils nächste Dich­ tungsring einsetzbar ist. Dadurch entstehen erhöhte Kosten im Materialfluß, was insbesondere bei automatisierter Fer­ tigung die Gesamtkosten erhöht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verbindungsstück für Rohre derart weiterzu­ bilden und ein derartiges Verfahren zur Anbringung einer Dichtung im Anschlußstutzen zu schaffen, daß die Herstel­ lungskosten des Verbindungsstückes gesenkt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verbindungs­ stück gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren nach An­ spruch 8 gelöst.

Erfindungsgemäß ist als Dichtmittel eine Dichtmasse vorge­ sehen, die in einer Aufnahmenut im Inneren der Anschluß­ stutzen einformbar ist. Die Dichtmasse ist dabei laufend einem Vorrat entnehmbar und wird mittels eines Dosierwerk­ zeuges an der Innenseite des Anschlußstutzens angebracht. Als Ersatz für die bisher bei bekannten Verbindungsstücken eingesetzten Rohre wird die Dichtmasse vom Hersteller des Verbindungsstückes in die Anschlußstutzen eingespritzt. Da­ bei kann mit dem gleichen Dosierwerkzeug bei unterschiedli­ chen Querschnittsgeometrien und Durchmesser der Anschluß­ stutzen die Dichtung angebracht werden. Insbesondere bei automatisierter Fertigung kann bei jedem Typ des Verbin­ dungsstückes die Dichtung mit der gleichen Bearbeitungssta­ tion ohne Umrüstzeiten eingespritzt werden, wodurch Inve­ stitionskosten für die Fertigungseinrichtung und Personal­ kosten reduziert werden können. Darüber hinaus wird eine erhöhte Prozeßsicherheit erreicht. Auch können auf einfache Weise von der Kreisform abweichende Querschnittsformen des Anschlußstutzens mit einer Dichtung versehen werden.

Zweckmäßig haftet die Dichtmasse an der Innenwand des An­ schlußstutzens, so daß ein Verrutschen der Dichtung insbe­ sondere auch bei der Montage ausgeschlossen ist. Undichtig­ keiten der Rohrleitung sind somit ausgeschlossen, da die adhäsiv mit dem Anschlußstutzen verbundene Dichtung nicht, wie bei bekannten O-Ringen häufig vorkommend, aus dem Ver­ bindungsstück herausfallen kann.

Die erfindungsgemäße Dichtung mit einer eingespritzten Dichtmasse ermöglicht eine große Variantenvielfalt bei der Auswahl von Dichtmaterialien z. B. für Hochtemperaturanwen­ dungen für spezielle Rohrmaterialien oder für unterschied­ liche Innendruckstärken der vorgesehenen Rohrleitung. Die Produktvarianten können zweckmäßig mit unterschiedlichen Dichtungsfarben erkennbar gemacht werden. Hierzu wird die Dichtungsmasse abhängig von der charakteristischen Eigen­ schaft des Verbindungsstückes wie etwa dem Querschnitt des Anschlußstutzens mit der vorgesehenen Farbe eingefärbt.

Auch kann bei der erfindungsgemäßen Einspritzung der Dicht­ masse in das Preßfitting durch Variation der Schichtdicke und/oder Querschnittsform der Dichtung Funktionsverbesse­ rungen und Materialeinsparungen beim Verbindungsstück er­ reicht werden. Durch die Variation der Auftragsstärke oder der Querschnittsform der Dichtung werden die gewünschten Eigenschaften des Verbindungsstückes vorgegeben, zweckmäßig von einer Steuereinheit bei einer automatisierten Fertigung bestimmt.

Gegenüber der herkömmlichen Dichtung mittels eingelegten O- Ringen kann mit der erfindungsgemäßen Einspritzung der Dichtung sowohl die Dichtsicherheit als auch die Dauerhalt­ barkeit der Dichtung verbessert werden, wenn Dichtmassen mit geringerem Alterungsverhalten als dem bekannten O-Ring­ material verwendet wird. Die Dichtmasse ist zweckmäßig auf Basis von elastischen Dichtstoffen plastisch verarbeitbar und kann ein- oder mehrkomponentig vor dem Einformen in den Anschlußstutzen zur plastischen Verarbeitbarkeit in dem Do­ sierwerkzeug bevorratet werden. Abhängig von dem vorgese­ henen Anwendungsbereich der Preßfittings können unter­ schiedliche Dichtmaterialien eingesetzt werden, die sich beispielsweise hinsichtlich der beabsichtigten technischen Eigenschaften unterscheiden. Hier können Dichtungsmateria­ lien im Hinblick auf Alterungsbeständigkeit, Temperaturbe­ ständigkeit, Dauerelastizität oder Druckfestigkeit oder auch andere Kriterien ausgewählt werden. Bevorzugt werden bei der erfindungsgemäßen Einspritzung des Dichtmaterials Silikon-Dichtstoffe wie Polysiloxane, Polyurethan-Dicht­ stoffe, Polysulfid-Dichtstoffe (PS) oder auch beispielswei­ se Polymer-Dichtstoffe (MS) eingesetzt.

Das verwendete Material für die Dichtmasse wird vorzugs­ weise auch unter Berücksichtigung des Rohrmaterials ausge­ wählt, wobei hier Edelstahl, Kupfer und C-Stähle üblich sind. Auch Glasfaser- oder Kohlefaserwerkstoffe sind vor­ teilhaft. Die eingespritzte Dichtung kann bei den unter­ schiedlichen Werkstoffen Unebenheiten der Materialien aus­ gleichen und ist daher in optimaler Weise den jeweiligen Anforderungen an das Material anpaßbar.

Bei automatisierter Fertigung der Preßfittings kann durch die Einspritzung der Dichtmasse ein erhöhter Massendurch­ satz erzielt werden, da der Aufwand für die erforderliche Qualitätskontrolle aufgrund optimaler, abschließender Kon­ figuration der Dichtung gering gehalten werden kann. Die Qualitätskontrolle kann dabei gleichzeitig mit der Anbrin­ gung der Dichtung in dem Preßfitting vorgenommen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Querschnitt eines Verbindungsstückes für Rohre,

Fig. 2 eine Einrichtung zur automatisierten Fertigung von Verbindungsstücken wie etwa nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Verbindungsstückes 1 für Rohre, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Ver­ bindung dreier T-förmig zusammenstoßender Rohre ausgebildet ist. Das Verbindungsstück weist drei Anschlußstutzen 2, 2', 2" auf, in die jeweils die Enden 10 der zu verbindenden Rohre 8 in Richtung der Pfeile einsteckbar sind. Die An­ schlußstutzen 2, 2', 2" können unterschiedliche Durchmesser aufweisen, um Rohre unterschiedlichen Durchmessers aufzu­ nehmen und zu verbinden. Bei der Montage einer Rohrleitung werden die Rohre 8 auf die entsprechenden Längen gekürzt und das Verbindungsstück auf die Enden aufgesetzt. An­ schließend werden die Anschlußstutzen 2, 2', 2" mit den je­ weiligen Rohren fest verbunden. Die Anbindung der Rohre 8 erfolgt durch ein sogenanntes Preßfitting, wobei in dem An­ schlußstutzen 2, 2', 2" jeweils ein ringförmig angebrachtes Dichtmittel 4 angeordnet ist, welches in axialer Richtung des jeweiligen Rohres 8 an der Mantelfläche 9 des Rohres 8 anliegt.

Die Anschlußstutzen 2, 2', 2" sind an einem gemeinsamen Grundkörper 17 des Preßfitting-Verbindungsstückes 1 ausge­ bildet, wobei die Dichtungen an den Innenseiten 5 der Stut­ zen 2, 2', 2" angebracht sind. Die Wände 3 sind im Bereich der Anschlußstutzen 2, 2', 2" zur Aufnahme der Dichtung 4 benachbart ihrer Einsteckenden zu einem Wulst 7 erweitert, wobei an der Innenseite 5 eine umlaufende Aufnahmenut 6 für die Dichtung 4 gebildet ist.

Die Dichtung 4 wird erfindungsgemäß durch Einformen einer Dichtmasse in die Aufnahmenut 6 angebracht, wobei die Dichtmasse 4 in einem durchlaufenden Ring aufgetragen wird.

Die Anbringung der Dichtmasse erfolgt in einem automati­ sierten Handhabungsprozeß, wobei das Werkstück (Verbin­ dungsstück 1) und ein Dosierwerkzeug aufeinander abgestimmt bewegt werden. Dem Dosierwerkzeug 15 (Fig. 2) wird Dicht­ masse aus einem Vorrat laufend zugeführt. Die Dichtmasse ist auf Basis elastischer Dichtstoffe wie Silikon, Poyur­ ethan, Polysulfid oder Polymeren gegebenenfalls zwei- oder mehrkomponentig konfiguriert und bei der Einspritzung in die Aufnahmenut 6 innerhalb des Wulstes 7 der Anschlußstut­ zen 2, 2', 2" plastisch verarbeitbar. Abhängig von den ge­ wünschten Eigenschaften des Preßfittings und den Anforde­ rungen an die Dichtwirkung wird die Schichtdicke der einge­ spritzten Dichtungsmasse oder auch die Querschnittsform der Dichtung 4 in dem automatisierten Prozeß von einer Steuer­ einheit vorgegeben. Durch eine entsprechende Farbgebung der Dichtmasse kann die unterschiedliche Eigenschaft der Dich­ tung oder auch eine charkateristische Eigenschaft des Ver­ bindungsstückes wie etwa der jeweilige Durchmesser des An­ schlußstutzens angezeigt werden. Hierzu wird dem Dosier­ werkzeug ein entsprechend eingefärbtes Dichtmaterial aus dem Vorrat zugeführt.

Bei der Montage der Rohrleitung wird nach dem Einschieben des Rohres 8 in den jeweiligen Anschlußstutzen 2 die Wand 3 des Anschlußstückes im Bereich des Wulstes 7 mittels eines Hydraulikwerkzeuges an das Rohr 8 angedrückt und eine form­ schlüssige, feste Verbindung des Anschlußstutzens mit dem Rohr erzeugt. Das Verbindungsstück 1 wird mit dem einge­ spritzten Dichtungen 4 vorgefertigt an die Baustelle ange­ liefert und steht zur sofortigen Montage ohne weitere Vor­ bereitungsmaßnahmen zur Verfügung. Dabei können verschie­ dene Preßfitting-Verbindungsstücke 1 in einem Baukasten zur Erstellung beliebiger Rohrleitungssysteme bereitgestellt werden.

Fig. 2 zeigt eine Fertigungslinie zur automatisierten Mas­ senherstellung von erfindungsgemäßen Preßfitting-Verbin­ dungsstücken. Die Verbindungsstücke können aus metallischen Werkstoffen wie Edelstahl, Kupfer und dgl. bestehen oder auch aus faserverstärkten Werkstoffen und werden aus einem Bunker 12 über ein Förderband 11 einem Dosierwerkzeug 15 zum Einspritzen der Dichtung in die Anschlußstutzen zuge­ führt. Das Dosierwerkzeug 15 ist im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel feststehend an der Bearbeitungsstation vorge­ sehen, die einen frei steuerbaren Roboterarm 14 als Handha­ bungseinrichtung umfaßt. Dem Förderband 11 ist eine opti­ sche Sensoreinrichtung 13 zur Erkennung der Lage der Preß­ fitting-Verbindungsstücke auf dem Förderband zugeordnet. Die optische Einrichtung 13 ist über eine hier nicht näher dargestellte Steuereinheit mit dem Roboterarm 14 gekoppelt. Die in zufälliger Lage aus dem Bunker 12 dem Förderband 11 aufgegebenen Werkstücke werden von dem Roboterarm 14 auf der Grundlage der Lagesignale der optischen Sensoreinrich­ tung 13 erkannt, gegriffen und dem Dosierwerkzeug 15 zum Einspritzen der Dichtung zugeführt. Der Roboterarm 14 führt das abgegriffene Preßfitting-Verbindungsstück in einer Zir­ kularbewegung um das Dosierwerkzeug 15, aus der das Dicht­ mittel in einem gleichmäßigen Strahl abgegeben wird. Nach dem Anspritzen der Dichtung in die Aufnahmenut der An­ schlußstutzen wird die Qualität der Dichtung von einer Meß­ einrichtung 16 überprüft, welche in der Fertigungslinie dem Dosierwerkzeug 15 nachgeordnet ist. Die Qualitätsprüfung ist bei der erfindungsgemäßen Einspritzung der Dichtung vollautomatisch durchführbar.

Die Dichtmasse wird dem Dosierwerkzeug 15 in der Bearbei­ tungsstation mittels einer Pumpe zugefördert oder aus einer Kartusche zudosiert. Durch eine Düse im Dosierwerkzeug gelangt das Dichtmaterial in die Aufnahmenut des Preßfitting- Verbindungsstückes, welches von dem Roboterarm 14 gehand­ habt und geführt wird.

Alternativ zur gezeigten Ausführung mit einer feststehenden Dosiereinrichtung, wobei das Werkstück von einem Roboterarm geführt wird, kann auch die Dosiereinrichtung bewegbar vor­ gesehen sein und das Werkstück (Preßfitting) festgehalten werden. Des weiteren kann es auch zweckmäßig sein, wenn so­ wohl das Werkstück als auch die Dosiereinheit gesteuert be­ wegbar sind und aufeinander abgestimmt relativ zueinander bewegt werden. Dabei können größere Arbeitsräume abgedeckt werden. Auch kann die Anbringung der Dichtmasse bei fest­ stehendem Verbindungsstück und fest positioniertem Dosier­ werkzeug 15 zweckmäßig sein, um beispielsweise punktförmige Dichtungen anzubringen.

Die automatisierte Einspritzung der Dichtung in die An­ schlußstutzen des Preßfitting-Verbindungsstückes stellt ei­ nen gleichmäßigen Auftrag der ringförmigen Dichtmassen si­ cher.

Claims (13)

1. Verbindungsstück für Rohre mit mindestens einem an einem hohlen Grundkörper (17) ausgebildeten Anschlußstutzen (2, 2', 2"), in den ein Ende (10) eines Rohres (8) ein­ steckbar ist, wobei in dem Anschlußstutzen (2, 2', 2") jeweils ein ringförmiges Dichtmittel (4) angeordnet ist, welches in axialer Richtung des Rohres (8) an dem Umfang des Rohres (8) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel 84) eine Dichtmasse ist, die in eine Aufnahmenut (6) an der In­ nenseite (5) des Anschlußstutzens (2, 2', 2") einformbar ist.

2. Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse an der Innen­ wand (3) des Anschlußstutzens (2, 2', 2") haftet.

3. Verbindungsstück nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine plastisch verarbeitbare Dicht­ masse auf Basis elastischer Dichtstoffe.

4. Verbindungsstücke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse einen Sili­ kon-Dichtstoff enthält.

5. Verbindungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse einen Polyu­ rethan-Dichtstoff enthält.

6. Verbindungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse einen Poly­ sulfid-Dichtstoff enthält.

7. Verbindungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse einen Poly­ mer-Dichtstoff enthält.

8. Verfahren zur Anbringung einer Dichtung in einem An­ schlußstutzen (2, 2', 2") eines Verbindungsstückes (1) für Rohre (8), dadurch gekennzeichnet, daß eine laufend einem Vorrat entnehmbare Dichtmasse mittels eines Dosierwerkzeuges (15) an der Innenseite (5) des Anschlußstutzens (2, 2', 2") zu einer Dichtung (4) angeformt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse in einem durchlaufenden Ring aufgetragen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbringung der Dich­ tungsmasse in einem automatisierten Handhabungsprozeß erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anbringung der Dichtmasse das Verbindungsstück (1) und/oder das Dosier­ werkzeug (15) auf einander abgestimmt bewegt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke und/oder die Querschnittsform der Dichtung abhängig von den ge­ wünschten Eigenschaften des Verbindungsstückes (1) vor­ gegeben werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse abhängig von einer charakteristischen Eigenschaft des Verbindungs­ stückes oder der Dichtung (4) mit einer der Eigenschaft entsprechenden Farbe eingefärbt ist.