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Die Erfindung betrifft eine zugfeste
Rohrverbindung zwischen einer Muffe und einem rohrtörmigen Anschlussstück mittels
einer bajonettartigen Verriegelung, wobei die Bajonettmatrize der
Muffe und die Bajonettpatrize dem Anschlussstück zugeordnet ist, nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zugfeste Rohrverbindungen sind in
zahlreichen Ausführungen
zum Beispiel im Wasser- und Gasrohrleitungsbau bekannt. Hier stellt
sich häufig die
Aufgabe, Anschlussformstücke
oder Rohrspitzenden mit der Muffe einer Armatur, zum Beispiel eines
Schiebers, zu verbinden. Dabei weist das anschlussstückseitige
Ende der Armatur eine Muffe auf mit einer Bajonettmatrize, in die
die Bajonettpatrize des Anschlussstücks axial eingesteckt und dann durch
Verdrehen um die Längsachse
verriegelt werden kann.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
wird unter Bajonettmatrize der Muffe eine Bajonettkupplungsanordnung
verstanden, bei der die sich über
einen Teilumfang erstreckenden Bajonettnocken im wesentlichen radial
nach innen weisen, wohingegen das Gegenstück, die Bajonettpatrize, am
Ende des Anschlussstücks
ebenfalls teilumfänglich
angeordnete, jedoch im wesentlichen radial vorstehende Bajonettnocken
aufweist.
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Die Rohrverbindung wird also im wesentlichen
dadurch hergestellt, dass man das die Bajonettpatrize ausbildende
Ende des Anschlussstücks
in die Bajonettmatrize der Muffe einführt und dann um einen gewissen
Umfangswinkel von zum Beispiel 45° dreht,
um die Riegelposition zu erreichen. Sind an dem Anschlussformstück weitere
Teile, insbesondere Abzweigungen angebracht, müssen diese den Schwenkweg mit
ausführen.
Je nach Länge
der Anschlussstücke
kann dies hinderlich sein.
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Es sind deshalb auch reine Steckverbindungen
bekannt, bei denen ein Verdrehen des Anschlussstücks gegenüber der Muffe nicht erforderlich ist.
Als Beispiel hierzu sei verwiesen auf
DE 93 04 169 U1 . Als Anschlussstück ist dort
ein Rohrstück aus
Kunststoff, insbesondere aus PE oder PP vorgesehen, an dessen Spitzende
ein Kupplungsring angebracht ist. Mit diesem Kupplungsring wirkt
ein in der Muffe befindlicher Sicherungsring auf Kraft- und Formschluss
zusammen, sobald die Muffe und das Rohrstück in einer axialen Gegenbewegung
miteinander steckverbunden sind. Eine Rohrverbindung dieser Art
ist angewiesen auf besondere Sicherungsringe (sogenannte 'Grip-Ringe'), die in der Regel
metallbewehrt sind, damit sie die erforderlichen Rückhaltekräfte auf
den Kupplungsring ausüben
können.
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Es sind auch Rohrverbindungen bekannt,
bei denen eine Bajonettverriegelung angewandt wird. Als Beispiel
hierfür
sei
DE 85 16 968 U1 genannt. Dieses
Dokument beschreibt eine Rohrübergangsverbindung,
die eine Muffe, ein Übergangsstück, einen
Sicherungsring und einen Dichtring umfasst. Die Muffe besteht aus
Metall, beispielsweise Stahlguss, und kann als Anschlussstück einer
Armatur, zum Beispiel eines Schiebers, ausgebildet oder aber auch das
Ende eines Rohrstücks
sein. Der Sicherungsring besteht vorteilhafterweise ebenfalls aus
Metall, während
das Übergangsstück ein Kunststoffkörper, vornehmlich
aus Polyethylen ist. An ihrem freien Ende weist die Muffe mehrere
in regelmäßigen Abständen über den
Umfang verteilt angeordnete Nocken oder Nasen auf, die der Sicherungsring
mit entsprechenden Einformungen durch axiales Aufstecken übergreifen
kann. Wenn der Sicherungsring sodann um die Längsachse der Verbindung ein
Stück verdreht wird,
greifen seine radial weiter nach innen reichenden Abschnitte außen um die
Nasen herum. Es handelt sich hier also um einen bajonettartigen
Kupplungsverschluss.
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Diese bekannte Rohrverbindung erfordert es,
dass das Übergangsstück einen
umlaufenden Ringbund aufweist, an dem sich eine Abstützfläche des äußeren bajonettartigen
Sicherungsringes abstützen
kann. Außerdem
weist diese Anordnung im Bereich des Sicherungsringes einen relativ großen Durchmesser
auf. Aufgrund der bei Rohrverbindungen zu berücksichtigenden möglichen
Axialkräfte muss
der Sicherungsring wegen der erforderlichen Festigkeit unbedingt
aus Stahl bestehen.
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Aus
DE 41 29 397 C1 ist eine Steckkupplung zum
Verbinden eines Schlauches mit einem Rohr bekannt, bei der mittels
einer bajonettartigen Verriegelung ein Schlauch mit einem Rohrstutzen
gekuppelt wird. Die Verriegelung bildet an der Muffe eine Bajonettpatrize
und am Schlauch eine Bajonettmatrize aus. Die Bajonettmatrize übergreift
mit hakenförmigen
Haltearmen den Rohrstutzen und ist Bestandteil eines auf dem Schlauch
drehbar gelagerten ringförmigen
Körpers.
Dieser ringförmige
Körper übergreift – ähnlich wie
der Sicherungsring in
DE
85 16 968 U1 die Muffe – den Rohrstutzen auf seiner
Außenseite.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
nun im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher
umrissenen Art anzugeben, die sowohl in ihrem Aufbau als auch in
ihrer Handhabung besonders einfach gestaltet ist und die keine aufwendige
Formgestaltung des Anschlussstücks
erfordert.
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Die vorliegende Erfindung löst diese
Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 und ist demzufolge dadurch
gekennzeichnet, dass die Bajonettpatrize an einem auf dem Mantel
des Anschlussstücks
drehbar gelagerten Kupplungsring ausgebildet ist und dass der Kupplungsring
eine Umfangsnut zur Aufnahme der Klauen der Bajonettmatrize aufweist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist, die Umfangsnut an der der Muffe abgekehrte Seite von einem
Flansch mit Angriffsflächen
für ein
Drehbetätigungswerkzeug
flankiert.
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Im Unterschied zu der Rohrverbindung
entsprechend
DE 93
04 169 U1 ist hier also der Sicherungsring als Bajonettring
ausgebildet und lagert nicht drehfest, sondern vielmehr leicht drehbar
auf dem Spitzende des Anschlussstücks.
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Im Unterschied zu
DE 85 16 968 U1 übergreift
der Kupplungsring nicht Flansche von Übergangsstück und Muffenende, sondern
kann im wesentlichen in den Übergriffsbereich
von Muffe und Anschlussstückende
integriert sein.
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Im Unterschied zu
DE 41 29 397 C1 übergreift
der Kupplungsring nicht die Muffe, sondern taucht vielmehr zumindest
bis zu seiner Umfangsnut in die Muffe ein und steht umfänglich nicht über diese vor.
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Die Handhabung der erfindungsgemäßen zugfesten
Rohrverbindung gestaltet sich überdies sehr
einfach. Beim Zusammenstecken von Anschlussstück und Muffe dreht man den
Kupplungsring so, dass die in ihm zwischen den Klauen vorgesehenen
Ausnehmungen mit den einwärts
gerichteten Klauen oder Nocken der Bajonettmatrize der Muffe in Überdeckung
stehen. Dann schiebt man die Teile soweit zusammen, dass sich die
Klauen des Kupplungsrings hinter die Klauen der Muffe eindrehen
lassen, was in der Regel mit einem einfachen Werkzeug, zum Beispiel
mit einem Hakenschlüssel, durchgeführt werden
kann. Es ist also bei der Herstellung der Rohrverbindung lediglich
der Kupplungsring zu drehen, nicht aber die Muffe oder das Rohr.
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Der Kupplungsring ist auf dem Anschlussstück zweckmäßig gegen
axiales Verschieben gesichert. Zur kraftschlüssigen Abstützung gegenüber den Kupplungskräften liegt
der Kupplungsring gegen eine in Axialrichtung vom Ende des Anschlussstücks wegweisende
Anschlagfläche
an. Ferner ist es vorteilhaft, wenn auf der dem Ende des Anschlussstücks abgewandten
Seite des Kupplungsrings am Mantel des Anschlussstücks wenigstens
ein Sicherungsmittel ausgebildet ist, deren radiale Ausdehnung so
gering ist, dass der Kupplungsring über das Sicherungsmittel geschoben
werden kann. Darunter soll nicht verstanden werden, dass sich der
Kupplungsring von Hand über
diese Sicherungsmittel schieben lässt, sondern, zum Beispiel
bei der Vorkonfektionierung mit Hilfe eines Presswerkzeugs.
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Das Sicherungsmittel kann mindestens
eine aus dem Material des Anschlussstücks gebildete Nase umfassen.
Die Ausbildung der Nase kann spangebend vorgenommen werden oder
auch bei geeigneten Kunststoffen durch plastische Verformung oder
durch Formspritzen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist
die Nase als auf dem Mantel des Anschlussstücks zumindest teilweise umlaufender
Steg, vorzugsweise als vollständig
umlaufender Ringkragen ausgebildet.
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Die Angriffsflächen für das Drehbetätigungswerkzeug
können
von Randeinschnitten des Flansches gebildet sein. Dann dienen die
Angriffsflächen für einen
Hakenschlüssel
als Drehbetätigungswerkzeug.
Die Angriffsflächen
können
aber auch als Radialbohrungen im Flansch vorgesehen sein, wobei
als Drehbetätigungswerkzeug
dann ein Hakenstiftschlüssel
in Frage kommt.
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In einer weiteren Ausführung entsprechend der
Erfindung ist vorgesehen, dass der Kupplungsring von einem Zwischenring
unterfüttert
ist. Dieser Zwischenring besteht vorzugsweise aus zwei sich zu einem
Ring ergänzenden
Halbringen und ist demzufolge durch radiales Ansetzen einfach auf
dem Anschlussstück
anzubringen. Gehalten wird er dann durch den umgreifenden Kupplungsring.
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Dieser Zwischenring hat insbesondere
die Aufgabe, die Fläche
zu vergrößern, über die
Axialkräfte
bei auf die Verbindung einwirkenden Zugkräften übertragen werden.
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Deshalb besitzt der Zwischenring
vorzugsweise an seiner zum Ende des Anschlussstücks weisenden Stirnseite einen
Flansch, der sich an einer in den Mantel des Anschlussstücks eingearbeiteten
Anschlagschulter abstützt.
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Im übrigen versteht sich die Erfindung
am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung einiger in den Zeichnungen
dargestellter Ausführungsbeispiele.
In den Zeichnungen zeigen
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1 eine
in der oberen Hälfte
im Längsschnitt
und in der unteren Hälfte
in Ansicht wiedergegebene Rohrverbindung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine
entsprechende Darstellung, jedoch nur des Anschlussstücks mit
Kupplungsring,
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3 eine
Stirnansicht in Richtung des Ansichtspfeiles A-A der 2,
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4 eine
der 1 entsprechende
Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels,
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5 eine 2 entsprechende Darstellung des
zweiten Ausführungsbeispiels,
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6 eine
Stirnansicht in Richtung des Ansichtspfeiles A-A in 5,
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7 eine 1 und 4 entsprechende Darstellung eines dritten
Ausführungsbeispiels,
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8 eine
entsprechende Darstellung nur des mit Kupplungsring versehenen Anschlussstücks und
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9 eine
Stirnansicht in Richtung des Ansichtspfeiles A-A in 8.
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Unter Bezugnahme zunächst auf
die 1 bis 3 umfasst
eine Rohrverbindung 10 eine Muffe 11 und ein damit
zu verbindendes Anschlussstück 12, zum
Beispiel das Spitzende eines Rohres. Ein gummielastischer Dichtring 13 ist
in einer im Innern der Muffe 11 umlaufenden Dichtungskammer 14 aufgenommen
und dichtet den Spalt zwischen Muffe 11 und Anschlussstück 12 ab.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
handelt es sich bei dem Dichtring 13 um einen bekanntenn
sogenannten Tyton-Ring.
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Die Muffe 11 weist an ihrem
offenen, zum Anschlussstück 12 hinweisenden
Ende eine Bajonettmatrize 15 auf. Diese umfasst im wesentlichen
radial nach einwärts
gerichtete Klauen oder Nasen 16 auf, von denen sich beispielsweise
vier Stück
in regelmäßigen Abständen über den
Umfang des Muffenrandes verteilen. Benachbart ist eine Ringnut 17,
die zur Aufnahme der Klauen einer Bajonettpatrize dient.
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Die Bajonettpatrize 18 ist
einem Kupplungsring 19 zugeordnet, der auf seiner zum muffenseitigen
Ende 12a des Anschlussstücks 12 hinweisenden Seite
Nasen bzw. Klauen 20 aufweist, die zum Eingriff in die
Muffennut 17 bestimmt ist. Hinter den Klauen 20 befindet
sich im Kupplungsring 19 eine umlaufende Nut 21 zur
Aufnahme der Klauen 16 der muffenseitigen Bajonettmatrize 15.
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Der Kupplungsring 19 ist
auf dem Mantel des Anschlussstücks 12 lose
drehbar gelagert. Eine in einer Radialebene vorgesehene Anschlagfläche 22 am Mantel
des Anschlussstücks 12 hält den Kupplungsring 19 axial
in Position und überträgt die auf
die Rohrverbindung einwirkenden Zugkräfte.
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An seiner vom Ende 12a des
Anschlussstücks 12 wegweisenden
Seite besitzt der Kupplungsring 19 einen Flansch 23.
Dieser Flansch 23 ist mit mindestens einer Umfangsausnehmung
versehen, die Angriffsfläche 24 für ein Drehbetätigungswerkzeug,
insbesondere einen Haken schlüssel,
bereitstellt. Entsprechend der Anzahl der Klauen 20 sind
hier über
den Umfang verteilt vier Schlüsselangriffsflächen 24 ausgebildet.
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Um den Kupplungsring 19 in
axialgesicherter Position auf dem Mantel des Anschlussstücks 12 zu halten,
ist an diesem eine umlaufende ringförmige Nase 25 als
Sicherungsmittel ausgeformt. Diese Ausformung kann spangebend erfolgen
oder bei geeignetem Werkstoff auch durch lokale plastische Verformung,
insbesondere bei einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden
Anschlussstück 12. Bei
der Vorkonfektionierung wird der Kupplungsring 19 von der
bezüglich
der Figuren rechten Seite her über
den Mantel des Anschlussstücks 12 geschoben und über die
Nase 25 hinweggepresst, bis er die in den Zeichnungen dargestellte
Funktionsstellung eingenommen hat.
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Wie sich aus Vorstehendem ergibt,
ist die Montage der Rohrverbindung sehr einfach. Das Spitzende 12a des
Anschlussstücks 12 wird
in die mit der Dichtung 13 ausgerüsteten Muffe 11 eingesteckt.
Dabei wird der Kupplungsring 19 so orientiert, dass seine
Bajonettpatrize 18 in die Bajonettmatrize 15 der Muffe 11 eingreifen
kann. In diesem eingesteckten Zustand wird mit Hilfe eines Drehwerkzeugs
der Kupplungsring 19 in die Bajonettverschlussstellung überführt.
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Diese Endmontagestellung kann durch
ein Sicherungsmittel fixiert werden, welches den Kupplungsring 19 undrehbar
hält. Angedeutet
ist dies durch die strichpunktierte Linie 33 in 7, die beispielsweise die
Mittelachse eines radialen Sicherungsbolzens darstellen soll.
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Die vorgenannte Beschreibung der
Einzelteile und ihres Zusammenwirkens erfolgte im übrigen anhand
der 1 bis 3. Bei den Ausführungsbeispielen
der restlichen Figuren sind diese Merkmale und Vorgänge die
gleichen. Auf die wesentlichen Unterschiede wird nachfolgend eingegangen.
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Das Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 6 unterscheidet sich einmal dadurch,
dass der Flansch 23 des Kupplungsrings 19 eine
Eindrehung 26 (5)
aufweist, die zur Aufnahme eines O-Ringes 27 (4) dient, der den Spalt
zwischen dem Kupplungsring 19 und der Muffe 11 gegen
eindringenden Schmutz und Staub abdichtet.
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Sodann sind anstelle der Umfangsausnehmungen
radiale Bohrungen 28 in dem Flansch 23 vorgesehen,
die als Angriffsflächen
für einen
Hakenstiftschlüssel
als Werkzeug zur Drehbetätigung
des Kupplungsringes 19 dienen.
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Das dritte, in den 7 bis 9 dargestellte Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel nach den 4 und 6 dadurch, dass der Kupplungsring 19 von
einem Zwischenring 29 unterfüttert ist. Vorzugsweise setzt
sich dieser Zwischenring 29 aus zwei halbkreisförmigen Ringen
zusammen, die in Radialrichtung auf das Anschlussstück 12 aufgesteckt
und dann vom Kupplungsring 19 übergriffen werden können. Wesentliches
Merkmal des Zwischenringes 29 ist sein zum Ende 12a des
Anschlussstücks
weisender Flansch bzw. Flanschrand 30, der eine Vergrößerung der
radialen Ausdehnung 33 der Anschlagschulter 22 ermöglicht und
dadurch in der Lage ist, höhere
axiale Zugkräfte
zu übertragen.
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Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen,
dass in den Figuren ein metallischer Auskleidungsring 32 bezeichnet
ist, der das Ende 12a des Anschlussstücks 12 verstärkt, was
insbesondere dann wichtig ist, wenn das Anschlussstück 12 ein
Rohrstück
aus Kunststoff ist.
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Im übrigen sei erwähnt, dass
die Muffe 11, das Anschlussstück 12, der Kupplungsring 19 und der
Zwischenring 29 wahlweise aus Metall und/oder Kunststoff
bestehen können.
In der Regel wird die Muffe 11 aus einem Stahlgusskörper bestehen.
Es sind jedoch auch Rohrverbindungen möglich mit Muffen aus Kunststoff.
Auch hierfür
eignet sich die erfin dungsgemäße Rohrverbindung.
Das gleiche gilt für das
Anschlussstück 12,
welches sowohl als metallischer Rohrkörper als auch als solcher aus
geeignetem Kunststoff wie PP, PE oder dergleichen bestehen kann.
Angestrebt wird, auch den Kupplungsring 19 trotz seiner
Fähigkeit,
relativ große
Zugkräfte übertragen
zu können,
aus Kunststoff, beispielsweise Polyamid zu fertigen.