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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden zweier
Rohre für
strömende
Medien der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art. Derartige
Vorrichtungen finden insbesondere Verwendung bei Versorgungsleitungen
für Gas,
Wasser und Abwasser. Hier muss ein solcher Übergang geschaffen werden,
beispielsweise von einer Armatur, wie einem Absperrschieber, einem
Ventil oder dergleichen, oder einem Formteil zur Versorgungsleitung
hin.
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Derartige Übergänge werden
bisher oft dadurch geschaffen, dass der Stutzen auf seiner Außenseite über Verzahnungen
oder ähnliches
verfügt auf
die ein kurzer Kunststoffstutzen aufgepresst wird. Diese Verbindungsstelle
wird dann mit einem Schrumpfschlauch gesichert. An den Kunststoffstutzen
wird dann mittels einer Schweißmuffe
oder mittels Stumpfschweißverfahren
das zweite Rohr angebracht. Diese Methode weist jedoch einige Nachteile auf.
Wenn das zweite Rohr zu einer Hausanschlussleitung gehört, so weist
es häufig
unterschiedliche Eigenschaften auf, wie verschiedene Farben, beispielsweise
blau, gelb oder schwarz für
die verschiedenen Medien, oder unterschiedliche Wandstärken bei
gleicher Nennweite.
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Will
man dieses Rohr an beispielsweise eine Armatur anschließen, so
muss das an der Armatur angebrachte Kunststoffrohr die gleichen
Eigenschaften wie das Rohr, welches zum Hausanschluss gehört, aufweisen.
Somit müssen
auch bei gleicher Armatur verschiedenste Ausführungen auf Vorrat gehalten
werden, was einen erhöhten
Lageraufwand bedeutet. Ein weiterer Nachteil ergibt sich, wenn der Anschluss
zum zweiten Rohr mittels einer Schweißmuffe hergestellt wird, und
die so entstandene Schweißnaht
undicht ist. Hier muss der Bereich des Kunststoffstutzens an dem
sich die Muffe befindet entfernt werden. Danach wird eine neue Schweißmuffe aufgesetzt
und der Schweißvorgang
erneut durchgeführt.
Dies kann jedoch nicht beliebig oft, sondern häufig nur zweimal wiederholt
werden, da der Kunststoffstutzen nicht zu lang ausgeführt werden
darf um die Handhabung beispielsweise in einem Baustellengraben
nicht unnötig
zu erschweren. Ist die Schweißnaht
dann wieder undicht, so muss die gesamte Armatur ausgetauscht werden.
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Bei
einer anderen Vorrichtung verfügt
der Stutzen auf seiner Innenseite über ein Gewinde, in welches
ein Kunststoffstutzen geschraubt und dann gesichert wird. Hier ergeben
sich jedoch die gleichen Nachteile bezüglich Vorratshaltung und Anzahl
der Verschweißungsversuche
wie bei der zuvor erwähnten
Vorrichtung.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der im Oberbegriff
des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, die unabhängig von
der Farbe und dem Material des zweiten Rohres verwendet werden kann,
die leicht zu handhaben ist und bei der alle mit dem zweiten Rohr
direkt in Verbindung bringbaren Elemente schnell und einfach montiert und
gegen Verdrehen gesichert werden können. Dies wird erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 genannten Maßnahmen
erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.
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Der
Stutzen weist eine Schrägfläche sowie einen
Anschlag auf und die Muffe besitzt eine Schulter und wenigstens
ein Dichtmittel. Dem Stutzen und der Muffe ist ein Stützring zugeordnet,
welcher über eine
Gegenschulter für
die Schulter und zumindest ein Verriegelungselement verfügt. Das
Verriegelungselement weist mindestens je eine Gleitfläche, eine
Anlagefläche
und eine Sicherungsfläche
auf. Im Montagefall des Stutzens, der Muffe und des Stützrings
steht die Gegenschulter mit der Schulter in Eingriff. Ferner kommt
der Stützring
mit seiner Anlagefläche
an der Schrägfläche des
Stutzens zur Anlage während
die Sicherungsfläche
des Verriegelungselements den Anschlag des Stutzens hintergreift.
Im Montagefall sind der Stützring
und die Muffe so vor unerwünschtem
Verdrehen oder Verschieben gesichert. Der Stützring ist dabei einfach zu
montieren. Das Dichtmittel der Muffe wird im Montagefall im Inneren
des Stutzens verpresst, wodurch die Abdichtung zwischen Stutzen
und Muffe stattfindet. Da die Muffe größtenteils im Inneren des Stutzens
angeordnet ist, kann sie auch für
verschiedenste Ausgestaltungen des zweiten Rohres verwendet werden.
Eine Abhängigkeit
von der Farbe, der Wandstärke
oder ähnlichem
des zweiten Rohres ist somit nicht gegeben, wodurch die Lagerhaltung
erheblich vereinfacht wird. Des weiteren wird das Material für den bisher benötigten Kunststoffstutzen
eingespart.
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Außerdem können alle
mit dem zweiten Rohr unmittelbar in Verbindung stehenden Elemente
einfach ausgetauscht werden. Hierzu muss nur der Stützring gelöst werden
und die Muffe ist aus dem Stutzen entnehmbar. Sodann kann eine neue
Muffe montiert und wieder mit dem Stützring gesichert werden. Dies
ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die Schweißnaht zwischen
der Muffe und dem zweiten Rohr fehlerhaft ist, beispielsweise weil
das zweite Rohr nicht sorgfältig
genug für
den Verschweißungsvorgang
vorbereitet wurde. Auch wenn mehrere Verschweißungen fehlerhaft verlaufen
sollten, so können
immer wieder die entsprechenden Muffen ausgetauscht werden, ohne
das erste Rohr auswechseln zu müssen.
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Durch
die Anordnung der Muffe im Stutzen verkürzt sich auch die Baulänge des
ersten Rohres, was eine einfachere Handhabung, insbesondere auch
in räumlich
sehr begrenzten Baustellengruben zum Vorteil hat.
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In
einer besonderen Ausführungsform
sind der Stutzen und/oder das erste Rohr aus Guss, wie Grauguss,
Stahlguss, duktilem Guss od. dgl., ausgebildet während das zweite Rohr aus Kunststoff,
wie Polyethylen od. dgl., bestehen kann. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann dann auch zwischen diesen verschiedenen Materialien ein sicherer und
dichter Übergang
geschaffen werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Verriegelungselement als etwa L-förmiger
Nocken ausgebildet. Die Schrägfläche kann
dann an einem Gegennocken gebildet werden. Diese Bauweise ist besonders
einfach und vorteilhaft, da der Nocken auf einfache Weise bei der
Montage vom Gleiten in den Sicherungszustand überführbar ist. Eine Neigung der
Schrägfläche von
5° gegenüber der
senkrecht auf die Mittelachse des Stutzens stehenden Fläche hat
sich hier als günstig
erwiesen, da dann die Steigung nicht zu groß ist, die Muffe aber trotzdem noch
beim Drehen in den Stutzen hineingepresst wird.
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Empfehlenswerterweise
geschieht die Montage des Stützrings
nach Art eines Bajonettverschlusses. Hierbei wird der Stützring zunächst über die
Schulter an der Muffe und die Schrägfläche am Stutzen geschoben. Dann
wird der Stützring
verdreht, wobei er mit der Gleitfläche des Verriegelungselements über die
Schrägfläche am Stutzen
gleitet. Durch diese Schrägfläche werden
der Stützring
und die Muffe weiter in Richtung des ersten Rohres geschoben. Die
Muffe wird dabei in den Stutzen gepresst. Die Dichtmittel der Muffe
bewirken dann beim Verpressen eine Abdichtung zwischen der Muffe
und dem Stutzen. Wenn der Stützring
so weit gedreht wird, bis er mit seiner Gleitfläche das Ende der Schrägfläche erreicht,
so rastet er ein, indem er mit der Sicherungsfläche des Verriegelungselements den
Anschlag am Stutzen hintergreift. Der Stützring ist nun gegen Verdrehen
gesichert und die Muffe ist fest im Stutzen verpresst.
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Insbesondere
wenn das zweite Rohr aus Kunststoff besteht, kann dieses in die
Muffe, welche in diesem Fall günstigerweise
im Bereich der Innenwände über Heizdrähte verfügt, eingeführt und
dort mittels dieser Heizdrähte
verschweißt
werden, wie es bei Elektroschweißmuffen üblich ist. Dies hat den Vorteil,
dass unabhängig
von der Nennweite des zweiten Rohres eine Verbindungsvorrichtung
vorgesehen werden muss, da die Außendurchmesser einer Nennweite
auch bei verschiedenen Wandstärken konstant
sind.
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Bevorzugterweise
sind die Heizdrähte
in der Muffe bifilar angeordnet, wodurch die elektrischen Anschlüsse auf
einer Seite – idealerweise
am äußeren Ende – der Muffe
anordnenbar sind und nicht von dem Stutzen überdeckt werden. Dies ermöglicht einen
besonders einfachen Zugriff auf die Heizdrähte, was den Verschweißvorgang
erleichtert. Empfehlenswerterweise verfügt die Muffe noch über einen Indikator,
der anzeigt, wann eine ausreichende Hitzeentwicklung im Bereich
der Heizdrähte
stattgefunden hat, um eine gute Verschweißung zwischen der Muffe und
dem zweiten Rohr zu ermöglichen.
Hierdurch wird eine ausreichende Verschweißung sichergestellt, andererseits
aber auch verhindert, dass der Verschweißvorgang zu lange betrieben
wird.
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Alternativ
kann das zweite Rohr, wenn es aus Kunststoff besteht, auch mittels
Stumpfschweißen
an der Muffe angebracht werden. Dies ist besonders bei größeren Nennweiten üblich. In
diesem Fall benötigt
man zwar für
jede Wandstärke
einer Nennweite eine eigene Verbindungsvorrichtung; jedoch erübrigt sich
für diesen
Fall die Anbringung der Heizdrähte
und der elektrischen Anschlüsse
in der Muffe.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist es auch möglich,
das zweite Rohr durch Verklemmen in der Muffe zu haltern. Hierdurch
können
auch zweite Rohre, die nicht aus verschweißbarem Kunststoff bestehen
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
verbunden werden. Ein Verklemmen ist natürlich auch bei Kunststoffrohren
möglich.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sind der Innenumfang des Stutzens und/oder der Außenumfang
der Muffe zumindest bereichsweise leicht konisch ausgebildet. Hier
hat sich ein Winkel von kleiner oder gleich 7° als günstig erwiesen. Bei einem solchen
Winkel tritt Selbsthemmung auf. Günstigerweise greift die Muffe
mit ihrem konischen Bereich in den konischen Bereich des Stutzens
ein. Hier ist die Abdichtung zwischen der Muffe und dem Stutzen
besonders gut, da sich durch weiteres Einschieben der Muffe in den
Stutzen der Anpressdruck an den Dichtmitteln erhöhen lässt, so dass eine besonders
gute Abdichtung entsteht. Daher ist es auch sehr günstig, in
dem konischen Bereich Dichtmittel, beispielsweise in Form von O-Ringen,
vorzusehen.
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Weitere
Vorteile und Ausführungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den Zeichnungen.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigen:
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1:
eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit
zwei Stutzen und zwei Muffen, wobei eine Muffe in Ansicht und eine
im Aufriss dargestellt sind
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2:
die bevorzugte Ausführungsform
eines Stützrings
gemäß 1 in
perspektivischer Darstellung
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3:
eine Ausführungsform
eines Stutzens gemäß 1 in
Draufsicht
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4:
eine Ausführungsform
einer Muffe gemäß 1 mit
Heizdrähten
in Draufsicht
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5:
eine Muffe gemäß 4 in
perspektivischer Darstellung
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6:
eine Detailansicht gemäß VI in 1
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
bei der eine Verbindung zwischen einem ersten Rohr 10 und
einem zweiten Rohr 20 geschaffen wird. Die Verbindung wird
zwischen dem Stutzen 11 des ersten Rohres 10 mit
Hilfe einer Muffe 30 realisiert. Das erste Rohr 10 gehört hier
zu einer Armatur, an welche auf zwei Seiten zweite Rohre 20 angeschlossen
werden. Das erste Rohr 10 kann selbstverständlich genauso
gut zu einem Formteil gehören,
oder aber einfach nur ein Rohr sein. Die Muffe 30 ist hierzu im
Inneren 12 des Stutzens 11 angeordnet, wobei das
Außenende 31 der
Muffe 30 aus dem Stutzen 11 herausragt. Im Außenbereich der
Muffe 30 sind Dichtmittel 33 vorgesehen, welche
eine Abdichtung zwischen der Muffe 30 und dem Stutzen 11 ermöglichen.
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Sowohl
der Stutzen 11 verfügt
an seinem Innenumfang 18 über einen konischen Bereich 19. Auch
die Muffe 30 besitzt einen konischen Bereich 35,
der an ihrem Außenumfang
angeordnet ist, wobei die Muffe 30 mit ihrem konischen
Bereich 35 in den konischen Bereich 19 des Stutzens 11 eingreift.
Eines der Dichtmittel 33 ist ebenfalls im konischen Bereich 19 der
Muffe 30 angeordnet. Dieses wird beim hineindrücken der
Muffe 30 in den Stutzen 11 besonders gut verpresst,
um hier eine gute Abdichtung zwischen der Muffe 30 und
dem Stutzen 11 zu erhalten. Die konischen Bereiche 19 bzw. 35 weisen
dabei einen Winkel 36 von maximal 7° zur Mittelachse 17 des Stutzens 11 auf,
da in diesem Bereich Selbsthemmung eintritt.
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Um
die Muffe 30 im Stutzen 11 zu sichern, wird ein
Stützring 40 verwendet.
Dieser verfügt über eine
Gegenschulter 42 für
die Schulter 32 an der Muffe 30 und über ein
Verriegelungselement 50. Die Wirkungsweise des Stützringes 40 und
des Verriegelungselementes 50 sollen später noch näher erklärt werden.
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Das
zweite Rohr 20 besteht aus Kunststoff, beispielsweise Polyethylen.
Die Muffe 30 ist als Elektroschweißmuffe ausgeführt und
weißt
in ihrem Innenumfang 37 zumindest bereichsweise Heizdrähte 38 auf.
Die Verschweißung
zwischen der Muffe 30 und dem zweiten Rohr 20 findet
nun durch Beaufschlagung der Heizdrähte 38 mit Strom vonstatten. Die
Heizdrähte 38 heizen
dann auf und bewirken die Verschweißung. Hierzu verfügen die
Heizdrähte 38 über elektrische
Anschlussstellen 39, welche im Bereich des Außenendes 31 der
Muffe 30 angeordnet sind und zwar so, dass sie nicht vom
Stutzen 11 oder vom Stützring 40 verdeckt
werden.
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Der
Stützring 40 ist
in 2 näher
dargestellt. Er verfügt über mehrere
Verriegelungselemente 50, welche als etwa L-förmige Nocken 54 ausgeführt sind.
An diesen Nocken 54 ist jeweils eine Gleitfläche 51,
eine Anlagefläche 52 und
eine Sicherungsfläche 53 angeordnet.
Während
der Montage gleiten die Verriegelungselemente 50 mit ihren
Gleitflächen 51 auf
den Schrägflächen 13 des Stutzens 11,
und kommen schließlich
mit ihren Anlageflächen 52 auf diesen
zur Anlage. Die Sicherungsflächen 53 hintergreifen
dann den Anschlag 14 des Stutzens 11.
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Des
Weiteren verfügt
der Stützring 40 noch über eine
Gegenschulter 42 für
die Schulter 32 der Muffe 30. Die Gegenschulter 42 ist
hier als Gegenvorsprung 43 ausgebildet, der im Montagefall
mit der als Vorsprung 34 ausgebildeten Schulter 32 an
der Muffe 30 zusammenwirkt. Die Gegenschulter 42 besitzt
eine Ausnehmung 41 für
die elektrischen Anschlussstellen 39 der Heizdrähte 38,
damit diese bei der Montage des Stützrings 40 nicht beschädigt werden.
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3 zeigt
den erfindungsgemäßen Stutzen 11 aus 1 im
Detail. Dieser Stutzen 11 verfügt über mehrere Schrägflächen 13,
welche an Gegennocken 15 für die Nocken 54 des
Stützrings 50 angeordnet
sind. Der Winkel 16 der Schrägfläche 13 bezogen auf
die Fläche,
die senkrecht auf die Mittelachse 17 des Stutzens 11 steht,
beträgt
hier 5°.
Des Weiteren ist am Gegennocken 15 noch ein Anschlag 14 angeordnet,
welche im Montagefall von der Sicherungsfläche 53 des Verriegelungselements 50 hintergriffen
wird.
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Die
Muffe 30 aus 1 ist in den 4 und 5 näher dargestellt.
Die Muffe 30 verfügt
an ihrem Außenumfang über mehrere
Dichtmittel 33, von denen zumindest eines im konischen
Bereich 35 der Muffe 30 angeordnet ist. Dies ist
besonders vorteilhaft, weil die Muffe 30 bei der Montage
in den Stutzen 11 hineingedrückt wird und im konischen Bereich 35 das
Dichtmittel 33 am konischen Bereich 19 des Stutzens 11 verpresst
wird. Der Winkel 36 des konischen Bereiches 35 sollte
günstigerweise
7° nicht übersteigen.
Die Schulter 32 ist hier an einem Vorsprung 34 angeordnet.
Im Bereich des Innenumfangs 37 verfügt die Muffe 30 über Heizdrähte 38,
welche in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel bifilar angeordnet sind,
und am Außenende 31 der
Muffe 30 über
elektrische Anschlussstellen 39 verfügen.
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In 6 ist
der Ausschnitt VI aus 1 vergrößert im Schnitt dargestellt.
Hier wird das Zusammenwirken des Stutzens 11, der Muffe 30 und
des Stützrings 40 im
Montagefall deutlich. Die Schulter 32 der Muffe 30,
die hier an einem Vorsprung 34 angeordnet ist, wirkt mit
der Gegenschulter 42 des Stützrings 40, welche
sich an einem Gegenvorsprung 43 befindet, zusammen. Ebenso
ist zu erkennen, dass die Anlagefläche 52 des Verriegelungselements 50, welches
als L-förmiger
Nocken 54 ausgebildet ist, an der Schrägfläche 13, welche an
einem Gegennocken 15 gebildet wird, anliegt. Die Sicherungsfläche 53 hintergreift
dabei den hier nicht dargestellten Anschlag 14 am Stutzen 11.
Der Anschlag 14 befindet sich hierbei auf der dem Betrachter
der 6 abgewandten Seite des Gegennockens 15.
Die Gleitfläche 51 war
während
der Montage des Stützrings 40 über die
Schrägfläche 13 des
Stutzens 11 geglitten und befindet sich jetzt hinter dem
Gegennocken 15.
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Die
hier dargestellten Ausführungsformen stellen
lediglich beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung dar. Diese
ist nicht darauf beschränkt,
sondern es sind vielmehr verschiedenste Abwandlungen und Ausführungen
möglich.
Beispielsweise können der
Anschlag und/oder die Schulter bzw. der Gegenanschlag und/oder die
Gegenschulter auch durch Vertiefungen gebildet werden. Es kann auch
eine andere Anzahl an Dichtmitteln an der Muffe vorgesehen sein,
diese können
auch an anderen Stellen angeordnet sein. Die Schulter, die Gegenschulter,
der Anschlag, der Nocken, der Gegennocken und die Schrägfläche können auch
mehrfach ausgebildet sein, wie zum Beispiel in 2 oder 3 ersichtlich.
Ebenso können
diese Elemente auch nur einfach ausgebildet sein, wie bei der Schulter
an der Muffe dargestellt. Das erste und zweite Rohr, die Muffe und
der Stützring
können
aus den unterschiedlichsten Materialien bestehen. Auch kann das
Verriegelungselement eine andere Geometrie aufweisen.
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- 10
- Erstes
Rohr
- 11
- Stutzen
- 12
- Inneres
von 11
- 13
- Schrägfläche an 11
- 14
- Anschlag
an 11
- 15
- Gegennocken
- 16
- Neigungswinkel
von 13
- 17
- Mittelachse
von 11
- 18
- Innenumfang
von 11
- 19
- Konischer
Bereich von 11
- 20
- Zweites
Rohr
- 30
- Muffe
- 31
- Außenende
von 30
- 32
- Schulter
- 33
- Dichtmittel
- 34
- Vorsprung
- 35
- Konischer
Bereich von 30
- 36
- Winkel
von 35 bzw. 19
- 37
- Innenumfang
von 30
- 38
- Heizdrähte
- 39
- Anschlussstellen
von 38
- 40
- Stützring
- 41
- Ausnehmung
für 39
- 42
- Gegenschulter
- 43
- Gegenvorsprung
- 50
- Verriegelungselement
- 51
- Gleitfläche an 50
- 52
- Anlagefläche an 50
- 53
- Sicherungsfläche an 50
- 54
- L-förmiger Nocken