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Die
Erfindung betrifft eine Rohrverbindung mit einem Fitting aus Metall,
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Bekannte
Rohrverbindungen mit einem Fitting aus Metall sind beispielsweise
aus dem Lieferprogramm der Firma Mapress bekannt (s. Auszug aus
dem Lieferprogramm „Mapress
Pressfitting System",
April 2001).
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Hierin
werden Fittings mit einem Presselement dargestellt, die im Einschubbereich
des Leitungsrohres einen wulstartig ausgebildeten, sich nach außen erstreckenden
verpressbaren Abschnitt aufweisen in dem ein Dichtelement angeordnet
ist. An den wulstartig ausgebildeten Abschnitt schließt sich
zur medienzugewandten Seite ein zylindrischer Abschnitt an, mit
einem Axialanschlag für
das mit radialem Spiel darin einschiebbare Leitungsrohr.
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Zur
Herstellung der Rohrverbindung wird das Leitungsrohr bis zum axialen
Anschlag eingeschoben und im Einschubbereich durch Verpressung im
Dichtbereich und des unmittelbar angrenzenden Bereiches im zylindrischen
Abschnitt mit dem Fitting gedichtet und axial gesichert.
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Hierzu
wird nach dem Einschub des Leitungsrohres ein Standard-Verpresswerkzeug
angesetzt, das mindestens mit zwei das Presselement umfassenden
Pressbacken versehen ist. Jede Pressbacke weist zwei voneinander
beabstandete Pressstege und eine dazwischen liegende nutförmige Ausnehmung
auf.
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Die
nutförmige
Ausnehmung der Pressbacke wird auf den Ringwulst aufgesetzt und
durch Betätigen des
Presswerkzeuges die Pressbacken aufeinanderzugefahren.
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Während des
Verpressens wirkt die Pressbacke in zwei Verpressebenen auf die
Verbindung ein. Einerseits wird zum Abdichten der Ringwulst einschließlich des
darin eingelegten Dicht elementes radial gestaucht, andererseits
wirkt zur Erzeugung einer axialen Sicherung das Presswerkzeug auch
auf den zylindrischen Abschnitt beim Schließen auf das Presselement ein.
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Eine
weitere Rohrverbindung ist z.B. aus dem Lieferprogramm der Firma
Viega bekannt (Lieferprogramm „sanpress
INOX mit SC- Contur, 1/03).
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Bei
dem hier dargestellten Fitting schließt sich an den Ringwulstabschnitt
sowohl zur medienzugewandten wie auch zur medienabgewandten Seite
hin ein zylindrisch ausgebildeter Abschnitt an, wobei neben der
Radialverpressung des Ringwulstes zur axialen Sicherung der Verbindung
die Pressstege des Presswerkzeuges auf beide zylindrische Abschnitte
des Überdeckungsbereiches
einwirken.
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Nachteilig
bei derartigen Rohrverbindungen ist, dass durch das notwendige radiale
Spiel im Überdeckungsbereich
des zylindrisch ausgebildeten Abschnittes auf der medienzugewandten
Seite ein relativ langer und schmaler horizontal liegender und vom
zu transportierenden Medium benetzbarer Spalt gebildet wird, der sich
zur Pressstelle der axialen Sicherung hin verjüngt.
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In
diesem sich verjüngenden
Spalt können
sich bei Betriebsstillständen
des Leitungssystems Schadstoffe, wie z.B. korrosionsfördernde
Stoffe oder Keime anreichern, da hier keine oder eine nur unzureichende Spülwirkung
erfolgen kann. Diese Schadstoffe können das Material und/oder
den Fitting angreifen oder die Qualität des zu transportierende Mediums,
wie z.B. Trinkwasser, schädlich
beeinflussen.
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Aus
der
GB 2 230 834 A ist
eine Rohrverbindung bekannt, die zur Vermeidung von Korrosion, auf
der medienzugewandten Seite im Überdeckungsbereich
einen vergrößerten Spalt
vorsieht, um eine ausreichende Spülwirkung zu erreichen.
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Zur
Verpressung wird ein Standard-Verpresswerkzeug verwendet mit zwei
voneinander beabstandeten Pressstegen und einer dazwischen liegenden
nutförmigen
Ausnehmung. Die nutförmige
Ausnehmung der Pressbacke wird auf den Ringwulst des Presselementes
aufgesetzt und die Pressbacken werden durch Betätigen des Presswerkzeuges aufeinanderzugefahren.
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Bei
der Herstellung dieser Rohrverbindung wirkt das Presswerkzeug einerseits
auf den Ringwulst mit dem eingelegten Dichtelement ein und anderseits
auf den medienabgewandten zylindrischen Abschnitt des Überdeckungsbereiches
zwischen Fitting und Rohr.
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Bei
dieser Rohrverbindung wird zur Vermeidung einer Spaltverengung im
medienzugewandten Überdeckungsbereich
der Verbindung zwar die Pressstelle zur axialen Sicherung in den
medienabgewandten Überdeckungsbereich
gelegt. Nachteilig ist aber, dass sich durch die direkte radiale
Stauchung des Ringwulstes weiterhin eine Verengung auch auf der
medienzugewandten Seite des Spaltes ergibt. Bei einem Pressfitting mit
einem nur der Medienseite zugewandten zylindrischen Abschnitt, ist
diese Rohrverbindung außerdem
ungeeignet.
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Aus
der
DE 103 36 727
B3 ist eine Rohrverbindung bekannt, bei der zur Vermeidung
von Korrosion das Eindringen von Flüssigkeit in den medienzugewandten
Ringspalt durch ein zusätzliches
im Endbereich des Leitungsrohres angeordnetes Dichtelement verhindert
werden soll.
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Untersuchungen
haben jedoch gezeigt, dass das Eindringen von Flüssigkeit in den Spalt nicht
sicher vermieden werden kann, da die Dichtwirkung von den aktuell
vorliegenden Toleranzen von Rohraußendurchmesser und Fitting,
Innendurchmesser im Spaltbereich bzw. den Verpressbedingungen beeinflusst
wird.
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Da
die Spaltabdichtung nicht im unmittelbaren Verpressbereich liegt,
kann der Spalt bei ungünstiger Toleranzpaarung
zu groß sein,
dass eine vollkommene Abdichtung nicht mehr sichergestellt werden
kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Rohrverbindung anzugeben, die in einfacher
und kostengünstiger Weise
eine ausreichende Spülwirkung
des Spaltes sicherstellt und ein Eindringen von Flüssigkeit
in den abgedichteten Spaltbereich sicher verhindert.
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Eine
weitere Aufgabe besteht darin, die Rohrverbindung so auszubilden,
dass eine qualitätssichere Verpressung
mit Standard-Verpresswerkzeugen ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird nach dem Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Nach
der Lehre der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
der Innendurchmesser des der Medienseite zugewandten zylindrischen
Abschnittes des Presselementes mindestens im außerhalb des Einwirkbereiches
der Pressbacke liegenden Überdeckungsbereich
mit dem Leitungsrohr ein solches Maß aufweist, dass nach dem Einschieben
des Leitungsrohres ein im Vergleich des zur Montage notwendigen
radialen Spiels ein deutlich vergrößerter Ringspalt gebildet wird.
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Innerhalb
des Überdeckungsbereiches
ist im unmittelbaren Einwirkbereich der Pressbacke im Ringspalt
des zylindrischen Abschnittes ein weiteres Dichtelement angeordnet,
welches nach der Verpressung den Ringspalt zur Einschubseite hin
abdichtet.
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Der
Vorteil dieser Rohrverbindung gegenüber bekannten Rohrverbindungen
ist, dass nach der Verpressung einerseits ein ausreichend großer und
damit gut durchspülbarer
Ringspalt im medienzugewandten Überdeckungsbereich
realisiert wird und andererseits durch das Anordnen und Verpressen
eines weiteren Dichtelementes im Bereich der axialen Sicherungsebene
das Eintreten von Flüssigkeit
in den dem Ringwulst zugewandten, abgedichteten Spaltbereich, unabhängig von
den Fertigungstoleranzen von Pressfitting und Rohr, sicher vermieden
wird.
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Bei
Versuchen hat sich herausgestellt, dass das Maß für die radiale Erstreckung des
Ringspaltes in Abhängigkeit
von der Überdeckungslänge zwischen
Leitungsrohr und dem medienzugewandten zylindrischen Abschnitt gewählt werden
sollte. Hierbei sollte ein Mindestwert von 0,2 mm eingehalten werden,
um noch eine ausreichende Spülwirkung
sicherzustellen.
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Das
weitere Dichtelement in der axialen Sicherungsebene ist in einer
ersten Ausführungsform
als Element hülsenförmig mit
geringer axialer Erstreckung ausgebildet.
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In
einer verbesserten Ausführungsform
erstreckt sich das hülsenförmige Dichtelement
im Überdeckungsbereich
axial bis zum Dichtelement des Ringwulstes, wobei zur Kostenreduzierung
bei der Lagerhaltung und der Montage die Dichtelemente vorteilhaft
zu einem Kombiteil zusammengefasst und als ein Teil hergestellt
sind.
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Während für das Dichtelement
des Ringwulstes in der zweiteiligen Ausführungsform vorteilhaft ein preiswertes
im Querschnitt kreisringförmiges
Standard-Dichtelement verwendet werden kann, ist der Querschnitt
in einer vorteilhaften Ausgestaltung des einteiligen Dichtelementes
der Ringwulstgeometrie angepasst.
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Bei
auf dem Markt befindlichen Standard-Verpresswerkzeugen ist die Größe der zur
Abdichtung der Verbindung notwendigen radialen Stauchung des Ringwulstes
mit einem im Querschnitt kreisförmigen
Dichtelement beim Verpressen u. a. abhängig von der Ringwulstgeometrie
des Pressfittings des jeweiligen Herstellers, wobei je nach Hersteller
unterschiedliche Pressbacken für
gleiche Rohr- bzw. Fittingdurchmesser zum Einsatz kommen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
füllt das
Dichtelement den Ringwulst im Wesentlichen aus. Die Verpressung
kann jetzt vorteilhaft mit allen auf dem Markt befindlichen Pressbacken
erfolgen, da im Vergleich zu einem im Querschnitt kreisförmigem den
Ringwulst nicht ausfüllenden
Dichtelement nur noch eine wesentlich geringere radiale Stauchung
zum Abdichten der Verbindung notwendig ist. Die radiale Stauchung
muss jedoch insgesamt weiterhin so groß sein, dass eine ausreichende
axiale Sicherung der Rohrverbindung erreicht wird.
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In
einer alternativen Ausführungsform
erstreckt sich das hülsenförmige Dichtelement über das
Ende des Leitungsrohres hinaus in den zylindrischen Abschnitt des
Pressfittings und weist vorteilhaft am Ende der Erstreckung einen
einen Axialanschlag für
das Leitungsrohr bildenden radial nach innen gerichteten Absatz auf,
bis zu dem das Leitungsrohr eingeschoben werden kann.
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In
dieser Ausführungsform
mit einem sich über
den gesamten Ringspalt des zylindrischen Abschnitts erstreckenden
hülsenförmigen Dichtelement
ist der Spalt nach der Verpressung komplett abgedichtet. Es kann keine
Flüssigkeit
mehr in den Überdeckungsbereich
der Rohrverbindung eindringen und somit auch keine korrosionsfördernden
Produkte ablagern.
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Die
Begrenzung der Einschublänge
für das
Leitungsrohr kann alternativ auch über einen oder mehrere entsprechend
radial nach innen gerichtete Absätze
des Pressfittings erfolgen. Wichtig ist dabei allerdings, dass der
Axialanschlag so ausgebildet ist, dass eine ausreichende Spülung des
Ringspaltes gewährleistet
wird.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pressfittings weist dieser
im gesamten Einschubbereich des der Medienseite zugewandten zylindrischen
Abschnittes einen gleichen Innendurchmesser auf, so dass ein über die
axiale Erstreckung konstanter Ringspalt gebildet wird.
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Dies
vereinfacht zum Einen die Herstellung des Pressfittings, zum Anderen
auch die Herstellung des hülsenförmigen Dichtelementes
entweder als Einzelteil oder als Kombiteil gemeinsam mit dem Dichtelement des
Ringwulstes.
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Gleiches
gilt bei Verwendung eines Pressfittings mit einem zusätzlichen
der Medienseite abgewandten zylindrischen Abschnitt, dessen Innendurchmesser
vorteilhaft dem der Medienseite zugewandten zylindrischen Abschnittes
entspricht.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung.
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Es
zeigen:
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1 im
Längsschnitt
in einer ersten Ausführungsform
eine Rohrverbindung mit einem nur der Medienseite zugewandten zylindrischem
Abschnitt mit zwei separaten Dichtelementen,
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2 wie 1 mit
einteiliger Ausführung
des Dichtelementes,
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3 wie 2 in
einer alternativen Ausgestaltung,
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4 wie 1 in
einer zweiten Ausführungsform
mit zusätzlichem
der Medienseite abgewandten zylindrischen Abschnitt.
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1 zeigt
in einer ersten Ausführungsform
in vergrößerter Darstellung
eine erfindungsgemäße Rohrverbindung
mit einem im Längsschnitt
dargestellten Pressfitting 1 mit eingeschobenem Leitungsrohr 5.
Dargestellt ist der unverpresste Zustand der Rohrverbindung. Der
Pressfitting 1 weist einen ein kreisringförmiges Dichtelement 3.1 aufnehmenden
wulstartig ausgebildeten Abschnitt 2.1 auf, an den sich
ein erster der Medienseite zugewandter zylindrisch ausgebildeter
Abschnitt 4.1 anschließt.
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Das
Dichtelement 3.1 weist einen geringfügig größeren Innendurchmesser auf
als der Außendurchmesser
des Leitungsrohres 5, so dass das Dichtelement beim Einschieben
des Leitungsrohres 5 nicht beschädigt werden kann.
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In
den Pressfitting 1 ist das metallische Leitungsrohr 5 mit
dem glattendigen Endbereich bis in den Bereich des zylindrischen
Abschnittes 4.1 des Pressfittings 1 mit radialem
Spiel eingeschoben. Im Überdeckungsbereich
zwischen Leitungsrohr 5 und zylindrischem Abschnitt 4.1 des
Pressfittings 1 ist durch einen deutlich vergrößerten Innendurchmesser
des Pressfittings 1 ein Ringspalt 14 ausgebildet,
der zur Sicherstellung einer ausreichenden Durchspülung im
Betrieb deutlich größer ist,
als es dem zur Montage notwendigen radialen Spiel entspricht.
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Dargestellt
ist weiterhin eine Pressbacke 10 eines nicht näher dargestellten
Presswerkzeuges. Die Pressbacken 10 weisen eine nutförmige Ausnehmung 11 zum
Positionieren auf dem Ringwulst 2.1 auf mit beidseitig
zur Ausnehmung 11 angeordneten Pressstegen 12.1, 12.2.
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Erfindungsgemäß ist im
Bereich der Einwirkung des Presssteges 12.2 im Ringspalt 14 ein
weiteres hülsenförmiges Dichtelement 3.2 angeordnet,
welches aus einem unter Einwirkung der Presskraft nachgiebigen Material,
beispielsweise Gummi oder elastischem Kunststoff, besteht. Wobei
in dieser Verpressebene sowohl die axiale Sicherung wie eine Abdichtung
des Spaltes zur Einschubseite hin erreicht wird. Gleichzeitig wirkt
das Dichtelement 3.2 als Führung für das Leitungsrohr 5,
so dass durch koaxiales Einführen
des Leitungsrohres in das Presselement Beschädigungen am Dichtelement 3.1 ausgeschlossen
sind.
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Vorteilhaft
ist das hülsenförmige Dichtelement 3.2 bereits
vormontiert im Pressfitting 1 angeordnet, um das Handling
bei der Montage der Rohrverbindung zu vereinfachen. Um das Leitungsrohr 5 problemlos
in den Pressfitting 1 einschieben zu können, sollte der Innendurchmesser
des Dichtelementes 3.2 geringfügig größer sein, als der Außendurchmesser
des Leitungsrohres 5.
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Die
axiale Erstreckung des Dichtelementes beschränkt sich bei dieser Ausführungsform
im Wesentlichen auf den Einwirkbereich des Presssteges 12.2,
wobei im Überdeckungsbereich
ein gut durchspülbarer Ringspalt 14 zwischen
Leitungsrohr 5 und Pressfitting 1 verbleibt.
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Die
in 2 dargestellte zweite Ausführungsform der Rohrverbindung
entspricht in den wesentlichen Merkmalen 1, wobei
gleiche Bezugszeichen gleichen Bauteilen entsprechen.
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In
diesem Beispiel ist jedoch das weitere im Bereich der axialen Sicherungsebene
angeordnete hülsenförmige Dichtelement 6.1 gemeinsam
mit dem Dichtelement 7 des Ringwulstes 2.1 als
ein Kombiteil 3.3 dargestellt.
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Das
Dichtelement 7 des Ringwulstes 2.1 füllt erfindungsgemäß die Ringwulstkammer
im Wesentlichen aus. Vorteilhaft wird dadurch erreicht, dass die
radiale Verformung zur Erzielung einer Abdichtung nicht mehr so
groß sein
muss, so dass die Rohrverbindung auch mit Pressbacken für Pressfittings
anderer Hersteller qualitätssicher
verpresst werden kann.
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Das
Leitungsrohr 5 ist bis zu einem einen Axialanschlag 15 für das Leitungsrohr 5 bildenden
radial nach innen gerichteten Absatz des Pressfittings 1 eingeschoben.
Wichtig ist hierbei, dass wegen des vorhandenen Ringspaltes 14 eine
ausreichende Spülung
sichergestellt ist. Vorteilhaft besteht der Axialanschlag daher z.B.
aus einem oder mehreren über
den Innenumfang des zylindrischen Abschnittes 4.1 radial
nach innen gerichteten Absätzen.
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In
einer in 3 dargestellten weiteren Ausführungsform
der Rohrverbindung ist ein hülsenförmiges Dichtelement 6.2 im
Bereich der axialen Sicherungsebene dargestellt, welches gemeinsam
mit dem Dichtelement 7 des Ringwulstes 2.1 als
Kombiteil 3.4 hergestellt ist.
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Im
Unterschied zum in 2 dargestellten Dichtelement 6.1 erstreckt
sich das Dichtelement 6.2 über den gesamten Ringspalt 14 bis
zum einschubseitigen Ende des Leitungsrohres 5 und dichtet
damit den Ringspalt 14 im gesamten Überdeckungsbereich vollständig gegen
das Eindringen von Flüssigkeit
ab.
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Alternativ
zu einem Axialanschlag 15 für das in den Pressfitting 1 einschiebbare
Leitungsrohr 5 nach 2 weist
das Dichtelement 6.2 vorteilhaft am leitungsrohrseitigen
Ende der Erstreckung einen radial nach innen gerichteten Kragen 8 auf,
an dem das stirnseitige Ende des Leitungsrohres 5 beim
Einschieben zur Anlage kommt.
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4 zeigt
in einer weiteren Ausführungsform
einen Pressfitting 1' mit
einem zusätzlichen
der Medienseite abgewandten zylindrischen Abschnitt 4.2.
Die wesentlichen Merkmalen entsprechen denjenigen der 1,
so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.
Gleiche Bezugszeichen entsprechen hierbei gleichen Bauteilen.
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Der
Innendurchmesser der zylindrischen Abschnitte 4.1 und 4.2 ist
vorteilhaft gleich groß,
so dass ein Ringspalt 14 konstanter Größe zum Leitungsrohr 5 gebildet
wird. Im Verpressbereich der Pressbacken 10 ist ein aus
hülsenförmigen Dichtelementen 9.1, 9.2 und
dem Dichtelement 13 des Wulstabschnittes 2.2 bestehendes
einteilig hergestelltes Dichtelement angeordnet.
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Beim
Verpressen der Rohrbindung werden beide zylindrischen Abschnitte 4.1 und 4.2 gemeinsam
mit dem Ringwulst 2.2 radial verpresst, so dass auch hohe
Anforderungen an die axiale Sicherung erfüllt werden. Wahlweise kann
das hülsenförmige Dichtelement 9.2 auch
entfallen, um z.B. aus elektrischen Gründen einen metallischen Kontakt
zwischen Pressfitting und Leitungsrohr zu ermöglichen.
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