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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 Dichtelementes 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 analen 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 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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2 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. Bezugszeichenliste
| Nr. | Bezeichnung |
| 1, 1' | Pressfitting |
| 2.1, 2.2 | Ringwulst |
| 3.1 | Dichtelement Ringwulst |
| 3.2 | hülsenförmiges Dichtelement |
| 3.5 | Kombiteil |
| 4.1 | medienzugewandter zylindrischer Abschnitt |
| 4.2 | medienabgewandter zylindrischer Abschnitt |
| 5 | Leitungsrohr |
| 9.1, 9.2 | hülsenförmiges Dichtelement |
| 10 | Pressbacke |
| 11 | nutförmige Ausnehmung |
| 12.1, 12.2 | Presssteg |
| 13 | Dichtelement Ringwulst |
| 14 | Ringspalt |
