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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden von Rohren.
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Obwohl
auf beliebige Anordnungen zum Verbinden von Rohren anwendbar, werden
die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik
in Bezug auf Rohre zum Abführen
von Schmutzwasser in einem Flugzeug näher erläutert.
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In
Flugzeugen besteht die Anforderung, Schmutzwasser, insbesondere
aus Spülbecken
in der Kabine, nach außen,
also in die Atmosphäre,
abzuführen.
Dazu werden Rohrleitungen vorgesehen, die, insbesondere um den geometrischen
Anforderungen im Flugzeug gerecht zu werden, aus mehreren, miteinander
verbundenen Rohren bestehen. Demnach muss eine Anordnung zum fluiddichten Verbinden
der jeweiligen Rohrenden der Rohre vorgesehen werden.
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Durch
beispielsweise Blitzeinschlag kommt es zu statischen elektrischen
Aufladungen solcher Rohre, die insbesondere aus Edelstahl oder Titan hergestellt
sind, und damit zu einem elektrischen Potentialunterschied zwischen
den Rohren und der diese umgebenden Flugzeugstruktur. Ein solcher
Potentialunterschied kann gefährliche
Folgen, beispielsweise Fehlmessungen oder Zerstörung von Elektronik an Bord
des Flugzeuges, haben. Deshalb ist es notwendig, die elektrische
Ladung von den Rohren abzuführen.
Dies wird im Allgemeinen durch Miteinanderverbinden der Rohre mittels
mehrerer elektrischer Leiter und Abführen der elektrischen Ladung nach
außen,
also in die Atmosphäre,
an einer bestimmten Stelle des Flugzeuges mittels eines weiteren
elektrischen Leiters gelöst.
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Folglich
besteht die Anforderung, zwei Rohre miteinander sowohl fluiddicht
als auch elektrisch leitend zu verbinden. Ein der Anmelderin bekannter
Ansatz sieht eine in 7 dargestellte Anordnung 1 vor. Diese
Anordnung 1 weist eine Muffe 2 mit zwei Aufnahmeabschnitten 3, 4 auf,
in welchen ein erstes bzw. zweites Rohrende 5, 6 fluiddicht
aufnehmbar ist. Zusätzlich
beabstandet von der Muffe 2 werden Masseschellen 7, 8 an
dem ersten und zweiten Rohrende befestigt. Anschließend müssen die
Stellen der Rohrenden 5, 6, an welchen die Masseschellen 7, 8 angebracht
sind, mit einem bestimmten Abdichtmittel behandelt werden, um ein
Eindringen von Feuchtigkeit und damit eine Kontaktkorrosion zwischen
den Masseschellen 7, 8 und dem ersten bzw. zweiten Rohrende 5, 6 zu
verhindern. Ein Masseverbinder 9, also ein elektrischer
Leiter, wird an seinen jeweiligen Enden mittels Schraubverbindungen 10, 11 an
den Masseschellen 7, 8 elektrisch leitend befestigt.
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Dieser
Ansatz bringt sowohl einen hohen manuellen Aufwand als auch ein
beträchtliches
Gewicht nachteilig mit sich.
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Aus
der
GB 588 072 A und
der
GB 566 279 A sind
jeweils die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine bessere Anordnung bereitzustellen,
die es erlaubt, Rohre sowohl elektrisch als auch fluiddicht miteinander
auf einfache Weise bei geringem Gewicht der Anordnung zu verbinden.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin,
dass die Anordnung zum Verbinden von Rohren mit einer Doppelfunktion
ausgebildet ist. Zum Einen schafft sie eine fluiddichte Verbindung
zwischen den beiden Rohrenden und zum Anderen verbindet sie die
beiden Rohrenden mittels des integ rierten Masseverbinders elektrisch. Dabei
wird der Masseverbinder vor dem Eindringen von Feuchtigkeit und
damit vor Kontaktkorrosion durch die Muffe geschützt. Folglich müssen keine
separaten Abdichtmittel zum Verhindern einer solchen Kontaktkorrosion
vorgesehen werden. Die Muffe stellt für sich schon ein geeignetes
Abdichtmittel dar.
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Ferner übernimmt
die Muffe die Haltefunktion zum Kontaktieren des Masseverbinders
mit den jeweiligen Rohrenden. Damit kann mittels der Erfindung gegenüber dem
bekannten Ansatz auch auf die Masseschellen sowie die Schraubverbinder
zum Befestigen des Masseverbinders an den Masseschellen verzichtet
werden.
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Insgesamt
wird somit eine erhebliche Gewichtseinsparung gegenüber dem
bekannten Ansatz sowie eine erhebliche Reduzierung des Montageaufwands
erzielt.
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Die
Muffe weist wenigstens zwei Aufnahmeabschnitte zum fluiddichten
Aufnehmen jeweils eines Rohrendes auf. Damit lassen sich Rohrenden
einfach mit der Muffe verbinden.
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Die
Aufnahmeabschnitte weisen jeweils einen Abschnitt des Masseverbinders
zum elektrischen Kontaktieren der jeweiligen Rohrenden auf. Die
Rohrenden werden also vorzugsweise von dem Masseverbinder kontaktiert,
sobald sie in die Aufnahmeabschnitte der Muffe eingeführt sind.
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Der
Masseverbinder ist in einer Wandung der Muffe angeordnet. Dies hat
den Vorzug, dass der Masseverbinder somit geschützt in der Muffe liegt und
von dieser zum Kontaktieren der Rohrenden ohne zusätzliche
Komponenten gehalten ist.
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Die
Wandung der Muffe ist im Bereich der jeweiligen Aufnahmeabschnitte
innenseitig zum Freilegen von Abschnitten des Masseverbinders in
der Wandung abschnittsweise ausgespart. Somit ist der Masseverbinder
nur an den Stellen, an welchen er mit den Rohrenden in Kontakt treten
soll, von der Innenseite der Muffe her zugänglich. Die Ränder des
in der Muffe ausgesparten Bereichs dichten bei in den Aufnahmeabschnitten
aufgenommenen Rohrenden den freigelegten Abschnitt des Masseverbinders
an den Rohraußenwänden fluiddicht
ab. Dadurch kann eine Kontaktkorrosion verhindert werden. Ferner werden
die freigelegten Abschnitte des Masseverbinders, insbesondere bei
elastischen Muffen, bereits mittels Einschieben der Rohrenden in
die Aufnahmeabschnitte mit den Rohraußenwänden in elektrischen Kontakt
gebracht.
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In
den Unteransprüchen
finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der
Erfindung.
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Gemäß einem
weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die Anordnung weiterhin Rohrschellen auf, mittels
welchen die freigelegten Abschnitte des Masseverbinders an die jeweiligen
Rohraußenwände anpressbar
sind. Dadurch kann der Übergangswiderstand
zwischen Rohraußenwand
und Masseverbinder verringert werden, was dazu führt, dass elektrische Ladungen
von den Rohren leichter abgeführt
werden können.
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Bei
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
weisen die Rohrenden jeweils eine umlaufende Sicke auf, wobei die
freigelegten Abschnitte des Masseverbinders relativ zu einer Quermittellinie
der Muffe hinter der jeweiligen Sicke angeordnet sind. Somit kann
der Masseverbinder effektiv gegenüber dem in den Rohren transportieren
Fluid abgedichtet werden.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass Endabschnitte des Masseverbinders
in der Wandung der Muffe umgeschlagen sind. Dies hat den Vorzug, dass
der Masseverbinder in der Wandung somit fest verankert ist und ein
Herausrutschen, insbesondere aus den abschnittsweise ausgesparten
Bereichen der Wandung der Muffe, verhindert wird. Mit „Umschlagen" ist hier ein Zurücklegen
eines Endabschnittes des Masseverbinders entgegen seiner Längserstreckung
gemeint. Vorzugsweise erfolgt das Umschlagen dabei um Fasern und/oder
wenigstens eine Lage des glasfaserverstärkten Kunststoffs der Muffe.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Masseverbinder streifenförmig, insbesondere als vernickeltes
Kupfergeflecht, ausgebildet. Ein solcher Masseverbinder zeichnet
sich durch eine hohe Leitfähigkeit
bei geringer räumlicher
Erstreckung aus.
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Gemäß einer
weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Muffe Kunststoff,
insbesondere einen glasfaserverstärkten und/oder elastischen
Kunststoff auf. Als Kunststoff kommt insbesondere Silikon in Frage.
Bei einem elastischen Kunststoff wird ein fluiddichtes Anliegen
der Muffe an den Rohrenden automatisch sichergestellt. Ferner kann eine
Winkelabweichung zwischen zwei Rohren einfach ausgeglichen werden.
Die Glasfasern sorgen für eine
verschleißfeste
Muffe.
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Die
Muffe weist vorzugsweise einen kreiszylindrischen Querschnitt auf,
wobei der Innendurchmesser vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Zoll beträgt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von
den Figuren zeigen:
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1 eine
Draufsicht einer Anordnung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
Längsschnitt
aus 1;
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2A eine
vergrößerte Teilschnittansicht entlang
der Schnittlinie D-D aus 2;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 2;
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4 eine
vergrößerte Ansicht
C aus 3;
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5 eine
Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B aus 2;
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6 eine
Draufsicht einer Anordnung gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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7 eine
bekannte Anordnung zum Verbinden von Rohren.
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In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche
Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Die
in 1 gezeigte Anordnung 20 verbindet zwei
Rohrenden 21, 22 fluiddicht und elektrisch miteinander.
Dazu ist eine Muffe 23 mit Aufnahmeabschnitten 24, 25 an
ihren jeweiligen Enden vorgesehen. In den Aufnahmeabschnitten 24, 25 sind
jeweils die Rohrenden 21 bzw. 22 aufgenommen.
Die Rohrschellen 27, 28, auch als Schlauchschellen
bezeichnet, sorgen für
einen zuverlässigen
Halt der Rohrenden 21, 22 in den Aufnahmeabschnitten 24, 25.
An der Außenseite
der Muffe 23 sind Markierungen 29, insbesondere
Vertiefungen, vorgesehen, welche eine genaue Positionierung der
Rohrschellen 27, 28 auf der Muffe 23 erlauben.
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2 zeigt
einen Längsschnitt
entlang der Längsachse
der Anordnung 20 aus 1, wobei
zusätzlich
Bereiche der Rohrwandungen 30, 31 des Rohrendes 21 bzw. 22 zur
besseren Verständlichkeit nicht
dargestellt sind.
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Die
Rohrenden 21, 22 sind jeweils mit eine Sicke 33, 34 an
ihren jeweiligen Enden versehen. Die Muffe 23 spannt sich
elastisch um die Rohrenden 21, 22, wobei insbesondere
die Sicken 33, 34 ein Ausströmen des Fluids 36,
welches durch die Anordnung 20 fließt, verhindern. Die Muffe 23 ist
dazu vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff vorgesehen und
weist zu ihrer Verstärkung
ein Glasfasergeflecht 32 (Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das Glasfasergeflecht
nur in 2 und auch hier nur abschnittsweise dargestellt.)
auf.
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Ein
vorzugsweise streifenförmiger,
insbesondere als vernickeltes Kupfergeflecht ausgebildeter Masseverbinder 37 liegt
geschützt
in der Wandung 38 der Muffe 23 (angedeutet durch
die gestrichelte Linien, da in 2 nicht
zu sehen). In vorbestimmten Bereichen 40, 41 jedoch
ist die Wandung 38 der Muffe 23 ausgespart, das
heißt,
es liegen Durchtritte von der Innenseite 42 der Wandung 38 der
Muffe 23 zu dem Masseverbinder 37 vor. Demnach
sind Abschnitte 43, 44 des Masseverbinders 37 freigelegt und
können
mit der Außenwand 46, 47 der
Rohrenden 21, 22 in elektrischen Kontakt treten.
Dies ist besonders gut im Schnitt D-D der 2A zu
erkennen. Vorzugsweise ist die Breite der Bereiche 40, 41 geringer
oder gleich der Breite der Rohrschellen 27, 28. „Breite" bezieht sich hier
auf die Erstreckung in Längsrichtung
der Muffe 23. Dadurch wird eine noch bessere Abdichtung
der freigelegten Abschnitte 43, 44 des Masseverbinders 37 erzielt.
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Der
Masseverbinder 37 erstreckt sich von dem Aufnahmeabschnitt 24 zu
dem Aufnahmeabschnitt 25, wobei seine jeweili gen Enden 37a, 37b in der
Wand 38 zur Quermittellinie der Muffe 23 hin vorzugsweise
um Fasern 45 einer Lage des glasfaserverstärkten Kunststoffs
der Muffe 23 geschlagen sind. Dies stellt sicher, dass
der Masseverbinder 37 nicht in den Bereichen 40, 41 aus
der Wandung 38 der Muffe 23 beim Einschieben oder
Herausziehen der Rohrenden 21, 22 in bzw. aus
den Aufnahmeabschnitten 24, 25 herausgezogen werden,
wodurch die Funktion der Anordnung 20 beeinträchtigt werden könnte.
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Vorzugsweise
liegen die beiden Rohrenden 21, 22 vorderseitig
nicht gegeneinander an, sondern sind mit einem Abstand 26 zueinander
vorgesehen, was eine Winkelverschiebung zwischen den beiden Rohrenden 21, 22 erlaubt
und damit einen flexibleren Einsatz der Rohrmuffe 23 unter
geometrisch schwierigen Bedingungen begünstigt.
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Auch
ohne dass die Rohrschellen 27, 28 mittels ihrer
als Schraubeinrichtung ausgebildete Spanneinrichtung 50, 51 gespannt
an der Außenseite 52 der
Muffe 23 anliegen, kommt es vorzugsweise zu einem elektrischen
Kontakt zwischen den Abschnitten 43, 44 mit der
Rohraußenwand 46 bzw. 47.
Dies ist darin bedingt, dass die Abschnitte 43, 44 des
Masseverbinders 37 in den Bereichen 40, 41 zur
Innenseite 42 der Wandung 38 hervortretend in
der Wandung 38 geführt
sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass allein durch das Einziehen
der Rohrenden 21, 22 in die Aufnahmeabschnitte 24 bzw. 25 und
damit Strecken der Wandung 38, die Dicke der Wandung 38 in den
Bereichen 40, 41 im Vergleich zu der Dicke des Masseverbinders 37 derart
abnimmt, dass es zum Kontakt zwischen dem Masseverbinder 37 und
der Außenwand 46, 47 kommt.
Das Spannen der Spanneinrichtungen 50, 51 verbessert
vorzugsweise lediglich den elektrischen Kontakt zwischen dem Masseverbinder 37 und
den Rohrenden 21, 22.
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3 zeigt
einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A aus 2.
Aus dieser Figur und insbesondere 4, welche
eine vergrößerte Ansicht
aus 3 zeigt, ist zu erkennen, wie der Abschnitt 44 des Masseverbinders 37 an
der Außenwand 46 des
Rohrendes 21 elektrisch kontaktierend anliegt. Insbesondere
die Randbereiche 41a, 41b der Wandung 38 dichten
den freigelegten Abschnitt 44 des Masseverbinders 37 in
Zusammenwirken mit der Außenwand 46 derart
ab, dass ein Eindringen von Fluid zu dem Abschnitt 44 und
damit eine Kontaktkorrosion verhindert wird.
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Die
Wandung 38 weist hier vorzugsweise einen zweischichtigen
Aufbau aus Lagen 55, 56, vorzugsweise jeweils
aus einem Kunststoff mit Glasfasergeflecht, auf. Der Aufbau der
Muffe 23 aus zwei Lagen 55, 56 erlaubt
eine einfache Einbringung des geführten Masseverbinders 37 in
die Muffe 23 während
des Herstellungsprozesses.
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Der
Masseverbinder 37 ist unterhalb der Rohrschellen 27, 28 in
der Wandung 38 so geführt, dass
er in dem Bereich 40, 41 durch die Innenseite 42 der
Wandung 38 hindurchtritt und die Außenwand 46, 47 der
Rohrenden 21, 22 kontaktiert. Vor und hinter den
Bereichen 40, 41 taucht der Masseverbinder 37,
wie in 2A bzw. 5 dargestellt,
welche den Schnitt B-B aus 2 zeigt,
in die Wandung 38 der Muffe 23 tiefer ein, wobei
der Masseverbinder 37 von der Außenwand 46, 47 dann
mittels einer Materialdicke 58 beabstandet und isoliert
angeordnet ist. Demnach weist der Masseverbinder 37 elektrisch
kontaktierende Abschnitte 43, 44 und vorzugsweise
elektrisch nicht-kontaktierende Abschnitte 59, 60, 61 (siehe
hierzu 2) auf. Der nicht-kontaktierende Abschnitt 60 ist
dabei zwischen den kontaktierenden Abschnitten 43, 44 angeordnet.
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Vorzugsweise
wird ein weiterer Masseverbinder in analoger Weise zu dem Masseverbinder 37 gegenüberliegend
zu diesem in der Wandung 38 der Muffe 23 eingebracht.
Dies erhöht
die elektrische Leitfähigkeit
und reduziert damit den elektrischen Widerstand der Anordnung 20,
wodurch elektrische Ladungen leichter von den Rohrenden 21, 22 abgeführt werden
können.
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6 zeigt
eine Anordnung 70 zum Verbinden von beispielsweise drei
Rohrenden miteinander. Bei der Anordnung 70 handelt es
sich um eine im Wesentlichen Y-förmige
Muffe 71, wobei gegenüber
dem Ausführungsbeispiel
aus 1 ein weiterer Aufnahmeabschnitt 72 zum
Aufnehmen eines weiteren Rohrendes winklig an einem geraden Abschnitt,
welcher die Aufnahmeabschnitte 24, 25 aufweist,
angebracht ist. Die eingeschobenen Rohrenden sind aus Gründen der
einfacheren Darstellbarkeit nicht gezeigt.
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Der
weitere Aufnahmeabschnitt 72 ist über einen schematisch dargestellten
Masseverbinder 73 mit dem Aufnahmeabschnitt 25 und
weiterhin über
einen ebenfalls schematisch dargestellten Masseverbinder 74 mit
dem Aufnahmeabschnitt 24 verbunden. Die Funktionsweise
der Masseverbinder 73, 74 entspricht dabei der
des Masseverbinders 37 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 1.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
vorliegend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar.
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Beispielsweise
können
mehr als zwei Masseverbinder zu einer noch weiteren Verringerung
des elektrischen Widerstands der Anordnung vorgesehen werden. Auch
ein fluiddichtes und elektrisches Verbinden von mehr als drei Rohren
ist denkbar. Insbesondere kann die Form des Masseverbinders variiert
werden. Beispielsweise kann der Masseverbinder als Spirale, welche
in der Wand der Muffe verläuft,
ausgebildet sein. Auch eine Beschränkung auf Y-förmige Anordnungen
ist nicht gegeben. Auch eine T-Form oder sich verjüngende Form
der Muffe kann vorgesehen sein. Ferner sind auch andere Materialien
für den
Masseverbinder, wie beispielsweise Silber, denkbar.
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Somit
schafft die vorliegende Erfindung eine Anordnung zum Verbinden von
Rohren. Dabei wird eine Muffe zum Verbinden der Rohrenden der Rohre und
ein Masseverbinder, mittels welchem die Rohrenden elektrisch leitend
verbindbar sind, vorgesehen. Der Masseverbinder ist dabei als integrierter
Bestandteil der Muffe ausgebildet, wodurch eine gegenüber bekannten
Ansätzen
erhebliche Einsparung an Material und Montageaufwand erzielt werden
kann. Mittels der Anordnung wird ein fluiddichtes und elektrisch
leitendes Verbinden der Rohre erzielt.
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- 1
- Anordnung
- 2
- Muffe
- 3
- Aufnahmeabschnitt
- 4
- Aufnahmeabschnitt
- 5
- Erstes
Rohrende
- 6
- Zweites
Rohrende
- 7
- Masseschelle
- 8
- Masseschelle
- 9
- Masseverbinder
- 10
- Schraubverbindung
- 11
- Schraubverbindung
- 20
- Anordnung
- 21
- Rohrende
- 22
- Rohrende
- 23
- Muffe
- 24
- Aufnahmeabschnitt
- 25
- Aufnahmeabschnitt
- 26
- Abstand
- 27
- Rohrschelle
- 28
- Rohrschelle
- 29
- Vertiefung
- 30
- Rohrwandung
- 31
- Rohrwandung
- 32
- Glasfasergeflecht
- 33
- Sicke
- 34
- Sicke
- 36
- Fluid
- 37
- Masseverbinder
- 37a
- Endabschnitt
- 37b
- Endabschnitt
- 38
- Wandung
- 40
- Bereich
- 41
- Bereich
- 41a
- Randbereich
- 41b
- Randbereich
- 42
- Innenseite
- 43
- kontaktierender
Abschnitt
- 44
- kontaktierender
Abschnitt
- 45
- Fasern
- 46
- Außenwand
- 47
- Außenwand
- 50
- Spanneinrichtung
- 51
- Spanneinrichtung
- 55
- Lage
- 56
- Lage
- 58
- Materialdicke
- 59
- nicht-kontaktierender
Abschnitt
- 60
- nicht-kontaktierender
Abschnitt
- 61
- nicht-kontaktierender
Abschnitt
- 70
- Anordnung
- 71
- Muffe
- 72
- weiterer
Aufnahmeabschnitt
- 73
- Masseverbinder
- 74
- Masseverbinder
- Q
- Quermittellinie