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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung mit zwei gegenüberliegenden Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme je einer Rohrleitung nach Anspruch 1 sowie eine Rohrkupplung zum Verbinden zweier Rohrleitungen nach Anspruch 6 und ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrkupplung gemäß Anspruch 10.
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Zum Verbinden zweier Rohrleitungen unter einem Winkel können zum einen vorgefertigte Bögen (Formteile) verwendet werden oder die gegenüberliegenden Stirnflächen der zwei Rohrleitungen schräg angeschnitten und mit einer entsprechenden Rohrkupplung verbunden werden. Bei der zweiten Variante ergibt sich nicht nur das Problem, dass für den gewünschten Winkel jeweils ein entsprechender Schnitt vorgenommen werden muss, was einen zusätzlichen Arbeitsschritt darstellt. Darüber hinaus besteht das Problem der Dichtigkeit der Rohrkupplung die eigentlich für eine gerade Verbindung zwischen Rohrleitungen ausgelegt ist. Insbesondere kann es dabei zu Dichtigkeitsproblemen kommen, da Dichtungslippen der Dichtung am Umfang des angewinkelten Rohres nicht mehr gleichmäßig anliegen und somit insbesondere bei höherem Betriebsdruck keine hundertprozentige Dichtigkeit mehr gewährleistet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtung und/oder eine Rohrkupplung beziehungsweise ein Verfahren zu deren Herstellung vorzusehen, mit welchen eine winkelige Rohrleitungsverbindung verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 6 und 10 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den Unteransprüchen angegeben sind. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart gelten und in beliebiger Kombination beanspruchbar sein.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zwischen den Aufnahmeöffnungen oder zwischen zwei Dichtungsabschnitten der Dichtung einen gekrümmten oder krümmbaren, insbesondere unverlierbar oder materialeinstückig mit mindestens einem der Dichtungsabschnitte ausgebildeten, Winkelabschnitt zur Ausbildung einer Krümmung vorzusehen, Somit ist es erfindungsgemäß möglich, bereits unter bestimmten Winkelanordnungen der Aufnahmeöffnungen vorgefertigte Dichtungen auszubilden, die einen bestimmten Krümmungswinkel aufweisen. Soweit der Winkelabschnitt krümmbar ist, besteht der Vorteil, dass die Dichtung für die Herstellung von Rohrkupplungen mit verschiedenen Krümmungswinkeln geeignet ist. Die Ausbildung eines krümmbaren Winkelabschnitts ist daher die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
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Mit krümmbar ist erfindungsgemäß insbesondere gemeint, dass eine Krümmung innerhalb eines Krümmungswinkelbereichs, also zwischen einem minimalen Krümmungswinkel und einem maximalen Krümmungswinkel, ohne nennenswerten Kraftaufwand und ohne nennenswerte Verformung des gesamten Winkelabschnitts erreichbar ist. Allenfalls ein kleiner Teilbereich des Winkelabschnitts unterliegt einer Verformung. Insbesondere verändert sich die Dicke einer Wand des Winkelabschnitts nicht durch das Krümmen.
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Erfindungsgemäß kann somit auf Standard-Rohrleitungen zurückgegriffen werden, ohne dass ein Schrägschnitt oder eine separate Bearbeitung der Rohrleitungen an deren zu verbindenden Stirnflächen notwendig wäre.
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Besonders vorteilhaft ist dies realisierbar, indem der Winkelabschnitt zumindest überwiegend elastisch, insbesondere in Form eines Balgs, ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich der Winkelabschnitt über einen vergleichsweise großen Winkelbereich verstellen und je nach benötigtem Winkel mit einem Außenrohr, insbesondere einem Laminat, verbinden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Winkelabschnitt um einen Krümmungswinkel zwischen 0,1° und 45°, insbesondere zwischen 0,1° und 20°, vorzugsweise zwischen 0,1° und 10°, noch bevorzugter zwischen 0,5° und 5° krümmbar oder gekrümmt. Bevorzugt sind die Stirnseiten der Aufnahmeöffnungen der Dichtung unter einem Winkel zueinander angeordnet, der durch die Krümmung des Winkelabschnitts bestimmt wird, insbesondere im wesentlichen, vorzugsweise genau, dem Krümmungswinkel entspricht.
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Indem in den Aufnahmeöffnungen innen umlaufenden Dichtungslippen zur Abdichtung der jeweiligen Rohrleitung angeordnet sind, werden die Rohrleitungen durch die Dichtungslippen, insbesondere durch eine Verformung der Dichtungslippen, fixiert und gegenüber der Umgebung abgedichtet. Die Dichtungslippen sind insbesondere außerhalb des Winkelabschnitts angeordnet.
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Bei der erfindungsgemäßen Rohrkupplung ist es von Vorteil, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform das, insbesondere als Laminat ausgebildete, Außenrohr als, insbesondere im Wickelverfahren hergestelltes, glasfaserverstärktes Kunststoffrohr ausgebildet ist. Durch das Wickelverfahren wird ein besonders stabiles Außenrohr ausgebildet, das den Winkelabschnitt unter dem eingestellten Winkel der Krümmung fixiert.
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Hierzu kann erfindungsgemäß ein Rotierkörper vorgesehen sein, der für die Herstellung der abgewinkelten Rohrkupplung die Dichtung unter einem voreingestellten, insbesondere am Rotierkörper einstellbaren, Krümmungswinkel fixiert. Der Rotierkörper ist nach Ausbildung und zumindest teilweiser, vorzugsweise überwiegender, Aushärtung des Außenrohrs wieder abnehmbar. Der Rotierkörper soll als eigenständige Erfindung offenbart gelten und beanspruchbar sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
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1 einen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung,
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2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Dichtung mit zwei verbundenen Rohrleitungen,
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3a eine Querschnittsansicht eines Rotierkörpers zur Herstellung der Rohrkupplung und
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3b eine perspektivische Ansicht des Rotierkörpers gemäß 3a.
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In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine Dichtung 1, die als Rotationskörper ausgebildet ist, wobei in 1 nur ein Querschnitt des Mantels parallel zur Rotationsachse gezeigt ist. Die Dichtung 1 weist zwei gegenüberliegende Aufnahmeöffnungen 2, 3 zur Aufnahme je einer Rohrleitung 4, 5 (siehe 2a) auf.
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Die Dichtung 1 besteht aus zwei jeweils an die Aufnahmeöffnungen 2, 3 anschließenden Dichtungsabschnitten 6, 7 sowie einem zwischen den Dichtungsabschnitten 6, 7 angeordneten Winkelabschnitt 8.
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Die Dichtungsabschnitte 6, 7 weisen je zwei umlaufende Dichtungslippen 9 auf, die zur Abdichtung der Rohrleitungen 4, 5 gegenüber der Umgebung ausgebildet sind. Weiterhin dienen die Dichtungslippen 9 zur Fixierung der Rohrleitungen 4, 5 mittels elastischer Verformung der Dichtungslippen bei der Montage der Rohrleitungen 4, 5.
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Eine exakte Positionierung bzw. ein nicht zu weites Einführen über den Dichtungsabschnitt 6, 7 hinaus in axialer Richtung ermöglicht je ein Kupplungsanschlag 9a, 9b an den jeweiligen Enden beider Dichtungsabschnitte 6 und 7.
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Der Winkelabschnitt 8 zeichnet sich dadurch aus, dass die Dichtung 1 im Winkelabschnitt 8 krümmbar ist und die Dichtung 1 entsprechend mit einer Krümmung mit einem Krümmungswinkel angeordnet werden kann.
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Die Dichtung 1 ist insbesondere aus einem einzigen Material geformt, so dass die Dichtungsabschnitte 6, 7 jeweils in den Winkelabschnitt 8 übergehen beziehungsweise der Winkelabschnitt 8 jeweils an die Dichtungsabschnitte 6, 7 angeformt ist.
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Während die Dichtungsabschnitte 6, 7 jeweils eine feste Axiallänge L1, L2 aufweisen und diese am Umfang der Dichtung 1 konstant ist, ist eine Axiallänge L3 des Winkelabschnitts 8 innerhalb eines durch die Form des Winkelabschnitts 8 vorgesehenen Bereichs veränderbar. Die Axiallänge L3 des Winkelabschnitts 8 kann über den Umfang der Dichtung 1 unterschiedlich sein und diesem Fall weist die Dichtung 1 eine Krümmung entsprechend der unterschiedlichen Axiallänge L3 am Umfang auf.
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Im Falle eines gekrümmten Winkelabschnittes 8 und einer Krümmung der Dichtung 1 stehen Stirnseiten 10, 11 der Dichtungsabschnitte 6, 7 unter einem Winkel zueinander, der insbesondere dem Krümmungswinkel entspricht.
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In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Winkelabschnitt 8 als Balg beziehungsweise ziehharmonikaartig ausgebildet. Der Winkelabschnitt 8 weist demnach entlang seiner Axiallänge L3 zwischen maximalen Radialerstreckungen R1 und minimalen Radialstreckungen R2 mäanderförmig hin und her verlaufende Dehnungsabschnitte 12 auf, im vorliegenden Fall vier. Die Differenz zwischen der maximalen Radialerstreckung R1 und der minimalen Radialerstreckung R2 entspricht im Wesentlichen der Dicke der Dichtungsabschnitte 6, 7.
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Eine Dicke d einer Wand 13 des Winkelabschnitts 8 ist kleiner als die Hälfte der Differenz der maximalen Radiallänge L1 und der minimalen Radiallänge L2, insbesondere kleiner als ¼.
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In den 2a, 2b und 2c ist die Verbindung der Dichtung 1 mit zwei Rohrleitungen 4, 5 erkennbar, die in die Aufnahmeöffnungen 2, 3 eingeschoben sind und durch die Dichtungslippen 9 fixiert sind und somit gegenüber der Umgebung abgedichtet sind. Eine exakte axiale Positionierung bzw. ein zu weites Einführen der Rohrleitung in den Winkelabschnitt 8 hinein verhindert jeweils der als Steg ausgestaltete Kupplungsanschlag 9a, 9b an den Enden beider Dichtungsabschnitten 6, 7.
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Die Herstellung einer die Dichtung 1 aufweisenden Rohrkupplung mit einem Krümmungswinkel erfolgt im Wickelverfahren unter Verwendung eines Rotierkörpers 15, der in den 3a und 3b gezeigt ist. Über einen Winkelstelltrieb 16 ist der Winkel einer auf dem Rotierkörper 15 montierten Dichtung 1 einstellbar.
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Der Rotierkörper 15 weist zwei Rotierkörperhälften 17, 18 auf, die durch den Winkelstelltrieb 16 gegeneinander fixiert und angewinkelt werden können. Die Rotierkörperhälften 17, 18 sind spiegelbildlich angeordnet und weisen jeweils voneinander abgewandte, in Radialrichtung vorkragende Schultern 19, 20 auf, die zur seitlichen Begrenzung eines die Dichtung 1 umgebenden Außenrohrs 14 dienen.
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Zunächst wird die Dichtung 1 auf einen zwischen den Schultern 19, 20 angeordneten Wickelabschnitt 21 aufgespannt und der benötigte/vorgegebene Krümmungswinkel der Dichtung 1 durch den Winkelstelltrieb 16 eingestellt.
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Dann wird das Außenrohr 14 im Wickelverfahren durch Rotation des Rotierkörpers 15 auf die Dichtung 1 aufgewickelt, wodurch ein, insbesondere durch glasfaserverstärkten Kunststoff gebildetes, Außenrohr 14 entsteht. Das Außenrohr 14 ist erfindungsgemäß insbesondere als Laminat ausgebildet.
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Das Außenrohr 14 wird einerseits durch die Winkelstellung der Rotierkörperhälften 17, 18 und seitlich durch die Schultern 19, 20 begrenzt. In dieser Stellung wird die Dichtung 1 durch das Außenrohr 14 nach Aushärtung des Außenrohrs 14 fixiert, so dass eine so hergestellte Rohrkupplung einen vorgegebenen Krümmungswinkel aufweist.
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Mit einer erfindungsgemäßen Dichtung 1 können somit innerhalb des minimalen und maximalen Axialabstands L3 des Winkelabschnitts 8 beziehungsweise innerhalb dem Krümmungswinkel einstellbaren Krümmungswinkelbereich des Winkelabschnitts 8 beliebige Krümmungswinkel eingestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtung
- 2
- Aufnahmeöffnung
- 3
- Aufnahmeöffnung
- 4
- Rohrleitung
- 5
- Rohrleitung
- 6
- Dichtungsabschnitt
- 7
- Dichtungsabschnitt
- 8
- Winkelabschnitt
- 9
- Dichtungslippen
- 9a, 9b
- Kupplungsanschläge
- 10
- Stirnseite
- 11
- Stirnseite
- 12
- Dehnungsabschnitte
- 13
- Wand
- 14
- Außenrohr
- 15
- Rotierkörper
- 16
- Winkelstelltrieb
- 17
- Rohrkörperhälften
- 18
- Rohrkörperhälften
- 19
- Schulter
- 20
- Schulter
- 21
- Wickelabschnitt
- L1
- Axialabstand
- L2
- Axialabstand
- L3
- Axialabstand
- R1
- maximale Radiallänge
- R2
- minimale Radiallänge
- d
- Dicke
