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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Herstellung einer Rohrverbindung, mit einem Fitting, mit einem Endabschnitt des Fittings zur Aufnahme eines Rohrendes, mit einem Dichtring, mit einem Trennring, mit einem Schneidring und mit einem Halteelement, wobei der Fitting einen Innenabschnitt mit einem an den Außendurchmesser des aufzunehmenden Rohrendes angepassten Innendurchmesser aufweist, wobei der Endabschnitt eine ausgehend vom distalen Ende sich abschnittsweise verjüngende Innenkontur aufweist, wobei der Dichtring, der Trennring und der Schneidring innerhalb des Endabschnitts des Fittings axial verschiebbar angeordnet sind und wobei das Halteelement ein Innengewinde zum Aufschrauben auf ein am Fitting ausgebildetes Außengewinde und ein nach innen vorstehendes Anschlagelement zur Anlage an der Anordnung aus Dichtring, Trennring und Schneidring aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Halteelement der zuvor beschriebenen Art.
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Aus dem Stand der Technik sind derartige Anordnungen zum Herstellen einer Rohrverbindung vorwiegend für Rohre aus Kunststoff bekannt, jedoch kann eine solche Anordnung auch für Rohre aus Metall oder einem Verbundwerkstoff angewendet werden.
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In bekannter Weise besteht das Halteelement, das grundsätzlich auch als Überwurfmutter bezeichnet werden kann, aus einer gedrehten metallischen Mutter, die aus Stangen hergestellt oder aus Pressteilen besteht. Daneben sind auch Muttern aus Kunststoff bekannt. Bei den genannten Halteelementen besteht jedoch das Problem darin, dass die Herstellung aufwändig und die dabei entstehenden Wandstärken des Halteelements erheblich sind. Zudem weisen die Gewinde der bekannten Halteelemente eine geringe Steigung auf, so dass für ein Verbinden das Halteelement mehrfach um die eigene Achse gedreht werden muss.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, die eingangs genannte Anordnung zum Herstellen einer Rohrverbindung sowie das genannte Halteelement in der Herstellung und in der Handhabung zu vereinfachen.
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Das zuvor aufgeführte technische Problem wird erfindungsgemäß bei einer eingangs beschriebenen Anordnung zur Herstellung einer Rohrverbindung sowie bei einem Halteelement dadurch gelöst, dass das Halteelement durch Umformen aus einem Blech hergestellt ist. Somit kann das Halteelement als einfaches Umformteil kostengünstig hergestellt werden und weist gleichwohl eine ausreichende Festigkeit auf, um eine dauerhafte Verbindung zwischen einem Rohr und dem Fitting herzustellen.
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Die Wandstärke des Halteelements liegt in bevorzugter Weise zwischen 0,5 und 2,0 mm, bevorzugt zwischen 0,7 und 1,2 mm, die Wandstärke kann aber insbesondere bei Verwendung eines Weichmetalls für die Herstellung des Halteelements bis zu 5 mm betragen. Weiterhin besteht das Material des Halteelements vorzugsweise aus Baustahl, nicht rostender Stahl, Edelstahl, Kupfer, Aluminium oder Messing. Grundsätzlich kann das Halteelement aus jedem Metall bestehen, aus dem ein umformbares Blech hergestellt werden kann.
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Des Weiteren kann das Innengewinde des Halteelements zumindest abschnittsweise als umlaufende nach innen vorstehende Vertiefung ausgebildet und das Außengewinde des Fittings als umlaufende Vertiefung ausgebildet sein. Somit dienen beide umlaufenden Vertiefungen gemeinsam als Gewinde, mit dem das Halteelement auf den Fitting aufgeschraubt werden kann. Wenn dabei die nach innen vorstehende Vertiefung im Halteelement nur abschnittsweise ausgebildet ist und zwischen einzelnen Abschnitten die ansonsten zylindrische Form des Halteelements beibehalten bleibt, so weist das Halteelement eine größere Festigkeit gegenüber Verformungen auf.
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In bevorzugter Weise sind die das Gewinde bildenden Vertiefungen in axialer Richtung relativ breit ausgebildet, so dass bereits eine Windung ausreichend ist, um eine feste Schraubverbindung zwischen dem Halteelement und dem Fitting auszubilden. In bevorzugter Weise beträgt die axiale Breite der Vertiefungen mehr als 1 mm, vorzugsweise mehr als 2 mm.
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Daher kann das Gewinde mit einer großen Steigung ausgebildet werden, beispielsweise kann die Steigung des Gewindes des Halteelements so steil sein, dass ausgehend von einer Anlageposition nach einer Drehung um 180°, vorzugsweise um 135°, insbesondere um 90° die axiale Verschiebung der Anordnung aus Dichtring, Trennring und Schneidring für eine dichte und stabile Verbindung zwischen dem Rohrende und dem Fitting ausreicht.
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Für eine einfache Montage des Halteelements auf dem Fitting und um eine Ausbildung eines Mehrkantprofils zu vermeiden, weist das Halteelement in weiter bevorzugter Weise mindestens eine Aussparung, bevorzugt vier Aussparungen zum Ansetzen eines Werkzeugs, insbesondere eines Hakenschlüssels auf. Somit wird ein Raster von Aussparungen ausgebildet, mit denen ein Verdrehen des Halteelements um beispielsweise eine Drehung um 90° oder 180° zu ermöglichen.
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In vorteilhafter Weise ist die mindestens eine Aussparung, sind vorzugsweise alle Aussparungen im aufgeschraubten Zustand des Halteelements in Überdeckung mit einem Abschnitt des Außengewindes des Fittings angeordnet. Dadurch wird gerade im Hinblick auf die geringe Wandstärke des Halteelements eine größere Einstecktiefe des Werkzeugs und somit eine sicherere Montage des Halteelementes ermöglicht.
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Für ein Festlegen einer geeigneten Endposition beim Aufschrauben des Halteelements auf den Fitting sind in weiter bevorzugter Weise an der Außenseite des Fittings mindestens eine Rastnase und an der dem Anschlagelement gegenüberliegenden Seite des Halteelements mindestens eine Ausnehmung angeordnet. Somit können die mindestens eine Rastnase und die mindestens eine Ausnehmung im vollständig aufgeschraubten Zustand des Halteelements miteinander in Eingriff gebracht werden. Dadurch wird nicht nur die Endposition definiert, sondern auch das aufgeschraubte Halteelement gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert werden. Somit entspricht die beschriebene Schraubverbindung im Wesentlichen einem Bajonette-Verschluss mit Einrasten, die im Gegensatz zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Schraubverbindung mit geringer Steigung und vielen Windungen einfach herzustellen ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Herstellung einer Rohrverbindung im Querschnitt in einer ersten aufgeschraubten, aber noch nicht verpressten Position,
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2 die in 1 dargestellte Anordnung in einer perspektivischen Darstellung,
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3 einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung in der vormontierten Ausgangsposition im Querschnitt,
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4 die Anordnung aus 3 in einer perspektivischen Darstellung,
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5 die in 3 dargestellte Anordnung in der verpressten Endposition im Querschnitt und
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6 die Anordnung aus 5 in einer perspektivischen Darstellung.
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In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn die Bauteile bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in ihrer Dimension oder Form Unterschiede aufweisen können.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 2 zur Herstellung einer Rohrverbindung. Diese Anordnung weist einerseits einen Fitting 4, einen Endabschnitt 6 des Fittings 4 zur Aufnahme eines Rohrendes 8 sowie einen Dichtring 10, einen Trennring 12 und einen Schneidring 14 auf. Andererseits ist ein Halteelement 16 vorgesehen, mit dem durch ein Aufschrauben auf den Fitting 4 eine dichte und feste Verbindung zwischen dem Rohrende 8 und dem Fitting 4 hergestellt werden kann.
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Dazu weist der Fitting 4 einen Innenabschnitt 18 mit einem an den Außendurchmesser des aufzunehmenden Rohrendes 8 angepassten Innendurchmesser auf und der Endabschnitt 6 ist mit einer ausgehend vom distalen Ende 6a sich abschnittsweise verjüngenden Innenkontur versehen. Der Dichtring 10, der Trennring 12 und der Schneidring 14 sind innerhalb des Endabschnitts 6 axial verschiebbar angeordnet und liegen bevorzugt im unverpressten Zustand aneinander an.
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Das Halteelement 16 weist ein Innengewinde 20 zum Aufschrauben auf ein am Fitting 4 ausgebildetes Außengewinde 22 und ein nach innen vorstehendes Anschlagelement 24 zur Anlage an der Anordnung aus Dichtring 10, Trennring 12 und Schneidring 14 auf.
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Erfindungsgemäß ist das Halteelement 16 durch Umformen aus einem Blech hergestellt. Somit weist das Halteelement 16 nur eine geringe Dicke auf, kann aber gleichwohl eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um eine dauerhafte und dichte Verbindung zwischen dem Rohrende 8 und dem Fitting 4 zu gewährleisten. Die beschriebene Anordnung kann dazu verwendet werden, Rohre aus Metall, Kunststoff oder aus einem Verbundwerkstoff mit einem aus einem harten Material wie Metall oder einem harten Kunststoff zu verbinden.
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Die Wandstärke des Halteelements 16 liegt dabei zwischen 0,5 und 2,0 mm, bevorzugt zwischen 0,7 und 1,2 mm. Der Materialaufwand zur Herstellung des Halteelements 16 ist daher gering. Als Material des Halteelements 16 kommen beispielsweise Baustahl, nicht rostender Stahl, Edelstahl, Kupfer oder Messing in Frage. Grundsätzlich kann das Halteelement 16 aus jedem Metall für umformbare Bleche hergestellt sein. Als Ausgangsprodukt kann daher ein zylindrischer Rohrabschnitt aus dem umformbaren Blech benutzt werden, das in herkömmlicher Weise zu dem dargestellten Halteelement 16 umgeformt wird.
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Wie 1 zeigt, sind das Innengewinde 20 des Halteelements 16 zumindest abschnittsweise als umlaufende nach innen vorstehende Vertiefung 20a und das Außengewinde 22 des Fittings 4 als umlaufende Vertiefung 22a ausgebildet. Dabei weisen die Vertiefungen eine axiale Breite von mehr als 1 mm, vorzugsweise von mehr als 2 mm auf. Somit kann das Gewinde 20, 22 eine große Steigung aufweisen.
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Die Vertiefung 20a verläuft beim vorliegenden Ausführungsbeispiel insgesamt nur über einen Winkelbereich einer Umdrehung, das Gewinde 20 hat also im Prinzip nur eine Windung. Zudem ist die Vertiefung 20a in mehrere Abschnitte unterbrochen, zwischen denen das zylinderförmige Material des Halteelements 16 als Abschnitte 20b bestehen geblieben ist. Durch die Abschnitte 20b behält das Halteelement 16 im Vergleich zu einer durchgehenden Vertiefung 20a eine stabilere Form.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steigung des Gewindes 20, 22 so steil, dass nach einer Drehung um ungefähr 90° die axiale Verschiebung der Anordnung aus Dichtring 10, Trennring 12 und Schneidring 14 für eine dichte und stabile Verbindung zwischen dem Rohrende 8 und dem Fitting 4 ausreicht. Die axiale Verschiebung wird dabei durch das Anschlagelement 24 ausgeübt, das während des Aufschraubens des Halteelements 16 die Anordnung aus Dichtring 10, Trennring 12 und Schneidring 14 axial in Richtung auf den Fitting 4 zubewegt.
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Des Weiteren weist die Innenkontur des Fittings 4 zwei konisch nach innen zulaufende Abschnitte 26 und 28 auf, die während des durch das Aufschrauben hervorgerufenen axialen Verschiebens des Halteelements 16 zu einem radialen Verpressen der drei Elemente Dichtring 10, Trennring 12 und Schneidring 14 führen. Da der Schneidring 14 eine konische Außenkontur 14a aufweist, gleitet die Außenkontur 14a beim axialen Verschieben auf der Fläche des konischen Abschnitts 28 ab, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.
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2 zeigt noch zwei weitere bevorzugte Merkmale der beschriebenen Anordnung 2.
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Zum einen weist das Halteelement 16 vier Aussparungen 30 zum Ansetzen eines Hakenschlüssels auf, die in einem Raster von 90° umfangseitig im Halteelement 16 angeordnet sind. Insbesondere sind die Aussparungen 30 umfangseitig dort am Halteelement 16 positioniert, wo axial versetzt auch die Abschnitte 20b des Innengewindes 20 angeordnet sind.
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Vorliegend sind die Aussparungen 30 als runde Bohrungen ausgebildet, können aber auch einen anderen Querschnitt aufweisen. Durch ein Ansetzen des einfach zu handhabenden Hakenschlüssels kann das Halteelement 16 um den erforderlichen Winkel von beispielsweise 90° gedreht werden, um aufgrund des steilen Gewindes, von dem nur das Innengewinde 20 in 2 zu erkennen ist, eine ausreichende Verschiebung für ein festes und dichtes Verpressen des Rohrendes (in 2 nicht dargestellt) mit dem Fitting zu erreichen.
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Wie in 2 weiterhin dargestellt ist, sind die Aussparungen 30 im auf den Fitting 4 aufgeschraubten Zustand des Halteelements 16 in Überdeckung mit jeweils einem Abschnitt des Außengewindes 22 bzw. 22a des Fittings 4 angeordnet. Mit anderen Worten folgen die Aussparungen 30 dem Innengewinde 20 in den Bereichen des Halteelements 16, in denen das Innengewinde nicht ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Anordnung der Aussparungen 30 liegt darin, dass auch bei geringer Wandstärke des Halteelements 16 eine für ein Eingreifen des Hakenschlüssels ausreichende Tiefe durch das unterhalb der jeweiligen Aussparung 30 angeordnete Außengewinde 22 bzw. die Vertiefung 22a bereitgestellt wird.
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Zum anderen sind an der Außenseite des Fittings 4 eine Rastnase 32 und an der dem Anschlagelement 24 gegenüberliegenden Seite des Halteelements 16 eine Ausnehmung 34 ausgebildet. Im vollständig aufgeschraubten Zustand des Halteelements 16 auf dem Fitting 4 stehen die Rastnase 32 und die Ausnehmung 34 miteinander in Eingriff und sichern die relative Position des Halteelements 16. gegenüber dem Fitting 4. Um während des Aufschraubens des Halteelements 16 die Rastnase 32 zunächst zu überwinden, bevor die Rastnase 32 mit der Ausnehmung 34 verrastet, weist die Rastnase 32 eine Abschrägung 32a auf.
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Letztlich entspricht die Ausgestaltung des Halteelements 16 zusammen mit dem Fitting 4 einem Bajonette-Verschluss mit Einrasten, so dass im Gegensatz zu einer herkömmlichen Schraubverbindung mit geringer Steigung und vielen Windungen eine Drehung um 90° oder auch bis zu 180° für die Herstellung einer festen und dichten Rohrverbindung ausreicht.
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3 und 4 zeigen eine erfindungsgemäße Anordnung in der vormontierten Ausgangsposition, also mit teilweise aufgeschraubtem Halteelement 16 im unverpressten Zustand. Die Vormontage kann dabei entweder werkseitig oder baustellenseitig vorgenommen werden.
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Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach 1 weist der Fitting 4 einen innen liegenden Anschlag 40 auf, so dass das Rohrende 8 zur Vorbereitung der Montage bis zu einer vorgegebenen Position eingeschoben werden kann.
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Des Weiteren weist der Fitting 4 im Unterschied zu 1 nur einen konisch nach innen zulaufenden Abschnitt 26 auf, der vor allem das radiale Verpressen des Dichtrings 10 bewirkt. Ein weiterer konischer Abschnitt ist nicht vorgesehen, da der Innendurchmesser der Öffnung des distalen Ende 6a kleiner als der größte Außendurchmesser des Schneidrings 14 ist. Da die Außenkontur des Schneidrings 14 konisch verläuft, kommt durch ein Abgleiten am inneren Rand des distalen Endes 6a zu einer Verjüngung des Schneidelements während des axialen Verschiebens zu einem radialen Verpressen des Schneidrings 14.
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In 3 ist im Vergleich zu 1 auch eine der Aussparungen 30 zu erkennen, die in Überdeckung mit der radial nach innen darunter angeordneten Vertiefung 22a des Außengewindes 22 des Fittings 4 angeordnet ist.
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4 zeigt die gleiche Anordnung wie 3 in einer perspektivischen Ansicht im vormontierten Zustand. Hier ist zu erkennen, dass eine der Ausnehmungen 34, vorliegend mit 34a gekennzeichnet, in der Ausgangsposition teilweise mit der Rastnase 32 in Eingriff steht. Ausgehend von dieser Position wird während der Montage das Halteelement 16 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass der Rand 16a des Halteelements 16 im Bereich der Ausnehmung 34 die Abschrägung 32a hinaufgleitet, so dass nachfolgend während der weiteren Drehung des Halteelements 16 der Rand 16a über die Rastnase 32 hinweg gleitet.
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5 zeigt den verpressten Zustand der Anordnung 2 nach einem Verdrehen des Halteelements 16 um einen vorgegebenen Winkel, wodurch eine axiale Verschiebung des Halteelements 16 zusammen mit den drei Elementen Dichtring 10, Trennring 12 und Schneidring 14 hervorgerufen wird. Aufgrund des konisch nach innen zulaufenden Abschnitts 26 bzw. des distalen Endes 6a des Fittings 4 werden die Elemente 10, 12 und 14 gegen bzw. in das Material des Rohrendes 8 gepresst. Der Dichtring 10 dichtet dabei das Rohrende 8 gegen den Fitting 4 ab, während der Schneidring 14 durch partielles Eindringen in das Material des Rohrendes 8 eine axiale Fixierung, insbesondere entgegen einer Auszugskraft bewirkt.
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6 zeigt nun die in 5 gezeigte Anordnung in einer perspektivischen Ansicht. Der Fitting 4 und das Rohrende 16 sind während des Aufschraubens des Haltelements 16 ausgehend von der in 4 dargestellten Position nicht verdreht worden. Die relative axiale Verschiebung lässt sich daran erkennen, dass die Ausnehmung 34a nun in eine andere Winkelposition verdreht zu erkennen ist, wobei eine andere Ausnehmung 34b nunmehr aufgrund der Drehung des Halteelements 16 mit der Rastnase 32 in Eingriff steht. Der Rand 16a des Halteelements 16 ist erkennbar im Vergleich zu 4 axial verschoben worden, die Rastnase 32 wird nahezu vollständig an drei Seiten von der Ausnehmung 34b umgeben. Somit wird die Endposition des Halteelements 16 relativ zum Fitting 4 nicht nur durch die Rastnase 32 definiert, sondern auch gesichert.
