DE102020119634A1

DE102020119634A1 - Anschlussvorrichtung sowie Verfahren zum Bilden einer mediendichten Verbindung

Info

Publication number: DE102020119634A1
Application number: DE102020119634.2A
Authority: DE
Inventors: Roland Hagen
Original assignee: Sommer GmbH and Co KG
Current assignee: Sommer GmbH and Co KG
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung (1) zum Einsetzten und mediendichten Verbinden in eine Durchbrechung (6) einer Wandung (5), aufweisend ein Rohrelement (10) mit einem ersten Endbereich (11) und einem zweiten Endbereich (12) und einem Flansch (15) mit einem Außendurchmesser (D15), eine Spannhülse (30) mit einem ersten Endbereich (31), und ein elastisches und/oder elastoplastisches Dichtmittel (50), wobei die Spannhülse (30) und das Dichtmittel (50) auf dem Anschlussrohr (10) anordnenbar sind, wobei die Spannhülse (30) durch ein Spannmittel (60) das Dichtmittel (50) gegen den Flansch (15) zum Aufspreizen des Dichtmittels (50) pressen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum Einsetzen und mediendichten Verbinden in eine Durchbrechung einer Wandung mit einem Rohrelement, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum mediendichten Verbinden eines Rohrelements einer Anschlussvorrichtung mit einer eine Durchbrechung aufweisenden Wandung eines Gegenstands mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17.
Anschlussvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen vorbekannt und werden typischer Weise verwendet, um eine mediendichte Verbindung zwischen einem Gegenstand und einem Rohrelement herzustellen. Der Gegenstand kann beispielsweise eine Leitung oder ein Behälter mit einer Wandung sein. In dem Stand der Technik wird zur Bildung der Verbindung zwischen dem Gegenstand und dem Rohrelement zunächst eine Durchbrechung in Form einer Bohrung in die Wandung des Gegenstandes eingebracht und anschließend das Rohrelement entweder mittelbar oder unmittelbar mit der Wandung mediendicht verbunden.
Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Anschlussvorrichtungen haben sich bewährt, jedoch hat sich gezeigt, dass für eine Verwendung in der Lebensmittelindustrie erheblicher Aufwand notwendig ist, um den Verbindungsbereich zwischen der Wandung und dem Rohrelement hygienisch zu gestalten. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Bildung solcher Verbindungen zwischen dem Rohrelement und der Wandung des Gegenstandes aufwändig und somit mit nennenswerten Kosten verbunden ist.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Die vorliegende Erfindung widmet sich der Aufgabe, eine in zweckmäßigerweise verbesserte Anschlussvorrichtung vorzuschlagen, die eine kostengünstige und sichere Verbindung zwischen einem Rohrelement und einer Wandung bewerkstelligen kann und für die Verwendung in der Lebensmittelindustrie geeignet ist.
Diese Aufgaben werden durch eine Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 zum Einsetzten und mediendichten Verbinden in eine Durchbrechung einer Wandung weist ein Rohrelement mit einem ersten Endbereich, einem zweiten Endbereich und einem Flansch mit einem Außendurchmesser auf. Darüber hinaus weist die Anschlussvorrichtung eine Spannhülse mit einem ersten Endbereich und ein verformbares Dichtmittel auf, wobei die Spannhülse und das Dichtmittel auf dem Rohrelement anordnenbar sind, und wobei die Spannhülse durch ein Spannmittel relativ zu dem Rohrelement auf dem Rohrelement beweglich angeordnet ist und das Dichtmittel gegen den Flansch zum Aufspreizen das Dichtmittel pressen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine mediendichte und vorzugsweise druckdichte Verbindung zwischen dem Rohrelement und der Wandung dadurch zu bewerkstelligen, dass das elastisch, elastoplastisch und/oder plastisch verformbare Dichtmittel durch die Spannhülse gegen den Flansch gedrückt und derart verformt werden kann, dass ein Spalt zwischen dem Rohrelement und der Wandung mediendicht und vorzugsweise druckdicht verbunden wird. Unter druckdicht wird hier und im Folgenden eine Verbindung bezeichnet, welche mindestens 5·10⁵ Pa, vorzugsweise bis zu 25·10⁵ Pa, standhält. Bevorzugt wird das Dichtmittel ausschließlich elastisch verformt, wodurch die Verbindung zwischen der Anschlussvorrichtung und der Wandung lösbar ist. Dadurch kann beispielsweise eine Revision in dem Gegenstand möglich werden.
Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird unter einem Aufspreizen des elastischen, elastoplastischen und/oder plastischen Dichtmittels eine Formänderung verstanden, bei der zumindest ein Abstand zwischen zwei diametralen Außenseiten vergrößert wird. Dieser Abstand entspricht bei einem ringförmigen Dichtmittel einem Außendurchmesser.
In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass wenn im Zusammenhang mit dieser Erfindung zwar näherungsweise runde oder kreisrunde Formen bevorzugt sind. Die Erfindung ist jedoch auf diese Formen nicht beschränkt. Wird nachfolgend ein Durchmesser, ein Innendurchmesser oder Außendurchmesser beschrieben oder angegeben, ist damit immer gleichzeitig ein Abstand zwischen zwei diametralen Seiten zu verstehen. Die Durchbrechung kann folglich eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise ellipsoid, X- oder polygonförmig. Sowohl das Rohrelement, das Dichtmittel und die Spannhülse können eine an die Durchbrechung angepasste Form aufweisen.
Sowohl der Flansch des Rohrelements als auch das Dichtmittel sind kleiner bemessen als die Durchbrechung der Wandung, wodurch zum Bilden der mediendichten Verbindung der Flansch und das Dichtmittel durch die Durchbrechung, vorzugsweise mit einer Spielpassung oder einem umlaufenden Spiel größer als 0,025mm, weiter bevorzugt 0,05mm und noch weiter bevorzugt von ca. 0,1mm, durchgeführt werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Rohrelement einen Spreizabschnitt auf. Der Spreizabschnitt ist vorzugsweise auf der dem zweiten Endbereich zugewandten Seite des Flansches zwischen dem Flansch und dem zweiten Endbereich angeordnet, wobei der Spreizabschnitt die Aufspreizung des Dichtmittels vorgeben kann. Der Spreizabschnitt kann bevorzugt als Spreizkonus ausgebildet sein. Demzufolge kann die Spannhülse das Dichtmittel zum Bilden der mediendichten Verbindung über den Spreizabschnitt schieben, bis das Dichtmittel an dem Flansch anliegt. Beim Schieben über den Spreizabschnitt wird das Dichtmittel verformt und zwar derart, bis mindestens der Abstand zwischen zwei diametralen Außenseiten größer ist, als die Bemessung der Durchbrechung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Durchbrechung in der Wandung des Gegenstandes kreisrund und das Dichtmittel ringförmig, wonach nach dem Aufspreizen der Außendurchmesser des Dichtmittels größer ist als der Durchmesser der Durchbrechung.
Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem Spreizabschnitt und dem Flansch ein Sattel ausgebildet ist. Der Sattel ist vorzugsweise eine Mantelfläche bzw. Zylindermantelfläche, allerdings kann er ebenfalls eine dem Spreizabschnitt entgegengesetzte Neigung aufweisen. Wesentlich ist, dass der Sattel keine Vergrößerung des Außendurchmessers aufweist. Der Sattel gibt nach dem Aufspreizen des Dichtmittels die Endlage des Dichtmittels in einer Längsachse auf dem Rohrelement vor.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Länge des Sattels kleiner ausgebildet als eine Länge des Dichtmittels, wobei die Länge des Dichtmittels auf den unverformten Zustand bezogen ist.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Innendurchmesser des Dichtmittels kleiner ist als ein Außendurchmesser des Sattels, wobei der Innendurchmesser des Dichtmittels ebenfalls auf den unverformten Zustand des Dichtmittels bezogen ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Endanschlag für die Spannhülse ausgebildet ist, wobei der Endanschlag für die Spannhülse einen Abstand zwischen dem ersten Endbereich der Spannhülse und dem Flansch vorgibt, genauer gesagt auf der dem zweiten Endbereich zugewandten Seite des Flansches. Der Endanschlag verhindert, dass das Dichtmittel zu stark zwischen der Spannhülse und dem Flansch gepresst wird, und durch eine elastische Ausgleichsbewegung über den Flansch geschoben werden kann. Der Abstand, der durch den Endanschlag zwischen dem ersten Endbereich der Spannhülse und dem Flansch des Rohrelements vorgegeben wird, ist vorzugsweise kleiner als die Länge des Dichtmittels im unverformten Zustand.
Weiterhin ist nach Maßgabe einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der erste Endbereich der Spannhülse eine äußere Zylindermantelfläche aufweist, und dass zwischen dem zweiten Endbereich und dem ersten Endbereich ein abstehender Absatz bzw. Wellenabsatz vorgesehen ist. Zwischen der Zylindermantelfläche und dem Absatz ist vorzugsweise ein Freistich ausgebildet und der Absatz steht weiter bevorzugt in radialer Richtung von der Zylindermantelfläche ab. Der Absatz bildet eine Anlagefläche auf, welche konfiguriert ist, auf der Wandung des Gegenstandes zum Anliegen zu kommen. Im montierten Zustand der Anschlussvorrichtung ist die Wandung zwischen dem Absatz und dem Dichtmittel eingespannt bzw. eingeklemmt.
Der Durchmesser der äußeren Zylindermantelfläche entspricht gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung näherungsweise dem Außendurchmesser des Flansches. Bevorzugt ist der Durchmesser der Zylindermantelfläche kleiner als der Durchmesser der Durchbrechung, wobei vorzugsweise ein umlaufendes Spiel zwischen der Zylindermantelfläche und der Durchbrechung größer als 0,025mm, weiter bevorzugt 0,5mm und noch weiter bevorzugt von ca. 0,1mm, beträgt, damit die Zylindermantelfläche leichtgängig durch die Durchbrechung ragen kann.
Darüber hinaus hat es sich gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn die Spannhülse in dem ersten Endbereich auf einer Innenseite einen Kegelabschnitt aufweist. Vorzugsweise korrespondiert der Kegelabschnitt mit dem Spreizabschnitt, wodurch der Kegelabschnitt flächig auf dem Spreizabschnitt zum Anliegen kommen kann. Dadurch kann ein Endanschlag ausgebildet werden, durch den der Abstand zwischen dem ersten Endbereich der Spannhülse und dem Flansch vorgegeben wird. Sobald der Kegelabschnitt flächig auf dem Spreizabschnitt zum Anliegen kommt, verkeilen die beiden Bauteile, wodurch ein Sicherungsmittel gebildet ist, dass die Stellung des Spannmittels und die aufgespreizte Stellung des Dichtmittels bzw. die medien- und/oder druckdichte Verbindung sichern kann.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn ein Durchmesser des Hohlkegelabschnitts kleiner ist als der Außendurchmesser des Flansches. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser des Hohlkegelabschnitts kleiner ist als ein Außendurchmesser des Sattels, wobei der Durchmesser ein Innendurchmesser einer Durchgangsöffnung in der Spannhülse sein kann. Der Hohlkegelabschnitt kann folglich nicht oder nicht vollständig über den Sattel geschoben werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Dichtmittel ein elastisch, elastoplastisch und/oder plastisch verformbarer Ring ist, und dass ein Innendurchmesser des Ringes kleiner ist als der Außendurchmesser des Flansches des Rohrelements. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Innendurchmesser des Ringes kleiner ist als der Durchmesser des Sattels.
In einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Dichtmittel so ausgebildet sein, dass ein Außendurchmesser des Dichtmittels beim Aufspreizen vergrößert wird. Beispielsweise kann das Dichtmittel beim Verspannen gegen den Flansch im ersten Endbereich des Rohrelements entsprechend verformt werden, dass der Außendurchmesser des Dichtmittels vergrößert wird. Ein derartiges Dichtmittel kann beispielsweise torusförmig ausgebildet sein. Zum Aufspreizen eines so geschaffenen Dichtmittels wird nicht zwangsweise ein Spreizabschnitt und/oder ein Sattel benötigt.
Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Spannmittel mindestens ein Schraubengewinde umfasst. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Spannhülse mittels des Schraubengewindes an dem Rohrelement und koaxial zu diesem verschiebbar ist und das Dichtmittel gegen den Flansch spannen kann bzw. das Dichtmittel über den Spreizabschnitt verschieben und gegen den Flansch spannen kann.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Spannmittel einen Spannkörper umfasst, der mit dem Rohrelement und der Spannhülse koppelbar ist. Bevorzugt ist der Spannkörper einerseits mit dem Rohrelement über ein Schraubengewinde verbunden und andererseits mit der Spannhülse über ein Schraubengewinde.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sowohl die Spannhülse, der Spannkörper und/oder das Rohrelement eine Werkzeugaufnahme aufweisen, durch die ein Drehmoment zur Montage der Anschlussvorrichtung aufgebracht werden kann. Eine solche Werkzeugaufnahme kann entweder entsprechende Abflachungen für einen Maulschlüssel oder Ringschlüssel mit einer entsprechenden Schlüsselweite umfassen, eine Verzahnung und/oder Ausnehmungen, in die ein entsprechendes Werkstückzeug eingreifen kann.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Dichtmittel ein O-Ring ist. O-Ringe sind günstige und nach ISO 3601 genormte Bauteile, welche aus einem chemisch widerstandsfähigen Kunststoff oder Gummi hergestellt werden können.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Durchbrechung einen Innendurchmesser aufweist und der Außendurchmesser des Flansches und/oder der Außendurchmesser des Dichtmittels und/oder der Durchmesser des Sattels kleiner ist als der Innendurchmesser der Durchbrechung. Somit können der erste Endbereich mit dem Flansch, das Dichtmittel und/oder der Sattel der Spannhülse mittels eines geringfügigen Spiels einfach in die Durchbrechung eingesetzt werden. Der Absatz bzw. Wellenabsatz der Spannhülse ist so gewählt, dass dieser nicht durch die Durchbrechung passt und dass der Absatz auf der Wandung zum Anliegen kommen kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum mediendichten und/oder druckdichten Verbinden eines Rohrelements einer Anschlussvorrichtung, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Anschlussvorrichtung, mit einer eine Durchbrechung aufweisenden Wandung eines Gegenstandes, wobei die Anschlussvorrichtung das Rohrelement mit einem ersten Endbereich und einem zweiten Endbereich und einem Flansch, einer Spannhülse und einem elastisch, elastoplastisch und/oder plastisch verformbares Dichtmittel aufweist, wobei die Spannhülse und das Dichtmittel auf dem Rohrelement anordnenbar sind, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

- Anordnen des Dichtmittels auf dem Rohrelement zwischen dem Flansch und der Spannhülse,
- Einsetzen des ersten Endbereichs des Rohrelements in die Durchbrechung der Wandung, bis mindestens der Flansch und das Dichtmittel vollständig durch die Durchbrechung ragen, und
- Aufspreizen des Dichtmittels und Einklemmen des Dichtmittels zwischen dem Flansch und der Wandung.

Dem Verfahren zum mediendichten und/oder druckdichten Verbinden eines Rohrelements mit einer Wandung liegt die Idee zugrunde, nach dem Einbringen einer Durchbrechung in eine Wandung eines Gegenstandes die Verbindung durch ein einfaches Einstecken und Verspannen mittels einer Spannhülse zu bewerkstellingen, wobei die Spannhülse das Dichtmittel derart aufspreizt, dass dieses die Wandung hintergreift und ein Formschluss gebildet ist.
Weiterhin hat es sich bei der Durchführung des zuvor oben beschriebenen Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, wenn das Aufspreizen des Dichtmittels durch ein Verschieben des Dichtmittels über einen Spreizabschnitt in Richtung des Flansches erfolgt.
Darüber hinaus hat es sich bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, wenn die Wandung zwischen dem Dichtmittel und der Spannhülse eingespannt ist, wobei das Dichtmittel zwischen dem Flansch und der Wandung angeordnet ist und einen Spalt zwischen dem Flansch des Rohrelements und der Wandung medien- und/oder druckdicht verschließt.
Auch sieht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung die Verwendung der zuvor beschriebenen Anschlussvorrichtung zur Probenentnahme in der Lebensmittelindustrie, Medizin- und Pharmaindustrie, Freizeit- und Campinganwendungen, Sanitär- und Installationslösungen, Anlagenbau, Tank- und Behälterbau oder in der chemischen Industrie vor.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung, aufweisend ein Rohrelement, ein Dichtmittel, eine Spannhülse und ein Spannmittel, mit einem Ausschnitt einer Wandung mit einer Durchbrechung,
2 eine Schnittdarstellung gemäß 1, wobei die Anschlussvorrichtung zur Montage von der Durchbrechung der Wandung positioniert ist,
3 eine Schnittdarstellung gemäß 1, wobei die Anschlussvorrichtung mediendicht mit der Wandung verbunden ist,
4 eine Schnittdarstellung des Rohrelements gemäß den 1 und 2,
5 eine Schnittdarstellung der Spannhülse gemäß den 1 und 2,
6 eine Schnittdarstellung des Dichtmittels gemäß den 1 und 2, und
7 eine Schnittdarstellung des als ein Spannkörper ausgebildeten Spannmittels.

Nachfolgend werden gleiche oder funktional gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Übersichtlichkeit halber sind in den einzelnen Figuren nicht alle gleichen oder funktional gleichen Teile mit einer Bezugsziffer versehen.
In der Explosionszeichnung gemäß 1 ist ein Ausschnitt einer Wandung 5 eines (nicht vollständig dargestellten) Gegenstandes dargestellt. Der Gegenstand kann eine medienführende Leitung, ein Tank oder dergleichen sein. In der Wandung 5 ist eine vorzugsweise kreisrunde Durchbrechung 6 ausgebildet, in und an welcher eine im Nachfolgenden beschriebene und in 2 dargestellte Anschlussvorrichtung 1 angeordnet werden kann, wodurch das Medium aus dem Gegenstand durch die Anschlussvorrichtung 1 leckagefrei ausgeleitet werden kann.
Die Anschlussvorrichtung 1 umfasst ein Rohrelement 10, eine Spannhülse 30, ein Dichtmittel 50 und kann darüber hinaus weiterhin einen Spannkörper 70 aufweisen, wobei im montierten Zustand der Anschlussvorrichtung 1 die Durchbrechung 6, das Rohrelement 10, die Spannhülse 30, das Dichtmittel 50 und der Spannkörper 70 koaxial zu einer Längsachse X angeordnet sein können. Das Rohrelement 10, die Spannhülse 30 und/oder der Spannkörper 70 können aus einem Edelstahl hergestellt sein. Alternativ können Stahl, NE-Metalle, Kunstoffe oder dergleichen verwendet werden.
Das Rohrelement 10 ist detailliert der 4 zu entnehmen und weist eine Längsachse X' auf, welche annähernd die Symmetrieachse des Rohrelements 10 bildet. Das Rohrelement 10 bildet eine Rohrleitung 25 und weist einen ersten Endbereich 11 und einen zweiten Endbereich 12 auf, wobei der erste Endbereich 11 und der zweite Endbereich 12 durch eine Rohrleitung 25 koaxial zu der Längsachse X' verbunden sind.
In dem ersten Endbereich 11 weist das Rohrelement 10 einen Flansch 15 auf, der einen Außendurchmesser D15 aufweist. Benachbart zu dem Flansch 15 ist auf der dem zweiten Endbereich 12 zugewandten Seite des Flansches 15 ein Sattel 17 ausgebildet, der eine zylindrische Mantelfläche mit einem Durchmesser D17 aufweist. In dem Übergang zwischen dem Sattel 17 und dem Flansch 15 kann ein Einstich ausgebildet sein.
Auf der dem zweiten Endbereich 12 zugewandten Seite des Sattels 17 ist ein Spreizabschnitt 20 ausgebildet, der eine sich zum zweiten Endbereich 12 verjüngende Kegelmantelfläche aufweist und vorzugsweise mit einer Neigung von ca. 30° relativ zu der Längsachse X' versehen ist.
In dem zweiten Endbereich 12 weist das Rohrelement 10 weiterhin ein Außengewinde 26 auf und zwischen dem Außengewinde 26 und dem Spreizabschnitt 20 eine Zylinderfläche 14, welche einen Durchmesser D14 aufweist.
Wie in 4 dargestellt ist, können sowohl der Flansch 15 auf der dem ersten Endbereich 11 zugewandten Seite als auch eine Mündung der Rohrleitung 25 durch einen Radius verrundet sein.
Weiterhin kann das Rohrelement 10 eine oder mehrere Werkzeugaufnahmen 39 aufweisen, welche - bevorzugt umfangssymmetrisch - von außen zugänglich sind und in die ein Werkzeug zum Aufbringen einer Axialkraft oder eines Drehmoments eingreifen kann.
Der Außendurchmesser D15 des Flansches 15 ist geringfügig kleiner als ein Durchmesser D6 der Durchbrechung 6. Beispielsweise kann der Außendurchmesser D15 ca. 0,2 mm kleiner sein als der Durchmesser D6 der Durchbrechung 6, wodurch der Flansch 15 mit einer Spielpassung bzw. einem geringfügigen umlaufenden Spiel von 0,1mm in die Durchbrechung 6 der Wandung 5 eingesetzt werden kann.
Die Spannhülse 30 gemäß 5 weist einen ersten Endbereich 31 und einen zweiten Endbereich 32 auf und ist annähernd rotationssymmetrisch zu einer Längsachse X" ausgebildet. Von dem ersten Endbereich 31 zu dem zweiten Endbereich 32 erstreckt sich eine Durchgangsöffnung 35.
Die Durchgangsöffnung 35 weist einen Innendurchmesser D35 auf und auf der dem zweiten Endbereich 32 zugewandten Seite eine Aufweitung, in der ein Innengewinde 46 ausgebildet ist, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Gewindedurchmesser des Innengewinnes 46 größer ist als der Innendurchmesser D35 der Durchgangsöffnung 35.
In dem ersten Endbereich 31 ist darüber hinaus ein Hohlkegelabschnitt 38 ausgebildet, der nach Art einer Fase ausgeformt ist und die Durchgangsöffnung 35 in Richtung des ersten Endbereichs 31 aufweitet. Der Fasenwinkel beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 30°.
Ausgehend von dem ersten Endbereich 31 erstreckt sich in einer Länge L34 eine äußere Mantelfläche 34 mit einem Durchmesser D34 in Richtung des zweiten Endbereichs 32, wobei zwischen der Mantelfläche 34 und dem zweiten Endbereich 32 ein Absatz 40 bzw. ein Wellenabsatz ausgebildet ist, der, wie später noch detailliert beschrieben wird, eine Anlagefläche ausbildet. Zwischen der Mantelfläche 34 und dem Absatz 40 kann ein (nicht dargestellter) Einstich ausgebildet sein.
Weiterhin, wie in 5 gezeigt ist, kann die Spannhülse 30 eine oder mehrere Werkzeugaufnahmen 49 aufweisen, welche von außen zugänglich sind und in die ein Werkzeug zum Aufbringen einer Axialkraft oder eines Drehmoments eingreifen kann.
Über den zweiten Endbereich 12 des Rohrelements 10 kann die Spannhülse 30 auf das Rohrelement 10 aufgeschoben werden. Der Innendurchmesser D35 ist folglich größer als der Durchmesser D14 der Zylinderfläche 14 des Rohrelements 10, jedoch kleiner als der Durchmesser D17 des Sattels 17. Weiterhin können gemäß 2 der Spreizabschnitt 20 und der Hohlkegelabschnitt 38 derart miteinander korrespondieren, dass der Spreizabschnitt 20 und der Hohlkegelabschnitt 38 einen Endanschlag 28 ausbilden, durch den der Abstand zwischen der dem zweiten Endbereich 12 zugewandten Seite des Flansches 15 und dem ersten Endbereich 31 der Spannhülse 30 bzw. dem Absatz 40 vorgegeben ist. Der Außendurchmesser D34 der Zylindermantelfläche 34 der Spannhülse 30 entspricht in etwa dem Außendurchmesser D15 des Flansches 15. Am Wellenabsatz 40 weitet sich die Spannhülse 30 vom Durchmesser D34 auf einen Durchmesser D40 auf, wobei der Durchmesser D40 größer ist als der Durchmesser D6 der Durchbrechung 6 der Wandung 5.
Gemäß den 1 bis 3 kann weiterhin auf dem Rohrelement 10 ein Dichtmittel 50 angeordnet werden, welches detailliert in 6 dargestellt ist. Das Dichtmittel 50 kann von dem zweiten Endbereich 12 des Rohrelements 10 auf das Rohrelement 10 bzw. die Zylinderfläche 14 aufgesteckt werden. Das Dichtmittel 50 kann als O-Ring mit einem Innendurchmesser D50, einem Außendurchmesser D51 und einer Länge L50 ausgebildet sein.
Der Innendurchmesser D50 ist vorzugsweise größer als der Durchmesser D14 der Zylinderfläche 14 und kleiner als der Durchmesser D17 des Sattels 17. Weiterhin kann der Außendurchmesser D51 kleiner oder gleich dem Außendurchmesser D15 des Flansches 15 sein und darüber hinaus kann der Außendurchmesser D51 kleiner oder gleich dem Durchmesser D6 der Durchbrechung 6 der Wandung 5 sein. An dieser Stelle wird nochmals angemerkt, dass die Maße des Dichtmittels 50 auf den unverformten Zustand des Dichtmittels 50 bezogen sind.
Das Dichtmittel 50 kann zwischen dem Flansch 15 und dem ersten Endbereich 31 der Spannhülse 30 auf dem Rohrelement 10 angeordnet werden. Mittels eines Spannmittels 60 kann die Spannhülse 30 entlang der Längsachse X auf dem Rohrelement 10 verschoben werden, wodurch das Dichtmittel 50 über den Spreizabschnitt 20 auf den Sattel 17 und gegen den Flansch 15 gezwängt wird. Durch diese erzwungene Verschiebung wird das Dichtmittel 50 aufgespreizt und weist in diesem Zustand einen Innendurchmesser D50' und einen Außendurchmesser D51' auf. Der Außendurchmesser D51' des aufgespreizten Dichtmittels 50 ist durch eine elastische, plastische oder elastoplatische Verformung größer als der Außendurchmesser D15 des Flansches 15 und größer als der Durchmesser D6 der Durchbrechung 6 der Wandung 5.
Die Spannhülse 30 kann mittels des Spannmittels 60 so lange in Richtung des Flansches 15 des Rohrelementes 10 zugestellt werden, bis der Endanschlag 28 die Verschiebung begrenzt.
Das Spannmittel 60 kann entweder durch eine entsprechende Gewindepaarung zwischen der Spannhülse 30 und dem Rohrelement 10 gebildet werden oder - wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel - durch einen Spannkörper 70, der detailliert in 7 dargestellt ist.
Der Spannkörper 70 ist ebenfalls ein im Wesentlichen rotationssymmetrischer Körper, der entlang einer Längsachse X"" ausgebildet ist und eine Durchgangsöffnung 75 aufweist, die sich von einem ersten Endbereich 71 zu einem zweiten Endbereich 72 erstreckt. In dem ersten Endbereich 71 weist der Spannkörper 70 in der Durchgangsöffnung 75, ein Innengewinde 62 und ein Außengewinde 64 auf, wobei das Innengewinde 62 mit dem Außengewinde 26 des Rohrelementes 10 korrespondiert und das Außengewinde 64 mit dem Innengewinde 46 der Spannhülse 30.
Weiterhin kann der Spannkörper 70 eine Öffnung 76 aufweisen, durch die die Durchgangsöffnung 75 zugänglich ist. Durch die Öffnung 76 kann beispielsweise Medium aus der Durchgangsöffnung 75 entnommen bzw. ausgeleitet werden.
Zur Herstellen einer mediendichten Verbindung wird zunächst das Dichtmittel 50 und die Spannhülse 30 von dem zweiten Endbereich 12 auf das Rohrelement 10 aufgesteckt, wobei das Dichtmittel 50 zwischen dem Flansch 15 des Rohrelements 10 und der Spannhülse 30 angeordnet wird. Die Anschlussvorrichtung 1 kann anschließend wie in 2 gezeigt ist, von der Durchbrechung 6 der Wandung 5 positioniert werden
Anschließend kann der erste Endbereich 11 mit dem Flansch 15 soweit durch die Durchbrechung 6 der Wandung 5 eingeführt werden, bis das Dichtmittel 50 ebenfalls durch die Wandung 5 vollständig ragt bzw. bis der Absatz 40 an der Wandung 5 anliegt.
Sobald der Flansch 15 und das Dichtmittel 50 durch die Durchbrechung 6 vollständig ragen, kann mittels des Spannmittels 60 die Spannhülse 30 mit seinem ersten Endbereich 31 das Dichtmittel 50 über den Spreizabschnitt 20 schieben und dabei aufspreizen. Das aufgespreizte Dichtmittel 50 ist mit dem Bezugszeichen 50' gekennzeichnet. Der Absatz 40 kann dabei flächig in Kontakt mit der Wandung 5 kommen und den Flansch 15 zusammen mit dem aufgespreizten Dichtmittel 50' derart auf der gegenüberliegenden Seite der Wandung 5 gegen die Wandung 5 ziehen, dass die Wandung 5 zwischen dem aufgespreizten Dichtmittel 50' und dem Absatz 40 eingespannt ist. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt. Das Dichtmittel 50' dichtet zwischen dem Rohrelement 10 und der Wandung 5, wobei durch geeignete Sicherungsmittel die Stellung des Spannmittels 60 gesichert werden kann, um ein ungewünschtes Lösen durch Vibrationen oder dergleichen zu verhindern.
Die zuvor beschriebene Anschlussvorrichtung 1 lässt sich unter hygienischen Bedingungen an dem Gegenstand anordnen und ist aufgrund der Ausgestaltung besonders für die Verwendung in der lebensmittelverarbeitenden Industrie, der Pharma- und Medizinindustrie, der Wasserwirtschaft, der chemischen Industrie, im Camping und Freizeitbereich, im Anlagenbau, Tank- und Behälterbau oder im Sanitär- und Installationsbereich geeignet.
Bezugszeichenliste

1: Anschlussvorrichtung
5: Wandung
6: Durchbrechung
10: Rohrelement
11: erster Endbereich
12: zweiter Endbereich
14: Außenfläche
15: Flansch
17: Sattel
20: Spreizabschnitt
25: Rohrleitung
26: Gewinde
28: Endanschlag
30: Spannhülse
31: erster Endbereich
32: zweiter Endbereich
34: Zylindermantelfläche
36: Schraubengewinde
38: Hohlkegelabschnitt
39: Werkzeugaufnahme
40: Absatz
46: Gewinde
49: Werkzeugaufnahme
50: Dichtmittel
56: Schraubengewinde
60: Spannmittel
62: Gewinde
64: Gewinde
70: Spannkörper
76: Entnahmeöffnung
D14: Durchmesser von 14
D15: Durchmesser von 15
D17: Durchmesser von 17
D30: Innendurchmesser von 30
D34: Außendurchmesser von 34
D50: Innendurchmesser von 50
D51: Außendurchmesser von 50
L17: Länge von 17
L34: Länge von 34
L50: Länge von 50
X: Längsachse

Claims

Anschlussvorrichtung (1) zum Einsetzten in eine Durchbrechung (6) einer Wandung und mediendichten Verbinden (5), aufweisend: - Rohrelement (10) mit einem ersten Endbereich (11) und einem zweiten Endbereich (12) und einem Flansch (15) mit einem Außendurchmesser (D15), - eine Spannhülse (30) mit einem ersten Endbereich (31), und - ein verformbares Dichtmittel (50), - wobei die Spannhülse (30) und das Dichtmittel (50) auf dem Rohrelement (10) anordnenbar sind, - wobei die Spannhülse (30) durch ein Spannmittel (60) das Dichtmittel (50) gegen den Flansch (15) zum Aufspreißen des Dichtmittels (50) pressen kann.
Anschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement (10) einen Spreizabschnitt (20) aufweist, und wobei der Spreizabschnitt (20) auf der dem zweiten Endbereich (12) zugewandten Seite des Flansches (15) angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Spreizabschnitt (20) und dem Flansch (15) ein Sattel (17) ausgebildet ist.
Anschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (L17) des Sattels (17) kleiner ist als eine Länge (L50) des Dichtmittels (50).
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (D51) des Dichtmittels (50) kleiner ist als ein Außendurchmesser (D17) des Sattels (17) .
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endanschlag (28) ausgebildet ist, durch den eine Länge (L50) zwischen dem ersten Endbereich (31) der Spannhülse (30) und dem Flansch (15) vorgeben wird.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endbereich (31) der Spannhülse (30) eine äußere Zylindermantelfläche (34) und einen zwischen einem zweiten Endbereich (32) und dem ersten Endbereich (31) abstehenden Absatz (40) aufweist.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser (D34) der äußeren Zylindermantelfläche (34) näherungsweise dem Durchmesser (D15) des Flansches (15) entspricht.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (30) in dem ersten Endbereich (31) auf einer Innenseite einen Hohlkegelabschnitt (38) aufweist.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein kleinster Durchmesser des Hohlkegelabschnitts (38) kleiner ist als der Außendurchmesser (D15) des Flanschs (15), insbesondere kleiner ist als ein Durchmesser (D17) des Sattels.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (50) ein elastisch und/oder plastisch verformbarer Ring ist, dessen Innendurchmesser (D51) kleiner ist als der Außendurchmesser (D15) des Flanschs (15) .
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (60) mindestens ein Schraubengewinde (26, 46, 62, 64) umfasst.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel einen Spannkörper (70) umfasst, der mit dem Rohrelement (10) und der Spannhülse (30) koppelbar ist.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Endbereich (12) des Rohrelements (10) ein Leitungselement, ein Ventil oder ein Probeentnahmeventil angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (50) ein O-Ring ist.
Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (6) einen Innendurchmesser (D6) aufweist, und dass der Außendurchmesser (D15) des Flansches (15) und/oder der Außendurchmesser (D52) des Dichtmittels (50) kleiner ist als der Innendurchmesser (D6) der Durchbrechung (6).
Verfahren zum mediendichten Verbinden eines Rohrelements (10) einer Anschlussvorrichtung (1), insbesondere mit einer Anschlussvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, mit einer eine Durchbrechung (6) aufweisende Wandung (5) eines Gegenstands, wobei die Anschlussvorrichtung (1) das Rohrelement (10) mit einem ersten Endbereich (11) und einem zweiten Endbereich (12) und einem Flansch (15), eine Spannhülse (30) und ein verformbares Dichtmittel (50) aufweist, wobei die Spannhülse (30) und das Dichtmittel (50) auf dem Rohrelement (10) anordnenbar sind, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: - Anordnen des Dichtmittels (50) auf dem Rohrelement (10) zwischen dem Flansch (15) und der Spannhülse (30), - Einsetzen des ersten Endbereichs (11) des Rohrelements (10) in die Durchbrechung (6) der Wandung (5) bis mindestens der Flansch (15) und das Dichtmittel (50) durch die Durchbrechung (6) ragen, und - Aufspreizen des Dichtmittels (50) und Einklemmen des Dichtmittels (50) zwischen dem Flansch (15) und der Wandung (5).
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufspreizen des Dichtmittels (50) durch ein Verschieben des Dichtmittels (50) über einen Spreizabschnitt (20) in Richtung des Flansches (15) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (5) zwischen dem Dichtmittel (50) und der Spannhülse (30) eingespannt ist.