DE10206684A1

DE10206684A1 - Klemmverschraubung

Info

Publication number: DE10206684A1
Application number: DE2002106684
Authority: DE
Inventors: Peter Pisinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2022-02-19
Also published as: DE10206684B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klemmverschraubung zum Festlegen eines Rohres (40) und weist eine Schraubenmutter (10), einen Spannring (12) sowie einen Klemmring (14) auf, wobei erfindungsgemäß zwei einander gegenüberliegende Steuerkurven, die beim Verschrauben des Spannringes (12) mit der Schraubenmutter (10) aufeinander zu bewegt werden, vorgesehen sind, um an den Steuerkurven (16a, 16b) jeweils zugeordneten Führungsflächen (18a, 18b) anzugreifen, um den Klemmring (14) radial einwärts zu deformieren, um das Rohr (40) festzuklemmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmverschraubung zum bevorzugt dichtenden Festlegen eines Rohres bzw. Rohrabschnittes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Klemmverschraubungen sind im Stand der Technik in vielfältiger Ausführung bekannt. Diese dienen in der Regel dazu, Rohre im Sanitär- und Heizungsbereich mit Anschlussarmaturen oder Heizkörpern zu verbinden. Die Verbindungsstellen sollten mechanisch und dichtungstechnisch dauerhaft sein. Dies ist insbesondere auch wegen thermischer Bewegungen und zum Teil auch unterschiedlichen Materialien durchaus mit Problemen behaftet.
Vorhandenen Klemmverschraubungen ist z. B. die Problematik zu eigen, dass, da sie an sehr unzugänglichen Stellen montiert werden, es häufig problematisch ist, die nötigen Umdrehungen für die Schraubenmutter bereitzustellen, um die Fixierung vorzunehmen. Beispielsweise ist es unter Heizkörpern, Waschtischen und dgl. problematisch, einen Schraubenschlüssel anzusetzen, um mehrere Umdrehungen zu bewerkstelligen.
Ferner ist es unter derartigen Bedingungen schwierig, zu entscheiden, ob die Klemmverschraubung tatsächlich mechanisch fest und flüssigkeitsdicht erstellt worden ist. D. h., eine Klemmverschraubung lässt sich von außen kaum daraufhin überprüfen, ob mechanisch eine Fixierung eines Rohres bewerkstelligt worden ist, und ob diese Fixierung auch flüssigkeitsdicht ist.

Die EP 0 583 707 B1 offenbart eine Klemmverschraubung der oben angegebenen Art, bei der eine Fixierung erzielt werden kann, indem die Schraubenmutter über mehrere Windungsgänge festgedreht wird. Auch hier ist eine Überprüfung von außen, inwiefern die Verbindung so weit festgeschraubt ist, dass sowohl mechanische Stabilität als auch Flüssigkeitsdichtigkeit erzielt wird, kaum möglich.

Aus der DE 196 07 784 bzw. deren Pendant DE 295 05 323.2, ist eine Klemmverschraubung bekannt, bei der mittels eines Sprengringes, der radial nach außen eine Dichtung belastet, eine Dichtigkeit hergestellt werden kann. Die hier offenbarte Klemmverschraubung wird solange verschraubt, bis die hier verwendete Schraubenmutter in einen Anschlag zu dem darin eingedrehten Gegenstück bzw. Spannring gelangt. Dieser Stand der Technik hat den Nachteil, dass zwar eine definierte Endposition sowohl für die Dichtung als auch für die mechanische Fixierung erzielt werden kann, jedoch ganz besonders im Hinblick auf die Fertigungstoleranzen, die Endposition, die erreicht werden kann, vollkommen neben der Realität liegen kann, so dass Undichtigkeiten auftreten können und auch die mechanische Stabilität dieser Verschraubung gefährdet sein kann.

Es ist demgegenüber eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klemmverschraubung zur Verfügung zu stellen, die eine Festlegung an einem Rohr mit wenigen Umdrehungen bzw. einem Teil einer Umdrehung ermöglicht.

Es ist ferner eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Klemmverschraubungstechnologie zur Verfügung zu stellen, die in Bezug auf Metall- und Kunststoffrohre bzw. Metallverbundrohre eine gute Kompatibilität aufweist.

Gemäß der Erfindung wird wenigstens eine der obigen Aufgaben mit einer Klemmverschraubung mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die gemäß der Erfindung erzielbaren Vorteile beruhen darauf, dass eine Klemmverschraubung mit zwei einander gegenüberliegenden Steuerkurven versehen ist, die beim Verschrauben des Gegenstücks bzw. des Spannrings mit der Schraubenmutter aufeinander zu bewegt werden, um an den Steuerkurven jeweils zugeordneten Führungsflächen des Klemmabschnittes anzugreifen, um den Klemmabschnitt radial einwärts zu bewegen und/oder zu deformieren, um ein festzulegendes Rohr festzuklemmen.

Durch die Anordnung zweier gegenüberliegender Steuerkurven, die sowohl eine Schräge mit gleicher Neigung oder mit unterschiedlicher Neigung, eventuell auch konkav radial einwärts ausgerichtet haben können oder sonst wie einwärts ausgerichtet sein können, um den Klemmabschnitt radial einwärts in Richtung auf die Rohroberfläche auslenken zu können, ist es vorteilhafterweise möglich, eine Klemmverschraubung an einem Rohr bereits mit einer halben bis einer viertel Drehung mechanisch an einem Rohr festzulegen, wobei diese Festlegung auch flüssigkeitsdicht ist.

Um die radial einwärts ausgerichtete Bewegung des Klemmabschnitts zu erleichtern, kann dieser einen Schlitz aufweisen, der bevorzugt axialparallel sein kann. Natürlich kann er auch eine Ausrichtungskomponente in Axialrichtung und eine in Umfangrichtung aufweisen.

Besonders vorteilhaft kann gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung eine Festlegungsmarkierung vorgesehen sein, die durch die Festlegung des Rohres von einer Position in eine andere Position bewegt wird. D. h., beispielsweise das im Bereich der Klemmverschraubung eine optisch erkennbare Markierung ausgelöst wird. Diese oder eine entsprechende Markierung könnte auch ertastet werden. Beispielsweise kann die axial bewegte Schraubenmutter mit einer Festlegungsmarkierung versehen sein, die sich bei der Schraubbewegung nicht mitbewegt. War diese Festlegungsmarkierung vorher unsichtbar, da sie durch die Oberfläche der Schraubenmutter verborgen wurde, tritt sie nach der Fertigstellung der Verschraubung hervor und lässt somit erkennen, dass die Verschraubung fertiggestellt ist. D. h., selbst wenn ein Handwerker bei der Festlegung der Verschraubung gestört wird, er abrutscht, oder sonstige Ursachen auftreten, die dazu führen könnten, dass seine Meinung nicht zutrifft, dass die Verschraubung festgelegt ist, kann der Handwerker optisch prüfen, ob die Verschraubung tatsächlich fest mit dem Rohr verklemmt ist, das etwa an einem Heizkörper zu montieren ist.

Insbesondere bei der Festlegung von Kupfer-, Edelstahl- und Weichstahlrohren ist es von Vorteil, wenn eine Dichtfunktionsabschnitt vorgesehen ist, der Dichtbereiche aufweist, die bei Festlegung der Klemmverschraubung dichtend belastet werden, wobei der Dichtfunktionsabschnitt als Dichtkörper ausgebildet sein kann, der die Dichtflächen integral aufweist. So kann der Dichtfunktionsabschnitt auch mit wenigstens einer der Führungsflächen ausgebildet sein, die den Klemmabschnitt radial einwärts lenken. Dabei kann der Dichtfunktionsabschnitt gleichzeitig Dichtflächen integral ausgebildet aufweisen, die etwa zwischen der Schraubenmutter und dem Gegenstück bzw. Spannring beim Festlegen verpresst bzw. so gequetscht werden, dass der Dichtkörper seine Dichtfunktion ausüben kann.

Insbesondere in dem Falle, dass Kunststoff oder Metallverbundrohre festzulegen sind, deren radiale Stabilität für eine Klemmverschraubung nicht inhärent regelmäßig ausreicht, ist es von Vorteil, wenn der Dichtfunktionsabschnitt als Stützhülse ausgebildet ist, die mit Dichtbereichen bevorzugt in der Form von Dichtringen versehen ist.

Um zu gewährleisten, dass bei der Verschraubung keine Belastung an den Dichtfunktionsabschnitten auftritt, die zu Fehlfunktionen der Dichtungen führen könnten, ist es gemäß einer Ausführungsform sehr von Vorteil, wenn die Führungsflächen bzw. wenigstens eine dieser Führungsflächen an einem separaten Element vorgesehen ist, das axial beweglich ist. Auf diese Weise kann das separate Element mit der Führungsfläche, das bevorzugt die hintere Führungsfläche in Rohranschlussrichtung aufweist, beim Verschraubungsvorgang keine Kräfte auf den Dichtfunktionsabschnitt übertragen und zu die Dichtfunktionen beeinträchtigenden Verspannungen führen.

Der Dichtfunktionsabschnitt kann auch einen Erstreckungsbereich aufweisen, der auf das separate Element einzuwirken vermag, was besonders vorteilhaft ist, wenn der Dichtfunktionsabschnitt in der Form der einführbaren Stützhülse für Kunststoffrohre bzw. Metallverbundrohre ausgebildet ist. Hierdurch ist es auch möglich, ohne zusätzliche Ansteuerung bzw. ohne ein zusätzliches Führungsteil auf das separate Element einzuwirken, so dass die meisten Bestandteile der erfindungsgemäßen Klemmverschraubung sowohl zur Festlegung von festen Metallrohren als auch für die Festlegung von Rohren aus weicheren Materialien, wie etwa Kunststoff, im Wesentlichen gleich ausgebildet sein können.

Zur Übertragung von axial ausgerichteten Bewegungen während des Verschraubungsvorganges auf radial einwärts auszulenkende Bestandteile bzw. um axial zu bewegende Bestandteile durch die Schraubbewegung anzutreiben, können an der Schraubenmutter und an dem Gegenstück bzw. dem Spannring weitere Führungsflächen vorgesehen sein.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Klemmverschraubung gemäß der Erfindung sowohl eine hervorragende Dichtigkeit verspricht als auch gleichzeitig eine mechanische Stabilität mittels eines definierten Anzugsmomentes beim Verschraubungsvorgang gewährleistet.

Vorteilhafterweise können die Einzelbestandteile der erfindungsgemäßen Klemmverschraubung bzw. deren bevorzugten Ausführungsformen spielfrei vormontiert sein, so dass ein Auseinanderfallen der Bestandteile nicht möglich ist. Dies ergibt einen Vorteil für den Handwerker bei der Montage. Z. B. kann dieser Vorteil noch durch Widerhaken an der Stützhülse oder an dem Spannring verbessert werden.

Zusätzlich zu bzw. anstatt der Festlegungsmarkierung können die Führungsflächen bzw. kann wenigstens eine der Führungsflächen so ausgebildet sein, dass das Drehmoment, das für die Schraubaktion erforderlich ist, plötzlich größer wird. Dies kann beispielsweise durch eine Veränderung des Winkels der Führungsflächen erreicht werden.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Darstellungen näher erläutert, wobei weitere Zielsetzungen, Merkmale bzw. Vorteile gemäß der Erfindung offenbart werden. In den Darstellungen zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Klemmverschraubung in einem axialen Längsschnitt, wobei der linke Teil die angezogene Verschraubung zeigt, während der rechte Teil die noch lose Verschraubung zeigt; und
Fig. 2 eine Ausführungsform einer Klemmverschraubung in einer Ansicht gemäß Fig. 1, insbesondere für Kunststoff bzw. Metallverbundrohre.
In Fig. 1 und Fig. 2 sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bestandteile mit entsprechend gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, so dass sich eine mehrfache Erläuterung dieser Bestandteile erübrigt.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Klemmverschraubung gemäß der Erfindung dargestellt, in die ein Ende eines Kupfer-, Edelstahl- oder Weichstahlrohres 40 eingeführt ist. Die Rohranschlussrichtung ist mit dem Bezugszeichen C gekennzeichnet.
Hauptbestandteile der Klemmverschraubung sind eine Schraubenmutter 10, ein Gegenstück, bzw. Spannring 12 und ein Klemmabschnitt 14. Der Klemmabschnitt 14 weist eine Führungsfläche 18a auf, die eine gegenüberliegende Führungsfläche 16a an der Schraubenmutter zugeordnet ist. Der Klemmabschnitt 14, etwa in der Form eines Ringes insbesondere mit einem axialen Längsschlitz (nicht gezeigt) weist eine weitere Führungsfläche 18b auf, der eine Führungsfläche 16b zugeordnet ist. Durch eine Schraubbewegung, die den Abstand zwischen der Schraubenmutter 10 und dem Spannring 12 verkürzt bzw. diese Teile aufeinander zu bewegt, wird in Axialrichtung eine Kraft auf den Klemmabschnitt, nachfolgend Klemmring 14 genannt, ausgeübt, die durch die Zusammenwirkung der bereits genannten Führungsflächen zu einer radial einwärts gerichteten Bewegung bzw. Kompression des Klemmrings 14 führt.
Wie auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellt ist, wo noch ein geringer Abstand zwischen dem Klemmring 14 und der äußeren Wandung des Rohres 40 erkennbar ist, ist der Verschraubungsvorgang gemäß der linken Seite der Fig. 1 abgeschlossen und das Metallrohr wird durch den radial einwärts ausgelenkten bzw. komprimierten Klemmring 14 verpresst. Hier ist das Rohr 40 festgelegt.
Die Führungsfläche 16b ist einem separaten Element 24 zugeteilt, das beim Verschraubungsvorgang ebenfalls in Axialrichtung des Rohres und damit in Axialrichtung der Klemmverschraubung bewegt wird, um die oben ausgeführte Funktion im Hinblick auf den Klemmring 14 auszuüben. Zwischen dem separaten Element 24 und dem Spannring 12, an dessen Stirnseite 12a das Rohrende anliegt, ist ein Dichtfunktionsabschnitt 21 vorgesehen, dessen Dichtflächen 22a, 22b die nötige Dichtfunktion in Bezug auf das Rohr 40 und dessen Anschluss ausüben. Um zur dichtenden Verpressung beizutragen, kann auch der Spannring 12 eine Führungs- bzw. Pressfläche 34 aufweisen, so dass der etwa aus Gummi hergestellte Dichtfunktionsabschnitt 21 zwischen dem separaten Element 24 und der Fläche 34 des Spannringes 12 verpresst werden kann.
Die zwischen dem Spannring und der Schraubenmutter eingerichteten Gewindegänge sind nicht näher mit Bezugszeichen versehen, da diese Abschnitte selbstverständlich sind. In Bezug auf das separate Element 24 kann gleichfalls eine Führungsfläche 16c einerseits am Innenumfang der Schraubenmutter 10 und andererseits korrespondierend dazu an dem separaten Element vorgesehen sein. Diese Führungsflächen 16c, 16d lenken das separate Element 24 ebenfalls während des Verschraubungsvorganges radial einwärts, um den Klemmring 14 an die Außenwandung des festzulegenden Rohres anzupressen und um einen Druck auf den Dichtfunktionsabschnitt 21 auszuüben, um zur Dichtfunktion beizutragen.
Um den erfolgreichen Abschluss des Verschraubungsvorganges anzuzeigen, ist eine Festlegungsmarkierung 20 vorgesehen. Diese Festlegungsmarkierung 20 ist zwischen dem Außenumfang des Rohres 40, dem Innenumfang der Schraubenmutter 10 und der dem Rohrvorsatz des Rohrs 40 zugewandten Stirnseite des Klemmringes 14 vorgesehen. Im nicht verschraubten Zustand ist die Festlegungsmarkierung 20, etwa ein roter Kunststoffring oder dgl. hinter einer radial einwärts ragenden Schulter der Schraubenmutter 10 verborgen, was den Zustand A kennzeichnet, indem die Festlegungsmarkierung von außen nicht zu sehen ist, da sie nicht übersteht.
In dem links in Fig. 1 dargestellten Zustand ist die Schraubenmutter mit dem Spannring 12 verschraubt, wodurch die an dem Klemmring 14 anliegende Festlegungsmarkierung 20 hinter der radial einwärts ragenden Schulter der Schraubenmutter 10 hervorschaut und dem Handwerker signalisiert, dass die Klemmverschraubung ordnungsgemäß festgelegt ist.
Damit ermöglicht die erfindungsgemäße Klemmverschraubung nicht nur die Festlegung an einem Rohr mittels etwa einer viertel oder einer halben Umdrehung, sondern signalisiert dem Handwerker, der die Klemmverschraubung häufig in sehr unzugänglichen Bereichen, etwa unter einem Heizkörper, bewerkstelligen muss, dass der Verschraubungsvorgang erfolgreich abgeschlossen worden ist.
In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Klemmverschraubung dargestellt, die bevorzugt für Rohre konzipiert ist, die aus weicheren Werstoffen hergestellt sind, etwa aus Kunststoff oder mit Kunststoff, etwa in der Form eines Kunststoff-Metall-Kunststoff-Verbundrohres. Das Rohr 40' wird, da es mechanisch eventuell nicht ausreichend stabil ist, durch eine Stützhülse 21' stabilisiert, die in das Rohrende eingeschoben wird. Die Stützhülse weist Dichtelemente 22'a, 22'b auf, hier bevorzugt O-Ringe, die das Rohr im Endbereich in Bezug auf etwa einen Heizkörperanschluss abdichten. Die Dichtfunktion, die gemäß Fig. 1 durch den Dichtfunktionsabschnitt 21 bewerkstelligt wird, wird gemäß Fig. 2 durch den Dichtfunktionsabschnitt 21' bewerkstelligt, der zugleich als Stützhülse ausgebildet ist. Um in Axialrichtung eine Kraft auf das separate Element 24 ausüben zu können, weist der Dichtfunktionsabschnitt 21' wenigstens einen radial auswärts erstreckten Schenkel 26 auf Dieser drückt während des Verschraubungsvorganges auf das separate Element 24 mit der Führungsfläche 16b. Natürlich kann statt des dargestellten Schenkels 26 auch ein zusätzliches separates Teil als Kraftübertragungskupplung zwischen dem Dichtfunktionsabschnitt 21' und dem separaten Element 24 vorgesehen sein. Um möglichst wenig Teile zu haben, ist es jedoch ratsam, die dargestellte Ausführung auszuwählen.
Die Führungsflächen, die gemäß Fig. 1 in Bezug auf die Klemmfunktion des Klemmringes 14 vorgesehen sind, sind vorteilhafterweise auch gemäß der Ausführungsform gemäß Fig. 2 vorgesehen. Eine zusätzliche Dichtfunktion kann beispielsweise an der Stirnseite des Rohres 40' eingerichtet sein, beispielsweise in der Form eines O-Ringes, der während des Klemmvorganges bzw. während des Verschraubens verpresst wird. Andererseits kann hier auch ein Freiraum vorgesehen sein, um etwaige temperaturbedingte bzw. materialbedingte Bewegungen der Teile zueinander bzw. des Rohres zu den Teilen der Klemmverschraubung zu ermöglichen. Der Stützhülsenabschnitt des Dichtfunktionsabschnittes 21' kann mit umfänglich umlaufenden zahnartig ausgebildeten Rillen versehen sein. Während des Verpressvorganges, bei dem der Klemmring 14 radial einwärts komprimiert wird, können diese Erstreckungen 30 am Außenumfang der Stützhülse des Dichtfunktionsabschnittes 21' in die innenumfängliche Wandung des Rohres 14' eingreifen um das Rohr zusätzlich mechanisch zu fixieren.

Claims

1. Klemmverschraubung zum bevorzugt dichtenden Festlegen eines Rohres (40; 40') bzw. Rohrabschnittes, mit
einer Schraubenmutter (10),
einem Gegenstück (12) bzw. Spannring,
einem Klemmabschnitt (14),
gekennzeichnet durch zwei einander gegenüberliegende Steuerkurven (16a, 16b), die beim Verschrauben des Gegenstückes (12) mit der Schraubenmutter (10) aufeinander zu bewegt werden, um an den Steuerkurven (16a, 16b) jeweils zugeordneten Führungsflächen (18a, 18b) des Klemmabschnittes (14) anzugreifen, um diesen radial einwärts zu lenken und/oder zu deformieren, um das Rohr (40) festzuklemmen.

2. Klemmverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmabschnitt (14) wenigstens einen Schlitz aufweist.

3. Klemmverschraubung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Festlegungsmarkierung (20) vorgesehen ist, die durch die Festlegung des Rohres von einer Position (A) in eine andere Position (B) bewegbar ist.

4. Klemmverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtfunktionsabschnitt (21; 21') vorgesehen ist, der Dichtbereiche (22a, 22b; 22'a, 22'b) aufweist, die bei Festlegen der Klemmverschraubung am Rohr (40) dichtend belastet werden.

5. Klemmverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Führungsflächen und bevorzugt die in Rohranschlussrichtung (C) hintere Führungsfläche (16b) einem bevorzugt separaten Element (24) zugeordnet ist.

6. Klemmverschraubung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtfunktionsabschnitt als Dichtkörper (21) ausgebildet ist, der die Dichtflächen (22a, 22b) integral aufweist.

7. Klemmverschraubung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtfunktionsabschnitt als in ein Ende eines Rohres (40') einführbare Stützhülse ausgebildet ist, die mit Dichtbereichen bevorzugt in der Form von Dichtringen (22'a, 22'b) versehen ist.

8. Klemmverschraubung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtfunktionsabschnitt einen Erstreckungsbereich (26) aufweist, der auf das separate Element (24) einzuwirken vermag.

9. Klemmverschraubung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmutter an deren Innenumfang eine Führungsfläche (16c) und das separate Element (24) an seiner dieser Fläche (16c) zugeordneten Seite eine korrespondierende Führungsfläche (16b) aufweist.