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Die
Erfindung betrifft eine Klemmverschraubung zum bevorzugt dichtenden
Festlegen eines Rohres bzw. Rohrabschnittes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aus
der
DE 196 07 784
A1 bzw. deren Pendant
DE 295 05 323 U1 , 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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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
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2 eine
Ausführungsform
einer Klemmverschraubung in einer Ansicht gemäß 1, insbesondere
für Kunststoff-
bzw. Metallverbundrohre.
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In 1 und 2 sind
gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bestandteile mit entsprechend gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet, so dass sich eine mehrfache Erläuterung
dieser Bestandteile erübrigt.
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In 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.
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Hauptbestandteile
der Klemmverschraubung sind eine Schraubenmutter 10, ein
Gegenstück,
bzw. Spannring 12 und ein Klemmabschnitt 14. Der
Klemmabschnitt 14 weist eine Führungsfläche 18a auf, der 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.
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Wie
auf der rechten Seite der 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 1 abgeschlossen und das Metallrohr
wird durch den radial einwärts ausgelenkten
bzw. komprimierten Klemmring 14 verpresst. Hier ist das
Rohr 40 festgelegt.
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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.
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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.
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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.
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In
dem links in 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.
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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.
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In 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 1 durch
den Dichtfunktionsabschnitt 21 bewerkstelligt wird, wird
gemäß 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.
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Die
Führungsflächen, die
gemäß 1 in Bezug
auf die Klemmfunktion des Klemmringes 14 vorgesehen sind,
sind vorteilhafterweise auch gemäß der Ausführungsform
gemäß 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 Ver pressvorganges,
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.