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Die Erfindung betrifft ein Pressfitting zur dichtenden Verbindung eines Rohres mit
einer Verbindungshülse.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Pressfittings dienen dazu, zwei metallische
Leitungsrohre für eine Flüssigkeit oder ein Gas allein durch den Einsatz
mechanischer Kräfte dichtend miteinander zu verbinden. Bekannte Pressfittings
enthalten eine metallische Verbindungshülse mit vorzugsweise zwei an den Enden
ihrer Innenwand umlaufenden Sicken zur Aufnahme je eines Dichtungsringes (vgl.
EP 0 343 395 A2). In eine solche Verbindungshülse können dann von beiden
Seiten die zu verbindenden Rohre eingesteckt werden. Anschließend werden mit
Hilfe eines Spezialwerkzeuges die Sicken von außen zusammengepresst, so dass
sich die Dichtungsringe fest an das jeweilige Rohr legen und für eine Abdichtung
sorgen. Ferner werden üblicherweise die Enden der Verbindungshülse radial
einwärts gepresst, so dass sie auf den Leitungsrohren aufsitzen beziehungsweise
sich leicht eingraben und hierdurch für eine mechanische Fixierung der
Verbindungshülse sorgen. Nachteilig bei den bekannten Pressfittings ist zum
einen die Notwendigkeit, ein aufwendiges Spezialwerkzeug zu verwenden, und
zum anderen die Irreversibilität der Verbindung.
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Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
vereinfachtes und vorzugsweise reversibel anwendbares Pressfitting zur
Verbindung zweier Rohre bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungshülse mit den Merkmalen des
Anspruchs 1, Anspruchs 3 und Anspruchs 6 sowie durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen enthalten.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine vorzugsweise metallische
Verbindungshülse, welche für eine Pressverbindung mit einem in die
Verbindungshülse eingesteckten Rohr eingerichtet ist. Hier sowie im Folgenden soll der Begriff
"Rohr" nicht auf Leitungsrohre für Fluide beschränkt sein, sondern allgemein
zylindrische Körper wie zum Beispiel auch elektrische Leitungen oder zylindrische
oder konische Anschlusspole umfassen. Ferner kann die Verbindungshülse
sowohl als separates hülsenförmiges Teil vorliegen, welches vorzugsweise an
beiden Enden gleichartig zur Aufnahme je eines Rohres ausgebildet ist, oder aber
auch als integraler Bestandteil eines Rohres oder einer Armatur ausgestaltet sein.
Das Rohr und/oder die Verbindungshülse können sowohl zylindrisch als auch
konisch ausgebildet sein.
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Bei der ersten Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindungshülse dadurch
gekennzeichnet, dass sie an ihrer Innenwand eine umlaufende Sicke aufweist, in
welcher ein Klemmring aus einem harten Material angeordnet ist. Bei dem
Material kann es sich insbesondere um ein Metall handeln. Durch ein Verpressen
der Verbindungshülse beziehungsweise der Sicke kann dafür gesorgt werden,
dass sich der Klemmring in der Oberfläche eines in die Verbindungshülse
eingesteckten Rohres eingräbt und für eine feste mechanische Verbindung
zwischen Rohr und Verbindungshülse sorgt. Diese mechanische Verbindung ist
bei Bedarf wieder lösbar, indem die Sicke des Klemmringes mit einem
Rohrschneider geöffnet und der Klemmring abgezogen wird.
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Der Klemmring kann einen runden Querschnitt haben. Vorzugsweise weist er
jedoch einen mehreckigen Querschnitt auf, so dass er verhältnismäßig scharfe
Kanten besitzt, die sich in das Rohr eingraben können. Weiterhin kann der
Klemmring aus mehreren spiralförmigen Windungen eines Drahtes oder
dergleichen bestehen.
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Gemäß einer Weiterbildung der obigen Verbindungshülse kann der Klemmring
axial benachbart zu einem Dichtring aus einem weichen Material wie etwa Gummi
angeordnet sein, wobei zwischen Klemmring und Dichtring dann eine
vorzugsweise aus PU bestehende Trennscheibe angeordnet wird, um eine mechanische
Beschädigung des weichen Dichtringes durch den harten Klemmring zu
verhindern.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung, dem eigenständige Bedeutung zukommt, der
jedoch auch mit den anderen Aspekten kombiniert werden kann, betrifft eine
Verbindungshülse, die für eine Pressverbindung mit einem in die
Verbindungshülse eingesteckten Rohr eingerichtet ist. Die Verbindungshülse ist dadurch
gekennzeichnet, dass ihr eine erste Presshülse mit einem Innengewinde und eine
zweite Presshülse mit einem dazu korrespondierenden Außengewinde zugeordnet
ist, wobei die Presshülsen so dimensioniert sind, dass sie über die
Verbindungshülse geschoben und miteinander verschraubt werden können und dabei über
mindestens eine innenliegende Walzfläche eine Presskraft mit einem radialen
Anteil auf die Verbindungshülse ausüben. Anders als die aus dem Stand der
Technik bekannten Pressfittings benötigt ein derartiges System nicht mehr den
Einsatz eines aufwändigen Spezialwerkzeugs, da die erforderliche Verpressung
vielmehr durch das Verschrauben der beiden Presshülsen erzeugt wird.
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Dabei weist mindestens eine der Presshülsen vorzugsweise einen axialen
Anschlag für die Verbindungshülse auf, so dass diese nicht unter der Presshülse
durchrutschen kann.
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Ferner ist vorzugsweise mindestens eine der Presshülsen an ihrer Außenseite als
Mehrkant für den Ansatz eines Werkzeugs ausgebildet. Insbesondere können die
Presshülsen durch Schraubenschlüssel gegeneinander drehbar sein, so dass mit
gewöhnlichen Werkzeugen die gewünschte Pressung erzeugt werden kann.
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Des Weiteren ist es möglich, eine der Presshülsen integral bzw. einstückig mit der
Verbindungshülse auszubilden, z. B. indem die Verbindungshülse mit einem
Außengewinde hergestellt wird.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung, welchem eigenständige Bedeutung zukommt,
welcher jedoch auch mit Vorteil mit den anderen Ausgestaltungen kombiniert
werden kann, betrifft eine Verbindungshülse für eine Pressverbindung mit einem
hierein eingesteckten Rohr. Die Verbindungshülse ist dadurch gekennzeichnet,
dass sie einen dem Rohr zugewandten und auf das Rohr pressbaren Bereich
aufweist, welcher mit einem Kapselkleber beschichtet ist. Insbesondere kann es
sich dabei um einen Mikrokapselkleber handeln.
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Kapselkleber sind dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei
Komponenten (Härter, Binder) eines Klebers in verkapselten Tröpfchen enthalten,
so dass diese Komponenten nicht ohne weiteres in Kontakt kommen und der
Kleber nicht aushärtet. Erst wenn die Kapseln durch mechanische Einwirkung
aufgebrochen und die Komponenten des Klebers durchmischt werden, tritt die
jeweilige chemische Reaktion und damit das Aushärten des Klebers ein.
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Erfindungsgemäß wird nun ein derartiger Kapselkleber dazu verwendet, die
Pressstelle zwischen der Verbindungshülse und einem Rohr zu verkleben und
sowohl mechanisch zu fixieren als auch zusätzlich abzudichten. Vorzugsweise
wird dabei ein Kapselkleber eingesetzt, welcher im ausgehärteten Zustand auch
bei hohen Temperaturen von typischerweise 700°C beständig ist, so dass die
hergestellte Verbindung im Falle eines Brandes möglichst lange Stand hält.
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In bevorzugter Ausgestaltung der zuvor genannten Verbindungshülse weist diese
ein Außengewinde auf, auf welches ein Presswerkzeug aufgeschraubt werden
kann. Durch das Aufschrauben des Presswerkzeuges bewegt sich dieses in
axialer Richtung und kann dabei durch geeignete radial einwärts gerichtete
Vorsprünge und/oder durch einen Innenkonus eine radiale Presskraft auf die
Verbindungshülse ausüben. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Drehbewegung
des Presswerkzeuges ein zu- und abnehmender beziehungsweise walkender
Druck auf die Verbindungshülse ausgeübt wird, welcher nicht nur zu einem
Aufbrechen der Kapseln des Kapselklebers sondern auch zu einer innigen
Durchmischung der Komponenten des Klebers führt.
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Alle oben beschriebenen Verbindungshülsen können an ihrer Innenwand
mindestens eine umlaufende Sicke aufweisen, in welcher ein (weicher)
Dichtungsring aus Gummi oder dergleichen angeordnet werden kann.
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Ferner können die Verbindungshülsen einen einwärts gerichteten Anschlag
aufweisen, an welchem ein in die Verbindungshülse eingestecktes Rohr bei einer
definierten Einstecktiefe anstößt.
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Die Verbindungshülsen können ferner an mindestens einem ihrer Enden in axialer
Richtung geschlitzt sein, um ein späteres Aufbiegen der Verbindungshülse bei
einem eventuell erforderlichen Lösen der Verbindung zu erleichtern.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verbindung eines Rohres mit
einer Verbindungshülse, bei welcher es sich insbesondere um eine
Verbindungshülse der oben erläuterten Art handeln kann. Bei dem Verfahren wird das Rohr in
die Verbindungshülse gesteckt und die Verbindungshülse anschließend in einem
Bereich auf das Rohr gepresst, wobei die Presskräfte in einer walkenden,
vorzugsweise um die Rohrachse rotierenden Bewegung aufgebracht werden und
wobei in dem Bereich des Presskontaktes zwischen Verbindungshülse und Rohr
ein Kapselkleber angeordnet wird. Wie bereits erläutert wurde, kann hierdurch
eine mechanische Verbindung zwischen Verbindungshülse und Rohr und eine
Klebeverbindung hergestellt werden, wobei die walkenden Presskräfte sowohl für
ein Aufbrechen der Kapseln als auch für eine Durchmischung der
Kleberkomponenten sorgen.
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Das erfindungsgemäße Pressfitting wird nachfolgend mit Hilfe der Figuren an
speziellen Ausführungsformen erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den
verschiedenen Figuren sich auf gleiche Teile beziehen. Es zeigt:
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Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Pressfitting mit
jeweils separater Verpressung beider Enden der Verbindungshülse;
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Fig. 2 ein zweites erfindungsgemäßes Pressfitting mit gleichzeitiger Verpressung
beider Enden der Verbindungshülse;
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Fig. 3 ein Pressfitting gemäß Fig. 2 ohne die Presshülsen;
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Fig. 4 ein Pressfitting, bei welchem ein Klemmring benachbart zu einem
Dichtring in derselben Sicke angeordnet ist;
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Fig. 5 ein Pressfitting mit einer als Abschlusshülse auf einem Rohr
aufgebrachten Verbindungshülse;
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Fig. 6 ein Pressfitting mit einer im Endbereich unter Verwendung eines
Mikrokapselklebers verpressten Verbindungshülse;
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Fig. 7 das Pressfitting nach Fig. 6 in einer Frontansicht.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Pressfittings dienen dazu, zwei Rohre 2
in einfacher Weise dichtend miteinander zu verbinden. Zu diesem Zweck enthalten
sie eine Verbindungshülse 10, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem
Außendurchmesser der Rohre 2 entspricht, so dass Letztere in die
Verbindungshülse eingesteckt werden können. Vorteilhafterweise hat die Verbindungshülse 10
mittig einen einwärts gerichteten Anschlag 15 (z. B. eine Sicke in der
Außenfläche), welcher die Einstecktiefe der Rohre 2 begrenzt.
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Des Weiteren weist die Verbindungshülse 10 an ihrer Innenfläche mindestens eine
umlaufende geschlossene Rinne oder Sicke 11, 13 auf. Bei den in den Fig. 1
und 2 dargestellten Ausführungsformen werden dabei für jedes eingesteckte
Rohr 2 in einer ersten Sicke 13 ein O-Ring 14 aus Gummi oder einem
vergleichbaren weichen Material und in einer zweiten, weiter außen liegenden Sicke 11 ein
Klemmring 12 (zum Beispiel ein Vierkantring oder ein gestanzter Scheibenring)
aus einem harten Material wie etwa Stahl angeordnet. Der weiche O-Ring 14 sorgt
in bekannter Weise für die Abdichtung der Verbindung gegen den Austritt von
Flüssigkeit oder Gas. Der harte Klemmring 12, welcher mit einer Kante auf dem
Rohr 2 aufliegend angeordnet wird, gräbt sich hingegen bei einer radialen
Verpressung in die Außenwand des Rohres 2 ein und sorgt hierdurch für eine
mechanische Fixierung der Verbindungshülse 10. Des Weiteren hat der
Vierkantring 12 im Gegensatz zum O-Ring 14 den Vorteil, sich bei hohen
Temperaturen nicht zu zersetzen, so dass er auch im Falle eines Brandes für eine
gewisse Abdichtung der Verbindung sorgt.
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Kennzeichnend für das in Fig. 1 dargestellte Pressfitting ist, dass es eine erste
Presshülse 4 und eine zweite Presshülse 9 enthält. Die erste Presshülse 4 weist
ein Innengewinde 6 auf, welches mit einem korrespondierenden Außengewinde 7
an der zweiten Presshülse 9 zusammengeschraubt werden kann. Die beiden
Presshülsen 4 und 9 können so um die Verbindungshülse 10 herum angeordnet
werden, dass sie deren mindestens eine Sicke zwischen sich aufnehmen.
Vorzugsweise nehmen sie wie in Fig. 1 gezeigt zwei benachbarte Sicken 11, 13
der Verbindungshülse zwischen sich auf.
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Die Presshülsen 4 und 9 weisen ferner an ihrer Innenseite jeweils eine
Walzfläche 3 beziehungsweise 8 auf, die bei der Ausführungsform nach Fig. 1
schräg (etwa 45°) zur Achse der Rohre 2 verlaufen. Die Walzflächen 3 und 8
legen sich an die Sicken 11 beziehungsweise 13 an und üben auf diese bei einem
Zusammenschrauben der Presshülsen 4 und 9 unter einer Walzbewegung eine
Presskraft aus. Aufgrund der Schrägstellung der Walzflächen 3 und 8 besitzt diese
Presskraft sowohl einen radial einwärts gerichteten Anteil als auch einen axialen
Anteil. Die axialen Anteile der von den Walzflächen 3 und 8 ausgeübten
Presskräfte sind einander entgegengesetzt und sorgen dafür, dass die
Verbindungshülse 10 nicht ausweicht. Die radialen Anteile der Presskräfte bewirken ein
Einwärtsdrücken der Sicken 11 bzw. 13, wodurch die in den Sicken befindlichen
Ringe 12, 14 auf die Außenwand des Rohres 2 gepresst werden.
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Aus der obigen Erläuterung ist ersichtlich, dass durch ein Verschrauben der
beiden Presshülsen 4 und 9 eine radiale Presskraft auf die Sicken der
Verbindungshülse 10 ausgeübt werden kann, welche die gewünschte dichtende
Verbindung der Verbindungshülse 10 mit den Rohren 2 herstellt.
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Die Presshülsen 4, 9 sind an ihrer Außenseite vorzugsweise als Mehrkant
ausgebildet, z. B. als Sechskant mit den Flächen 5, so dass sie über einen
entsprechenden Maulschlüssel gegeneinander verdreht werden können. Durch die
Länge der korrespondierenden Gewinde 6 und 7 der beiden Presshülsen kann
dabei sichergestellt werden, dass eine Verschraubung der Presshülsen nur bis zu
einem vorgegebenen Maß möglich ist, so dass die Sicken der
Verbindungshülsen 10 definiert verpresst werden.
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Die Verbindungshülse 10 ist an ihren Enden vorzugsweise mit in axialer Richtung
verlaufenden Schlitzen (nicht dargestellt) versehen. Über diese Schlitze ist es
möglich, die Verbindungshülse 10 nach der Herstellung der Pressverbindung bei
Bedarf zum Beispiel mit einem Schraubenzieher wieder aufzubiegen und damit zu
lösen. Falls erforderlich kann das Pressfitting also wieder entfernt werden.
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In Fig. 2 ist eine zweite Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen
Pressfittings 51 dargestellt, bei welchem eine erste Presshülse 54 und eine zweite
Presshülse 59 die gesamte Verbindungshülse 10 umgreifen und bei ihrer
Verschraubung ein gleichzeitiges Verpressen an beiden Enden der
Verbindungshülse ermöglichen. Die zu der Ausführungsform nach Fig. 1 korrespondierenden
Teile haben dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 und sollen im Folgenden
nicht erneut erläutert werden.
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Die erste Presshülse 54 weist an ihrer Innenfläche zwei Walzflächen 53 und 58
auf, die jeweils mit der Sicke 11 beziehungsweise 13 zusammenwirken. Die
Walzflächen 53, 58 sind zylindrisch beziehungsweise nur leicht konisch, so dass
sie eine im Wesentlichen nur radial gerichtete Presskraft auf die Sicken ausüben.
Die Innenfläche der zweiten Presshülse 59 ist spiegelbildlich zur Innenfläche der
ersten Presshülse 54 ausgebildet. Die zweite Presshülse 59 weist ein
Außengewinde auf, welches mit einem korrespondierenden Innengewinde der ersten
Presshülse 54 verschraubt werden kann.
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Des Weiteren besitzen beide Presshülsen 54, 59 radial einwärts gerichtete
Anschläge 63, 64, gegen welche jeweils ein Ende der Verbindungshülse 10
anstößt. Diese Anschläge sorgen dafür, dass die Verbindungshülse 10 nicht unter
den Presshülsen durchrutschen kann, so dass beide Seiten der Verbindungshülse
gleichermaßen verpresst werden und die Verpressung bei einer vorgegebenen
Einschraubtiefe der Presshülsen endet.
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Im rechten Teil von Fig. 2 ist in einer Frontansicht erkennbar, dass die
Presshülsen an ihrer Außenseite als Sechskant mit Flächen 5 ausgebildet sind,
welche sich für den Ansatz eines Schraubenschlüssels eignen.
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Fig. 3 zeigt ein ähnliches Pressfitting wie Fig. 2, bei welchem zwei Rohre 2
durch eine Verbindungshülse 10 miteinander gekoppelt werden. Für das linke
Rohr sind dabei bereits die Sicken 11, 13 der Verbindungshülse mit dem
Klemmring 12 beziehungsweise dem Dichtring 14 verpresst, während sie beim
rechten Rohr noch unverpresst sind. Das Verpressen der Sicken kann wie in den
Fig. 1 beziehungsweise 2 dargestellt erfolgen, es kann jedoch auch mit Hilfe
bekannter Presswerkzeuge (nicht dargestellt) geschehen.
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Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Pressfittings entsprechend den
Fig. 1 bis 3 sowie im linken Teil der Figur separat in einer Aufsicht den
Klemmring 12. Kennzeichnend für diese Ausgestaltung ist, dass der Klemmring 12
zusammen mit dem Dichtring 14 in einer (verbreiterten) Sicke 70 der
Verbindungshülse 10 angeordnet ist. Dabei wird vorzugsweise zwischen
Klemmring 12 und Dichtring 14 ein Scheibenring 71 aus Polyurethan (PU) oder einem
vergleichbaren Material vorgesehen, damit der metallische Klemmring 12 den
weichen Dichtring 14 nicht verletzen kann. Die axiale Position von Klemmring 12
und Dichtring 14 könnte auch vertauscht sein, so dass die PU-Scheibe 71 den
Dichtring 14 vor einem Kontakt mit dem in den Rohren 2 geförderten Medium
schützt.
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Fig. 5 zeigt ein Pressfitting mit einer als Abschlusskappe auf einem Rohr 2
aufgebrachten Verbindungshülse 110, die einen manipulationssicheren
Verschluss des Rohres 2 gewährleistet. Im Übrigen gleicht diese Ausgestaltung
derjenigen aus den Fig. 1 bis 3 und zeigt damit ein Beispiel dafür, dass die
erfindungsgemäße Verbindungstechnik in unterschiedlichen Umgebungen
angewendet werden kann. So können z. B. auch die Anschlussstutzen von
Armaturen entsprechend den Verbindungshülsen ausgestaltet werden, um die
(unmittelbare) Pressverbindung mit Rohren oder dergleichen zu erlauben.
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Die Fig. 6 und 7 betreffen eine alternative Ausgestaltung eines Pressfittings.
Die mechanische Verbindung zwischen einer Verbindungshülse 210 und einem
darin eingesteckten Rohr 2 wird dabei über das axiale Ende der
Verbindungshülse 210 hergestellt. Dieses wird in einem Endbereich 203 konisch
einwärts gebogen, so dass es sich mehr oder weniger stark in die
Außenoberfläche des Rohres 2 eingräbt und hierdurch die Verbindungshülse 210 auf
dem Rohr mechanisch fixiert. Die Verbindungshülse kann ferner in bereits
bekannter Weise eine Sicke 213 aufweisen, in welcher ein Dichtring 214angeordnet wird. Durch Verpressen der Sicke 213 wird dabei die Dichtung
zwischen dem Rohr 2 und der Verbindungshülse 210 hergestellt.
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Von besonderer Bedeutung bei der in Fig. 6 gezeigten Verbindungstechnik ist,
dass zwischen dem konisch einwärts gebogenen Endbereich 203 der
Verbindungshülse 210 und dem Rohr 2 ein Mikrokapselkleber angeordnet wird
(zum Beispiel erhältlich unter der Bezeichnung preCOTE® von der Firma
Schraubensicherungs-GmbH, Gummersbach). Die Innenwandung der
Verbindungshülse 210 kann dazu im Pressbereich 203 Vertiefungen wie etwa feine
Rillen enthalten, in denen der Mikrokapselkleber werkseitig bei der Herstellung der
Verbindungshülse 210 angeordnet wird. Der Kleber kann dabei in einem
trockenen Zustand haften, ohne jedoch auszuhärten. Das Aushärten tritt vielmehr
erst ein, wenn die Mikrokapseln, die den Härter beziehungsweise Binder
enthalten, durch mechanischen Einfluss aufgebrochen und die
Kleberkomponenten durchmischt werden. Dieses Aufbrechen und Durchmischen
geschieht erfindungsgemäß bei dem Verpressen des Endbereiches 203 der
Verbindungshülse 210.
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Ein solches Verpressen der Verbindungshülse 210 erfolgt vorzugsweise mit Hilfe
des Presswerkzeuges 204. Dieses kann hülsenartig über die
Verbindungshülse 210 und das Rohr 2 geschoben werden. Es weist ein
Innengewinde 202 auf, weiches mit einem in die Verbindungshülse 210 eingewalzten
Außengewinde 201 korrespondiert, so dass die Presshülse 204 auf die
Verbindungshülse 210 aufgeschraubt werden kann. An ihrem axialen Ende weist
die Presshülse 204 radial einwärts gerichtete Nocken 205 auf, welche bei Kontakt
mit dem Endbereich 203 der Verbindungshülse 210 diesen einwärts biegen. Durch
die gleichzeitige Drehbewegung der Presshülse 204 und die axiale
Vorwärtsbewegung kommt es dabei zu einer walkenden Druckausübung auf den
Endbereich 203, welche sowohl das Aufbrechen der Mikrokapseln als auch die
Durchmischung der Kleberkomponenten gewährleistet.