-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum einfachen, schnellen und problemlosen Verbinden von Rohranschlüsse und
oder zwei runden Öffnungen
in einem oder mehrere Teil/en für
den Flüssigkeits-
oder Gastransport, die dichtend miteinander verbunden werden müssen.
-
Der Vorteil der Erfindung wird am
Beispiel anhand des Systems einer Solaranlage dargestellt. Die Erfindung
kann jedoch für
beliebig andere Systeme, bei denen Bauteile dichtend miteinander
verbunden werden müssen
in gleicher Weise vorteilhaft angewendet werden. Sonnenkollektoranlagen
dienen der Aufheizung von Nutz- und Brauchwarmwasser. In den Sonnenkollektoren
zirkuliert eine Wärmeträgerflüssigkeit,
die von einer Zuleitung an einem Sonnenkollektoranschluß in einen
Sonnenkollektor hineinströmt,
diesen durchfließt,
von dem ersten Kollektor sodann in einen zweiten Sonnenkollektor
strömt,
diesen ebenfalls durchfließt
und gegebenenfalls in weitere Sonnenkollektoren strömt und dann
in die Abgangsleitung zu einer Solarübergabestation von dort weiter
zu einer Wärmeabnahmestelle
(z.B Wasser-Speicher) die in der Regel im Keller eines Gebäudes steht,
strömt
und von dort wieder zurück
zu den Sonnenkollektoren auf dem Dach des Gebäudes.
-
Jeder Sonenkollektor ist dabei durch
ein Gehäuse
begrenzt, innerhalb dem die Absorberplatte, die Absorberrohre und
die Sammelrohre angeordnet sind. Üblicherweise müssen mehrere
Sonnenkollektoren nebeneinander oder übereinander angeordnet werden
und die Wärmeträgerflüssigkeit
strömt
von einem Sonnenkollektor in den anderen. Es gibt auch Solaranlagen;
bei denen die Sonnenkollektoren lediglich aus der wärmegewinnenden
Absorberplatte mit Absorberrohren, dem Solarabsorber besteht. Diese
sind hier ebenfalls als Sonnenkollektoren bezeichnet.
-
Die Verbindungsanschlüsse der
einzelnen Sonnenkollektoren ragen dabei aus dem Gehäuse des
dazugehörigen
Sonnenkollektors heraus, um eine Verbindung zweier nebeneinander
liegender Sonnenkollektoren zu ermöglichen.
-
Wegen der hohen Hitze, die ein Sonnenkollektor
erreichen kann, bestehen diese Anschlüsse üblicherweise aus einem Metallrohr.
Die Rohre von Sonnenkollektoren ahne Gehäuse bestehen häufig aus
Kunststoff oder Gummi.
-
Die Solarübergabestation besteht aus
einer Vielzahl einzelner Bauteile wie Sicherheitsventil, Absperrschieber,
Umwälzpumpe,
Befüll-
und Entleerungseinrichtung, Ausdehnungsgefäß, gegebenenfalls Wärmetauscher
und vertilgt über
mindestens einen Anschluss für
die Verbindung zur Wärmeabnahmestelle
und mindestens einen Anschluss zu den Solarkollektoren.
-
Die vielfältigen Teile innerhalb der
Solarübergabestation
müssen
nun mittels Rohrverbindungen miteinander dichtend verbunden werden.
Die Solarübergabestation
selbst wiederum mit den Rohren von den Sonnenkollektoren und zu
dem oder den Wasserspeichern.
-
Die Warmwasserspeicher haben Anschlüsse, die
mit einem Gewinde versehen sind auf das die Rohre der Sonnenkollektoren,
(gegebenenfalls über
die Solarübergabestation)
angeschlossen werden müssen.
-
Der Stand der Technik kennt unterschiedliche
Möglichkeiten,
die Anschlüsse
von Sonnenkollektoren miteinander zu verbinden. So gibt es z. B.
glatte Rohrenden zum Aufschieben einer Klemmringverschraubung oder
Anschlüsse
mit Innen- oder Außengewinde,
auf die dann eine Verschraubung aufgeschraubt werden muss. Eine
weitere Lösung
dieses Problems gemäß Stand
der Technik sieht vor, dass das Rohrende des Anschlusses umgebördelt ist,
wobei eine auf dem Anschluss angebrachte Verschraubung und ein zusätzliches Dichtmittel
die Verbindung zweier benachbarter Sonnenkollektoren herstellt.
-
Auch die Verbindung zweier Anschlüsse mittels
einer Schlauchtülle,
welche über
die beiden Anschlüsse
geschoben wird, ist gemäß dem Stand
der Technik bekannt.
-
Weiterhin kennt der Stand der Technik
sogenannte Dehnungskompensatoren in der Verbindung zwischen zwei
benachbarten Sonnenkollektoren, die direkt an die sich gegenüber liegenden
Rohrenden angelötet oder
auf sie aufgeschraubt sind. Eine weitere Möglichkeit ist in der Offenlegungsschrift
DE 19646001 A1 gezeigt,
bei der die Anschlüsse
nicht aus einem festen Rohr bestehen, sondern aus einem metallischen
Wellrohr mit einer darauf sitzenden Verschraubung.
-
Schließlich ist gemäß Stand
der Technik eine Verbindung möglich,
bei der die zwei Anschlüsse
zweier benachbarter Sonnenkollektoren mittels eines Verbindungsstücks hergestellt
wird, welches an seinen beiden glatten äußeren Enden über eine
Vertiefung verfügt,
in der ein O-Ring eingelassen ist.
-
Diese beiden glatten Enden werden
mit dem O-Ring in das Innere der Rohranschlüsse der beiden benachbarten
Kollektoren eingebracht und stellen so die Verbindung zwischen zwei
Sonnenkollektoren her. Die Dichtigkeit der Anschlüsse soll über die
beiden O-Ringe erfolgen.
-
Der Mittelteil dieses ca. 100 Millimeter
langen Verbindungsstückes
kann, so wie die beiden Endstücke, glatt
sein oder auch als Wellrohr ausgebildet sein.
-
Zur Verbindung der Rohre von den
Sonnenkollektoren zur Solarübergabestation
muss zunächst
auf die Rohre ein Verschraubungsteil aufgelötet oder geschweißt werden
und dann mit einem harmonierendem Schraubteil das auf der Solarübergabestation
bereits angebracht ist, wieder lösbar
verschraubt werden. Dies ist arbeitsaufwendig und teuer.
-
Die Verbindung der vielen Teile einer
Solarübergabestation
müssen
ebenfalls dichtend miteinander verbunden werden. Auch hierzu müssen eine
Vielzahl von teuren Schraubteilen angebracht und/oder die Verbindungen
geschweißt
oder gelötet
werden. Solarübergabestation
werden zwar weitgehend in Fabriken vorgefertigt, aber der Aufwand
bleibt ist auch hier hoch.
-
Schließlich muß noch eine Verbindung von
der Solarübergabestation
zum Speicher montiert werden. Der Rohranschluß an die Solarübergabestation
geschieht ähnlich
wie bei der Verbindung zu den Sonnenkollektoren. Für den Rohranschluß zum Speicher
muß zusätzlich das
Schraubteil auf den Speicheranschluss eingehanft werden, damit eine
ausreichende Dichtung gewährleistet
ist.
-
Bekannt sind auch Verbindungen aus
Wellrohren zwischen Sonnenkollektoren und Speicher. Diese erleichtern
jedoch lediglich die Verlegung der Rohre, nicht deren Anschlussverbindung.
Auch hier müssen
die Rohrverbindungen mittels Schraubteilen hergestellt werden.
-
Dieser Stand der Technik ist verbesserungsbedürftig, da
er noch mit technischen Problemen behaftet ist, der Arbeitsaufwand
durch die vielen Schraub- Löt-
und Schweißarbeiten
sehr hoch und durch den Bedarf an vielen Schraubverbindungen auch
sehr teuer ist.
-
Die Verbindung der Rohranschlüsse von
Kollektoren untereinander bringen besondere Probleme, denn Unebenheiten
am Dach sowie die Wärmedehnung
der Solarabsorber können
zu technischen Problemen führen.
-
Hinzu kommt, dass die Montage von
Sonnenkollektoren und die Verbindung von Sonnenkollektoren untereinander
sehr einfach sein muss, um bei der oft schwierigen Dachmontage nicht
zusätzliche
Probleme zu verursachen.
-
Werden beim Stand der Technik die
Sonnenkollektoren untereinander mit einem Verbindungsstück mit O-Ringen
verbunden, so besteht die Gefahr, dass nach einer gewissen Betriebszeit
aufgrund der permanenten Wärmedehnung
der Rohre und der hohen Temperaturen von über 200° im Stillstand die O-Ringe abgenutzt, abgeflacht
und oder zusammengedrückt
werden, was anschließend
zur Undichtigkeit der Anschlüsse
führt. Haben
solche Anschlussrohre zu hohe Toleranzen der Innendurchmesser, so
kann einerseits diese O-Ring-Verbindung nur schwer eingebracht werden,
andererseits nach kurzer Zeit undicht werden, weil O-Ringe nicht
fest genug an die Innenwand der Kollektoranschlüsse anliegen.
-
Der Austausch mit einem dickeren
oder dünneren
O-Ring ist nicht möglich,
da die Vertiefungen des Verbindungsstückes, in denen der O-Ring eingebettet
ist, dies nicht zulässt.
Haben Kollektoranschluss und die Rohranschlüsse der Zu- und Abgangsleitung
unterschiedliche Innendurchmesser, so kann diese Verbindung mit
zwei gleichen O-Ringen nur mit einem zusätzlichen Übergangsteil auf den gleichen
Durchmesser genutzt werden. Ein Anpassen der unterschiedlichen Abstände ist
nicht möglich
Müssen
Anschlüsse,
die mit einer Klemmringverschraubung verbunden wurden, aufgrund
von Reparaturarbeiten gelöst
werden, so ist anschließend
oft nicht nochmals eine Klemmringverschraubung aufschraubbar, da
das Anschlussstück
des Kollektors bereits eine Verletzung durch die Klemmringverschraubung
aufweist.
-
Aus der
US 3916871 ist eine Solarkollektor-Anlage
bekannt, bei der die einzelnen Solarabsorber Rohrstutzen aufweisen,
die seitlich aus dem Solarabsorbergehäuse herausragen. Die Verbindung
der Rohrstutzen zweier benachbarter Sonnenkollektoren geschieht
mittels eines Wellrohrstückes,
das auf die beiden Enden der sich gegenüber liegenden Rohrstutzen aufgeschoben
und mit diesen verlötet
wird, so dass es den Zwischenraum zwischen den beiden Rohrstutzenenden
abdichtend überbrückt. Diese
Verbindungsstelle wird von einem weiteren, jedoch durchmessergrößeren Wellrohrstück konzentrisch
umgeben, dessen beiden Enden dicht mit den Gehäusen der aneinandergrenzenden
Sonnenkollektoren verbunden sind. Auf diese Weise sind schlussendlich
die Innenräume
aller Solarkollektorengehäuse
fluidleitend miteinander verbunden.
-
Aus der Patentschrift
DE 19646001 C2 sind Sonnenkollektoren
bekannt, deren Anschlüsse
aus Wellrohrenden bestehen, die mittels Verschraubung mit dem nächsten Kollektor,
der entweder ebenfalls aus einem Wellrohrende besteht oder aus einem
umgebördelten
Metallrohr besteht, verbunden werden.
-
Die Verbindung zweier Anschlüsse mittels
Verschraubungen ist aufgrund der relativ hohen Herstellkosten der
beiden Verschraubungsteile, der Umbördelung und der Dichtung teuer.
-
Hinzu kommt, dass all diese Verbindungstechniken
einen exakten, vorgegebenen Abstand der Sonnenkollektoren und deren
Anschlüsse
aufweisen müssen.
Werden bauliche Gegebenheiten angetroffen die einen solchen vorgegebenen
fixen Abstand nicht ermöglichen,
so müssen
aufwendige zusätzliche
Verbindungs-Überbrückungen
vorgenommen werden.
-
Bei dem Anschluss des Warmwasserspeichers
stellt sich ein zusätzliches
Problem dar. Dieser Anschluß verfügt in der
Regel über
ein Innengewinde. Der Warmwasserspeicher muß jedoch aus Gründen des Korrosionsschutzes
innenbeschichtet sein, z.B. aus Email. Da es jedoch nicht möglich ist,
das Innengewinde zu emaillieren, besteht die Gefahr, dass die Anschlüsse des
Wasserspeichers von innen durchrosten.
-
Ein weiteres Problem besteht darin,
dass die Anschlüsse
der verschiedenen Bauteile unterschiedlich große Durchmesser aufweisen. Um
dies auszugleichen müssen
zusätzliche
Anpassungsstücke
aufgelötet,
geschweißt
oder verschraubt werden.
-
Die Anschlüsse der verschiedenen Bauteile
haben aber nicht nur unterschiedliche Durchmesser, sondern bestehen
aus verschiedenen Materialien wie Edelstahl, Messing, Kupfer, Stahl,
Aluminium, Rotguss und anderes mit höchst unterschiedlichen elektrischen
Potentialen. Dies führt
zu erheblichen Problemen der elektrochemischen (galvanischen) Korrosion.
-
Auch bei bereits fertig verlegten
Rohren können
Probleme auftreten, wenn die Rohre undicht werden und repariert
werden müssen
und sich an schwer zugänglichen
Stellen befinden, an denen auch keine Schweiß- oder Lötarbeiten mit Flamme durchgeführt werden
können.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Verbindungsteil so auszubilden, dass eine einfache und schnelle
Montage aller Bauteile eines Systems gegeben ist, die Wärmedehnung
der Bauteile und die Unebenheit des Daches oder Längendifferenzen
ausgeglichen wird, auf einfache Weise beliebig große Abstände zwischen
den Bauteilen direkt vom Monteur auf der Baustelle berücksichtigt
werden können,
die Probleme der elektrochemischen Korrosion unterbindet, sowie
eine dauerhaft dichte Verbindung geschaffen wird, bei gleichzeitig
niedrigen Herstellkosten.
-
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im
Patentanspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
-
Das erfindungsgemäße Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
besteht aus Wellrohren (13) die sehr kostengünstig, vorzugsweise
aus Metall, in Massenfertigung, endlos aus Wellrohr-Fertigungsmaschinen
produziert werden.
-
Diese Wellrohre (13) werden
in Längen
von bis zu 100 Metern gefertigt und können dann zum geeigneten Zeitpunkt
auf die gewünschte
Länge gekürzt werden.
Der geeignete Zeitpunkt kann sowohl direkt bei der Herstellung,
zu einem geeignetem Zeitpunkt nach der Herstellung des Wellrohres
(13) sein, aber auch erst auf der Baustelle oder der Fabrik
wärend
der Montage bzw. der Fertigung.
-
Das Wellrohr (13) wird nun
an den beiden Enden mit einem Dichtmantel (11, 11a)
versehen, vorzugsweise aus temperaturbeständigem Silikon-Gummi, und das
Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) ist bereits fertig.
-
Das Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
gemäß der Erfindung
wird während
der Montage zweier Sonnenkollektoren (30) zunächst bis
zum Anschlag in einen Kollektoranschluss (31, 32)
geschoben.
-
Sodann wird der nächste Sonnenkollektor (30),
zunächst
noch ohne Befestigung auf dem Montagegerüst, mit etwas größerer Abstand
zum bereits montierten Sonnenkollektor (30) angebracht,
und das für
den zu montierenden Sonnenkollektor (30) vorgesehene Ende
des Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) mit der Dichtmantel (11)
an den Eingang des Anschlussrohres (31, 32) des
nächsten
zu montierenden Sonnenkollektors (30) gebracht und sodann
der Sonnenkollektor (30) soweit zum bereits montierten
Sonnenkollektor (30) geschoben, sodass das Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
so weit in den Sonnenkollektor (30) hineinragt, dass das
Ende des Anschlussrohres (31, 32) des Sonnenkollektors
(30) mit dem Anschlag des Verbindungsteiles (Sprengring
(12) aneinander ragt.
-
Wenn die beiden Sonnenkollektoren
(30) so weit aufeinander geschoben werden, dass nicht nur
die beiden mit der Dichtmantel (11, 11a) versehenen
Endstücke
des Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) in den Kollektoranschluss
(32, 19) hineinragen, sondern die Sonnenkollektoren
(30) weiter zusammengeschoben werden, so dass das Mittelteil
des Wellrohres (13) des Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
zusammengedrückt
wird.
-
Die Wellrohre (13) des Mittelteils
des Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) versuchen nun über die
Federkraft des Materials wieder ihre ursprüngliche Lage zu erreichen.
Damit wird ein permanenter Druck auf die Längendehnung des Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
in Richtung Kollektoranschluss (31, 32) und die
darin befindliche Dichtmantel (11, 11a)) erreicht.
Bei den im Betrieb üblichen
hohen Temperaturdifferenzen der Sonnenkollektoren (30)
und der damit verbundenen Dehnung der Rohranschlüsse (31, 32),
die aufgrund ihres größeren Durchmessers
auch größer sind
als die des Wellrohres (13), wird die Federwirkung und
die damit verbundene Längendehnung
des Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) nach sich ziehen, dass
sich das Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) noch weiter auf das nach
innen im Durchmesser abnehmende konische Ende des Anschlusses (31, 32)
drückt.
Dabei wird sich eine stetige Verbesserung der Dichtigkeit ergeben.
-
Auch die Wärmedehnung der Rohre im Sonnenkollektor
(30) bewirkt, dass die Kollektoranschlüsse (31, 32)
bei entsprechend hoher Temperatur zusätzlich bestrebt sind, sich
weiter auf die Dichtmanteln (11) des Verbindungsstückes (10, 10a, 10b)
zu schieben.
-
In der Phase geringerer Temperatur
wird sich das Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) nicht wieder vom Kollektoranschluss
(31, 32) lösen,
sondern die Wellen (17, 18) des Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
werden, entsprechend der Federwirkung versuchen ihre ursprüngliche
Lage wieder zu erreichen, so dass die Dichtmantel (11)
immer fester mit dem Kollektoranschluss (31, 32)
verbunden wird. Die gleiche Situation tritt auch bei anderen Anschlussverbindungen
auf.
-
Wenn es z. B. erforderlich wird,
dass zwischen zwei Sonnenkollektoren (30) eine längere Strecke überbrückt werden
muss, weil z. B. zwischen den beiden Sonnenkollektoren (30)
ein Dachfenster, eine Dachentlüftung
oder ähnliches
liegt, so kann in diesem Fall sogar noch auf der Baustelle das Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
entsprechend angepasst werden. Hierzu muss lediglich von dem vorher
erwähnten
längem Wellrohr-Schlauch
mit handelsüblichem
Werkzeug, ein entsprechend langes Wellrohr-Stück abgeschnitten werden, an
den beiden gegenüber
liegenden Enden auf einfache Weise die Dichtung (Dichtmantel 11, 11a) übergestreift
werden und das erfindungsgemäße dichtende
Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) ist fertig. Die beiden
Sonnenkollektoren (30) können mühelos miteinander verbunden
werden.
-
Das Gleiche trifft zu, wenn die Kollektoranschlüsse (31, 32)
nicht gegenüber
liegen, sondern im Winkel versetzt montiert sind, z. B. 90° oder 180°. Auch hier
lässt sich
auf einfache Art eine Verbindung der oben geschilderten Art herstellen.
Das Wellrohr (13) wird dazu in einem Bogen von Kollektoranschluß (31, 32)
zu Kollektoranschluß (31, 32)
oder zur Zu- und/oder Abgangsleitung (33) geführt. Gegebenenfalls
muss das Wellrohr (13) hierzu länger sein.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
können
auch Sonnenkollektoren die als Vakuumröhren ausgestaltet sind, miteinander
verbunden werden. Diese Vakuumröhren
können
sowohl einzel miteinander verbunden werden, als auch mit der Verteilerleitung
und/oder dem Zu- und Abgangsrohr. Weren Vakuumröhren miteinander verbunden,
so kann das Verbindungsstück
dazu wie ein umgedrehtes „U" von einem Anschluss
einer Vakuumröhren
zum Anschluss einer weiteren Vakuumröhren reichen.
-
Dieses Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
herzustellen, ist wesentlich preiswerter als das zuvor beschriebene
Verbindungsstück
mit O-Ringen. Es ist aber auch wesentlich flexibler einzusetzen
und dauerhaft wesentlich sicherer in der Dichtigkeit der Verbindung.
-
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung
der Erfindung sieht vor, dass für
die Verbindung eines Sonnenkollektors (30) mit der zu dem
Sonnenkollektoren (30) führenden Rohrleitung (33)
und von dem Sonnenkollektor (30) wegführenden Rohrleitung (33)
eine Seite des Wellrohres (13) mit jeweils einer Verschraubung
(22) und Dichtmittel (25) versehen ist, welches
direkt auf die zu- oder abführende
Rohrleitung (33) aufgeschraubt werden kann.
-
Die Sonnenkollektoren (30)
können
so weit zusammen geschoben werden, dass diese aneinander anstoßen oder
nur ein geringfügiger
Abstand aufweisen.
-
Würde
man hierzu Verschraubungen oder Klemmringverbindungen einsetzen,
so müsste
ein Zwischenraum von ca. 50 Millimetern vorhanden sein, um die Verschraubung
festziehen zu können.
Ein weiterer Vorteil eines Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
der erfindungsgemäßen Art
besteht darin, dass der Kollektoranschluss (31, 32)
nur geringfügig
aus dem Kollektorgehäuse
herausragen muss oder aber sogar innerhalb des Kollektorgehäuses enden
können.
Dies hat für
die Montage der Sonnenkollektoren (30) erhebliche Vorteile,
da die Solarabsorber wesentlich leichter in das Kollektorgehäuse eingebracht
werden können,
wenn die Sammelrohre der Solarabsorber nicht wesentlich größer sind,
als das Kollektorgehäuse
selbst.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
des Verbindungsstückes
(10, 10a, 10b) besteht darin, dass die Verbindung
zwischen Sonnenkollektor und zu- oder abgehendem Rohr (33)
nicht nahe des Kollektoranschlusses (31) erfolgt, sondern
gleichzeitig zur Dacheinführung
dient. Hierzu eignen sich flexible Wellrohre in besonderem Maße. Das
Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) das in diesem Fall eine
Länge zwischen
50 und 150 Zentimetern haben kann, wird durch eine Öffnung im
Dach mit der Dichtungsmantel (11) in den Kollektoranschlusss
(31, 32) geführt
und dort eine dichtende Verbindung hergestellt. Das im Dach befindliche
andere Ende des Verbindungsstückes
(10, 10a, 10b) kann, wie zuvor schon
erwähnt,
direkt in ein weiterführendes
Rohr (33) geschoben werden oder zusätzlich mit einer Armatur (36)
versehen werden, wie Entlüftungsvorrichtung und/oder Überdruck-Sicherheitsventil.
-
Hierzu kann das zu der Armatur (36)
führende
Ende der Verbindungsstückes
(10, 10a 10b) statt eines Dichtungsmantels
(11, 11a) auch über einen Schraubanschluss
(22) verfügen,
falls die Armatur (36) keinen geeigneten Anschluss (34)
besitzt.
-
Eine weitere Vorteilhafte Ausgestaltung
sieht vor, das Verbindungsstück
(10, 10a 10b) so lang zu lassen, dass es vom Sonnenkollektor
(30) oder der zuvor erwähnten
Armatur (36) bis zur Wärmeabnahmestelle im
Keller (50) (Speicher) und/oder einer Zwischenvorrichtung
z.B. der Solarübergabestation
(52) reicht. Da der Kollektoranschluss (31, 32)
und Wärmeabnahmestelle
(50) und/oder Solarübergabestation
(52) unterschiedliche Rohrdurchmesser aufweisen, kann dies
durch Verwendung unterschiedlich dicker Dichtmäntel (11, 11a) ausgeglichen
werden, die auf einfache Weise auf die jeweiligen Enden der Wellrohre
(13) gestülpt
werden.
-
Die Verbindung zu dem Wasserspeicher
(50) gemäß der Erfindung
hat noch einen weiteren Vorteil. Die Innengewinde der Anschlüsse (51)
des Warmwasserspeichers (50) sind nicht mehr erforderlich,
da der Dichtmantel (11, 11a) des Verbindungsstückes (10, 10a, 10b)
nur eingedrückt
wird. Dadurch entfällt
die Gefahr der Korrosion durch fehlende Emaillierung der Speicher-Anschlüsse (51).
-
Müssen
bereits verlegte Rohrleitungen repariert oder geändert werden, so kann das fragliche
Rohrstück
herausgesägt
und auf einfache Weise durch das erfindungsgemäße Verbindungsstück (10, 10a)
repariert werden.
-
Um zu verhindern, dass das Verbindungsstück zu weit
in den Rohranschluß (31, 32, 33, 34)
hineinrutscht, kann es durch einen Anschlag (12) begrenzt
werden. Der Anschlag (12) kann dabei ein Sprengring (12)
sein, der in einem Tal (17) des Wellrohres (13)
aufgeschoben ist und das weitere Hineinrutschen des Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
in das Anschlussrohr (31, 32, 33, 34)
verhindert.
-
Das Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
kann eine noch wesentlich bessere und dauerhafte Dichtheit erhalten,
wenn das Gegenstück
in den der Dichtmantel (11, 11a) eingeschoben
wird, z.B die Anschlüsse
(31, 32, 34) in ihrer Ausgestaltung mit
dem Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) harmoniert.
-
Wird nämlich das Endstück des Anschlusses
(31, 32, 34) geringfügig aufgeweitet und leicht
konisch gestaltet, so dass das Ende (19) des Anschlusses
(31, 32, 34)) einen geringfügig größeren Durchmesser
aufweist als deren Innenseite (20, 21), so sind
weitere Vorteile gegeben.
-
Im Falle, dass der Anschluss (31, 32, 34)
konisch (21) und/oder aufgeweitet ist, ist ein Anschlag
(12) auf dem Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
nicht erforderlich, da die Enden des Verbindungsstück (10, 10a, 10b) nur
einen gewissen Teil in den Anschluss (31, 32, 34, 53)
der Bauteile hineinragen können.
-
Dies beispielhaft am Sonnenkollektor
(30) dargestellte Prinzip gilt für alle anderen Anschlüsse (31, 32, 34, 53)
von Bauteilen eines Systems oder eines Agregates.
-
Die Dichtungskappe (11, 11a)
des Verbindungsstückes
(10, 10a, 10b) ist so gestaltet, dass
sie an der Außenseite
Dichtringe (14) (Dichtlippen) aufweist, die halbrund sein
können
oder nach oben im spitzen Winkel zulaufen, wobei eine Seite dieser
Dichtringe (14) gegenüber
der anderen Seite einen anderen Winkel aufweisen kann. Die Innenseite
der Dichtmantel (11, 11a) ist so ausgestaltet,
dass diese ebenfalls Ringe (15) aufweist und somit einen
sicheren Halt auf dem Wellrohr findet ohne geklebt oder anderweitig
befestigt werden zu müssen.
Bei besonders großer
Belastung ist aber auch ein zusätzliches
Kleben möglich.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn
der Dichtmantel (11, 11a) eine unterschiedliche
Shorhärte
aufweist, nämlich
derart, dass der haltende Innenteil (15) des Dichtmantels
(11, 11a) eine härtere Shorhärte aufweist als der äußere, dichtende
Teil (14) des Dichtmantels (11, 11a).
-
Die Dichtlippen (14) eines
Dichtmantels (11, 11a) oder der Dichtmantels (11, 11a)
selbst des Verbindungsstückes
(10, 10a, 10b) können zur größtmöglichen Sicherheit mit Ihrem
Außendurchmesser
unterschiedlich groß sein,
und zwar steigend vom Anfang nach innen. Dadurch können selbst
große
Toleranzen der Rohr-Innendurchmesser
(31, 32, 33) ausgeglichen werden.
-
Vorzugsweise wird der Dichtmantel
(11, 11a) sowohl außen als auch innen mit mehreren
Ringen (14) versehen. Zusätzlich kann der Dichtmantel
(11, 11a) am äußeren Ende
einen Abschluss (16) aufweisen, der so ausgestaltet ist,
dass er die Stirnseite des Wellrohrendes abdeckt.
-
Der innere (15) und der äußere (14)
Ring der Dichtmantel (11, 11a) können voneinander
versetzt sein, aber auch genau gegenüber liegen.
-
Eine weitere Ausgestaltung des Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
besteht darin, dass die eine Seite des Verbindungsstückes (10, 10a, 10b)
bereits fest mit dem Rohranschluss des Sonnenkollektors (30, 30a) oder
eines Anschlusses (34, 53) eines anderen Bauteiles
verbunden sein kann. In diesem Fall würde das glatte Rohrende des
Sammelrohres an einem Ende in ein Wellrohr (13) übergehen,
wobei die feste Verbindung zwischen Wellrohr (13) und geradem
Rohr auch gelötet
sein kann. Das andere Ende des Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
weist dann den Dichtmantel (11) auf, der in das entsprechend
ausgebildete Anschlussrohr (31) des benachbarten Kollektors
(30) oder in den Anschluss (34, 53) eines
anderes Bauteiles hineinragt.
-
Um zu verhindern, dass das Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
von einem Rohranschluss (31, 32, 33, 34),
welches nicht mit einem benachbarten Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
der sich in unmittelbarer Nähe
befindet verbunden ist, und deshalb durch einen Überdruck innerhalb des Rohres
herausgedrückt
werden könnte,
muss eine Befestigung des Verbindungsstückes (10,10a, 10b)
erfolgen. Dies kann in bekannter Weise durch eine Fixierungsfeder
erfolgen, die durch mindestens einen Schlitz am Ende des Rohranschlusses
(31, 32, 33, 34) in ein Wellental
(17) des im Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
befindlichen Wellrohres (13) eingreift und dieses fixiert.
-
Weitere Befestigungsmöglichkeiten
sind in 11 bis 14 beschrieben.
-
Eine Befestigung der vorgenannten
Art ist jedoch nicht immer möglich.
Z. B. bei Öffnungen
an einer Platte können
weder Schlauchklemmen noch Schlitze angebracht werden. Hier muß das Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
selbst ein Herausrutschen verhindern. Dies geschieht am besten dadurch,
dass das Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) zumindest an einem Ende
welches in den Anschluss (34, 53) geschoben wird über eine
Vorrichtung verfügt,
die ähnlich
einem Widerhaken zwar ein Einführen
des Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) in den Anschluss ermöglicht,
nicht aber dessen Entfernen bei maximal möglichem Überdruck des Anlagensystems.
Das Entfernen der Vorrichtung kann auch über eine Schraube oder einen
Hebel erfolgen, welcher von außen
bedient wird und die Sperre löst.
-
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
besteht darin, dass der Dichtmanteln (11, 11a)
nicht außerhalb
des Wellrohres (13) liegt, sondern innerhalb des Wellrohres (70).
Dies hat den Vorteil, dass das Anschlussrohr (31, 32, 33, 34)
nicht aufgeweitet werden muss, oder aber bei nicht aufgeweitetem
Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
eine Verengung des Rohrquerschnittes in Kauf genommen werden muss.
In diesem Fall wird nämlich
das Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) nicht in den Kollektoranschluss
(31) oder einen anderen Rohranschluss (33, 34)
sondern auf diesen geschoben. Dabei ist es sinnvoll, dass der innere
Dichtmantel (70) über
die Stirnseite des Wellrohres (13) über mindestens eine Welle (71)
auf die Außenseite
des Wellrohres (13) reicht, um ein verrutschen zu erschweren
und zu erkennen.
-
Ebenso ist es möglich, den Dichtmantel (11, 11a)
gleichzeitig außen
und innerhalb des Welrohres (13) anzubringen, wobei dieser
aus zwei oder auch nur aus einem Teil bestehen kann.
-
Eine weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verbindungsstückes (10, 10a, 10b)
besteht darin, dass das Wellrohr (13) des Verbindungsstückes (10, 10a, 10b),
gebogen werden kann, um eine vereinfachte Verbindung der Sonnenkollektoren
und anderer Bauteile (30) zu den Zu- und wegführenden
Rohren (33) zu ermöglichen.
Auch können
so Sonnenkollektoren (30) miteinander verbunden werden,
deren Anschlüsse
(31, 32) nicht gegenüber liegen, sondern versetzt
sind oder eine andere Lage aufweisen.
-
Schließlich kann das Verbindungsstück (10)
selbst während
der Montage unterschiedlichen Innendurchmessern der Rohranschlüsse (33)
und Kollektoranschlüsse
(31, 32) durch verschieden dicke Dichtmäntel (11, 11a)
angepasst werden. Dazu ist es lediglich erforderlich bei Bedarf
etwas dickere oder dünnere
Dichtmäntel
(11, 11a) auf das Verbindungsstück (10)
aufzustecken.
-
Der Ausgleich unterschiedlicher Durchmesser
der Anschlüsse
(31, 32, 34) kann nicht nur über einen dickeren
Dichtmantel (11, 11a) erfolgen, sondern auch dadurch
dass ein Dichtmantel (11, 11a) für den nächst größeren Anschluss
(31, 32, 34) auf den vorhandenen Dichtmantel
(11, 11a,) des Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
geschoben wird.
-
Der Dichtmantel (11, 11a)
des Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) kann auch aus einem anderen
Material bestehen, nämlich
aus Kunststoff, EPDM-Gummi, Moosgummi, Kork, einer Kombination verschiedener
Materialien u. a.
-
Ist ein Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
zu kurz, so wird einfach ein passendes Rohrstück (41) abgesägt und eine
Verlängerung
dadurch erreicht, indem das zu kurze Verbindungsstück (10, 10a)
auf die eine Seite des Rohrstückes
(41) geschoben wird und auf die andere Seite des Rohrstückes (41)
ebenfalls ein Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) und somit die Verlängerung
auf einfache Weise erreicht.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
des Verbindungsstückes
(10, 10a, 10b) besteht darin, dass das
Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) als beidseitiges Doppelstück (40)
verwendet werden kann um eine noch einfachere Verlängerung
zu ermöglichen.
Ist zum Beispiel ein Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
zu kurz, so kann zumindest auf einem Ende ein solches Doppelstück (40)
angebracht werden und mit einem weiteren Wellrohr (13)
eine beliebige Verlängerung
vorgenommen werden.
-
Eine Verlängerung ist ebenso möglich, wenn
ein Wellrohr (13) dessen Innendurchmesser so groß ist, das
es dichtend auf den Dichtmantel (11, 11a) des
zu verlängerten
Verbindungsstückes
geschoben werden kann.
-
Ebenso ist die vorteilhafte Ausgestaltung
des Dichtmantels (11, 11a) als T-Stück (43)
oder Kreuzung (43) möglich,
um Verlängerungen,
Verbindungen und Abzweigungen in mehrere unterschiedliche Richtungen zu
ermöglichen
.
-
Statt eines als Verlängerung
(40) oder für
Abzweigungen (43) ausgestalteten Dichtmantels, kann auch ein
Rohrteil oder Formstück
z. B. aus Messing, Rotguß oder
Kunststoff (42, 45) gestaltet sein, in den die
verschiedenen Verbindungsstücke
(10, 10a, 10b) aus verschiedenen Richtungen
eingesteckt werden.
-
Wird z. B. ein Formteil in der Form
eines Rechteckrohres (45) ausgebildet, so können viele
Verbindungsstücke
(10, 10a, 10b) aufgesteckt werden, die
in verschiedene Richtungen abzweigen. Sind größere Anschlüsse erforderlich als die Löcher in
dem Formteil (45) vorweisen, so können diese einfach aufgebohrt
werden. Ebenso können
für weitere
Verbindungsstücke
(10, 10a, 10b) zusätzliche Löcher gebohrt werden. Dies ist
sehr einfach, da kein Gewinde für
Verschraubungen erforderlich sind.
-
Das Problem der elektrochemischen
Korrosion löst
sich von selbst, da die metallenen Wellrohre (13) nicht
im direkten Kontakt zu den Anschlüssen (31, 32, 34)
sind, sondern durch den neutralen Dichtmantel (11, 11a)
getrennt sind.
-
Die vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verbindungsstückes (10, 10a, 10b)
ist nicht auf die Solartechnik beschränkt. Diese Erfindung kann in
gleicher Weise bei allen Anwendungen verwendet werden, bei denen
Rohre, Anschlussverbindungen, Apparate, Bauteile, Behälter miteinander
dichtend verbunden werden müssen.
Dies ist z. B. der Fall bei Heizungsanlagen in denen im Kesselraum
vielfältige
Anschlussverbindungen erforderlich sind oder bei dem Anschluss der
Heizkörper,
bei Klimaanlagen, Kühlanlagen,
Lüftungsanlagen,
bei sanitären
Installationen, bei Kraftfahrzeugen (Bremsleitungen, Kühlleitungen),
bei Fertigungsstraßen
in Fabriken die mit Druckluft, Kühlwasser,
Schmiermittel, Ölen
und Flüssigkeiten
beliebiger Art versorgt werden müssen.
-
Eine weitere sinnvolle Anwendung
der Erfindung ist gegeben, wenn der Wärmetauscher (51) eines Wasserspeichers
(50), über
den Wärme
in den Wasserspeicher (50) zu- oder abgeführt wird,
mit dem Verbindungsstück
ausgestattet wird. In diesem Fall stellt das Verbindungsstück (10, 10a)
den kompletten Wärmetauscher
da. Die Dichtmäntel
(11, 11a) des Verbindungsstückes (10, 10a)
werden einfach in eine Muffe (Rohranschluss) (53) des Wasserspeichers
(50) gesteckt und kann jederzeit ausgetauscht werden.
-
Schließlich ist die Erfindung auch
bei allen Aggregaten sinnvoll, die Rohrverbindungen aufweisen, wie sie
anhand der Solar-Übergangsstation
(52) geschildert wurden.
-
Besonders bei Aggregaten mit Motoren
die ein vibrieren erzeugen, erweisen sich die erfindungsgemäßen Verbindungsstücke (10, 10a, 10b)
als sehr vorteilhaft, weil ihre Flexibilität das vibrieren ausgleicht.
-
Schließlich ist es auch denkbar statt
eines Metall-Wellrohres (13) solche aus Kunststoff oder
anderem Material zu verwenden oder den Dichtmantel (11, 11a)
mit einem Gummi-Schlauch oder Kunststoffrohr in geeigneter Form
zu verbinden.
-
Weiter ist es möglich das Verbindungsstückes (10, 10a, 10b)
auch mit einem Wellrohr (13) oder einem anderen Verbindungsstück (10, 10a, 10b)
zu verbinden, wobei die Verbindung sowohl innen und / oder außen vorgenommen
werden kann.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Weitere Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der
Zeichnungen.
-
1.
Verbindungsstück
(10) bestehend aus Wellrohr (13), Dichtmantel
(11, 11a), Anschlagringe (Sprengringe) (12)
-
2.
Verbindungsstück
(10a) wie 1,
und zusätzlich
ein harmonisierender Rohranschluss (19) als Kollektoranschluss
((31, 32) oder als Zu- und Abgangsrohr (33)
-
3.
eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels
gemäß 1, bei der ein Dichtmantel
(11) gegen eine Verschraubung (22) ausgetauscht
ist.
-
4.
Ein Sonnenkollektor-Feld bestehend aus 2 Sonnenkollektoren (30)
deren Anschlüsse
(31, 32) und die Verbindungsstücke (10, 10a, 10b)
sowie der Rohranschluss (33) der Zu- und Abgangsrohre.
-
5.
Zwei Wellrohre (13) welches mittels eines Verlängerungs-Dichtungsmantels
zu einem verlängertem
Verbindungsstück
(10) zusammengeschlossen wurden.
-
6.
Verlängerungsformstück (42)
mittels dem zwei Verbindungsstücke
(10) verbunden und verlängert
werden können,
indem die Dichtmäntel
(11) der Verbindungsstücke
(10, 10a, 10b) in die Öffnungen
des Verlängerungs-Formteils
(42) eingeschoben werden. Das Formteil weißt einen
beidseitigen konischen Innendurchmesser (21) auf, der in
der Mitte so stark verjüngt
(20), dass er als Begrenzung der Verbindungsstücke dient.
-
7.
Verlängerungsstück bestehend
aus einem Rohrstück
(41) in welches zwei Verbindungsstücke (10, 10a, 10b)
eingeschoben werden, mit einer Begrenzung (12) gegen zu
weites hineinschieben in das Verlängerungsstück (41).
-
8.
Rechteckrohr (45) in dessen Löcher eine Vielzahl von Verbindungsstücken eingebracht
werden können.
-
9.
Dichtmantel als Kreuzstück
(43) in welches vier Wellrohre (13) zu vier in
verschiedene Richtung verlaufende Verbindungsstücke ausgebildet sind.
-
10.
Solarstation (52) als Beispiel eines Systems bestehend
aus vielen Bauteilen wie Pumpen, Ventilen, Ausdehnungsgefäß, Thermometer,
Befülleinrichtung
die mittels Verbindungsstücken
(10, 10a, 10b) verbunden sind und über Anschlüsse (34, 53)
verfügen
die mittels der Verbindungsstücke
(10, 10a, 10b) mit anderen Systemen verbunden
werden.
-
11.
System einer Heizungs- und Solaranlage, bei der die Verbindung vom
Anschluß (34)
eines Bauteils zu einem Anschluß (34)
eines anderen Bauteils mittels Verbindungsstücke (10, 10a, 10b, 43))
hergestellt ist.
-
12.
zeigt die Befestigung eines Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
mit einem Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) mittels einer Halteklammer
(60), die ähnlich
einem Reiter mit einem Paar Klammerbeinen (61) auf dem
Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
sitzt und mit einem weiteren Paar Klammerbeinen (62) in
das Wellental (17) des Wellrohres (13) eingreift.
Beide Klammerbeinpaare (61, 62) sind über einen
Steg (63) miteinander haltend verbunden.
-
Damit bei großen Drücken des Systems ein Auseinaberbiegen
der Halteklammer (60) und damit herausrutschen des Verbindungsstückes (10, 10a, 10b)
verhindert werden kann, kann die Halteklammer (60) mit einer
oder mehreren Verstärkungsstegen
(65) ausgestattet sein.
-
13 zeigt
die Verbindung eines Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
der innerhalb eines Verbindungsstückes (10, 10a, 10b)
dichtend angebracht ist. Der Dichtmantel (70) ist innerhalb
des Wellrohres (13) angebracht. Vorzugsweise sollte der
Dichtmantel (70) auf die Außenseite des Wellrohres (13) übergreifen
(71) um zu erkennen ob sich der Dichtmantel (70)
beim aufstecken auf den Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
verschiebt.
-
Die Fixierung der Verbindung wird
mittels einer Klemme (75) ähnlich einer Schlauchklemme,
Rohrschelle, Drahtklammer oder ähnlichem
vorgenommen, bei der zumindest ein Wellrohranker (76) der
mit der Klammer (75) verbunden ist, in ein Wellental (17)
des Wellrohres (13) des Verbindungsstückes (10, 10a, 10b) greift
und die Verbindung damit erhält.
Der Ankerfuß (76)
des Wellrohrankers (76) ist schräg zu dem Wellrohr (13)
sodass das Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) zwar trotz befestigter
Klemme (75) und Wellrohranker (76) auf dan Rohranschluss
(31, 32, 33, 34) aufgeschoben
werden kann, nicht jedoch heruntergezogen werden kann. Zum Lösen des
Wellrohrankers (76) ist es lediglich erforderlich, z.B.
mittels eines Schraubenziehers der zwischen Wellrohr (13)
und Wellrohranker (75) greift und mit dem sodann der Ankerfuß (77) über die
Welle (18) des Wellrohres (13) angehoben werden
kann.
-
14 zeigt
die Erhaltung der Verbindung eines Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
mit einem Verbindungsstück
(10, 10a, 10b) wie bei 13, jedoch im Gegensatz zu 13 befindet sich hier der
Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
außerhalb
des Verbindungsstückes
(10, 10a, 10b). Auch hier ist eine Klemme
(75) auf dem Rohranschluss (31, 32, 33, 34)
befestigt und ein Wellrohranker (76) greift von hier in
das Wellental (17) des Verbindungsstückes (10, 10a, 10b).
-
