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Die
Erfindung bezieht sich entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs
1 auf eine zugfeste Rohrverbindung, insbesondere Übergangs-Rohrverbindung
zum Verbinden einer Metall- oder Kunststoffrohrleitung mit einer
Muffe aus Kunststoff und einem darin in einer Ringkammer beim Spritzgießen der Muffe
mit eingegossenen Haltering, der mit einem Halteabschnitt des anzuschließenden Rohrstücks kuppelbar
ist.
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Bei
einer bekannten Rohrverbindung dieser Art nach der DE-AS 10 08 967,
von der die vorliegende Erfindung ausgeht, besteht der Haltering
aus einem in die Muffe undrehbar eingespritzten Gewindering und
der Halteabschnitt des anzuschließenden Rohrstücks aus
einem damit zu kuppelnden, am Rohrstück angebrachten Außengewindeabschnitt. Diese
Anordnung hat unter anderem den Nachteil, dass sich dieses Rohrverbindungsstück praktisch
nur zur Kupplung mit einem Metallrohr eignet, denn ein auf dem Mantel
eines Kunststoffrohres angebrachter Gewindeabschnitt dürfte für die meisten
Fälle nicht hinreichend
haltbar sein. Vor allem aber ist das Aufschrauben der mit dem drehfest
gehaltenen Innengewindering versehenen Übergangsmuffe auf das anzuschließende Rohrstück umständlich und
macht hohe Betätigungs kräfte erforderlich.
Meist kann eine derartige Verbindung nur auf einer Drehbank od.
dgl. vorgenommen werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung
so zu gestalten, dass ein Rohrstück
aus Metall oder Kunststoff und eine Muffe aus Kunststoff auf einfache
Weise axial zusammengesteckt werden können und allein dadurch eine
zugfeste Rohrverbindung entsteht. Zudem soll das Ineinanderfügen von
Rohr und Muffe möglichst
materialschonend erfolgen können.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist dem entsprechend
dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering zwischen zwei endseitigen,
umlaufend geschlossenen Ringabschnitten mit in Umfangsrichtung einander
abwechselnden, sich zwischen den Ringabschnitten in Axialrichtung
erstreckenden Stegen und vom Material der Muffe durchdrungenen Schlitzen versehen
ist und dass sowohl die Stege an ihren Innenseiten als auch das
zwischen ihnen befindliche Material der Muffe mit einer ringförmig umlaufenden, zahnartigen
Profilierung versehen sind zum Zusammenwirken mit einer auf dem
Mantel des Rohres angebrachten formkomplementären Profilierung.
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Bevorzugt
ist dabei die Anordnung so getroffen, dass die Profilierungen jeweils
sägezahnartig ausgebildet
sind.
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Der
wesentliche Kern der Erfindung besteht demnach darin, durch besonders
geschickte Ausgestaltung und Anordnung des Halterings dafür zu sorgen,
dass beim Einstecken des Rohrstücks
in die Muffe und also in den in ihr verankerten Haltering dieser
und die Muffenwandung vorübergehend
in Umfangsrichtung sehr gleichmäßig aufgeweitet
werden können.
Dadurch verteilen sich die Kräfte
wesentlich gleichmäßiger über den
Umfang als es beispielsweise bei Verwendung eines an einer Umfangsstelle
axial durchgehend geschlitzten Halterings möglich wäre. Infolge der günstigen
Kräfteverteilung
lässt sich während des
Steckkupp lungsvorgangs die Muffe vorübergehend aufweiten, bis die
Profilierungen in der Endphase des Einsteckvorgangs ihre korrekte
Zuordnung eingenommen haben, ohne dass die Gefahr besteht, dass
das Kunststoffmaterial der Muffe gestresst wird oder gar ins Fließen gerät.
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Gemäß weiterer
Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der zur Muffenmündung weisende
Ringabschnitt des Halterings eine seinen Außendurchmesser erweiternde
Verstärkung
aufweist, die vorzugsweise eine zur Muffenmündung gerichtete konische Ringfläche aufweist,
die einen spitzen Winkel bildet, dessen freier Schenkel zur Muffenmündung hin
geneigt ist. Damit wird auch unter ungünstigen Betriebsverhältnissen,
d.h. bei erheblichen am Rohr angreifenden Auszugskräften gewährleistet,
dass der Kunststoff nicht über
den muffenmündungsseitigen Ringabschnitt
fließen
bzw. der Haltering mit dem Rohr nicht gewaltsam aus der Muffe heraus
gezogen werden kann.
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Der
Haltering besteht vorzugsweise aus einem zähen Material wie beispielsweise
POM, Polyamid od. dgl. und die Muffe üblicherweise aus einem relativ
weichen Material wie beispielsweise Polyethylen (PE), Polypropylen
(PP) od. dgl.
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Im übrigen versteht
sich die Erfindung anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
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1 eine Darstellung einer
erfindungsgemäßen Rohrverbindung,
halb im Längsschnitt
und halb in Ansicht,
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2 eine 1 entsprechende Darstellung während des
Zusammenfügens
von Rohr und Muffe,
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3 eine Stirnansicht des
von der Erfindung verwendeten Halterings, und
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4 einen Längsschnitt
durch den Haltering entsprechend der Schnittangabe A-A in 3.
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Eine
insgesamt mit 10 bezeichnete Rohrverbindung umfasst eine Muffe 11 mit
einer daran befindlichen oder anzuschließenden Rohrleitung 12 sowie
einem mit der Muffe zu verbindenden Rohr 13. Zur Rohrverbindung 10 gehören ferner
ein Haltering 14 sowie in der Muffe 11 platzierte
Dichtringe 15 und 16.
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Die
Muffe 10 sowie die daran angrenzende Rohrleitung 12 bestehen
aus einem relativ weichen Kunststoff, z.B. Polyethylen (PE), Polypropylen
(PP) od. dgl. Die anzuschließende
Rohrleitung 13 kann – wie
dargestellt – aus
Metall, insbesondere Stahl bestehen, jedoch auch aus Kunststoff,
etwa aus Polyvinylchlorid (PVC). Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass
die in den 1 und 2 gezeigte Rohrverbindung
als Bestandteil einer Gasleitung gedacht ist, weshalb das Metallrohr 13 an
seinem Außenmantel mit
seiner PE-Ummantelung oder -Beschichtung 17 versehen ist.
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Wie 1 weiterhin zeigt, weist
die Muffe 11 im Innern eine Aufnahmekammer 18 zur
Aufnahme des Halterings 14 auf. Entsprechend 1 hat der Haltering 14 im
wesentlichen die Gestalt einer länglichen
Hülse mit
einer an der Innenseite vorgesehenen Profilierung 19 in
Form sägezahnartiger
Kreisringe 20. Desgleichen weist das Rohr 13 im
Kupplungsbereich an seinem Außenmantel 13a eine
komplementäre
Profilierung 21 auf, die also ebenfalls umlaufende sägezahnartige
Kreisringe 21 umfasst. Die bestmöglich geeigneten Zahnhöhen hängen vom
Nenndurchmesser der Rohrverbindung ab und betragen ca. 1,8 mm oder
auch mehr.
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Wenn,
wie 2 dies zeigt, das
Rohr 13 und die Muffe 11 ineinander gesteckt werden,
tritt ein Zustand auf, bei der die Köpfe der Zähne 20 und 22 einander
passieren müssen.
Da der Haltering 14 wie auch die Muffe 11 im Unterschied
zu dem metallischen Rohr 13 aus nachgiebigem Material bestehen, können diese,
wie in 2 schematisch
dargestellt ist, nach außen
ausweichen. Dieses Ausweichen geschieht vorübergehend und im Bereich elastischer Verformung,
bis die Zahnköpfe
einander passiert und die endgültige,
in 1 dargestellte Position
eingenommen haben.
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Wie
desweiteren aus 2 erkennbar
ist, erstreckt sich der Bereich 23 der radial aufweitenden Verformung über einen
relativ großen
axialen Abschnitt sowohl des Halterings 14 als auch der
Muffe 11. Im übrigen
erzielt die Erfindung eine nahezu vollständig gleichmäßige Verteilung
der Verformung über
den gesamten Umfang von Muffe 11 und Haltering 14.
Um dies zu erreichen, ist der Haltering 14 in besonderer
Art und Weise gestaltet, wie dies die 3 und 4 besonders deutlich zeigen.
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An
seinen beiden axialen Enden besitzt der Haltering jeweils einen
in sich geschlossen umlaufenden Ringabschnitt 24 und 25,
die beide relativ kurz sind. In dem gesamten, in 4 mit 26 bezeichneten Abschnitt
wechseln – in
Umfangsrichtung betrachtet – Stege 27 und
Schlitze 28 einander in jeweils gleichen Umfangsabständen ab.
Dadurch besitzt der Haltering 14 insgesamt etwa eine käfigartige Konfiguration.
Die eingangs erwähnte
sägezahnartige,
ringförmige
Profilierung 19 ist an der Innenseite der Stege 27 vorhanden,
wohingegen die Schlitze 28 vom Werkstoff der Muffe 11 durchdrungen
sind.
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Im
Zuge der Fertigung der Rohrverbindung bzw. der Muffe 11 wird
im Spritzgießverfahren
ein sowohl außen-
als auch innenwandig glatter (d.h. nicht mit der Profilierung 19 versehener)
innerhalb des Bereichs 26 mit Schlitzen 28 versehener
Ringkörper
erzeugt.
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Dieser
Rohling wird beim Spritzgießen
der Muffe 11 in das Werkzeug eingelegt und vom Kunststoffmaterial
der Muffe 11 umspritzt. Der Innendurchmesser dieses Rohlings
und auch der Innendurchmesser der Muffe sind dabei noch kleiner
als in den 1 und 2 dargestellt.
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Sodann
wird im Wege spanender Bearbeitung die Muffe und der in ihr eingebettete
Haltering 14 auf Nennmaß ausgedreht, wobei bei diesem Drehvorgang
oder in einem separaten Arbeitsgang die Profilierung 19 erzeugt
wird. Diese erstreckt sich voll umfänglich über die Stege 27 des
Halterings 14 und auch über
das durch die Schlitze 28 geflossene Werkstoffmaterial
der Muffe 11. Die Profilierung 21 am Rohrmantel 13a wird
ebenfalls durch spanende Formgebung auf der Drehbank erzeugt.
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Die
käfigartige
Gestalt des Halterings 14 ermöglicht es, dass er bei Einwirkung
von radialen Kräften,
die beim Einstecken der Verbindung (vgl. 2) wirken, nach außen hin nachgeben kann, und zwar
im wesentlichen gleichmäßig über seinen
vollen Umfang. Diese Kräfte
teilen sich der Wand der Muffe 11 mit, so dass auch diese
nach außen
ausweichen kann. Dies geht in Form reversibler elastischer Verformung
vor sich.
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Von
einer zugfesten Rohrverbindung wird verlangt, dass sie ganz erheblichen
Auszugskräften des
Rohres 13 aus der Muffe 11 standhalten kann. Um
in diesem Zusammenhang insbesondere der Gefahr vorzubeugen, dass
das Rohr 13 den Haltering 14 über die ineinandergreifenden
Profilierungen 19 und 21 hinweg aus der Muffe 11 herausziehen
könnte, sind
noch besondere Maßnahmen
getroffen:
Wie aus allen Figuren ersichtlich ist, weist der
zur Mündung
der Muffe 11 weisende Ringabschnitt 24 gegenüber dem
Ringabschnitt 25 einen vergrößerten Durchmesser auf. Dadurch
entsteht eine in Richtung zur Muffenmündung hin weisende vergrößerte Stirnfläche 29 des
Halterings 14. Daraus resultiert, dass sich der Haltering 14 über diese
relativ große
Stirnfläche 29 entgegen
der Einwirkung von Zugkräften
gegenüber
der Muffe 11 abstützen
kann.
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Außerdem ist,
wie ebenfalls aus allen Figuren ersichtlich, die Stirnfläche 29 vorzugsweise
in der Art und Weise geneigt, dass sie zur Längsachse der Rohrverbindung
einen spitzen Winkel 30 einschließt, dessen freier Schenkel 31 zur
Mündung
der Muffe 11 hin gerichtet ist – vgl. insbes. 4. Durch diese Neigung der Stirnfläche 29 wird
eventuell ins Fließen
geratene Material der Muffe 11 in Richtung auf das Rohr 13 zu
gezwungen, kann jedoch nicht über
die freie Außenkante
des Ringabschnitts 24 gelangen.