Die
Erfindung betrifft ein Anschlussstück für eine fluiddichte Verbindungseinrichtung
zwi schen zwei Rohrelementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Ferner betrifft die Erfindung eine Rohrverbindungseinrichtung
mit einem derartigen Anschlussstück
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The
The invention relates to a fitting for a fluid-tight connection device
between two pipe elements according to the preamble of the claim
1. Furthermore, the invention relates to a pipe connection device
with such a connector
according to the preamble of claim 12.
Ein
derartiges Anschlussstück
sowie eine derartige Rohrverbindungseinrichtung sind durch offenkundige
Vorbenutzung bekannt. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche
Anschlussstücke für Rohrverbindungen
bekannt. So beschreibt die JP 08326974
A einen Einführabschnitt
eines Anschlussstückes,
der mit einer Einsteckhülse
zum Verbinden mit einem Schlauch versehen ist, so dass keine Ausknickungen
an dem zu befestigenden Schlauch in Wirkverbindung mit der Hülse entstehen.
In der DE 201 03 786
U1 wird eine Dichtungsmanschette offenbart, die eine fluiddichte
Verbindung zwischen zwei Rohrleitungen schafft. Weiterhin beschreibt
die GB 1350 593 ein
Anschlusselement und die US 3,474,519 eine
Verpressvorrichtung für
ein Anschlusselement. Die bekannten Rohrverbindungseinrichtungen
sind in der Regel aus Einzelkomponenten aufgebaut, die aus unterschiedlichen
Materialien hergestellt sind. Bei der Kombination dieser Einzelkomponenten
kommt es bedingt durch Temperaturwechsel oder bedingt durch Drifts
spezifischer Materialeigenschaften zu einer Änderung der Materialpressung in
der Dichtzone, also dort, wo die Umfangswände der Komponenten zur Schaffung
einer dichtenden Verbindung in Pressanlage aneinander anliegen. Dies
kann zu Undichtigkeiten führen.
Da das Dichtmaterial der bekannten Verbindungseinrichtungen in der
Regel eine hohe Kompressionssteifigkeit aufweist, liegt dort eine
sehr steile Federkennlinie vor. Schon bei geringen Materialschrumpfungswegen durch
Temperaturänderung
oder anderweitige Materialparameteränderungen im Verbindungsbereich, zum
Beispiel durch Relaxation oder Kriechvorgänge, kommt es zu einem starken
Pressungsabfall in der Dichtzone, was Undichtigkeiten begünstigt.
Bislang wurde versucht, derartige Undichtigkeiten zu vermeiden,
indem die einzelnen Verbindungskomponenten mit hoher Presskraft
miteinander verpresst werden. Dies bedingt hohe Verarbeitungskräfte und
Materialdauerbelastungen, was die Herstellung erschwert und die
Einsatzdauer des Anschlussstücks
sowie der Verbindungseinrichtung verringern kann.Such a fitting and such a pipe connection device are known by public prior use. From the prior art, different fittings for pipe connections are known. That's how it describes JP 08326974 A an insertion portion of a fitting which is provided with a sleeve for connection to a hose, so that no buckling of the hose to be fastened in operative connection with the sleeve arise. In the DE 201 03 786 U1 discloses a gasket that provides a fluid tight connection between two pipes. Furthermore, the describes GB 1350 593 a connecting element and the US 3,474,519 a pressing device for a connection element. The known pipe connection devices are usually constructed of individual components, which are made of different materials. Due to temperature changes or due to drifts of specific material properties, the combination of these individual components leads to a change in the material pressure in the sealing zone, that is, where the peripheral walls of the components abut one another in order to create a sealing connection in the press installation. This can lead to leaks. Since the sealing material of the known connecting devices usually has a high compression stiffness, there is a very steep spring characteristic. Even with small material shrinkage due to temperature change or other material parameter changes in the connection area, for example by relaxation or creeping, there is a strong pressure drop in the sealing zone, which promotes leaks. So far, attempts have been made to avoid such leaks by the individual connection components are pressed together with high pressing force. This requires high processing forces and material fatigue loads, which complicates the production and can reduce the service life of the connector and the connecting device.
Bei
einem anderen bekannten Lösungsversuch
zur Vermeidung derartiger Undichtigkeiten wird ein elastisches Zusatzelement,
zum Beispiel ein O-Ring oder eine Tellerfeder, eingesetzt. Dies
führt ebenfalls
zu einem höheren
Montageaufwand sowie unter Umständen
zu weiteren Materialverträglichkeitsproblemen.at
another known solution attempt
to avoid such leaks, an elastic additional element,
For example, an O-ring or a plate spring, used. This
leads as well
to a higher one
Assembly costs and under certain circumstances
to further material compatibility problems.
Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anschlussstück der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, dass es beim Einsatz in einer
Rohrverbindungseinrichtung zur Schaffung einer fluiddichten Verbindung
zwischen zwei Rohrelementen mit möglichst geringem Montageaufwand eine
sichere fluiddichte Verbindung schafft.It
is therefore an object of the present invention, a connector of the above
Such a way that it is used in a
Pipe connection device for providing a fluid-tight connection
between two pipe elements with the least possible installation effort
secure fluid-tight connection creates.
Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
ein Anschlussstück
mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.These
The object is achieved by
a connector
with the features specified in the characterizing part of claim 1.
Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass es bei einer entsprechenden Querschnittsgestaltung
der um das Anschlussstück
in einer Dichtzone umlaufenden Federrippe möglich ist, eine die Dichtung
sichernde Funktion bei einer Änderung
der Materialeigenschaften von Komponenten einer Rohrverbindungseinrichtung
durch eine einstückig
mit dem Anschlussstück
verbundene Komponente bereitzustellen. Die erfindungsgemäße Federrippe
erfüllt
dabei eine ähnliche
Funktion wie das oben angesprochene elastische Zusatzelement, gleicht
also insbesondere Materialschrumpfungen in der Dichtzone aus, indem aufgrund
der gespeicherten Deformationsenergie die Pressanlage unter Vorspannung
gehalten wird. Dies führt
zu einer sicheren Abdichtung, wenn das erfindungsgemäße Anschlussstück in einer
Rohrverbindungseinrichtung eingesetzt wird. Da die Federrippe einstückig am
Anschlussstück
angeformt ist, kann eine Verbindungseinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Anschlussstück einfach
montiert werden. Im Vergleich zu den bekannten Anschlussstücken kann das
erfindungsgemäße Anschlussstück zum Erreichen
einer geforderten Dichtheit mit verringerter Wanddicke ausgeführt sein,
da die erforderliche Wanddicke nicht mehr von einer Montageüberlastung
durch eine erhöhte
Presskraft, welche bei bekannten Anschlussstücken zur Sicherung der Dichtungsfunktion
notwendig ist, sondern lediglich durch den im Gebrauch vorherrschenden
Fluidinnendruck und durch die übliche
Biegebelastung bestimmt wird.According to the invention was
recognized that it is at a corresponding cross-sectional design
the around the connector
in a sealing zone circumferential spring rib is possible, a the seal
securing function in case of a change
the material properties of components of a pipe connection device
by one piece
with the connector
to provide connected component. The spring rib according to the invention
Fulfills
a similar one
Function as the above-mentioned elastic additional element, similar
So in particular material shrinkage in the sealing zone by due
the stored deformation energy of the pressing system under bias
is held. this leads to
to a secure seal when the connector according to the invention in a
Pipe connection device is used. Since the spring rib in one piece on
connector
is formed, a connection device with the connector according to the invention easily
to be assembled. Compared to the known connectors that can
Connecting piece according to the invention for reaching
be carried out a required tightness with reduced wall thickness,
because the required wall thickness is no longer a mounting overload
through an increased
Pressing force, which in known fittings to secure the sealing function
is necessary, but only by the prevailing in use
Fluid internal pressure and by the usual
Bending load is determined.
Eine
Federrippe nach Anspruch 2 kann eine hohe elastische Deformationsenergie
speichern und übt
daher eine vorteilhafte Vorspannung auf die Dichtzone aus. Gleichzeitig
kann die umgebogene Federrippe gegen eine unerwünschte axiale Relativverschiebung
der in der Dichtzone aneinander anliegenden Komponenten sichern.A
Spring rib according to claim 2, a high elastic deformation energy
save and practice
Therefore, an advantageous bias on the sealing zone. simultaneously
the bent spring rib against an undesirable axial relative displacement
Secure the components in the sealing zone.
Eine
Federrippe nach Anspruch 3 lässt
sich hinterschneidungsfrei ausführen
und kann dabei insbesondere so gestaltet werden, dass sie sich beim Einsatz
in einer Verbindungseinrichtung zur Speicherung von Deformationsenergie
umbiegt.A spring rib according to claim 3 can be performed without undercuts and can be designed in particular so that they are when used in a connecting device to the spoke bending deformation energy.
Eine
Formgebung der Federrippe nach Anspruch 4 hat sich als vorteilhaft
zur Erzielung eines reproduzierbaren Deformationsverhaltens erwiesen.A
Shape of the spring rib according to claim 4 has been found to be advantageous
to achieve a reproducible deformation behavior.
Eine
Federrippe mit einem Krümmungsradius
nach Anspruch 5 weist ein gut kontrollierbares Deformationsverhalten
auf.A
Spring rib with a radius of curvature
according to claim 5 has a well controllable deformation behavior
on.
Eine
Federrippe nach Anspruch 6 hat ein gut steuerbares Biegeverhalten.A
Spring rib according to claim 6 has a good controllable bending behavior.
Ein
Erstreckungsverhältnis
der Federrippe nach Anspruch 7 gewährleistet, dass bei der Montage
des Anschlussstücks
eine Krafteinleitung in einen Grundkörper des Anschlussstücks über die
Federrippe nicht unerwünscht
hoch ist.One
extension ratio
The spring rib according to claim 7 ensures that during assembly
of the connector
an introduction of force into a base body of the connector over the
Spring rib not undesirable
is high.
Materialien
nach den Ansprüchen
8 und 9 sind hinsichtlich ihrer Kombination aus Dichtwirkung, Elastizität und Speichervermögen von
Deformationsenergie zum Einsatz bei der erfindungsgemäßen Federrippe
besonders gut geeignet.materials
according to the claims
8 and 9 are in terms of their combination of sealing effect, elasticity and storage capacity of
Deformation energy for use in the spring rib according to the invention
especially suitable.
Ein
Anschlussstück
mit einer Federrippe nach Anspruch 10 ermöglicht eine Verbindungseinrichtung,
bei der möglichst
wenig Fluid in die Dichtzone eindringen kann.One
connector
with a spring rib according to claim 10 allows a connection device,
at the possible
little fluid can penetrate into the sealing zone.
Dies
führt zu
einer hygienischen und korrosionstechnisch günstigen Verbindungseinrichtung.This
leads to
a hygienic and corrosion-friendly connection device.
Federrippen
nach Anspruch 11 verbessern die Dichtwirkung des Anschlussstücks und
können gleichzeitig
eine verbesserte Sicherungsfunktion gegen eine unerwünschte axiale
Relativverschiebung der in der Dichtzone aneinander anliegenden
Komponenten der Verbindungseinrichtung gewährleisten.spring ribs
according to claim 11 improve the sealing effect of the fitting and
can simultaneously
an improved safety function against an unwanted axial
Relative displacement of the adjacent in the sealing zone
Ensure components of the connection device.
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrverbindungseinrichtung
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass bei gegebener
Dichtwirkung insbesondere der Montageaufwand reduziert ist.A
Another object of the invention is a pipe connection device
of the type mentioned in such a way that at given
Sealing effect in particular the assembly effort is reduced.
Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Rohrverbindungseinrichtung mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils
des Anspruchs 12.These
The object is achieved by
a pipe connection device with the features of the marking part
of claim 12.
Eine
Reihe von Vorteilen der erfindungsgemäßen Rohrverbindungseinrichtung
ist oben bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Anschlussstück diskutiert
worden. Zudem gewährleistet das
Verhältnis
zwischen dem Ringraumvolumen und dem Volumen des zweiten Rohrelements
in der Dichtzone, dass bei montierter Verbindungseinrichtung, also
bei anliegender Hülse,
ein Teil dieses Rohrabschnitts die Federrippe zur Erzielung einer verbesserten
Dichtwirkung deformiert und gleichzeitig eine formschlüssige Verbindung
mit der Federrippe schafft. Es resultiert eine Verbindungseinrichtung mit
besonders guter Dichtwirkung. Gleichzeitig kann die derart deformierte
Federrippe den Rohrabschnitt gegen eine unerwünschte axiale Verschiebung
zum Anschlussstück
sichern.A
Series of advantages of the pipe connection device according to the invention
has already been discussed above in connection with the connection piece according to the invention
Service. In addition, this ensures
relationship
between the annulus volume and the volume of the second tubular element
in the sealing zone, that with mounted connecting device, ie
when the sleeve is in contact,
a part of this pipe section, the spring rib to achieve an improved
Sealing effect deformed and at the same time a positive connection
creates with the spring rib. This results in a connection device with
particularly good sealing effect. At the same time, the deformed so
Spring rib the pipe section against unwanted axial displacement
to the connection piece
to back up.
Ein
Volumenverhältnis
bei der Verbindungseinrichtung nach Anspruch 13 gewährleistet,
dass der verdrängte
Rohrabschnitt über
die Federrippe hinaus verdrängt
wird, was den Formschluss zwischen der Federrippe und dem verdrängten Rohrabschnitt weiter
verbessert.One
volume ratio
in the connection device according to claim 13,
that the repressed
Pipe section over
displaced the spring rib out
what will continue the positive connection between the spring rib and the displaced pipe section
improved.
Rohrelementmaterialien
nach den Ansprüchen
14 bis 18 sind hinsichtlich ihrer Kombination aus Dichtwirkung und
Elastizität
sowie Beständigkeit
zum Einsatz bei der erfindungsgemäßen Rohrverbindungseinrichtung
besonders gut geeignet.Tubular element materials
according to the claims
14 to 18 are in terms of their combination of sealing effect and
elasticity
as well as resistance
for use in the pipe connection device according to the invention
especially suitable.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:embodiments
The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In
show this:
1 einen
unterbrochenen Längsschnitt durch
eine Hälfte
eines Anschlussstücks
für eine
fluiddichte Rohrverbindungseinrichtung; 1 a broken longitudinal section through one half of a fitting for a fluid-tight pipe connection device;
2 eine
zu 1 ähnliche,
dieser gegenüber
etwas vergrößerte Darstellung
einer weiteren Ausführungsform
eines Anschlussstücks
für eine
fluiddichte Rohrverbindungseinrichtung; 2 one too 1 similar, this compared to slightly enlarged view of another embodiment of a fitting for a fluid-tight pipe connection device;
3 schematisch
einen Abschnitt einer eine Federrippe enthaltenden Außenkontur
eines Anschlussstücks
mitsamt den zur Beschreibung von dessen Form notwendigen Größen; 3 schematically a portion of a spring rib-containing outer contour of a fitting together with the necessary for the description of its shape sizes;
4 eine
Momentaufnahme einer Rohrverbindungseinrichtung mit einer weiteren
Variante eines Anschlussstücks
und einer Schiebehülse,
wobei ein zweites Rohrelement, zu welchem mit der Rohrverbindungseinrichtung
eine fluiddichte Verbindung geschaffen wird, weggelassen ist, in
einem unterbrochenen Längsschnitt; 4 a snapshot of a pipe connection device with a further variant of a fitting and a sliding sleeve, wherein a second pipe element, which is provided with the pipe connection means a fluid-tight connection is omitted, in a broken longitudinal section;
5 eine
Ausschnittsvergrößerung aus 4; 5 an excerpt from 4 ;
6 eine
zu 4 ähnliche
Darstellung einer weiteren Momentaufnahme der Rohrverbindungseinrichtung,
wobei hier auch das zweite Rohrelement dargestellt ist und die Schiebehülse in einer Position
unmittelbar vor dem Aufschieben auf das Anschlussstück gezeigt
ist; und 6 one too 4 similar illustration of another snapshot of the pipe connecting device, wherein here also the second pipe element is shown and the sliding sleeve is shown in a position immediately prior to sliding onto the connector; and
7 eine
zu 6 ähnliche
Darstellung der Rohrverbindungseinrichtung mit aufgeschobener Schiebehülse; 7 one too 6 similar representation of Pipe connection device with pushed sliding sleeve;
8 bis 10 Momentaufnahmen
einer zur Montage nach den 6 und 7 alternativen Montage
einer Rohrverbindungseinrichtung; und 8th to 10 Snapshots of a montage after the 6 and 7 alternative installation of a pipe connection device; and
11 einen
gebrochenen Längsschnitt
eines alternativen Rohrelements für die Rohrverbindungseinrichtung. 11 a broken longitudinal section of an alternative pipe element for the pipe connection device.
1 zeigt
ein hohles rohrförmiges
Anschlussstück 1 einer
ansonsten nicht dargestellten Rohrverbindungseinrichtung zur Schaffung
einer fluiddichten Verbindung zwischen zwei Rohrelementen in einem
unterbrochenen, eine zentrale, mit der Rotationssymmetrieachse zusammenfallende
Längsachse 2 enthaltenden
Längsschnitt,
wobei nur die in der 1 rechte Hälfte des Anschlussstücks dargestellt
ist. Das eine Rohrelement 3, welches über das Anschlussstück 1 mit
einem weiteren Rohrelement fluiddicht verbunden werden soll, setzt
das Anschlussstück 1 in 1 nach
oben hin einstückig
fort. 1 shows a hollow tubular fitting 1 an otherwise not shown pipe connecting device for providing a fluid-tight connection between two pipe elements in an interrupted, a central, coincident with the rotational axis of symmetry longitudinal axis 2 containing longitudinal section, with only those in the 1 right half of the connector is shown. The one pipe element 3 which via the connector 1 to be connected fluid-tight with another pipe element, sets the connector 1 in 1 in one piece upwards.
Das
Anschlussstück 1,
welches auch als Fitting bezeichnet wird, dient als Stützkörper der
Rohrverbindungseinrichtung. Es weist eine äußere Umfangswand 4 zur
Pressanlage an einer inneren Umfangswand des weiteren, nicht dargestellten
Rohrelements in einer Dichtzone auf. An die äußere Umfangswand 4 einstückig außen angeformt
sind, ausgehend von einem Anschlussende 5 mit einer Anschlussöffnung 6,
insgesamt vier Halterippen 7, deren Funktion es ist, bei
montierter Rohrverbindungseinrichtung einen Formschluss mit dem
weiteren Rohrelement einzugehen und dieses somit gegen eine unerwünschte axiale
Verschiebung des weiteren Rohrelements relativ zum Anschlussstück 1 zu
sichern.The connection piece 1 , which is also referred to as a fitting, serves as a support body of the pipe connection device. It has an outer peripheral wall 4 for pressing system on an inner peripheral wall of the other, not shown pipe element in a sealing zone. To the outer peripheral wall 4 are integrally formed on the outside, starting from a terminal end 5 with a connection opening 6 , a total of four retaining ribs 7 whose function is to enter a positive connection with the other pipe element when the pipe connection device is mounted, and thus this against undesired axial displacement of the further pipe element relative to the connection piece 1 to secure.
In 1 oberhalb
der obersten der vier Halterippen 7 ist ebenfalls einstückig außen an die äußere Umfangswand 4 eine
umlaufende Federrippe 8 angeformt.In 1 above the top of the four retaining ribs 7 is also integral outside of the outer peripheral wall 4 a circumferential spring rib 8th formed.
Das
Anschlussstück 1 ist
aus dem Material Polyphenylensulfon (PPSU). Alternativ kann das
Anschlussstück 1 auch
aus Polysulfon (PSU) gefertigt sein. Das gewählte Material weist ein Elastizitätsmodul
im Bereich von 2,3 GPa, eine Druckfestigkeit von 70 MPa und eine
Scherfestigkeit von 62 MPa auf.The connection piece 1 is made of the material polyphenylene sulfone (PPSU). Alternatively, the connector 1 also be made of polysulfone (PSU). The material chosen has a Young's modulus in the range of 2.3 GPa, a compressive strength of 70 MPa and a shear strength of 62 MPa.
In 1 oberhalb
der Federrippe 8 ist ebenfalls einstückig an die äußere Umfangswand 4 ein Anschlagbund 9 angeformt,
an dem bei montierter Rohrverbindungseinrichtung eine nicht dargestellte Schiebehülse anliegt.
Die Schiebehülse
wird bei der Montage der Rohrverbindungseinrichtung in einer Aufschieberichtung
geführt,
welche in 1 mit einem Pfeil 10 wiedergegeben
ist.In 1 above the spring rib 8th is also integral to the outer peripheral wall 4 a stop collar 9 formed on which rests with mounted pipe connection means a sliding sleeve, not shown. The sliding sleeve is guided during assembly of the pipe connection device in a Aufschieberichtung, which in 1 with an arrow 10 is reproduced.
Die
Querschnittsform der Federrippe 8 im die Längsachse 2 enthaltenden
Querschnitt lässt
sich durch eine Mehrzahl von Größen parametrisieren, welche
in der schematischen Darstellung der Außenkontur eines allgemeinen
derartigen Querschnitts der 3 wiedergegeben
sind. Ausgehend vom Anschlussende 5 weist die Federrippe 8 zunächst einen ersten äußeren, also
dem Anschlussende 5 zugewandten Umfangswandabschnitt 11 auf.
Dieser geht mit einem ersten Krümmungsradius
R1 in Aufschieberichtung 10 in eine äußere schräge Rippenwand 12 über, die
sich in Aufschieberichtung 10 im Querschnitt verbreitert.
Mit einem zweiten Krümmungsradius
R2 geht die äußere schräge Rippenwand 12 in eine
Rippenumfangswand 13 über.
Dort hat die Federrippe 8 ihren maximalen Querschnitt.
Diese geht mit einem dritten Krümmungsradius
R3 in eine innere, also dem Rohrelement 3 zugewandte, schräge Rippenwand 14 über, deren
Querschnitt sich in Aufschieberichtung 10 verschmälert. Die
innere schräge Rippenwand 14 geht
mit einem vierten Krümmungsradius
R4 über
in einen inneren Umfangswandabschnitt 15.The cross-sectional shape of the spring rib 8th in the longitudinal axis 2 containing cross section can be parameterized by a plurality of sizes, which in the schematic representation of the outer contour of a general such cross section of 3 are reproduced. Starting from the connection end 5 has the spring rib 8th first a first outer, so the connection end 5 facing peripheral wall portion 11 on. This goes with a first radius of curvature R1 in Aufschieberichtung 10 in an outer sloping rib wall 12 over, in the direction of pushing 10 widened in cross section. With a second radius of curvature R2, the outer inclined rib wall goes 12 in a rib peripheral wall 13 above. There has the spring rib 8th their maximum cross section. This goes with a third radius of curvature R3 in an inner, ie the pipe element 3 facing, sloping rib wall 14 over, whose cross-section is in Aufschieberichtung 10 narrowed. The inner sloping rib wall 14 goes with a fourth radius of curvature R4 into an inner peripheral wall portion 15 ,
Der
Winkel zwischen der äußeren schrägen Rippenwand 12 und
einer Ebene senkrecht zur Längsachse 2 ist
in 2 mit α1
bezeichnet. Der Winkel zwischen der inneren schrägen Rippenwand 14 und
einer Ebene senkrecht zur Längsachse 2 ist mit α2 bezeichnet.The angle between the outer oblique rib wall 12 and a plane perpendicular to the longitudinal axis 2 is in 2 denoted by α1. The angle between the inner oblique rib wall 14 and a plane perpendicular to the longitudinal axis 2 is denoted by α2.
A
bezeichnet den Überstand
der Rippenumfangswand 13 über den äußeren Umfangswandabschnitt 11.
B bezeichnet die Erstreckung der Rippenumfangswand 13 längs der
Längsachse 2.
C bezeichnet den Überstand
des inneren Umfangswandabschnitts 15 über den äußeren Umfangswandabschnitt 11.
D bezeichnet die Erstreckung der Federrippe 8 zwischen
dem Übergangsbereich
zwischen dem äußeren Umfangswandabschnitt 11 und der äußeren schrägen Rippenwand 12 einerseits
und dem Übergangsbereich
zwischen der inneren schrägen
Rippenwand 14 und dem inneren Umfangswandabschnitt 15 andererseits.
E bezeichnet den Überstand
der Rippenumfangswand 13 über den inneren Umfangswandabschnitt 15.
F bezeichnet die Erstreckung der Federrippe 8 in Richtung
der Längsachse 2 zwischen
der äußeren schrägen Rippenwand 12 und
der inneren schrägen
Rippenwand 14 auf halber Höhe des Überstandes zwischen der Rippenumfangswand 13 und
dem inneren Umfangswandabschnitt 15. Die Ausdehnung dieses
halben Überstandes
ist in 3 mit G bezeichnet.A denotes the supernatant of the rib peripheral wall 13 over the outer peripheral wall portion 11 , B denotes the extension of the rib peripheral wall 13 along the longitudinal axis 2 , C denotes the projection of the inner peripheral wall portion 15 over the outer peripheral wall portion 11 , D denotes the extent of the spring rib 8th between the transition region between the outer peripheral wall portion 11 and the outer oblique rib wall 12 on the one hand and the transition region between the inner oblique rib wall 14 and the inner peripheral wall portion 15 on the other hand. E denotes the supernatant of the rib peripheral wall 13 over the inner peripheral wall portion 15 , F denotes the extent of the spring rib 8th in the direction of the longitudinal axis 2 between the outer oblique rib wall 12 and the inner oblique rib wall 14 at half the height of the supernatant between the rib peripheral wall 13 and the inner peripheral wall portion 15 , The extent of this half supernatant is in 3 denoted by G.
Das
Anschlussstück 1 nach 1 hat
im Bereich der Rippenumfangswand 13 einen rechteckigen
Querschnitt, das heißt
die Rippenumfangswand 13 erstreckt sich parallel zur äußeren Umfangswand 4.
Bei dem Anschlussstück
nach 1 betragen die Winkel α1 und α2 beide etwa 0°. Der Wert
F beträgt 1
mm. Der Wert E beträgt
1,65 mm, so dass das Verhältnis
zwischen den Werten E und F 1,65 beträgt. Der vierte Krümmungsradius
R4 ist beim Anschlussstück
nach 1 kleiner als der Wert E. Durch die Wahl des vierten
Krümmungsradius
R4 kann eine Sollbiegestelle der Federrippe 8 vorgegeben
werden.The connection piece 1 to 1 has in the area of the rib peripheral wall 13 a rectangular cross section, that is the rib peripheral wall 13 extends parallel to the outer peripheral wall 4 , At the connector after 1 the angles α1 and α2 are both about 0 °. The value F is 1 mm. The value E is 1.65 mm, so that the ratio between the values E and F is 1.65 mm. The fourth radius of curvature R4 is at the connector after 1 smaller than the value E. By selecting the fourth radius of curvature R4, a predetermined bending point of the spring rib 8th be specified.
Die
beschriebenen Querschnittsformen der Federrippen nach den 1 und 2 sind
derart, dass die Federrippen 8 dann, wenn die äußere Umfangswand 4 des
Anschlussstücks 1 in
Pressanlage mit einer inneren Umfangswand eines zu verbindenden
Rohrelements zusammenwirkt, im Vergleich zum unbelasteten Querschnitt
unter Speicherung von Deformationsenergie elastisch verformt wird.The described cross-sectional shapes of the spring ribs after the 1 and 2 are such that the spring ribs 8th then, if the outer peripheral wall 4 of the connector 1 cooperates in pressing system with an inner peripheral wall of a pipe element to be connected, is elastically deformed compared to the unloaded cross-section storage of deformation energy.
Auf
Grund dieser gespeicherten Deformationsenergie wird auch bei Temperaturänderungen oder
sich ändernden
Materialparametern die Dichtzone weiterhin sicher dichtend unter
Vorspannung gehalten.On
Reason of this stored deformation energy is also at temperature changes or
changing
Material parameters, the sealing zone continues to seal under sealing
Held bias.
Eine
weitere Ausführungsform
eines Anschlussstücks
ist in 2 dargestellt. Komponenten und Bemaßungsparameter,
die denjenigen entsprechen, die schon unter Bezugnahme auf die 1 und 3 beschrieben
und eingeführt
wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen oder Bezeichnungen und
werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.Another embodiment of a fitting is shown in FIG 2 shown. Components and dimensioning parameters that correspond to those already described with reference to the 1 and 3 have been described and introduced bear the same reference numerals or designations and will not be discussed again in detail.
Beim
Anschlussstück 1 nach 2 geht
der äußere Umfangswandabschnitt 11 mit
einem ersten Krümmungsradius
R1 von 0,4 mm in die äußere schräge Rippenwand 12 über. An
diese schließt
sich gleich die innere schräge
Rippenwand 14 an, so dass bei der Ausführung nach 2 eine
Rippenumfangswand 13 nicht vorliegt, sondern dort eine
Umfangskante 16 ausgebildet ist, welche den maximalen Querschnitt
der Federrippe 8 vorgibt. Die Erstreckung B der Rippenumfangswand 13 längs der Längsachse 2 hat
daher den Wert 0. Die innere schräge Rippenwand 14 geht
mit einem vierten Krümmungsradius
R4 von 1 mm in den inneren Umfangswandabschnitt 15 über. Der
Winkel α1
beträgt beim
Anschlussstück 1 nach 2 40°, der Winkel α2 beträgt 0°. Der Wert
E beträgt
1 mm und der Wert F beträgt
0,56 mm, so dass bei der Ausführung
nach 2 ein Verhältnis
E/F von 1,79 vorliegt.When connecting piece 1 to 2 goes the outer peripheral wall portion 11 with a first radius of curvature R1 of 0.4 mm into the outer inclined rib wall 12 above. This is immediately followed by the inner sloping rib wall 14 so that when running after 2 a rib peripheral wall 13 not present, but there is a peripheral edge 16 is formed, which the maximum cross section of the spring rib 8th pretends. The extension B of the rib peripheral wall 13 along the longitudinal axis 2 therefore has the value 0. The inner oblique rib wall 14 goes with a fourth radius of curvature R4 of 1 mm in the inner peripheral wall portion 15 above. The angle α1 is at the connection piece 1 to 2 40 °, the angle α2 is 0 °. The value E is 1 mm and the value F is 0.56 mm, so that in the execution after 2 a ratio E / F of 1.79 is present.
Eine
Rohrverbindungseinrichtung 17 ist in verschiedenen Momentaufnahmen
in den 4 bis 7 dargestellt. Die Rohrverbindungseinrichtung 17 weist
eine weitere Variante eines Anschlussstückes auf. Komponenten sowie
Bemaßungsparameter,
die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme
auf die 1 bis 3 erläutert beziehungsweise
eingeführt
wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen beziehungsweise Bezeichnungen
und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.A pipe connection device 17 is in different snapshots in the 4 to 7 shown. The pipe connection device 17 has a further variant of a connection piece. Components and dimensioning parameters which correspond to those already described above with reference to the 1 to 3 have been explained or introduced, bear the same reference numerals or designations and will not be discussed again in detail.
4 zeigt
eine Situation, bei der eine Schiebehülse 18 der Rohrverbindungseinrichtung 17 relativ
zum Anschlussstück 1 in
Endmontagestellung positioniert ist, wobei in 4 sowie
in der Ausschnittsvergrößerung 5 ein
zweites Rohrelement 19, zu welchem die Rohrverbindungseinrichtung 17 eine
fluiddichte Verbindung herstellen soll, zunächst weggelassen ist. Dieses
zweite Rohrelement 19 aus vernetztem Polyethylen (PE-X)
ist in den 6 und 7 dargestellt.
Ein Ringraum 20 befindet sich zwischen der Schiebehülse 18 und
dem Anschlussstück 1,
der in Richtung der Längsachse 2 begrenzt
ist durch eine Abschlussebene, welche mit einer Stirnwand 21 des
Anschlussendes 5 fluchtet, einerseits und durch eine Rippengrenzebene 22 andererseits, welche
die äußere Umfangswand 4 dort
schneidet, wo der äußere Umfangswandabschnitt 11 der
Federrippe 8 in die äußere schräge Rippenwand 12 übergeht.
Das Volumen dieses Ringraums 20 ist in den 4 und 5 gestrichelt
angedeutet. 4 shows a situation where a sliding sleeve 18 the pipe connection device 17 relative to the fitting 1 is positioned in final assembly position, in 4 as well as in the detail enlargement 5 a second pipe element 19 to which the pipe connection device 17 to make a fluid-tight connection is initially omitted. This second pipe element 19 made of cross-linked polyethylene (PE-X) is in the 6 and 7 shown. An annulus 20 is located between the sliding sleeve 18 and the fitting 1 which is in the direction of the longitudinal axis 2 is limited by a final level, which with an end wall 21 of the connection end 5 is aligned, on the one hand, and by a rib border plane 22 on the other hand, which the outer peripheral wall 4 where it intersects where the outer peripheral wall section 11 the spring rib 8th in the outer oblique rib wall 12 passes. The volume of this annulus 20 is in the 4 and 5 indicated by dashed lines.
6 zeigt
eine Montagesituation der Rohrverbindungseinrichtung 17,
bei der das zweite Rohrelement 19 so weit auf das Anschlussstück 1 aufgeschoben
ist, dass die der Federrippe 8 zugewandte Stirnwand des
zweiten Rohrelements 19 in der Rippengrenzebene 22 liegt.
Die Schiebehülse 18 ist
in 6 in einer Stellung zu Beginn des Aufschiebens
auf das Anschlussstück 1 dargestellt.
Zur Erleichterung des Aufschiebens der Hülse 18 ist der beim
Aufschieben führende
Abschnitt der Innenwand der Hülse 18 abgeschrägt ausgeführt. Ein
Rohrvolumen 23 eines Ringabschnitts des zweiten Rohrelements 19 zwischen
der Rippengrenzebene 22 und der von der Stirnwand 21 vorgegebenen
Ebene ist in 6 gestrichelt angedeutet. Dieses
Rohrvolumen 23 ist größer als
das Volumen des Ringraums 20, so dass nach dem vollständigen Aufschieben
der Schiebehülse 18 auf
das Anschlussstück 1 der
zugehörige Ringabschnitt
des zweiten Rohrelements 19 teilweise in Richtung auf die
Federrippe 8 und über
diese hinaus in Richtung auf den Anschlagbund 9 verdrängt wird. 6 shows a mounting situation of the pipe connection device 17 in which the second tubular element 19 so far on the connector 1 deferred is that of the spring rib 8th facing end wall of the second tubular element 19 in the rib border plane 22 lies. The sliding sleeve 18 is in 6 in a position at the beginning of pushing on the connector 1 shown. To facilitate the sliding of the sleeve 18 is the leading portion of the inner wall of the sleeve during sliding 18 beveled executed. A pipe volume 23 a ring portion of the second tubular element 19 between the rib border plane 22 and the one from the front wall 21 given level is in 6 indicated by dashed lines. This pipe volume 23 is greater than the volume of the annulus 20 , so after completely sliding the sliding sleeve 18 on the connector 1 the associated ring portion of the second tubular element 19 partly in the direction of the spring rib 8th and beyond this towards the stop collar 9 is displaced.
Diese
Endmontagesituation ist in 7 dargestellt.
Bei der Rohrverbindungseinrichtung 17 ist die Differenz
zwischen dem Rohrvolumen 23 und dem Volumen des Ringraums 20 größer als
ein in 5 näher
dargestelltes Volumen eines Rippenringraums 24 zwischen
der Rippengrenzebene 22 und einer hierzu parallelen Ebene 25, welche
die äußere Umfangswand 4 im Übergangsbereich
zwischen der inneren schrägen
Rippenwand 14 und dem inneren Umfangswandabschnitt 15 schneidet.
Dieser Volumenüberschuss
führt dazu,
dass das zweite Rohrelement 19 über die Federrippe 8 hinaus
in Richtung auf den Anschlagbund 9 zu verdrängt wird.
Aufgrund dieser Verdrängung
wird ein am weitesten überstehender
Abschnitt 26 der Federrippe 8 mit der Umfangskante 16 in
Aufschieberichtung 10 umgebogen, so dass die Federrippe 8 in
der Darstellung nach 7 einen nach links gekrümmten Querschnitt
aufweist. Aufgrund der Elastizität
der Federrippe 8 und der folglich in dieser gespeicherten
Deformationsenergie drückt
dieser deformierte Abschnitt 26 der Federrippe 8 das
zweite Rohrelement 19 vollumfänglich radial gegen die Schiebehülse 18.
Hierdurch wird die Dichtung zwischen dem Anschlussstück und dem
zweiten Rohrelement 19 optimiert. Das zweite Rohrelement 19 befindet
sich auch bei wechselnden Umgebungsbedingungen immer in gut dichtender
Pressanlage am Anschlussstück 1.This final assembly situation is in 7 shown. In the pipe connection device 17 is the difference between the pipe volume 23 and the volume of the annulus 20 bigger than one in 5 closer illustrated volume of a rib annulus 24 between the rib border plane 22 and a parallel plane 25 which the outer peripheral wall 4 in the transition area between the inner oblique rib wall 14 and the inner peripheral wall portion 15 cuts. This excess volume causes the second tube element 19 over the spring rib 8th out in the direction of the stop collar 9 to be displaced. Because of this repression one will survive the farthest the section 26 the spring rib 8th with the peripheral edge 16 in the sliding direction 10 bent over so that the spring rib 8th in the illustration 7 has a left curved cross-section. Due to the elasticity of the spring rib 8th and consequently, in this stored deformation energy, this deformed portion pushes 26 the spring rib 8th the second pipe element 19 fully radially against the sliding sleeve 18 , As a result, the seal between the connector and the second tube element 19 optimized. The second pipe element 19 is always in a well-sealed pressing system on the connection piece even under changing environmental conditions 1 ,
Eine
alternative Montage einer alternativen Rohrverbindungseinrichtung
ist in den 8 bis 10 dargestellt.
Komponenten, die denjenigen entsprechen, die schon unter Bezugnahme
auf die 1 bis 7 beschrieben
wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals
im Einzelnen diskutiert.An alternative mounting of an alternative pipe connection device is in the 8th to 10 shown. Components that correspond to those already referring to the 1 to 7 have the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
In
den 8 bis 10 ist eine Crimpmontage der
Rohrverbindungseinrichtung 17 in Momentaufnahmen dargestellt. 8 zeigt
hierbei die Situation vor dem Aufschieben des zweiten Rohrelements 19 und
der Hülse 18 auf
das Anschlussstück 1.
Auf der dem Anschlagbund 9 des Anschlussstücks 1 zugewandten
Seite endet die Hülse 18 dieser
Ausführung
in einem nach innen umgebogenen Anschlagkragen 27. Dieser übergreift
die dem Anschlussstück 1 zugewandte
Stirnwand des zweiten Rohrelements 19 und sichert so dieses
beim Aufschieben in axialer Richtung.In the 8th to 10 is a crimp mounting of the pipe connection device 17 shown in snapshots. 8th here shows the situation before pushing on the second pipe element 19 and the sleeve 18 on the connector 1 , On the the stop collar 9 of the connector 1 facing side, the sleeve ends 18 this version in an inwardly bent stop collar 27 , This overlaps the connection piece 1 facing end wall of the second tubular element 19 and thus secures this when pushed in the axial direction.
9 zeigt
eine Situation vor einer radialen Krafteinleitung, vergleiche Pfeil 28 in 9,
durch ein nicht dargestelltes Crimpwerkzeug. Die Hülse 18 sowie
das zweite Rohrelement 19 sind soweit auf das Anschlussstück 1 aufgeschoben,
dass der Anschlagkragen 27 dem Anschlagpunkt 9 in
axialer Richtung unmittelbar benachbart ist. 9 shows a situation before a radial force introduction, see arrow 28 in 9 , By a not shown crimping tool. The sleeve 18 and the second pipe element 19 are so far on the connector 1 postponed that stop collar 27 the anchor point 9 is immediately adjacent in the axial direction.
In
dieser Position überdeckt
das zweite Rohrelement 19 die Federrippe 8 des
Anschlussstücks 1.In this position, the second tube element covers 19 the spring rib 8th of the connector 1 ,
10 zeigt
die Situation nach der radialen Krafteinleitung durch das Crimpwerkzeug.
Die innere Umfangswand des Anschlagkragens 27 der Hülse 18 ist
dem inneren Wandabschnitt 15 des Anschlussstücks 1 unmittelbar
benachbart. Aufgrund der Krafteinleitung durch das Crimpwerkzeug
ist auch bei dieser Montagevariante in der in 10 dargestellten Endmontagesituation
der am weitesten überstehende
Abschnitt 26 der Federrippe 8 mit der Umfangskante 16 in
Aufschieberichtung 10 wie in 7 umgebogen.
Die Funktion der Federrippe 8 in der Endmontagesituation
nach 10 entspricht derjenigen in der Endmontagesituation
nach 7. 10 shows the situation after the radial force application by the crimping tool. The inner peripheral wall of the stop collar 27 the sleeve 18 is the inner wall section 15 of the connector 1 immediately adjacent. Due to the introduction of force by the crimping tool is also in this assembly variant in the in 10 illustrated final assembly situation, the most projecting section 26 the spring rib 8th with the peripheral edge 16 in the sliding direction 10 as in 7 bent. The function of the spring rib 8th in the final assembly situation 10 corresponds to that in the final assembly situation after 7 ,
Da
bei der Ausführung
nach 2 gilt B = 0, ist auch das Verhältnis B/F
gleich 0. Dieses Verhältnis
B/F ist bei der Ausführung
nach 1 ungefähr gleich
1. Je kleiner dieses Verhältnis
ist, desto geringer ist bei den vorstehend beschriebenen Montagevarianten
die Krafteinleitung über
die Federrippe 8 in den Grundkörper des Anschlussstücks 1.
Folgende Werte haben sich als vorteilhaft für das Verhältnis B/F herausgestellt: B/F ≤ 1, insbesondere
B/F ≤ 0,5,
noch vorteilhafter B/F ≤ 0,3.As in the execution after 2 If B = 0, the ratio B / F is also 0. This ratio B / F is in the execution after 1 approximately equal to 1. The smaller this ratio, the lower is the force introduction via the spring rib in the assembly variants described above 8th in the main body of the connector 1 , The following values have proven advantageous for the ratio B / F: B / F ≦ 1, in particular B / F ≦ 0.5, more advantageously B / F ≦ 0.3.
Bei
einer nicht dargestellten Ausführungsform
des Anschlussstücks
können
axial hintereinander mehrere Federrippen 8 angeordnet sein.
Durch das gemeinsame Wirken dieser Federrippen 8 wird die
Dichtwirkung des Anschlussstücks 1 erhöht. Gleichzeitig
wirken die Federrippen 8 aufgrund des Formschlusses mit
dem zweiten Rohrelement 19 einer unerwünschten axialen Relativverschiebung
des zweiten Rohrelements 19 zum Anschlussstück 1 sicher
entgegen.In an embodiment of the connector, not shown, a plurality of spring ribs can axially behind each other 8th be arranged. Through the joint action of these spring ribs 8th becomes the sealing effect of the fitting 1 elevated. At the same time the spring ribs act 8th due to the positive connection with the second tubular element 19 an undesired axial relative displacement of the second tubular element 19 to the connection piece 1 certainly contrary.
Folgende
weitere alternative Materialien für das Anschlussstück 1,
insbesondere für
die Federrippe 8, sind möglich: Polyethersulfon (PESU),
Polyetherimid (PEI), Polyetheretherketon (PEEK), Polyamid und Derivate
hiervon, insbesondere PA 6, PA 66, PA 612, PA 46, PA 11, PA 12;
Polyoxymethylen-Homopolymer (POM-H), Polyoxymethylen-Copolymer (POM-C)
sowie aliphatische und aromatische Copolyamide, Polyvenylidenfluorid
(PVDF), Perfluoro-Alkoxualkan (PFA), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere
(FPE), Polytetrafluorethylen (PTFE) und weitere Fluorpolymere, ein
Blend aus Polyphenylenether und Styrol-Butadien (PPE/SB-Blend),
vernetztes Polyethylen (PE-X), thermoplastische Polyurethane, aromatisch
oder aliphatisch, Ether-, Ester- oder -carbonattypen, Polyethylen
(PE), Polypropylen (PP) und Copolymere, Blends aus einem oder mehreren
der oben genannten Polymerwerkstoffe, Compounds der oben genannten
Polymerwerkstoffe mit Glasfaser-, Mineral- und/oder weiteren Füll- und
Verstärkungsstoffen,
duroplastische Formassen auf Basis Polyurethan, Polyesterharz, Harnstoff-Formaldehyd
und -Melamin, Phenol-, Kresol-, Xylenol- und Resorcinharze, Epoxidharze,
Silikonharz- und -elastomere. Die Federrippe 8 kann aus
einem der oben genannten Materialien insbesondere als angespritzte Komponente
im 2K-Verfahren am Anschlussstück 1 angebracht
werden.Following alternative materials for the connector 1 , in particular for the spring rib 8th , are possible: polyethersulfone (PESU), polyetherimide (PEI), polyetheretherketone (PEEK), polyamide and derivatives thereof, in particular PA 6, PA 66, PA 612, PA 46, PA 11, PA 12; Polyoxymethylene homopolymer (POM-H), polyoxymethylene copolymer (POM-C) and aliphatic and aromatic copolyamides, polyvinylidene fluoride (PVDF), perfluoroalkoxyalkane (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers (FPE), polytetrafluoroethylene (PTFE) and others Fluoropolymers, a blend of polyphenylene ether and styrene-butadiene (PPE / SB blend), cross-linked polyethylene (PE-X), thermoplastic polyurethanes, aromatic or aliphatic, ether, ester or carbonate types, polyethylene (PE), polypropylene (PP ) and copolymers, blends of one or more of the above polymer materials, compounds of the above polymer materials with glass fiber, mineral and / or other fillers and reinforcing agents, thermosetting molding compositions based on polyurethane, polyester resin, urea-formaldehyde and melamine, phenol , Cresol, xylenol and resorcinol resins, epoxy resins, silicone resin and elastomers. The spring rib 8th can from one of the above materials in particular as a molded component in the 2K process on the connector 1 be attached.
Beispiele
für vernetzte
Polyethylenmaterialien für
das zweite Rohrelement sind peroxidisch vernetztes Polyethylen (PE-Xa)
und physikalisch vernetztes Polyethylen (PE-Xc). Alternativ kann
das zweite Rohrelement 19 auch aus Polybuten (PB), dem
Polyamidderivat PA 11 oder PP sein.Examples of cross-linked polyethylene materials for the second tubular element are peroxide cross-linked polyethylene (PE-Xa) and physically cross-linked polyethylene (PE-Xc). Alternatively, the second pipe element 19 also be polybutene (PB), the polyamide derivative PA 11 or PP.
Alternativ
ist auch ein Verbundaufbau des zweiten Rohrelements 19 möglich, wie
schematisch in 11 dargestellt. Dort umfasst
das zweite Rohrelement 19 eine Innenlage 29 aus
vernetztem Polyethylen, zum Beispiel aus physikalisch vernetzten
Polyethylen (PE-Xc), eine Mittellage 30 aus Aluminium und
eine Außenlage 31 aus
Polyethylen. Die Außenlage 31 kann
bei einer Variante des Verbundrohrs auch weggelassen sein.Alternatively, a composite structure of the second tubular element 19 possible, as shown schematically in 11 shown. There, the second tube element comprises 19 an inner layer 29 made of cross-linked polyethylene, for example of physically cross-linked polyethylene (PE-Xc), a middle layer 30 made of aluminum and an outer layer 31 made of polyethylene. The outer layer 31 may also be omitted in a variant of the composite tube.
