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Muffenverbindung für Kunststoffrohre Die Erfindung betrifft eine Muffenverbindung
für Kunststoffrohre unter Verwendung einer über die Enden der miteinander zu verbindenden
Rohre geschobenen zylindrischen Muffe, die an ihren beiden Enden nach innen eingezogen
und mit elastischen Dichtungsringen versehen ist, die einerseits von den eingezogenen
Enden und andererseits von einem ein-oder mehrteiligen, im Inneren der Muffe angeordneten
Distanzkörper in axialer Richtung gehalten sind.
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Kunststoffrohre, vor allem solche aus thermoplastischem Kunststoff,
wie Polyvinylchlorid, werden in immer stärkerem Maße angewendet, und zwar zu den
vielseitigsten Zwecken, so etwa als Trinkwasserleitungen, Abwasserleitungen oder
Säureleitungen in der chemischen Industrie.
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Die Verbindung derartiger Rohre kann wegen der völlig anderen Werkstoffeigenschaften
aber nicht auf die gleiche Weise erfolgen wie die von Metallrohren, so ist beispielsweise
jedes nachträgliche Aufweiten des Rohres zu einer Muffe oder etwa das nachträgliche
Anbringen von Sicken in aus Rohren geschnittenen Überschubmuffen nachteilig. Hinzu
kommt noch, daß durch die nachträgliche Verformung, die ja unter Wärmeeinfluß erfolgt,
die Festigkeitseigenschaften des Werkstoffs leiden können.
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Des weiteren hat der Werkstoff Kunststoff, der für Rohrleitungen in
vielen Beziehungen zweifellos sehr wünschenswert und dem Werkstoff Metall weit überlegen
ist, gegenüber letzterem insofern einen Mangel, als er recht kerbempfindlich ist.
Dieser Mangel macht sich bei Muffenverbindungen mit eingezogenen Muffenenden dann
sehr störend bemerkbar, wenn keine axiale Führung der Rohrenden vorgesehen ist.
Werden nämlich die Rohrenden in der Muffe verkantet, so kommen sie mit dem eingezogenen
Ende der Muffe in Berührung, wodurch einerseits höchst unerwünschte Kerbspannungen
in den Rohren und andererseits auch zusätzliche Spannungen in der Muffe erzeugt
werden. Aus diesem Grunde sind Muffenrohrverbindungen der eingangs umrissenen Art
in der bisher bekannten Form für Kunststoffrohre ungeeignet.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Muffenverbindung
zu schaffen, welche die oben dargelegten Schwierigkeiten beseitigt. Dies wird dadurch
erreicht, daß bei einer solchen Verbindung der sich auf die Muffeninnenfläche abstützende
Distanzkörper die Rohrenden axial fluchtend führt und daß die Krümmung der eingezogenen
Enden der aus Kunststoff bestehenden Muffe sich über einen Winkelbereich von etwa
90° erstreckt. Erst die Anordnung eines die axiale Fluchtung der Rohrenden in der
Muffe gewährleistenden Distanzkörpers ermöglicht eine derartige Muffenverbindung
auch für Kunststoffrohre zu verwenden, da hierdurch die Gefahr von Kerbspannungen
und übermäßigen Belastungen der Muffe ausgeschaltet wird.
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Des weiteren ist die Ausbildung der eingezogenen Enden der Muffe in
der dargelegten Weise, die erst durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Distanzkörpers
ermöglicht wird, von wesentlicher Bedeutung für eine einwandfreie Rohrverbindung.
Diese Art der Krümmung erlaubt es nämlich, die von der in den Rohrleitungen geförderten
Flüssigkeit auf die Dichtungsringe ausgeübten Axialkräfte aufzufangen, ohne daß
hierdurch höhere Radialkräfte in der Muffe erzeugt werden. Die erfindungsgemäße
Muffe ist einfach in der Herstellung, da der eigentliche Muffenkörper vom Rohrstrang
geschnitten und in einem einfachen Arbeitsgang unter Ausnutzung der thermoplastischen
Eigenschaften des verwendeten Kunststoffes an seinen Enden nach innen eingezogen
werden kann. Formbedingte Kerbwirkungen können in der so geformten Muffe nicht auftreten.
Das Einbringen des Distanzkörpers kann entweder vor dem Einziehen des einen Muffenendes
erfolgen oder aber unter elastischer Verformung des aus entsprechendem Kunststoff
ausgebildeten Distanzkörpers.
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Es ist bekannt Faserzementrohre mittels Verbindungsmuffen zu verbinden,
welche relativ dickwandig ausgebildet sind und in zwei in der Nähe der Muffenenden
angeordneten inneren Ringrillen elastische Dichtungsringe tragen. Auch in eine solche
Muffe können zwar die glatten Rohrenden einfach eingeschoben werden. Die Muffe ist
jedoch für Kunststoffrohre im eigentlichen Sinne ungeeignet, da unverhältnismäßig
viel
Werkstöff benötigt wird und darüber hinaus auch die Muffe keine Sicherung gegen
Verkanten der Rohrenden aufweist. Eine derartige Verbindung ist nur dann brauchbar,
wenn die Rohre fest in einer Flucht gehalten werden.
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Bei einer anderen bekannten, offensichtlich zur Verbindung von Metallrohren
bestimmten Muffe, bei welcher ebenfalls, wie bei der Muffe gemäß Erfindung, die
glatten Rohrenden in die Muffe eingeschoben werden, besteht letztere aus einem zylindrischen
Außemnuffenkörper, dessen Enden konkav nach innen eingezogen sind. Die Führung der
Einschubfohrenden erfolgt mittels eingelegter Dichtungsmanschetten, welche sich
auf eine zusätzliche im Abstand von den Rohrenden und von der eigentlichen Muffe
erstreckende Distanzbuchse abstützen. Für Kunststoffrohre ist diese Konstruktion
praktisch unbrauchbar, da durch das konkave Einziehen der Muffenenden die axialen
Druckkräfte vom Rohrinneren die Dichtungsmanschetten in einen spitzen Spalt hineindrücken
und hierdurch gerade in den hochbelasteten Muffenenden höchst unerwünschte zusätzliche
Spannungen entstehen.
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Bei dieser bekannten Konstruktion muß ferner der Innendurchmesser
der Muffe, am Rohraußendurchmesser gemessen, unverhältnismäßig groß sein, da die
umgeschlagene Dichtungsmanschette stark aufträgt. Dadurch wird wieder die Belastung
der Muffe unter dem Innendruck der Rohrleitungen sehr groß, was gerade bei Kunststoffmuffen
vermieden werden muß. Schließlich liegt ein wesentlicher Nachteil dieser Konstruktion
noch darin, daß in der Gummimanschette an der Umschlagestelle große Spannungen auftreten,
da dort der Gummi um 180° umgeschlagen ist. Bei dieser hohen Vorspannung kann nicht
damit gerechnet werden, daß die Gummimanschette die für Wasserleitungen erforderliche
Mindestlebensdauer von 50 Jahren erreicht.
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Bei einer anderen bekannten Muffenkonstruktion, welche ebenfalls aus
dem Metallrohrleitungsbau entwickelt wurde, sind die Enden des äußeren Muffenkörpers
nach innen eingezogen. Auch hier tritt die obenerwähnte Umsetzung der auf die Dichtungsringe
wirkenden Axialkräfte in unerwünschten, wesentlich größeren Radialkräften auf. Die
Dichtungsringe werden auch hier von einer inneren Distanzbuchse, welche mit Vorsprüngen
am äußeren Muffenkörper anliegt, in ihrer Lage gehalten. Eine Möglichkeit, die Rohre
fluchtend zu halten, ist jedoch nicht vorgesehen, so daß bei Verkantungen der Rohre
die obenerwähnten unerwünschten Kerbspannungen in den Rohrwandungen auftreten.
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Die Mängel der bekannten Konstruktionen sind bei der Erfindung vermieden.
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Vorteilhafterweise ist der Distanzkörper als Zylinderhülse mit Ringrippen
ausgebildet, die den Abstand zwischen Muffe und eingeschobenen Rohren überbrücken.
Eine derartige Konstruktion erfüllt ihre Aufgabe mit einem Minimum an Werkstoffaufwand.
Besonders günstig gestaltet sich der Werkstoffaufwand, wenn man den Distanzkörper
durchbrochen, vorzugsweise gitterartig ausbildet. Soll der Distanzkörper unter Verformung
in die Muffe eingesetzt werden, so erzeugt man ihn vorteilhafterweise aus hartem,
jedoch elastischem, die erforderlichen Verformungen zulassendem Kunststoff.
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An Hand der Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
beschrieben. Fig. 1 zeigt im Schnitt eine der Erfindung entsprechende Muffe, in
deren rechte Hälfte ein Rohr eingeschoben ist; Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform
der der Erfindung entsprechenden Rohrverbindung.
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Wie man in Fig. 1 erkennt, besteht die eigentliche Muffe aus einem
im wesentlichen zylindrischen Körper 1 aus Kunststoff, im vorliegenden Fall aus
Polyvinylchlorid. Die Wandstärke des Muffenkörpers 1 ist größer als die des eingeschobenen
Rohres 2. An den beiden Enden ist der Muffenkörper etwa viertelkreisförmig nach
innen eingezogen. Dieses Einziehen nach innen hat gegenüber dem bisher üblichen
Deformieren nach außen wesentliche Vorteile.
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In Anlage an die eingezogenen Enden sind in der Muffe Dichtungsringe
3 vorgesehen, welche aus Gummi bestehen und Kreisprofil haben. In herausgenommenem
Zustand ist der Außendurchmesser dieser Ringe 3 größer als der Innendurchmesser
des Muffenkörpers 1, so daß sie in eingesetztem Zustand mit Spannung an diesem anliegen.
Die Ringe sind weiter so bemessen, daß in eingesetztem Zustand ihr Innendurchmesser
kleiner ist als der Außendurchmesser der zu verbindenden Rohre 2. Dadurch werden
die Ringe beim Einschieben der Rohre deformiert und liegen dichtend an diesen an.
Um das Einschieben zu erleichtern, sind die Rohre 2 an ihren Enden, wie bei 4 erkennbar,
konisch angefast.
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Im Inneren des Muffenkörpers 1 ist ein Distanzkörper 5 vorgesehen,
der in diesem Beispiel als Gitter ausgebildet ist. Er besteht aus hartem Kunststoff
finit hochliegender Elastizitätsgrenze, z. B. Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polystyrol,
Polyamid u. dgl. Dadurch kann er sehr stark verformt werden, ohne daß diese Verformung
bleibt, -und somit auch nach dem Einziehen der Enden des Muffenkörpers 1 noch unter
entsprechender Verformung in diesen eingesetzt werden. Ist ein sehr harter Distanzkörper
5 gewünscht, so wird zweckmäßig ein Ende der Muffe erst nach dem Einsetzen des Distanzkörpers
eingezogen.
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Bei Ausbildung des Distanzkörpers als Gitter oder Korb kann man diesen
im mittleren Drittel vollwandig ausführen.
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Der Distanzkörper erfüllt im vorliegenden Fall im wesentlichen drei
Aufgaben: 1. hält er die Dichtungsringe 3 an Ort und Stelle, so daß sie sich nicht
schräg legen können.
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2. verhindert er mittels seiner sich nach innen erstreckenden Ringrippe
7 ein zu tiefes Einschieben der zu verbindenden Rohre oder gar ein Wandern der Muffe
auf den Rohren.
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3. bildet der Distanzkörper mittels seiner an der Muffeninnenwand
anliegenden Rippen 8 bis 11 eine sichere Führung für die einzuschiebenden Rohre
2.
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Ohne eine solche Führung würde der Rohrleitung jede Stabilität fehlen,
da dann die Rohre nur von den Dichtungsringen 3 geführt wären und unter Verschwenken
der Muffe gegeneinander senkrecht zu ihrer Längsachse verschoben werden könnten.
Selbstverständlich ist diese Führung keine satt anliegende. Das erforderliche Spiel
für eine leichte Montage und zum Ausgleich der Fertigungstoleranzen ist gewahrt.
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Damit die Rohre nicht zu tief in die Muffe eingeschoben werden und
genügend Spiel für Wärmedehnung haben, ist die zulässige Einschubtiefe an den Rohren
beispielsweise durch Farbmarkierungen 12 markiert.
Bei der in Fig.
2 gezeigten Ausführungsform sind zur Dichtung Lippendichtungen 13 aus Gummi vorgesehen,
die mit dem hier als Vollzylinder ausgebildeten Distanzkörper 14 formschlüssig verbunden
sind. Zum Druckausgleich hat der Distanzkörper Durchbrechungen 15. Der Distanzkörper
wird bei dieser Vollausführung vor dem Einziehen der Enden des Muffenkörpers eingesetzt.