DE1964719A1

DE1964719A1 - Rohranschlussstueck oder -armatur fuer Kunststoffrohre

Info

Publication number: DE1964719A1
Application number: DE19691964719
Authority: DE
Inventors: Nilsen Norman Perry
Original assignee: NILSEN BERNICE EDDINS; NILSEN DAVID LAMAR; NILSEN JUN NORMAN PERRY
Current assignee: NILSEN BERNICE EDDINS; NILSEN DAVID LAMAR; NILSEN JUN NORMAN PERRY
Priority date: 1968-12-26
Filing date: 1969-12-23
Publication date: 1970-07-23
Also published as: JPS5037888B1; NL6919410A; GB1296536A; FR2027139A1

Description

DIPL.-ΙΝβ. DR. IUR. DIPL.-ΙΝΘ. VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45OSNABRDCK₃ den 22. Dezember 19o9

MOSERSTRASSE 2O / 24 D3 / Ka

Bernice Ed'dins ITiIsen

Norman Perry Nilsen, junior

David Lamar HiIsen

Phelan, County of San Bernardino

Kalifornienj U.S.A.

Rohranschlußstück oder "armatur für "unststoffrohre

Die Erfindung bezieht sich auf die Installation von Kunststoff rohren, bei denen zu verbindende Teile durch Verwendung eines Lösungsmittels od. dgl., das ein Schmelzen sich berührenden Materials und Erstarren zu einem einheitlichen Körper bewirkt, miteinander verschmolzen sind. Es gibt zahlreiche Kunststoffe für Rohre und Armaturen für diese, unter denen, insbesondere Polyvinylchlorid zu nennen ist. Rohre aus PVC werden beispielsweise im Strangpreßverfahren hergestellt und in Form von geraden Rohrabschnitten verwendet. Bei Installationen sind regelmäßig verschiedene Rohrverbindungen und -anschlüsse, beispielsweise Pinie-; T-, Kreuz verb indungen etc., aus demselben Material vorgesehen. Außerdem bestehen Armaturen od.dgl., in· .die die Rohre und/oder Anschlußstücke einmünden, teilweise

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ebenfalls aus Kunststoff, Gewöhnlich wird das Verbinden des Kunststoffrohres mit zugehörigen Anschlußstücken od. dgl. dadurch herbeigeführt, daß man zwischen die Patrizen und Matrizen bildende Teile ein Kleb- oder Lösungsmittel einführt, das erstarrt und/oder die Teile zusammenschmelzen läßt.

Bei Verwendung von Kunststoffrohren gibt es gegenüber Metallrohren Vor- und Nachteile. Hochwertige Kunststoffrohre, beispielsweise aus PVC₃ sind verglichen mit hochwertigen Metallrohren haltbarer. Jedoch bringen Änderunger und/oder Reparaturen von Rohranlagen unterschiedliche Probleme. So kann beispielsweise eine durch Verschmelzen herbeigeführte Verbindungsstelle bei Kunststoffrohren nicht aufgeschraubt werden, wie dies bei Metallrohrinstallationen mit Schraubverbindungen der Fall ist. Metallrohrinstallationen mit Schweißverbindungen bieten allerdings mehr oder weniger dieselben Probleme. Ferner ist es nicht möglich, ein beschädigtes Kunststoffrohr durch die bei einem Metallrohr anwendbaren SchweiS-verfahren zu reparieren. Die Erfindung bezieht sich im großen und ganzen auf die vorstehend erwähnten Probleme, befaßt sich jedoch insbesondere mit Anbringung seitlicher Anschlußstücke oder allgemein Armaturen an Kunststoffrohren u. dgl., um ent- / weder benötigte zusätzliche Verbindungen oder Anschlüsse zu schaffen und/oder Reparaturen durchzuführen. Die allgemeine Aufgabe der Erfindung besteht darin, verbesserte Rohrverbindungsbzw, -anschlußstücke zum Verkleben und/oder Verschmelzen unmittel- + nun

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bar mit der Seitenwand eines Rohres unter Abdichten einer in diesem befindlichen öffnung zu schaffen. Diese öffnung kann eine durch Einschneiden des Rohres vorsätzlich geschaffene Zweigöffnung oder auch eine durch Beschädigung entstandenes oder versehentlich verursachtes Loch, ein Riß od. dgl. sein, das ein V/iederverschließen erfordert. In jedem Falle ist jedoch die Bildung einer die Rohruandöffnung umgebenden zuverlässigen Abdichtung notwendig. Auch mit der Lösung dieses Problems befaßt sich die Erfindung· Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung von Rohranschlußstücken, die sich selbsttätig federM in Eingriff mit dem Rohr ziehen, an dem sie dann befestigt werden. Hierzu ist das Anschlußstück erfindungsgenfir. gekennzeichnet durch einen sattel- oder reiterförmigen "ürper mit einem halbzylindrischen in Randteile übergehenden Innenwandteil, der mit der Rohraußenwand über einen "reisbo^sn von mehr als l30° in eingriff steht, wobei die Randteile des Sättelkörners nac'i innen zu einem fortschreitend abnelimendon Durchmesser gebogen sind, der kleiner als der des halbzylindrischen Innenwandteils ist.

Vorteilhaft weist der Gattelkörper zumindest eine Zleb- oder Lösungsmittel aufnehmende ringförmige Rille in der halbzylindrischen Innenwand des Sattelkörpers auf, welche in Mont ages teilung die öffnung in der Rohrwand umgibt. Zur '2e~

selbst
festigung/wird ein ;Cleb- und/oder Lösungsmittel zwischen das Anschlußstück und dem Rohr eingebracht. '.Jährend des flüssigen Zustandes des Hieb- und/oder Lösungsmittels ist zum Herbei-

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führen einer*Berührung der Teile mit dazwischen befindlicher Kleb- und/oder Lösungsmittelflüssigkeit nur mäßiger Druck notwendig. Dementsprechend zieht sich das erfindungsgemäße Anschlußstück lediglich mit einem Druck in Eingriff am Rohr, der für eine vollständige innige Verbindung der Teile ohne Verformung oder Verunstaltung desselben erforderlich ist.

Bei der Bildung geeigneter Öffnungen in den Wänden der in Betracht kommenden Rohre ergeben sich Probleme hinsichtlich einer Spannungskonzentration und des Strömungsverlaufes. Diese resultieren daraus, daß ein ausgesägtes Loch unweigerlich rauh und nicht exakt rund ist,sondern eine aus verschiedenen Gründen unregelmäßige Gestalt aufweist. Selbst ein gebohrtes Loch ist häufig nicht exakt rund und hat jedenfalls rauhe Wände. Daraus entstehen Punkte bzw. Bereiche mit Spannungsspitzen, aus denen leicht Brüche bzw. Risse erwachsen. Die Lrosionswirkung des Mediums beim Durchfluß durch die Öffnung verstärkt nicht nur Spannungskonzentrationen, sondern führt auch zu Unregelmäßigkeiten des Durchflusses mit sich aus Kavitation ergebenen "Leschädigunsen. Eine erfindungsgemäße Aus ge s tal tun:; sieht daher eine Führ ungs Öffnung zur ordnungsgemäßen Tührun·;: sines Γ. ohr er s' für die Schaffung einer einwandfreien öffnung vor. '2ei einer anderen Ausführung bildet weiterhin ein Stifczen einen Ringraum, der nich mit flüssigem Material füllt, das anschließend homogen mit den Wänden einer vorgeschnittenen öffnung erstarrt. Die Erfindung ermöglicht die

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Bildung sauberer, genau fluchtender und richtig'bemessener öffnungen in den Rohrwänden und die Verwendung von Hieb-- und/oder Lösungsmittel unter Vermeidung von Punkten mit Spannungs-· lonzentrationen und unter Optimierung der Durchflußbedingungen.

Dabei besteht die Möglichkeit, die Anschlußstücke auf der Rohrwand anzubringen3 gleichgültig ob es sich um ein 'neues unoenutzes oder ein in Benutzung befindliches ₃ mit unter Druck stehender Flüssigkeit gefülltes Rohr handelt. Im letzteren Falle wird in dessen "//and eine fluchtende öffnung eingeschnitten nachdem die Verbindung des Anschlußstückes mit dem Rohr sichergestellt ist.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit der · Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung dargestellt sind, es zeigen:

Pig. I bis 5

Pig. 6 und 7

Fig. 8 und 9

Schnittansichten verschiedener Ausführungen der erfindungsgemäßen Rohrarmaturen bzw. -anschlußstücke,

Ansichten der Anschlußstücke in von den Rohren abgenommener Stellung nach d',n Linien 6-6 und 7-7 in Fig. 1 bzw. 2,

vergrößerte Teildarstellungen im Schnitt zur Veranschaulichung von Einzelheiten der Rohrverbindung nach Fig. 1 bzw. 4.

Die Rohrarmatur bzw. das Rohrverbindungs- oder -anschlußstück F ist in eine auf einem z.B. Flüssigkeit führenden Rohr P angebrachten Stellung dargestellt und erfüllt in jedem Falle die oben beschriebenen Aufgaben, niimlich das Rohr zu umfassen und um eine darin.befindliche Öffnung herum abzudichten. Es gibt naturgemäß viele verschiedene Ausführungen von Rohranschlußstücken, von denen einige genormt werden können, einige jedoch not- _f wendigerweise speziell gestaltet sein müssen. So werden beispielsweise konische Rohrgewinde gemeinhin bei Ventilen und Vorrichtungen benutzt, an die ein Kunststoffrohr im Stecksitz angeschlossen wird. Das Anschlußstück F kann daher als mit Ge- ' ·' winde versehener Sehraubanschlußkupplung oder aber, wie nach-

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stehend näher beschrieben wird, als Steckglocke Verwendung finden. In jedem Fall wird eine Flüssigkeitsverbindung durch die Wand eines Rohres hindurch ohne Unterbrechung des durchgehenden Verlaufs desselben herbeigeführt.

Das Rohr P besteht aus einem Längenabschnitt aus Kunststoff od. dgl. rohrförmigen Querschnitts, vorzugsweise aus PoIyvinychlorid, mit einer Innenwand 18 und einer Außenwand 19· Die Rohrwand hat bei einer vorgegebenen Rohrgröße über ihre Länge gleichbleibende Innen- und Außendurchnesser. Das Rohr P kann, da es aus kunststoff besteht, zur Schaffung seitlicher öffnungen 20 leicht ausgeschnitten werden. In Betrieb wird zur Schaffung einer Zweigverbindung eine öffnung 20 runder Ausbildung und mit einem Durchmesser, der den Durchmesser der Innenwand 18 des Rohres nicht übersteigen darf, in die Rohrwand geschnitten. Der Durchmesser der öffnung 20 ist abhängig von den Durchflußanf or de runden an die "Zwei-verbindung.

Das Anschlußstück F besteht vorzugsweise aus demselben PVC wie das Rohr" ? und weist einen sattelförmigen Körper 25 mit einer der Außenwand 19 des Rohres angepaßten Innenforr.: auf. Hierzu hat der Sattelkörper 25 einen konkaven halbzylindrischen Innenwandteil 26, dessen Achse nit der der viand 19 zusammenfällt, wenn sich das Anschlußstück F in Betriebsstelluns auf dem Rohr " befindet. Der Innenwandteil 26 übergreift formgleich den Bereich des Rohrs F- in dem die öffnung 20 ausgeschnitten oder ausgebildet ist. und erstreckt sich sowohl in

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Umfangsrichtung als auch axial beidseits erheblich über.die öffnung 20 hinaus.

Der halbzylindrische Teil des Sattelkörpers 25 hat eine erhebliche Dicke und wird durch gegenüberliegende Randteile 30 derart verlängert, daß er das Rohr P mehr als zur Hälfte am Umfang umgreift, d. h. die Innenwand 26 des Anschlußstücks P steht mit der Außenwand 19 des Rohres über mehr als 180°, z. B. 220° am Umfang in Berührungseingriff. Die Enden des Anschlußstücks liegen in senkrecht zur Achse verlaufenden Ebenen. Die einander gegenüberliegenden Randteile 30 laufen sich verjüngend in geraden Kanten aus, wobei ihre Außenflächen mehr oder weniger tangential in die Außenwand 19 einlaufen. Da PVC gute und anhaltende Federeigenschaften hat, tritt bei einem Umfassungswinkel von etwa 220° beim Aufsetzen des Anschlußstücks ein federndes Aufspreizen und anschließend ein Rückfedern auf, die das Anschlußstück F auf das Rohr P zieht. Das Anschlußstück F schnappt in seine Stellung auf dem Rohr P und gelangt aufgrund federnder Ausspreizung der Randteile 30 in federnden Druckeingriff an den Wänden 26 und 19.

In ihrem freien Zustand sind die Randteile 30 zu einem fortschreitend abnehmenden Durchmesser nach innen gebogen, der kleiner als der Durchmesser der Außenwand 19 des Rohres P ist. Infolgedessen bildet die Querschnittsgestalt des Anschlußstücks F eine Feder, die durch ihr Zusammenziehen auf dem Rohr die Teile in Druckeingriff bringt.

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Zur Abdichtung des Sitzes des Anschlußstücks F auf dem Rohr P weist der Sattelkörper 25 eine oder mehrere die öffnung 20 umschließende, der Rohraußenwand 19 zugewandte ringförmige Rillen 35 auf. Im Falle der Ausbesserung eines Lecks in der Wand eines Rohrs P, in dem eine nicht klar umrissene öffnung vorhanden sein kann, haben die Rillen 35 irgendeine gpsLgnete Größe und Gestalt, um das bei 36 in Fig. 2 dargestellte Leck zu umgeben. In ihrer Grundform bildet die Rille 35 eine Rinne gleichbleibender Tiefe in der Innenwand 26 und mit konzentrischen Innen- und Außenwänden 37 und 38 (Fig. 6), die durch einen Boden 39 (Fig. 4) miteinander verbunden sind. Es können eine oder mehrere konzentrische Rillen 35 vorgesehen sein, wobei Jede mit Hilfe von Kapillarwirkung Flüssigkeit sammelt.

Weiterhin sind Maßnahmen zur Vermeidung von Spannungskonzentrationen und zur Verbesserung der Strömung von Flüssigkeit durch die öffnung 20 getroffen. Hierzu gehören eine Führungsöffnung 22 (Fig. 1) zum Führen eines Bohrers 23 oder ein Stutzen 15 (Fig. 4), der in die öffnung 20 vorsteht und mit seiner Außenwand 41 dicht an der Wand der öffnung 20 liegt. Die Außenwand 41 des Stutzens fällt zweckmäßig mit der Innenwand 37 der Rille 35 zusammen und das Ende dea Stutzens ist (Fig. 4) konkav ausgebildet, so daß es der Form der Innenwand 18 des Rohrs P entspricht.

Wie dargestellt, ist die Ausflußöffnung des Anschlußstücks F an ihrer Eintrittaeteile in das Rohr P großzügig gerundet und

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gestattet ein wirksames, wirbelfreies Eintreten von Flüssigkeit durch das Anschlußstück. Bei speziellen Installationen kann der Stutzen 15 entsprechend Fig. 5 zur Aufnahme von Schraubarmaturen wesentlich länger ausgebildet sein und steht in diesem Fall weit in den Rohrinnenraum vor. Dabei bleiben der Stutzen 15 und dessen Zusammenwirken mit der Rille 35 jedoch grundsätzlich unverändert.

Die in der Zeichnung dargestellten verschiedenen Arten von Anschlußstücken weisen sämtlich die vorbeschriebenen Merkmale auf. Bei Fig. 1 nimmt das Rohranschlußstück F ein Zweigrohr mit einem Durchmesser auf, der etwa halb so groß ist wie derjenige des Hauptrohrs P. Die Verbindung erfolgt über Innengewinde , gewünschtenfalls auch über Außengewinde. In Fig. 1 ist das Anschlußstück F mit einer Dichtungsrille 35 versehen, welche die Bohrung 22 konzentrisch umgibt. Nach Anbringung des Anschlußstücks F gemäß Fig. 1 kann ein in gestrichelten Linien dargestellter Bohrer 23 durch die ΐ/and des Rohres hindurchgeführt werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Rohrverbindung ist in der Art eines Schuhs oder einer Manschette ausgebildet, umfaßt das Rohr und dichtet um ein Leck 36 (eine öffnung) herumt»3ei der Ausführung gemäß Fig. 2 ist eine Mehrzahl konzentrischer Dichtrillen 35 vorgesehen, die gemeinsam die Bohrung 22 umgeben. Wie ersichtlich sind zwei Rillen 35 ziemlich großer Abmessung · vorgesehen.
+ ab

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Das in Fig. 3 dargestellte Anschlußstück F nimmt ein Zweigrohr mit etwa demselben Durchmesser wie das Hauptrohr P auf, wobei zur Verbindung eine übliche Steckanschlußglocke für Kunststoffrohre u.dgl. dient. Gemäß Fig. 3 sind mehrere konzentrische Dichtrillen 35 vorgesehen, die gemeinsam die Bohrung im Anschlußstück umgeben. Die Rillen haben wie dargestellt eine verhältnismäßig kleine Abmessung. Der Durchmesser der Bohrung 22 stimmt mit dem Innendurchmesser 18 des Rohres P überein, um den Durchfluß nicht zu behindern, während die die Verbindungsstelle umgebende Dichtung beibehalten ist. Zs ist in der Praxis auch möglich, eine Bohrung 22 mit einem größeren Durchmesser als der Innendurchmesser 18 des Rohres P vorzusehen. Dabei ist es erforderlich (wie auch in Falle der Ilohrver-¹ bindung nach Fig. 3) ₃ die Bohrtiefe bei der Herstellung der öffnung 20 in der ".'and des Rohres zu begrenzen, "s ist wichtig; daß der Sattelkörper 25 eine angemessene Führung für derartige Bohrarbeiten aufweist, und zwar auch dann, wenn der Durchmesser größer als der Innendurchmesser des Rohres P ist.

Das Anschlusstuck F nach Fig. H besteht aus einer Kombination der Rohrverbindungen gemäß Fi^. 1 und 3 mit einen zusätzlichen, in die öffnung 20 vorstehenden Rohrstutzen 15, der einen ihn umgebenden Ringraum 35 zum Füllen mit flüssigem Material hat, das anschließend zur Bildung einer einzigen homogenen Verbindung der Teile erstarrt. Das Innenende des Stutzens 15 ist zur Übereinstimmung mit der Innenwand 13 des Rohrs P konkav ausgebildet und verstopft den Durchfluß im Rohr in-

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folgedessen in keiner Weise.

Das in Fig. 5 dargestellte Anschlußstück P ist eine typische Spezialverbindung, ähnlich derjenigen gemäß Fig. ¹I, mit einem Stutzen 15j der durch die Öffnung 20 vorsteht und einen ihn umgebenden Ringraum 35 zum Füllen mit flüssigem Material aufweist, das anschließend zur Bildung einer einzigen homogenen Verbindung der Teile erstarrt. Das Ende des Stutzens 15 steht ein erhebliches Stück in das Rohrinnere vor und ist zur Aufnahme von speziellen Armaturen mit Gewinde versehen.

Bei den oben beschriebenen Anschlußstücken F und Rohren P ist es einfach, ein Kleb- oder ein Lösungsmittel auf den Flächen der miteinander zu verbindenden Kunststoffe aufzubringen. Dabei erfolgt wie im allgemeinen ratsam ein gründliches Benetzen der Flächen, gefolgt von der sofortigen Anbringung des Anschlußstücks F auf dem Rohr P. Das Anschlußst"ick F schnappt in seiner ordnungsgemäßen Stellung zum Rohr P ein, wobei es bei vorhandenem Stutzen 15 geführt wird, der in

eine vorhandene Öffnung 20 eintritt. Der Sattelkörper 25 wird mittels der sich zusammenziehenden Randteile 31* die das Rohr klammernd umfassen, in Druckeingriff mit der Außenwand des Rohres P gezogen. VJie ersichtlich ist der Druckeingriff gleichförmig und bringt den Sattelkörper 25 in Anlage auf der darunterliegenden Außenwand 19 des Rohres. Dadurch wird das dazwischen eingeschlossene flüssige Material veranlaßt, seitlich zu etwa vorhandenen Zwischenräumen und/oder Begrenzungen

zu fließen. Der Druckeingriff ist leicht und.steht im Verhältnis zur Viskosität des flüssigen Klebmittels oder des aufgelösten PVC_S wenn es einer gründlichen Benetzung mit einem Lösungsmittel ausgesetzt wird, so daß sich aufgrund der Kapillarwirkung am Umfang des Anschlußstücks F eine wirksame Bindung bildet,was dadurch verstärkt wird, daß die Flüssigkeit (die Lösung) der Atmosphäre ausgesetzt wird. Ferner sorgt der Druck und die 'Kapillarwirkung dafür, daß die Rille oder Rillen 35 das flüssige Material aufnehmen und sammeln Bei Vorhandensein des Stutzens 15 tritt flüssiges Material zwischen der Stutzenwand. 4l und der öffnung 20 aus, woraufhin es ebenfalls der Atmosphäre innerhalb des Rohres ausgesetzt ist und eine wirksame Bindung bildet. F,ine sich aus der Liigent'ltigkeit des Anschlußstücks ergebende Eigenschaft ist das Auffüllen der Rille 35 und irgendwelcher Zwischenräume mit flüssigem Material, das anschließend erstarrt und das Anschlußstücl: mit dem Rohr zu einer homogenen untrennbaren "lasse verschmilzt. Auf diese Ueise wird die Bildung einer sauberen und verläßlich starken Verbindung sicher gewährleistet, bei der eine Abdichtung aus erstarrtem Material die in das Rohr eingeschnittene öffnung umgibt.

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Claims

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Ansprüche:

(l·) Rohranschlußstück bzw. -armatur aus Kunststoff zur übergreifenden Anbringung auf der Außenwand eines Kunststoffrohres od. dgl. mit einer darin befindlichen öffnung, gekennzeichnet durch einen sattel- oder reiterförmigen Körper (25) mit einem halbzylindrischen in Randteile (30) übergehenden Innenwandteil (26)j der mit der Rohraußenwand über einen Kreisbogen von mehr als l80° in Eingriff steht, wobei die Randteile (30) des Sattelkörpers nach innen zu einem fortschreitend abnehmenden Durchmesser gebogen sind, der kleiner als der des halbzylindrischen Innemtfandteils (26) ist.
2. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück durch Einbringen flüssigen, erstarrendem Klebmittel zwischen der Innenwand (2b) des Sattelkörpers und der Außenwand (19) des Rohres (P) mit dem Rohr fest und dicht verbindbar ist.
3. Anschlußstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses und das Rohr (P) aus demselben Kunststoff bestehen und mittels eines zwischen der Innenwand des Sattelkörpers und der Außenwand des Rohres eingebrachten / Lösungsmittels für Kunststoff, das den Kunststoff in fließfähigem Zustand überführt und anschließend erstarren läßt, zu einer Einheit verschmelzbar sind.

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4. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kleb- oder Lösungsmittel aufnehmende ringförmige Rille (35) in der halbzylindrischen Innenwand (26) des Sattelkörpers ausgebildet ist, welche in Montagestellung die öffnung in der Rohrwand umgibt.
5. Rohr-verbindung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine in der Innenwand (26) des Sattelkörpers (25) vorgesehene öffnung (22), die in Montagestellung des Anschlußstücks (P) mit der öffnung (20) in der 'Rohrwand fluchtet und diese zur Bildung einer Abzweigung ergänzt»
6. Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (22) in dem Sattelkörper in einem Stutzen (15) ausgebildet ist, der an die öffnung (20) im Rohr (P) angepaßt ist und in diese vorsteht.
7. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Rille (35) oder eine dieser Rillen (35) einen Innendurchmesser aufweist, der mit dem Außendurchmesser des Stutzens übereinstimmt.

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