DE19809852A1 - Anschlußvorrichtung für Sanitär-Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlußvorrichtung für Rohrleitungen im Sanitärbereich, insbesondere für Leitungswasser-Rohre im Niederdruckbereich bis maximal 50 bar, bestehend aus einem Gehäuseteil mit einer Einstecköff­ nung für ein Ende einer anzuschließenden Rohrleitung, mindestens einer die Rohrleitung gegen das Gehäuseteil abdichtenden Umfangsdichtung einem innerhalb der Einsteck­ öffnung axial verschiebbar angeordneten, hülsenförmigen Spannelement, wobei das Spannelement mindestens zwei sich im wesentlichen axial erstreckende, radial federelastische Spannarme aufweist, die im Bereich ihrer freien, in die Einstecköffnung weisenden Enden derart mit einem Innenkonus des Gehäuseteils zusammenwirken, daß durch eine axiale, der Einsteckrichtung entgegengesetzte Verschiebung des Spann­ elementes die Spannarme zur kraft- und/oder formschlüssigen Halterung der Rohrleitung radial nach innen gedrängt werden, wobei die Rohrleitung durch eine axiale Verschie­ bung des Spannelementes in Einsteckrichtung und eine dadurch bedingte Spreizung der Spannarme lösbar ist.

Eine derartige Anschlußvorrichtung ist - was ihren kon­ struktiven Aufbau betrifft- aus der EP-A-0 003 746 bekannt.

In dieser Veröffentlichung ist allerdings nicht der spe­ zielle Einsatz im Sanitärbereich (insbesondere für Lei­ tungswasserrohre) erwähnt, sondern nur die allgemeine Verwendung für gasförmige und flüssige Medien, beispiels­ weise zur Ausrüstung von miniaturisierten pneumatischen Bauteilen. Diese bekannte Anschlußvorrichtung - dort Steckarmatur genannt - weist ein Spannelement bzw. eine Spannzange auf, die zur Bildung eines spreizelastischen Bereichs geschlitzt ist und in diesem Bereich ringförmige, radial nach innen ragende Haltezähne bzw. Zahnkanten zum Halten der eingesteckten Rohrleitung aufweist. Der spreiz­ elastische Bereich weist eine Außenkonusfläche auf, die mit einem Gehäuse-Innenkonus zum radialen Spannen und Halten der Rohrleitung zusammenwirkt. Zur Abdichtung ist als Umfangsdichtung ein O-Ring derart in einer Ringkammer des Gehäuses angeordnet, daß sie unmittelbar auf der einge­ steckten Rohrleitung zur dichtenden Auflage gelangt.

Ähnliche Anschlußvorrichtungen sind auch aus der EP-A-0 247 214, der AU-B-539 066 und der GB-A-2 165 604 bekannt, wobei allerdings jeweils zur Abdichtung zwei Umfangsdichtungen vorgesehen sind. Eine erste Dichtung ist zwischen dem Gehäuse und dem verschiebbaren Spannelement angeordnet, während eine zweite Dichtung den Spalt zwischen dem Spann­ element und der Rohrleitung abdichtet. Zudem sind auch diese bekannten Anschlußvorrichtungen nicht für den spe­ ziellen Einsatz im Sanitärbereich beschrieben.

Bei allen diesen bekannten Anschlußvorrichtungen braucht die Rohrleitung zum dichtenden Anschluß lediglich einge­ steckt zu werden, was einen schnellen und einfachen sowie später auch wieder lösbaren Anschluß der Rohrleitung ermöglicht. Beim Einstecken wird das Spannelement zunächst axial in Einsteckrichtung in einen Bereich bewegt, in dem sich die Spannarme etwas spreizen können. Hierdurch wird ein weitergehendes Einstecken der Rohrleitung bis zu einem Endanschlag ermöglicht. Wird dann ausgehend von dieser Stellung die Rohrleitung wieder zurückbewegt, zum Beispiel durch mechanischen Zug und/oder bei Beaufschlagung der Verbindung mit innerem Systemdruck, so soll das Spann­ element durch zunächst kraftschlüssige Auflage mitgenommen und dadurch gegen den Gehäuse-Innenkonus bewegt werden. Erst dadurch kann dann ein radiales Spannen mit nachfolgen­ der form- oder kraftformschlüssiger Halterung erreicht werden. Somit ist es für eine ordnungsgemäße Funktion entscheidend, daß das Spannelement auch tatsächlich von der sich zurückbewegenden Rohrleitung gegen den Innenkonus mitgenommen wird, weil sonst keine radiale Verspannung erreicht werden kann. Beispielsweise könnte durch auf der Oberfläche der Rohrleitung befindliches Fett oder Öl die kraftschlüssige Mitnahme des Spannelementes beeinträchtigt werden.

Gemäß der oben bereits erwähnten EP-A-0 247 214 soll eine Reibungsmitnahme des Spannelementes über die zwischen diesem und der Rohrleitung angeordnete Dichtung erreicht bzw. verbessert werden. Allerdings befindet sich ja - wie schon erläutert - eine zweite Dichtung zwischen dem Spann­ element und dem Gehäuse, so daß im Grunde die hier ent­ stehende Reibung die eigentlich erwünschte Reibungsmitnahme durch die Rohrleitung wieder ausschließt, da sich die entgegengerichteten Reibungskräfte gegenseitig aufheben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Beseitigung der geschilderten Probleme eine gattungsgemäße Anschlußvorrichtung zu schaffen, die auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen, insbesondere auch mit z. B. gefetteten oder öligen Rohren, eine sicherere Halterung der Rohrlei­ tung gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Spann­ element derart in der der Einsteckrichtung entgegengesetz­ ten Richtung mit einer Federkraft beaufschlagt ist, daß es zwangsweise axial gegen den Innenkonus des Gehäuseteils gedrängt wird.

Aufgrund dieser vorteilhaften Ausgestaltung läuft der Anschluß der Rohrleitung folgendermaßen ab. Beim Einstecken der Rohrleitung wird zunächst das Spannelement gegen die erfindungsgemäße Federkraft in Steckrichtung verschoben, bis sich die Spannarme zum weiteren Einstecken geringfügig spreizen. Danach ist sichergestellt, daß auf jeden Fall, d. h. vorteilhafterweise weitgehend unabhängig vom Zustand und einer Bewegung der Rohrleitung, das Spannelement zwangsweise durch die Federkraft gegen den Gehäuse-Innenko­ nus gedrängt wird. Dadurch wird in der Folge sofort auch eine zumindest kraftschlüssige Halterung der Rohrleitung erreicht, indem durch Konuswirkung die Spannarme radial nach innen gedrängt werden. Durch diese erfindungsgemäße "Zwangsanlage" des Spannelementes am Gehäuse-Innenkonus wird bei nachfolgender Beaufschlagung der Rohrleitung mit einer mechanischen und/oder druckbedingten, in Löserichtung wirkenden Kraft jedenfalls auch das Spannelement zumindest kraftschlüssig mitgenommen und zugkraftproportional stärker in den Innenkonus gepreßt, so daß ein weitergehendes radia­ les Spannen zur form- oder wenigstens kraftformschlüssigen Halterung der Rohrleitung garantiert ist. Soll später die Rohrleitung einmal wieder gelöst werden, so kann das Spannelement unter Überwindung der Federkraft in Einsteck­ richtung verschoben werden, bis sich durch radiale Sprei­ zung der Spannarme die Rohrleitung entnehmen läßt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschrei­ bung enthalten.

Anhand von mehreren bevorzugten, in der Zeichnung ver­ anschaulichten Ausführungsbeispielen, soll die Erfindung nun näher erläutert werden. Dabei zeigt jede der Zeich­ nungsfiguren einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Anschlußvorrichtung, und zwar im einzelnen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform in einem Zustand ohne eingesteckte Rohrleitung,

Fig. 2 die erste Ausführungsform nach Fig. 1 während des Einsteckvorgangs der Rohr­ leitung,

Fig. 3 die erste Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 im eingesteckten Zustand der Rohrleitung,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Anschlußvorrichtung in einem Zustand mit eingesteckter Rohr­ leitung (analog zu Fig. 3) und

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform in einer Darstellung des Einsteckzustandes (analog zu Fig. 3 bzw. Fig. 4).

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal beschrie­ ben.

In allen dargestellten Ausführungsformen besteht eine erfindungsgemäße Anschlußvorrichtung aus einem Gehäuseteil 2 mit einer Einstecköffnung 4, in die eine anzuschließende Rohrleitung 6 mit ihrem Anschlußende 6a dichtend einsteck­ bar ist. Zur Abdichtung der Rohrleitung 6 bzw. des Endes 6a gegen das Gehäuseteil 2 ist eine Umfangsdichtung 8 vor­ gesehen. Innerhalb der Einstecköffnung 4 ist ein hülsen­ förmiges Spannelement 10 axial verschiebbar angeordnet. Dieses Spannelement 10 weist mindestens zwei, im darge­ stellten Beispiel jedoch vorzugsweise vier, sich im wesent­ lichen axial erstreckende, radial federelastische (spreiz­ elastische) Spannarme 12 auf. Diese Spannarme 12 sind über Axialschlitze voneinander getrennt, weshalb sie in den Axialschnittdarstellungen auch nicht schraffiert als Schnitte gezeichnet sind. Die Spannarme 12 weisen im Bereich ihrer freien, in die Einstecköffnung 4 bzw. in Einsteckrichtung der Rohrleitung 6 (siehe den Pfeil 14 in Fig. 2) weisenden Enden einen Außenkonusabschnitt 16 auf, über den sie derart mit einem Innenkonus 18 des Gehäuse­ teils 2 zusammenwirken, daß durch eine axiale, der Ein­ steckrichtung 14 entgegengesetzte Verschiebung des Spann­ elementes 10, d. h. durch eine Verschiebung in Löserichtung der Rohrleitung 6 entsprechend dem Pfeil 20 in Fig. 3, die Spannarme 12 zur kraft- und/oder formschlüssigen Halterung der Rohrleitung 6 bzw. des Endes 6a radial nach innen gedrängt werden. Dabei ist die Rohrleitung 6 zudem auch durch eine axiale Verschiebung des Spannelementes 10 in Einsteckrichtung 14 und eine dadurch bedingte Spreizung der Spannarme 12 lösbar. Die Spreizung der Spannarme 12 ist in Fig. 2 durch Pfeile 22 veranschaulicht. Bei der bevorzugten Ausführung des Spannelementes 10 mit vier Spannarmen 12 sind diese durch radialsymmetrische und hierdurch jeweils um 90° zueinander versetzte Schlitze getrennt. Zudem weist das Spannelement 10 einen die Spannarme 12 tragenden, vorzugsweise umfangsgemäß geschlossenen Ringteil 24 auf. Der Ringteil 24 steht zweckmäßigerweise mit einem Betäti­ gungsabschnitt 26 aus der Einstecköffnung 4 nach außen vor, wodurch es auf einfache Weise manuell zum Lösen der Rohr­ leitung 6 betätigt werden kann.

Die Umfangsdichtung 8 wird zweckmäßigerweise von einem O-Ring gebildet und ist derart innerhalb einer inneren, dem Spannelement 10 in Einsteckrichtung 14 vorgeordneten Ringkammer 28 des Gehäuseteils 2 angeordnet, daß sie nach Einstecken der Rohrleitung 6 unmittelbar auf dem einge­ steckten Rohrende 6a zur dichtenden Auflage gelangt.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß das Spannelement 10 derart in der der Einsteckrichtung 14 entgegengesetzten Löserichtung 20 mit einer Federkraft F beaufschlagt ist, daß es zwangsweise axial gegen den Innenkonus 18 des Gehäuseteils 2 gedrängt wird.

Die erfindungsgemäße Federkraft F wird nun im Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 bis 3 von einem speziellen, insbeson­ dere als Schraubendruckfeder ausgebildeten Federelement 30 erzeugt, welches axial zwischen einer radialen Stufenfläche 32 des Gehäuseteils 2 und einer äußeren Radialfläche 34 des Spannelementes 10 bzw. dessen Ringteil 24 unter Vorspannung angeordnet ist.

Ferner ist bei der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 vorgesehen, daß die Spannarme 12 im Bereich ihrer freien Enden radial nach innen ragende Haltekanten 36 zum formschlüssigen oder zumindest kraftformschlüssigen Eindrücken (Einschneiden) in die Rohrleitung 6 aufweisen. Diese Haltekanten 36 verlaufen in Umfangsrichtung mit einem an den Durchmesser der Rohr­ leitung 6 angepaßten Radius. Dabei besteht das Spannelement 10 bzw. zumindest die Spannarme 12 insbesondere aus Metall, um eine hinreichende, für den Einschneidvorgang erforderli­ che Festigkeit und Härte zu erreichen. Diese Ausführungs­ form ist für Rohrleitungen 6 aus Kunststoff, aber auch aus Metall geeignet.

Was nun die Ausführungsform nach Fig. 4 betrifft, so wird dabei die erfindungsgemäße Federkraft F anteilig als Teilkraft F₁ von dem separaten Federelement 30 erzeugt sowie anteilig als Teilkraft F₂ von der als elastisches Feder­ element (nach Art einer Gummifeder) wirkenden Umfangs­ dichtung 8. Hierzu ist die die Umfangsdichtung 8 aufneh­ mende Ringkammer 28 des Gehäuseteils 2 auf ihrer dem Spannelement 10 axial zugekehrten Seite derart von dem Spannelement 10 begrenzt, daß hierdurch die Umfangsdichtung 8 - vorzugsweise mittelbar über einen zusätzlichen Stützring 38 - federnd auf das Spannelement 10 wirken kann. Aus der Summe der Teilkräfte F₁ + F₂ ergibt sich die jeweils wirksame Federkraft F. Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 besteht gemäß Fig. 4 darin, daß die Spannarme 10 im Bereich ihrer freien Enden radial nach innen weisende, im wesentlichen glatte, an den Durchmesser und die sich dadurch ergebende Umfangskrümmung der Rohrleitung 6 angepaßte Anlageflächen 40 aufweisen. Zweckmäßigerweise besitzt hierbei die Rohrleitung 6 an ihrem eingesteckten Ende 6a einen derart über eine radiale Stufe 42 im Durchmesser vergrößerten Abschnitt, daß im arretierten Zustand die Rohrleitung 6 durch axiale Anlage der radialen Stufe 42 an den Spannarmen 12 formschlüssig gehalten wird. Hierzu besitzen die Spannarme 12 stirnseitig im wesentlichen ebene Radialflächen 44, die mit den inneren Anlageflächen 40 zur Bildung eines inneren Halterandes einen insbesondere etwa rechten Winkel einschließen. Bei dieser Ausführungsform kann das Spannelement 10 zumindest im Bereich seiner Spannarme 12 vorteilhafterweise auch aus Kunststoff bestehen oder aber wiederum aus Metall. Das Material der Rohrleitung 6 ist auch hierbei beliebig (Kunststoff oder Metall).

Was nun schließlich die Ausführung nach Fig. 5 betrifft, so entspricht diese weitgehend der Ausführung nach Fig. 4. Allerdings wird hier die erfindungsgemäße Federkraft F ausschließlich in zu Fig. 4 analoger Weise durch die Umfangsdichtung 8 erzeugt. Dies bedeutet, daß hierbei das separate Federelement 30 entbehrlich ist.

Im folgenden soll noch kurz anhand der Fig. 1 bis 3 der Vorgang beim Einstecken und beim Lösen der Rohrleitung 6 erläutert werden. Ausgehend von dem in Fig. 1 dargestellten Zustand wird gemäß Fig. 2 die Rohrleitung 6 in die Ein­ stecköffnung 4 in Pfeilrichtung 14 eingesteckt, bis ihr Ende 6a zur Anlage an die Haltekanten 36 - oder bei den Ausführungen nach Fig. 4 und 5 am hinteren Bereich der Anlageflächen 40 - gelangt. Hierdurch wird bei weitergehen­ dem Einstecken in Pfeilrichtung 14 das Spannelement 10 axial mitgenommen, so daß sich die Spannarme 12 in Richtung der Pfeile 22 spreizen können. Dadurch kann die Rohrleitung 6 relativ zu dem Spannelement 10 weiter bis zum Endanschlag eingesteckt werden; siehe Fig. 3. Zum Lösen kann gemäß Fig. 3 das Spannelement 10 in Richtung der Pfeile 46 einge­ schoben werden, um die Spannarme 12 entsprechend der Pfeile 22 zu spreizen; die Rohrleitung 6 kann dann in Pfeilrich­ tung 20 entnommen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschrie­ benen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grund­ sätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims (9)

1. Anschlußvorrichtung für Rohrleitungen im Sanitärbe­ reich, insbesondere für Leitungswasser-Rohre im Niederdruckbereich bis maximal 50 bar, bestehend aus einem Gehäuseteil (2) mit einer Einstecköffnung (4) für ein Ende (6a) einer anzuschließenden Rohrleitung (6), mindestens einer die Rohrleitung (6) gegen das Gehäuseteil (2) abdichtenden Umfangsdichtung (8) sowie einem innerhalb der Einstecköffnung (4) axial ver­ schiebbar angeordneten, hülsenförmigen Spannelement (10), wobei das Spannelement (10) mindestens zwei sich im wesentlichen axial erstreckende, radial feder­ elastische Spannarme (12) aufweist, die im Bereich ihrer freien, in die Einstecköffnung (4) weisenden Enden derart mit einem Innenkonus (18) des Gehäuse­ teils (2) zusammenwirken, daß durch eine axiale, der Einsteckrichtung (14) entgegengesetzte Verschiebung des Spannelementes (10) die Spannarme (12) zur kraft- und/oder formschlüssigen Halterung der Rohrleitung (6) radial nach innen gedrängt werden, wobei die Rohrlei­ tung (6) durch eine axiale Verschiebung des Spann­ elementes (10) in Einsteckrichtung (14) und eine dadurch bedingte Spreizung der Spannarme (12) lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (10) derart in der der Einsteck­ richtung (14) entgegengesetzten Richtung (20) mit einer Federkraft (F) beaufschlagt ist, daß es zwangs­ weise axial gegen den Innenkonus (18) des Gehäuseteils (2) gedrängt wird.

2. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (10) mindestens drei, vorzugsweise vier Spannarme (12) aufweist, die durch radialsymmetrische Schlitze getrennt sind.

3. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (10) einen die Spannarme (12) tragenden, vorzugsweise umfangsgemäß geschlossenen Ringteil (24), insbesondere mit einem aus der Einstecköffnung (4) vorstehenden Betätigungsabschnitt (26) aufweist.

4. Anschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere von einem O-Ring gebildete Umfangsdich­ tung (8) derart innerhalb einer inneren, dem Spann­ element (10) in Einsteckrichtung (14) vorgeordneten Ringkammer (28) des Gehäuseteils (2) angeordnet ist, daß sie unmittelbar auf dem eingesteckten Rohrende (6a) zur dichtenden Auflage kommt.

5. Anschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft (F) zumindest anteilig von einem axial zwischen dem Gehäuseteil (2) und dem Spannelement (10) unter Vorspannung angeordneten, insbesondere als Schraubendruckfeder ausgebildeten Federelement (30) erzeugt wird.

6. Anschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft (F) zumindest anteilig von der als elasti­ sches Federelement wirkenden Umfangsdichtung (8) erzeugt wird.

7. Anschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umfangsdichtung (8) aufnehmende Ringkammer (28) einseitig derart von dem Spannelement (10) begrenzt ist, daß die Umfangsdichtung (8) - vorzugsweise über einen Stützring (38) - federnd auf das Spannelement (10) wirkt.

8. Anschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannarme (10) im Bereich ihrer freien Enden radial nach innen ragende Haltekanten (36) zum form- oder kraftformschlüssigen Eindrücken in die Rohrleitung (6) aufweisen.

9. Anschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannarme (10) im Bereich ihrer freien Enden radial nach innen weisende, im wesentlichen glatte, an die Krümmung der Rohrleitung (6) angepaßte Anlageflächen (40) aufweisen, wobei vorzugsweise die Rohrleitung (6) an ihrem eingesteckten Ende (6a) einen derart über ei­ ne radiale Stufe (42) im Durchmesser vergrößerten Ab­ schnitt aufweist, daß im arretierten Zustand die Rohr­ leitung (6) durch axiale Anlage der radialen Stufe (42) an den Spannarmen (12) formschlüssig gehalten wird.