DE19813762C1 - Zugfeste Rohrverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zugfeste Rohrver­ bindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer zugfesten Rohrverbindung, beispielsweise der in DE 37 36 587 A1 beschriebenen Arte besteht das Siche­ rungsmittel aus einem an einer Umfangsstelle geschlitzten Sicherungsring in Form etwa eines Sprengrings, der bei axi­ aler Zugbelastung der Rohrverbindung infolge der konischen Umfangs-Kontaktflächen durchmesserverringernd gegen den Außenmantel des Rohres verspannt wird. Dadurch wird eine zugfeste Rohrverbindung geschaffen und daran gehindert, sich unbeabsichtigt zu trennen.

Verwendet man jedoch Rohre aus insbesondere weichen Kunststoffen, können deren Oberflächen bereits bei der Mon­ tage der Rohrverbindung während des Durchschiebens des Roh­ res durch den Sicherungsring leicht beschädigt werden, was zu schwerwiegenden Dichtigkeitsverlusten der Rohrverbindung führen kann.

Um dies zu verhindern, offenbart die DE 44 22 564 C1 einen Flanschring als Montagehilfskörper, dessen rohrförmiger Abschnitt vorübergehend mit dem Spreizring steckverbunden wird und den Spreizring aufgeweitet hält. Da der Flanschring einen den Rohraußendurchmesser überschreitenden Innendurchmesser aufweist, kann das anzuschließende Rohr im wesentlichen berührungsfrei durch den aufgeweiteten Sicherungsring hindurch in die Muffe eingeschoben werden. Anschließend wird der Flanschring vom Rohr abgestreift.

Die DE 40 07 101 C1, von der der Oberbegriff des unab­ hängigen Anspruchs 1 abgeleitet ist, betrifft eine Verbin­ dungseinrichtung für Druckmittelleitungen. Die Klemmwirkung der Klemmkörper am Mantel der anzuschließenden Leitung be­ ruht zunächst darauf, daß der freie Innendurchmesser der Klemmkörper kleiner ist als der Außendurchmesser. Die Klemmstellung ist hier die freie Ausgangsstellung; Mittel zur dauerhaften Sicherung der Klemmkräfte sind ebenso wenig vorgesehen wie Maßnahmen, die eine Beschädigung der Mantel­ fläche des einzuschiebenden Rohres verhindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße zugfeste Rohrverbin­ dung so weiterzubilden, daß sie mit einfachen Mitteln und in rohrschonender Weise ausgebildet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Rohrverbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kenn­ zeichnenden Merkmalen.

Da schon im Stadium der Vormontage der Innendurchmes­ ser der Klemmkörper größer ist als der Außendurchmesser des anzuschließenden Rohres kann dieses berührungslos und somit vor Beschädigungen seines Mantels sicher der Rohrver­ bindung zugeführt werden. Die einstückig-stoffschlüssige Ausbildung von Tragring und Sicherungsmittel bringt im Sinne der Erfindung den erheblichen Vorteil mit sich, daß es nunmehr möglich ist, von außerhalb der Muffe auf das in ihr befindliche Sicherungsmittel einzuwirken. So ist es insbesondere möglich, die Rohrverbindung vorzuspannen, in­ dem man den Tragring von der Muffenmündung wegzieht, wo­ durch das Spannmittel zur Beaufschlagung des Rohres gezwun­ gen wird. Mittels Distanzhalter läßt sich eine optimale Klemmwirkung dauerhaft aufrechterhalten. Andererseits läßt sich die Verbindung auch leicht wieder lösen, indem man durch Vortreiben des Tragrings gegen die Muffe das Siche­ rungsmittel außer Eingriff mit dem Rohr bringen kann. Auch dazu ist es dann nicht notwendig, einen gesonderten Mon­ tage- oder Demontagehilfskörper zu verwenden, da ein sol­ cher dem integralen Trag- und Sicherungsring entsprechend der Erfindung quasi immanent ist.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Hervorzuheben ist eine besondere Ausgestaltung der Verbindung zwischen dem Tragring und den Klemmkörpern in der Weise, daß die Klemmkörper über jeweils zwei axial be­ abstandete radiale Biegezonen an den Tragring angebunden sind und die Biegezonen ein Stufengelenk ausbilden, das den Angriffsflächen der Klemmkörper eine im wesentlichen voll­ flächige Anlage am Rohrmantel ermöglichen. Diese Merkmale tragen in besonders geschickter Weise dem Umstand Rechnung, daß die Klemmkörper optimal am Rohr angreifen können, ob­ wohl der an der Rohrverbindung verbleibende Tragring einen unveränderlichen Durchmesser aufweisen kann.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Rohrverbindung in einer Vormontagestellung,

Fig. 2 die Rohrverbindung nach Fig. 1 in einer gesicherten Montageposition,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Klemmkörper mit inte­ griertem Tragring,

Fig. 4 eine Stirnansicht des Tragrings nach Fig. 3 entspre­ chend dem dortigen Ansichtspfeil IV,

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer ab­ gewandelten Ausführungsform in der Vormontagestel­ lung und

Fig. 6 die Rohrverbindung nach Fig. 5 im gesicherten Monta­ gezustand.

Das Ausführungsbeispiel zeigt entsprechend Fig. 1 ein Rohrstück 10 aus Kunststoff, wie insbesondere Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) od. dgl., eine Rohrmuffe 11 aus Kunststoff oder Metall sowie einen zwischen Rohr 10 und Muffe 11 eingreifenden ringförmigen Sicherungskörper, der in seiner Gesamtheit mit 12 bezeich­ net ist.

Bei dem Rohrstück 10 kann es sich um einen Endab­ schnitt eines längeren Rohres oder auch nur um ein Rohr­ übergangsstück handeln, welches, etwa mittels Schweißen oder Kleben, mit einem längeren Rohr verbunden ist bzw. wird.

Der insgesamt einstückige Sicherungskörper 12 gliedert sich in einen Tragring 13 und eine Vielzahl von Klemmkör­ pern 14, die mit dem Tragring werkstoffeinheitlich-stoff­ schlüssig aus einem zähelastischen Werkstoff, wie z. B. Po­ lyamid (PA) oder Polyacetal (POM) ausgebildet sind.

Der Tragring 13 ist als Flanschring ausgebildet mit einem rohrförmigen Abschnitt 15, der in die Muffe 11 ein­ greifen kann (Fig. 1 und 5) und einem Flansch 16, dessen Außendurchmesser etwa dem der Muffe 11 entspricht und stets außerhalb dieser liegt.

Die Klemmkörper 14 sind mit dem Tragring 13, und zwar konkret mit dessen rohrförmigem Abschnitt 15, über wenig­ stens eine radiale Biegezone 17 gelenkartig wie auch zug- und hinreichend druckfest verbunden. Beim Ausführungsbei­ spiel sind zwei axial beabstandete Biegezonen 17 und 18 vorhanden, die zusammen ein Stufengelenk ausbilden und da­ mit sicherstellen, daß die Klemmkörper 14 aufgrund einer Parallelverlagerung radial einwärts den Mantel des Rohres im wesentlichen vollflächig beaufschlagen können.

Bei noch nicht in die Muffe 11 eingeschobenem Rohr 10 können die Klemmkörper 14 aufgrund ihrer gelenkigen Verbin­ dung zur Achse A hin vorübergehend ausweichen und mit Hilfe eines Vorschubs des Tragrings 13 von außen in die Innenum­ fangsnut 19 der Muffe 11 eingebracht werden, indem der Si­ cherungskörper 12 in Axialrichtung gegen die Muffe 11 be­ wegt wird, bis die Klemmkörper 14 in die Muffennut 19 ein­ schnappen.

Der freie Innendurchmesser, d. h. der Innendurchmesser des entspannten Sicherungskörpers 12 entsprechend Fig. 3 und 4, ist in Fig. 3 mit D bezeichnet und sowohl im Bereich des Tragrings 13 als auch im Bereich der (unbeaufschlagten) Klemmkörper 14 zumindest geringfügig größer als der Außen­ durchmesser d des Rohres 10 (Fig. 1). Deshalb kann das Rohr 10 in die Muffe 11 eingeschoben werden, ohne daß sein Man­ tel durch intensiven Kontakt mit den Klemmflächen 22 be­ schädigt werden könnte.

Zur Aufnahme der nach Art von Federzungen umfänglich voneinander schlitzbeabstandeten Klemmkörper 14 in der Muffe 11 weist diese eine Innenumfangsnut 19 auf, die er­ sichtlich einen konischen bzw. keilförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Kontaktfläche 20 für den Sicherungsring 12 zur Muffenmündung hin gegen das Rohr 10 konvergiert. Entsprechend dieser Konizität weisen die Klemmkörper 14 je­ weils eine kongruente konische Außenumfangsfläche 21 auf. Um sich in Axialrichtung innerhalb der muffenseitigen In­ nenumfangsnut 19 bewegen zu können, sind die Klemmkörper 14 in ihrem Kontaktbereich axial kürzer als die Nut 19, wie es die Fig. 1, 2 sowie 5 und 6 deutlich zeigen.

Im Vormontagezustand der Rohrverbindung befinden sich die Klemmkörper 14 im Muffeninnersten, d. h. im größten Durchmesserbereich der Muffennut 19. In diesem Stadium ist die Rohrverbindung allerdings noch nicht zugfest. Eine er­ ste Vorfixierung wird dadurch erreicht, daß man den Trag­ ring 13 von der Muffe 10 weg nach außen zwingt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man - wie in den Fig. 1 und 5 angedeutet - zwischen Flansch 16 und Muffe 10 ein hebelartiges Werkzeug 23 ansetzt und verschwenkt, was durch den darüber eingezeichneten Pfeil symbolisiert sein soll. Drei über den Umfang des Flansches 16 verteilt angeordnete taschenartige Einsteckausnehmungen 24 auf der zur Muffe 10 weisenden Seite des Flansches 16 erleichtern dabei den Werkzeugansatz.

Aufgrund der Keilflächenpaarung 20/21 werden die Klemmkörper 14 umso fester gegen den Mantel des Rohres 10 gepreßt, je weiter man den Tragring 13 und mithin die zug­ fest mit ihm verbundenen Klemmkörper 14 - bzgl. Fig. 1, 2 sowie 5 und 6 nach links - von der Muffe 10 weg bewegt, was so weit möglich ist, bis die axialweisenden Stirnflächen 25 und 26 von Muffennut 19 und Klemmkörper 14 einander kontak­ tieren. Abweichend von den diesen Grenzzustand zeigenden Darstellungen der Fig. 2 und 6 sollte dies jedoch allen­ falls erst unter Einfluß von auf die Rohrverbindung einwir­ kenden Zugkräften möglich sein und nicht bereits in der ge­ sicherten Spannstellung, die die Fig. 2 und 6 veranschauli­ chen sollen, und die ebenfalls noch nicht den endgültigen betriebsmäßigen Zustand der Rohrverbindung darstellt.

Diese Spannstellung wird durch Abstandshalter 27 gesi­ chert, die im Flansch 16 des Tragringes 13 angeordnete, axial gerichtete Bohrungen 28 durchgreifen und sich an der Muffenstirn abstützen. Beim Ausführungsbeispiel sind die Abstandshalter 27 als Zapfen dargestellt, die mittels wi­ derhakenartiger Umfangsrippen 29 selbsttätig in ihrer je­ weiligen Position innerhalb der Bohrungen 28 gesichert ge­ halten sind. Diese Zapfen 27 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff und werden abgeschnitten, wenn die Rohrverbin­ dung wieder gelöst werden soll. Statt solcher Abstandshal­ tezapfen sind allerdings auch andere Ausführungen denkbar, wie z. B. Schrauborgane.

Die dergemäß, wie in Fig. 2 und Fig. 6 gezeigt, gesi­ cherte Spannstellung hält das Rohr 10 zugfest in der Muffe 11, wobei auf die Rohrverbindung einwirkende Zugkräfte diese Haltekräfte noch verstärken.

Aufgrund der biegeelastischen Anbindung der Klemmkörper 14 an den Tragring 13 können die Klemmkörper 14 sich im we­ sentlichen in radialer Richtung auf die Achse A zu oder von ihr weg bewegen, insbesondere also den Mantel des Rohres 11 klemmschlüssig beaufschlagen, wenn sie zur Rohrachse A hin belastet werden. Die vollflächige Auflage der Klemmkörper 14 auf dem Rohrmantel wird entscheidend durch die Doppelge­ lenkanordnung der Biegezonen 17 und 18 begünstigt, die eine radiale Parallelverlagerung der auf diese Weise parallelo­ grammartig am Tragring 13 angelenkten Klemmkörper 14 ge­ währleisten.

Für den Fall, daß die Muffe 11 aus Kunststoff besteht, kann es sinnvoll sein, sie gegen ungewolltes Aufweiten durch eine insbesondere stählerne Manschette oder Bandage 35 zu fixieren, die fest auf den Außenmantel der Muffe 11 aufgepresst ist.

Für den Fall, daß die Muffe 10 aus einem Kunststoff aufgeweitet ist, der Memory-Eigenschaften zeigt mit der Folge, daß die Muffe später zu einer Durchmesserverringe­ rung tendiert, kann dem durch innere Abstützung seitens des Tragringes 13 begegnet werden. Eine entsprechende Ausfüh­ rungsform zeigen beispielhaft die Fig. 5 und 6. Hier weist der rohrförmige Abschnitt 15 des Tragrings 13 einen umlau­ fenden Stützbund 30 auf, der in eine muffenmündungsseite Ausdrehung 31 formschlüssig eingreift.

Zusätzlich ist in diesem Bereich eine Ringschnapp- oder -rastverbindung 32 ausgebildet, die aus einem umlau­ fenden Rastvorsprung 33 als Patrize an der Umfangsfläche des tragringseitigen Stützbundes 30 und einer formkomple­ mentären, umlaufenden Umfangsnut 34 als Matrize im Grund der muffenseitigen Ausdrehung 31 gebildet ist. Diese wie­ derlösbare Rastverbindung sorgt für eine Fixierung des Si­ cherungsrings 12 in der Muffe, so daß diese beiden zusam­ mengesteckten Teile transportiert werden können, ohne daß sie ihren Zusammenhalt verlieren.

Claims (12)

1. Zugfeste Rohrverbindung zum Anschluß einer aus Kunststoff wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) od. dgl. bestehenden Rohrleitung (10) an eine Muffe (11) aus Kunststoff oder Metall, unter Vermitt­ lung eines zum Angriff am Rohrmantel innenumfänglich reib­ schlußerhöhend ausgebildeten Sicherungsmittels (12), das in einer Innenumfangsnut (19) der Muffe (10) einliegt, wobei sich konische Umfangs-Kontaktflächen (20, 21) zwischen Si­ cherungsmittel (12) und Muffennut (19) zur Mündung der Muffe hin im Durchmesser verjüngen, derart, daß das Einwir­ ken von axialen Zugkräften an der Rohrverbindung die Halte­ kräfte des Sicherungsmittels (12) am Rohr (10) verstärkt, und wobei ein mit dem Sicherungsmittel (12) zusammenwirken­ der Flanschring (13) vorgesehen ist, dessen Innendurchmes­ ser (D) zumindest geringfügig größer ist als der Außen­ durchmesser (d) des Rohres (10), und der das zerstörungs­ freie Einstecken des Rohres (10) durch das Sicherungsmittel (12) hindurch gewährleistet, wobei der Flanschring (13) als dauerhafter Tragring für das Sicherungsmittel (12) dient, das aus einer Vielzahl von umfangsbeabstandet am Ende des Rohrabschnitts (15) des Tragrings (13) einstückig-stoff­ schlüssig angeformten Federzungenelementen gebildet ist, welche voneinander unabhängige spreizfederbare Klemmkörper (14) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß der freie In­ nendurchmesser (D) der Klemmkörper (14) ebenfalls zumindest geringfügig größer ist als der Außendurchmesser (d) des an­ zuschließenden Rohres (10) und daß an dem Tragring (13) Mittel zum Verschieben des Tragrings (13) von der Muffe (11) weg vorgesehen sind sowie Distanzhalter (27) zur Fi­ xierung des Tragrings (13) und somit auch des Sicherungs­ mittels (12) in seiner Klemmstellung.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klemmkörper (14) über je wenigstens eine radiale Biegezone (17) an den Tragring (13) angebunden sind.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klemmkörper (14) über jeweils zwei axial beabstandete radiale Biegezonen (17, 18) an den Trag­ ring (13) angebunden sind und die Biegezonen (17, 18) ein Stufengelenk ausbilden, das den Angriffsflächen der Klemm­ körper (14) eine im wesentliche vollflächige Anlage am Rohrmantel ermöglichen.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Biegezonen (17, 18) zug- und druckfe­ ste Gelenke ausbilden und von Werkstoffschwächungszonen etwa nach Art von Filmscharnieren ausgebildet sind.

5. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (16) des Tragrings (13) mit Werkzeugangriffsflächen versehen ist, mittels der der Tragring (13) samt Klemmkörpern (14) von der Muffenstirn weg verspannbar ist.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeugangriffsflächen an der zur Muf­ fenstirn weisenden Seite des Flansches (16) sowie im we­ sentlichen als radial- und zur Muffenstirn hin offene ta­ schenartige Ausnehmungen (24) zum Einstecken eines insbe­ sondere hebelartig wirkenden Werkzeugs (23) ausgebildet sind.

7. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (16) des Tragrings (13) mit Öffnungen (28) zur Aufnahme von axial ausgerichteten Distanzhaltern (27) versehen sind, die den Abstand des Flansches (16) von der Muffenstirn gesi­ chert halten.

8. Rohrverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Distanzhalter (27) selbstsichernde Rück­ haltemittel (29) zur Sicherung ihrer jeweiligen Position in den Flanschöffnungen (28) aufweisen.

9. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (13) einen in eine muffenmündungsseite Ausdrehung (31) eingrei­ fenden Stützbund (30) aufweist.

10. Rohrverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Stützbund (30) und Ausdrehung (31) mit lösba­ ren, formschlüssig wirkenden Kupplungsmitteln (33, 34) nach Art von Schnapp- oder Rastverbindungsmitteln ausgerüstet sind.

11. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (11) nahe ihrer Mündung mittels einer Umfangsmanschette (35) banda­ giert ist.

12. Rohrverbindung nach einem der vorhergenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (13) mit den integrierten Klemmkörpern (14) aus einem zähen Kunststoff wie Polyacetal (POM), Polyamid (PA) od. dgl. besteht.