DE19932718A1

DE19932718A1 - Steckkupplung

Info

Publication number: DE19932718A1
Application number: DE19932718A
Authority: DE
Inventors: Oliver Luz; Wilfried Muenster; Peter Friedrich
Original assignee: Friatec AG
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-05-23

Abstract

Eine Steckkupplung enthält einen Grundkörper (6), einen Dichtring (12, 13), einen Klemmring (40) sowie einen mit dem Grundkörper (6) verbindbaren Ringkörper, wobei mittels des Klemmringes (40) ein Rohrende (4, 5) festspannbar ist. Diese Steckkupplung soll dahingehend weiterbildet werden, daß mit geringem Aufwand und hoher Funktionssicherheit die Verbindung mit wenigstens einem Rohrende durchführbar ist, wobei die Rohre aus unterschiedlichen Werkstoffen zum Einsatz gelangen können. Es wird vorgeschlagen, daß das Rohrende (4, 5) in einen axialen Ringspalt (27) zwischen dem Grundkörper (6) und dem Ringkörper (18, 19) einschiebbar ist und daß in dem Ringspalt (27) ferner ein Klemmring (40) angeordnet ist, welcher einerseits an der Klemmfläche (20, 21) des Ringkörpers (18, 19) und andererseits an der Außenfläche des eingeschobenen Rohrendes (4, 5) unter Vorspannung anliegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckkupplung gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 587 131 A1 ist eine derartige Steckkupplung bekannt, welche als Doppelmuffe ausgebildet ist und einen Grundkörper sowie eine Halteeinrichtung oder Klemmvorrichtung jeweils für die in den Muffenkörper einsteck baren Enden der miteinander zu verbindenden Rohre enthält. Die Halteeinrichtung enthält einen Klemmring, welcher außen einen Klemmkonus und innen zumindest eine Klemmrippe aufweist, welche mit dem jeweiligen Rohrende in Eingriff bringbar ist. Mittels einer auf den Muffenkörper aufschraubbaren Überwurfmutter ist ein Gegenkonus mit dem genannten Klemmring verspannbar. Ferner ist an der Innenseite des Muffen körpers ein an der Außenfläche des eingeschobenen Rohrendes dichtend anliegender Dichtring vorgesehen. Das Rohrende muß eine hinreichende Steifigkeit aufweisen, damit aufgrund der radialen Klemmkraftkomponenten das Rohrende nicht nach innen aus weicht, wodurch die axiale Festlegung des Rohrendes in der Steckkupplung in Frage gestellt wäre. Bei der Herstellung der Verbindung ist darauf zu achten, daß das Rohren de weit genug in den Muffenkörper eingeführt wird, damit der Klemmring und ebenso der Dichtring ihre Funktionen erfüllen können. Bei einem unvollständigen Einschieben des Rohrendes in die Steckkupplung besteht die Gefahr, daß die Verbindung nicht oder nur fehlerhaft hergestellt wird. Ferner besteht vor allem bei Druckleitungen das Problem, daß infolge von Relativbewegungen des Rohrendes bezüglich der Steckkupplung das Rohrende aus der Steckkupplung teilweise derart herausbewegt werden kann, daß die geforderte Dichtigkeit und/oder axiale Festlegung nicht mehr gewährleistet werden kann.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Steckkupplung der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit geringem Aufwand und hoher Funktionssicherheit die Verbindung mit wenigstens einem Rohrende durchführbar ist. Die Steckkupplung soll bei der Montage eine funktionsgerechte Handhabung ermögli chen und die Gefahr von Montagefehlern soll ausgeschlossen werden. Die Steckkupp lung soll für Rohre aus unterschiedlichen Werkstoffen gleichermaßen einsetzbar sein, wobei selbst bei vergleichsweise weichen Werkstoffen, wie insbesondere Polyethylen, dauerhaft und über viele Jahre eine sichere Verbindung gewährleistet werden soll. Ferner soll die Steckkupplung vor allem im Sanitärbereich, insbesondere für die Warm wasser- und Kaltwasserinstallation zum Einsatz gelangen können, wobei vor allem durch Temperaturänderungen des strömenden Mediums bedingte Materialveränderungen, insbesondere hinsichtlich der Dimension oder der Steifigkeit, zuverlässig von der Steck kupplung aufgenommen werden sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Steckkupplung zeichnet sich durch eine funktionssichere Konstruktion und einen geringen Fertigungs- und Montageaufwand aus. Der teilweise in das Innere des Rohrendes eingreifende Grundkörper gewährleistet eine sichere radiale Abstützung des Rohrendes, so daß auch unter wechselnden Betriebsbedingungen eine sichere Aufnahme und Übertragung der Klemmkräfte der Haltemittel sichergestellt ist. Mit dem Grundkörper ist ein Ringkörper oder eine Haube gekoppelt, welche das Roh rende radial außen umgibt, wobei das Rohrende in einem Ringraum zwischen dem Grundkörper und der Haube festgeklemmt ist. Der Ringkörper oder die Haube enthalten eine bevorzugt konische Innenfläche, wobei zwischen dieser und der Außenfläche des Rohrendes der Klemmering angeordnet ist, welcher kraft- und/oder formschlüssig beidseitig sowohl mit der Innenfläche des Ringkörpers als auch mit der Außenfläche des Rohrendes gekoppelt ist. Das Dichtelement ist in bevorzugter Weise in dem in das Rohrende eingreifenden Teil des Grundkörpers angeordnet, wobei der Dichtring an der Innenfläche des Rohrendes dichtend anliegt. Der Klemm- oder Haltering weist sowohl radial innen als auch radial außen jeweils wenigstens eine Haltekralle auf, welche in die Außenfläche des Rohrendes bzw. in die Innenfläche des Ringkörpers eingepreßt wird.

Ferner ist in bevorzugter Weise die Haube bzw. der Ringkörper zumindest teilweise derart transparent ausgebildet, daß jederzeit eine Sichtkontrolle durchführbar ist, ob das Rohrende ordnungsgemäß, insbesondere bis zu einem vorgegebenen Anschlag, in die Steckkupplung eingeschoben ist. Diese Sichtkontrolle ist sowohl bei der Montage, als auch im Nachhinein selbst nach langer Betriebsdauer in einfacher Weise durchführbar, so daß man jederzeit eine sich ggf. anbahnende Lösung der Verbindung feststellen und in geeigneter Weise Abhilfe schaffen kann. Die Haube ist in bevorzugter Weise komplett aus transparentem Material gefertigt, wobei aufgrund der einteiligen Ausbildung Ferti gungsprobleme vermieden werden. Zusätzlich oder alternativ Kann im Rahmen der Erfindung die Haube wenigstens eine radial durchgehende Öffnung oder Bohrung derart aufweisen, daß das vollständig und ordnungsmäßig in den Steckverbinder eingeschobe ne Rohrende von außen jederzeit erkennbar ist. Bei fehlerhafter Montage befindet sich der Bereich der Stirnfläche des Rohrendes nicht radial innen im Bereich der genannten Öffnung, so daß die fehlerhafte Verbindung ohne weiteres erkennbar ist.

Es sei festgehalten, daß die erfindungsgemäße Steckkupplung Bestandteil eines Fittings zur Verbindung von zwei oder mehreren Rohren, beispielsweise in Form eines T-Stüc kes, ebenso sein kann, wie Bestandteil des Gehäuses einer Armatur, eines Übergangs stückes zwischen Rohren aus unterschiedlichen Werkstoffen, oder dergleichen. Bei Ausbildung als Fitting oder Doppelmuffe zum Verbinden von zwei oder mehr Rohren, können deren Achsen beliebige Winkelstellungen zueinander aufweisen. Auch sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Steckkupplung für Rohre aus unterschiedli chen Werkstoffen und mit unterschiedlichen Materialeigenschaften zum Einsatz ge langen kann.

Besondere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen sowie der weiteren Beschreibung angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des besonderen, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne daß insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Steckkupplung zur Verbindung von zwei Rohrenden,

Fig. 2 vergrößert das Detail A gemäß Fig. 1.

Die Steckkupplung gemäß Fig. 1 ist als Doppelmuffe und symmetrisch zur Mittelebene 2 ausgebildet und dient zur Verbindung von zwei Rohrenden 4, 5. Sie enthält einen Grundkörper 6, welcher teilweise jeweils in die beiden Rohrenden 4, 5 eingeschoben ist, wobei die inneren Endbereiche 8, 9 des Grundkörpers 6 als bevorzugt konische Er weiterung radial nach außen in Richtung auf die Innenflächen 10, 11 des jeweiligen Rohrendes 4, 5 ausgebildet sind. Desweiteren liegt bevorzugt jeweils an der Innenfläche 10, 11 ein Dichtring 12, 13 dichtend an, welcher insbesondere in einer Ringnut der Außenfläche des Grundkörpers 6 angeordnet ist. Der Grundkörper 6 enthält ferner einen ersten radial nach außen gerichteten Steg 14 bzw. 15 als Anschlag für die Stirnfläche des in die Steckkupplung eingeschobenen Rohrendes 4 bzw. 5. Der Steg 14, 15 ist bevorzugt als ein, bezogen auf die Längsachse 16, umlaufender geschlossener Ring ausgebildet, doch kann er gleichermaßen in eine Anzahl von Segmenten unterteilt sein.

Ferner ist eine Haube oder ein Ringkörper 18, 19 vorgesehen, welcher das jeweilige Rohrende 4, 5 außen umgibt. Der Ringkörper 18, 19 enthält innen eine bevorzugt konisch ausgebildete Klemmfläche 20, 21, deren Innendurchmesser, in Richtung weg vom Grundkörper bzw. zum freien Ende 22, 23 des jeweiligen Ringkörpers 18, 19 abnimmt. Die Haube bzw. der Ringkörper 18, 19 enthält ferner ein Verbindungselement 24, 25, welches mit dem ersten Steg 14 bzw. 15 in Eingriff steht. Der Steg 14, 15 besitzt somit eine Doppelfunktion, nämlich Anschlag für das Rohrende und Befestigung des Ringkörpers 18 bzw. 19. In zweckmäßiger Weise enthält das Verbindungselement 24, Entsprechendes gilt auch für das andere Verbindungselement bzw. den Steg, eine Ringnut 26, in welche der erste Steg 14 mit seinem radial außenliegenden Rand 28 eingreift. Das Verbindungselement 24 übergreift ringförmig den Außenrand des ersten Steges 14 und kann darüberhinaus in bevorzugter Weise in eine Anzahl von Segmenten unterteilt sein. Zumindest das Verbindungselement 24 ist derart federelastisch deformierbar, daß es zur Montage über den Außenrand des ersten Steges 14 hinweggescho ben werden kann, um die in der Zeichnung dargestellte arretierte Position bezüglich des Grundkörpers 6 einzunehmen. In besonders vorteilhafter Weise erfolgt die Montage bzw. Herstellung der Verbindung des Ringkörpers 18 mit dem Grundkörper 6 werksseitig, so daß vor dem Einschieben des Rohrendes zwischen dem innenliegenden Grundkörper 6 und dem außenliegenden Ringkörper 18 ein Ringspalt 27 vorhanden ist, in welchen beim Herstellen der Verbindung des Steckverbinders mit dem Rohrende 4, 5 dieses axial einschiebbar ist.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Ringkörper 18, 19 mittels der Verbindungs elemente 24, 25 dauerhaft und nicht lösbar mit dem Grundkörper 6 verbunden. Alterna tiv kann im Rahmen der Erfindung die Verbindung auch lösbar ausgebildet sein, wobei die Verbindungselemente insbesondere jeweils ein Innengewinde aufweisen, welches mit einem korrespondierenden Außengewinde des Grundkörpers in Eingriff ist. Des weiteren können im Rahmen der Erfindung auch andere Verbindungen, wie beispiels weise nach Art eines Bajonettverschlusses, vorgesehen sein.

Der Ringkörper 18 bzw. 19 ist zumindest im Bereich des Verbindungselements 24 bzw. 25 in bevorzugter Weise transparent derart ausgebildet, daß die radial innenliegende Stirnfläche bzw. der daran anschließende Teil des Rohrendes 4, 5 von außen sichtbar ist. Somit ist eine optische Sichtkontrolle geschaffen, so daß ein unvollständiges Ein schieben des Rohrendes bei der Montage oder später ggf. ein teilweises Herauslösen des Rohrendes ohne weiteres erkannt werden kann. In vorteilhafter Weise ist der komplette Ringkörper 18, 19 aus transparentem Material, und zwar insbesondere aus Kunststoff, gefertigt. Der Grundkörper besitzt ferner einen zweiten Steg 30, 31, axial beabstandet vom ersten Steg 14, 15 derart, daß der Ringkörper 18, 19 mit einem hakenförmigen, radial nach innen gerichteten Ansatz 32, 33 in den Ringraum zwischen den genannten Stegen zur Arretierung des Ringkörpers 18, 19 auf dem Grundkörper 6 eingreift. Der zweite radiale Steg 30, 31 dient als Aufschubbegrenzung für den Ringkör per 18, 19 bei der Montage auf den Grundkörper 6. Bei der hier gezeigten Ausführungs form als Doppelmuffe ist zwischen den axial beabstandeten zweiten Stegen 30, 31 eine Ringnut 34 des Grundkörpers 6 vorhanden. Die Ringnut 34 kann als Angreifmittel für ein Werkzeug beim Herstellen der Verbindung mit dem Ringkörper 18, 19 bzw. dem Rohren de 4, 5 genutzt werden.

Zusätzlich oder alternativ kann in einer besonderen Ausgestaltung der Ringkörper 18, 19 im Bereich der Seitenfläche des ersten Steges 14, 15, an welcher Seitenfläche die Stirnfläche des Rohrendes bei vollständigem, ordnungsgemäßem Einschieben zur Anlage gelangt, wenigstens eine radiale Durchgangsöffnung oder Bohrung 36 enthalten, wie es mit der strichpunktierten Linie angedeutet ist. Auch auf diese Weise ist problem los jederzeit eine Sichtkontrolle des vollständig und/oder ordnunsgemäß eingeschobe nen Rohrendes 4, 5 durchführbar.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ragt der Ringkörper 18, 19 mit dem freien Ende 22, 23 mit einem Bereich 37, 38, dessen axiale Länge vorgegeben ist, über den zugeordne ten inneren Endbereich 8, 9 des Grundkörpers 6 hinaus. In diesem Bereich 37, 38 liegt der Ringkörper 18, 19 zumindest näherungsweise an der Außenfläche des jeweiligen eingeschobenen Rohrendes 4, 5 an. Die Innenfläche des Ringkörpers 18, 19 ist in diesem Bereich 37, 38 bevorzugt zylindrisch ausgebildet und gewährleistet somit eine sichere radiale Abstützung des Rohrendes.

Wie aus der vergrößerten Detaildarstellung gemäß Fig. 2 ersichtlich, ist radial zwischen dem Ringkörper 19 und dem Rohrende 5, Entsprechendes gilt auch für den anderen Teil der Steckkupplung bzw. das andere Rohrende, ein Klemmring 40 angeordnet ist. Der Klemmring 40 enthält in besonders zweckmäßiger Weise einen ersten Teil 42 und einen zweiten ringförmigen Teil 44, welche über einen Zwischenbereich 46 miteinander verbunden sind. Der erste Teil 42 liegt dem ersten Steg 15 benachbart und weist in vorteilhafter Weise eine zylindrische Innenfläche und/oder zylindrische Außenfläche auf. Im Bereich des ersten Teils 42 ist die Innenfläche des Ringkörpers 19 vorteilhaft gleich falls im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Desweiteren enthält der Ringkörper 19 einen Ringbund 48, welchem teilweise gegenüberliegend eine axiale Stirnfläche des Klemmringes 40 bzw. dessen ersten Teils 42 vorgesehen ist. Der Zwischenbereich 46 wird durch wenigstens eine radiale Ringnut 50, 51 im Klemmring 40 gebildet, wobei der Zwischenbereich 46 eine im Vergleich zum ersten Teil 42 reduzierte Dicke besitzt. In vorteilhafter Weise sind sowohl die radial innenliegende Ringnut 50 als auch die radial außenliegende Ringnut 51 vorhanden. Vorteilhaft ist der Klemmring 40 im gleichen axialen Bereich wie der Dichtring 13 angeordnet.

Der zweite Teil 44 ist erfindungsgemäß keilförmig ausgebildet mit in Richtung zum freien Ende der Steckkupplung verjüngender Dicke. Wie bereits erläutert, ist die Klemmfläche 21 des Ringkörpers 19 bevorzugt konisch verjüngt ausgebildet. Der zweite Teil 44 besitzt eine gleichfalls bevorzugt konische Außenfläche zur Anlage an der genannten Klemmfläche 21. Die Außenfläche des zweiten Klemmring-Teiles 44 und dessen Innen fläche schneiden sich unter einem ersten Öffnungswinkel 52. Die Klemmfläche 21 schneidet hingegen die Außenfläche des eingeschobenen Rohrendes 5 unter einem zweiten Öffnungswinkel 54. Der Klemmring 40 besitzt erfindungsgemäß radial innen eine Halte- oder Schneidkralle 56, welche insbesondere ringförmig ausgebildet ist und in die Außenfläche des Rohrendes 5 eingepreßt ist. In vorteilhafter Weise besitzt der Klemm ring 40 ferner wenigstens eine radial außenliegende zweite Haltekralle 58, welche in die Klemmfläche 21 eingepreßt ist. Die bevorzugt ringförmige Haltekralle bzw. Haltekrallen 56, 58 gewährleisten aufgrund des im wesentlichen linienförmigen Eingreifens in die Außenfläche des Rohrendes und/oder in die Innenfläche des Ringkörpers 19 eine hohe Flächenpressung und letztendlich eine sichere Arretierung gegen axiale Auszugskräfte des Rohrendes aus der Steckkupplung. Die Haltekrallen 56, 58 sind am Übergang des zweiten Teils 44 zum Zwischenbereich 46 des Klemmringes angeordnet. Da der genann te erste Öffnungswinkel 52 erfindungsgemäß größer ist als der genannte zweite Öff nungswinkel 44, sind die genannten Haltekrallen 56, 58 besonders effektiv. Mit gerin gem Fertigungsaufwand sind die radial nach innen bzw. radial nach außen gerichteten Haltekrallen 56, 58 geschaffen, die eine hohe Flächenpressung sicherstellen.

Bezugszeichen

2

Mittelebene

4

,

5

Rohrende

6

Grundkörper

8

,

9

innerer Endbereich von

6

10

,

11

Innenfläche von

4

,

5

12

,

13

Dichtring

14

,

15

erster Steg

16

, Längsachse

18

,

19

Ringkörper

20

,

21

Klemmfläche

22

,

23

freies Ende von

18

,

19

24

,

25

Verbindungselement

26

Ringnut in

6

27

axialer Ringspalt

28

Rand von

18

30

,

31

zweiter Steg

32

,

33

radialer Ansatz

34

Ringnut in

6

36

radiale Öffnung in

18

,

19

37

,

38

Bereich bei

22

,

23

40

Klemmring

42

erster Teil von

40

44

zweiter Teil von

40

46

Zwischenbereich von

40

48

Ringbund von

19

50

,

51

radiale Ringnut

52

erster Öffnungswinkel von

44

54

zweiter Öffnungswinkel

56

erste innere Haltekralle von

40

58

zweite äußere Haltekralle von

40

Claims

1. Steckkupplung, enthaltend einen Grundkörper (6), einen Dichtring (12, 13), einen Klemmring (40), sowie einen mit dem Grundkörper (6) verbindbaren Ringkörper (18, 19), wobei mittels des Klemmringes (40) ein Rohrende (4, 5) festspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrende (4, 5) in einen axialen Ringspalt (27) zwischen dem Grundkörper (6) und dem Ringkörper (18, 19) einschiebbar ist und daß in dem Ringspalt (27) ferner der Klemmring (40) angeordnet ist, welcher einerseits an der Klemmfläche (20, 21) des Ringkörpers (18, 19) und andererseits an der Außenfläche des eingeschobenen Rohrendes (4, 5) unter Vorspannung anliegt.

2. Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (6) einen ersten radial nach außen gerichteten Steg (14, 15) aufweist, mit welchem ein Verbindungselement (24, 25) des Ringkörpers (18, 19) in Eingriff steht.

3. Steckkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steg (14, 15) als Anlage für die Stirnfläche des Rohrendes (4, 5) ausgebildet ist.

4. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (18, 19) zumindest in dem Bereich transparent ausgebildet ist, in wel chem sich das vollständig eingeschobene Rohrende (4, 5) mit seiner Stirnfläche befin det und/oder daß der Ringkörper (18, 19) komplett transparent ausgebildet ist.

5. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (18, 19) in dem Bereich, in welchem sich die Stirnfläche des vollständig eingeschobenen Rohrendes (4, 5) befindet, wenigstens eine radiale Öffnung (36) enthält.

6. Steckkupplung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (40) eine erste innere Haltekralle (56), welche in die Außenfläche des Rohrendes (4, 5) einpreßbar ist, und/oder eine zweite äußere Haltekral le (58) aufweist.

7. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (40) einen Zwischenbereich (46) mit reduzierter Wanddicke aufweist und/oder daß der Zwischenbereich (46) durch wenigstens eine radiale Ringnut (50, 51) gebildet ist und/oder daß am Ende des Zwischenbereiches (46) die wenigstens eine Haltekralle (56, 58) vorgesehen ist.

8. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (40) einen ersten im wesentlichen zylindrischen Teil (42) und einen zweiten zum Endbereich (8, 9) des Grundkörpers (6) sich verjüngenden Teil (44) enthält, wobei die Außenfläche des genannten zweiten Teils (44) an der Klemmfläche (20, 21) unter Vorspannung anliegt.

9. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche und die Innenfläche des Klemmringes (40), bevorzugt dessen zweiten Teiles (44) in einem vorgegebenen Öffnungswinkel (52) angeordnet sind, und/oder daß der genannte erste Öffnungswinkel (52) größer ist als ein zweiter Öffnungswinkel (54) zwischen der Klemmfläche (20, 21) des Ringkörpers (18, 19) und der Außenfläche des Rohrendes (4, 5).

10. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (12, 13) zumindest näherungsweise in dem axialen Bereich angeordnet ist, in welchem auch der Klemmring (40) angeordnet ist.