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oder Formstücke Steckverbindung für Rohre/aus Kunststoff Die Erfindung
betrifft eine Steckverbindung für Rohre und Formstücke aus Kunststoff oder dergleichen,
insbesondere für Dachrinnenfalllrohre und Dachrlnnenformstücke, bei welcher das
untere Spitzende des jeweils oberen Rohres oder Formstückes im Paßsitz in das nächstfolgende
untere Rohr oder Formstück eingesteckt wird.
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Für den Wasserabfluß von Dachrinnen sind Fallrohre aus Metall oder
dergleichen bekannt, die durch Ineinanderstecken und anschließendes Löten miteinander
verbunden und befestigt werden.
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Durch die fortschreitende Entwicklung in der Kunststoffverarbeitung
ist man dazu übergegangen, Fallrohre und Eormstücke auch aus Kunststoff, beispielsweise
PVC-Hart, herzustellen.
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Um den Wasserabfluß aus Dachrinnen, insbesondere bei Fassaden mit
Vorsprüngen, nbauten und dergleichen, zu gewährleisten, sind bekanntermaßen verschiedene
Formstücke, wie z. B. Krümmer, Abzxweige, T- und Winkelstücke erforderlich. Letztere
sind miteinander bzw. mit den Rohren zu verbinden. Diese Verbindung zwischen Dachrinnenfallrohr
und den Formteilen wurde bislang durch Steckmuffen geschaffen. Die bekannten Fallrohre
weisen ein normales und ein aufgeweitetes Ende auf. Außen- und Innendurchmesser
des normalen Endes sind gleich denen des Rohres.
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Das vorgenannte normale Ende stellt das sogenannte Spitzende des Rohres
oder Formstückes dar, das andere Ende ist zu einer das nächste Spitzende umgreifenden
Muffe aufgeweitet.
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Die bekannte Herstellung von Kunststoffrohren geschieht im Extrusionsverfahren.
Das aufplastifizierte Material wird durch ein formgebendes Werkzeug im kontinuierlichen
Verfahren gepreßt. Das aus dem formgebenden Werkzeug auftretende, noch plastische
Kunststoffrohr wird durch den sogenannten Kalisrator geffihrt, der das Kunststoffrohr
zum Erstarren bringt und ihm seine endgültige Form und Maße verleiht. Nach diesem
sogenannten Strangpreßverfahren werden Kunststoffrohre hergestellt.
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Für die Erzeugung der Formstücke werden in herkömmlicher Weise zwei
Verfahren verwendet: a.) das Blasverfahren und b.) das SCtzgußverfahren Beim Blasverfahren
wird das extrudierte Rohr in ein formgebendes Werkzeug geführt und im plastischen
Zustand durch Einleitung von Preßluft an die innen konturierte Fläche gedrückt,
Wenn aus einem geraden Rohr ein Krümmer zu bilden ist, wird die Wandstärke an der
längeren Außenseite kleiner, die Wandstärke an der kürzeren Innenseite größer sein
als die ursprüngliche Wandstärke des extrudierten Rohres war. Beim Einbringen zusätzlicher
Sicken , Nuten oder dergleichen, die rundumlaufen, wird die Wandstärke an der längeren
Außenseite noch weiter verringert.
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Will man eine fiir das normale gerade extrudierte Rohr geforderte
Druckbelastung auch für den nach oben beschriebenen Verfahren hergestellten Krümmer
gewährleisten, so wird man aufgrund der Kenntnis der Wandstärkenverminderung beim
Bl a sve rfahren von einer größeren Wandstärke ausgehen. Zur Herstellung eines Formstückes
wird also in bekannter Weise ein extrudiertes Rohr mit erheblich größeren Wandstärken
verwendet. Die Schwächung durch die neue Formgebung führt dann in berechneter Weise
auf Wandstürken, die den geforderten Druckbelastungen standhalten. Hachteilig ist
hierbei der große Materialbedarf, insbesondere das Auftreten überschüssigen Materials
an den kürzeren inneren S>iten der Krümmer. Ein weiterer Nachteil besteht/in
der Naßungen?uigkeit bei der erstellung. unter Umständen Kit dem Spritzgußverfahren
versucht man die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, benötigt aber aufwendige Herstellungsmaschinen.
Düs durch einen Kolben oder eine Schnecke aufplastifizierte Kunststoffmaterial wird
mit Druck in ein formgebendes Werkzeug gefüllt. Die äußere Formgebung erfolgt durch
die Innenkontur des Werkzeuges, die innere Formgebung durch die außen kontur eines
Dornes oder Kernes. Das Entfernen der Außenkonturteile nch kalten des fertigen Formstückes
bringt kaum Schwierigkeiten mit sich, wohl aber das Herausziehen der Kerne. Kriterien
sind hierbei Hinterschneiduagen im Material. Es kann also nicht jede beliebige Kontur
mit einem Kern gebildet werden, es sei denn, daß der Kern selbst aus mehreren; Stücken
in komplizierter Weise zerlegbar ist. Eine solche Kompliziertheit wäre nicht nur
technuisch sonern auch wirtschaftlich nachteilig.
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~Das Problem der Wandstärkensohwächung tritt auch bei der Herstellung
von Huffen auf, die durch Aufweiten des extrudierten Rohres gebildet werden. Bekannte
ineinandersteckbare Kunststoffmuffenverbindungen nach dem Teleskoprohrprinzip weisen
zwar lär längs des Überdeckungsbereiches eine doppelte Wandstärke auf, die von außen
einwirkenden Beanspruchungen in gleicher
Weise wie das normale extrudierte
Rohr standhalten. Der von innen auftretende Druck wird jedoch durch die Wandstärkendicke
der Muffe begrenzt. Man geht deshalb bei den bekannten Verfahren zur Ilerstellung
von Muffen etnf'3-ls von extrudierten Rohren mit größerer Wandstärke aus. Die sich
durch das Aufwelten ergebende Wandstächung genügt erst dann den von innen beaufschlagten
Drücken. Der Nachteil der bekannten tiuffensteckverbindungen besteht in einem erhöhten
I¢ateri lverbrauch.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steckverbindung
für Kunststoffrohre und Formstficke zu schaffen, die ohne zusätzliches Material
formgenau und druckfest ist und allen technischen Bedingungen, wie z. 13. ausreichende
Strömungsgeschwindigkeiten der fließenden Medien, Dichtheit und Befestigungsmöglichkeit,
genügt.
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Die vorgenannte Aufgabe gemäß der Erfindung wird dadurch gelöst, daß
jedes Rohr oder Formstück ein unteres, in Flußrichtung orientiertes, verjüngtes
Ende aufweist, dessen Außendurchmesser um die doppelte Wandstärke plus dem für die
Paßtoleranz notwendigen Maß kleiner ist als der Außendurchmesser des Rohres oder
Formstückes. Der neue Gedanke ist die Schaffung eines verüriten Endes. Bei der neuen
Steckverbindung braucht in vorteilhafter Weise kein Aufweiten vorgenommen zu werden,
und es treten somit keine WandstHrdenverringerungen auf. Die neue Steckverbindung
genügt allen durch die DIN-Vorschrfriften gegebenen Bedingungen. Sie bietet desferneren
in vorteilhafter Weise ein architektonisch schönes Bild, da keine Muffen sichtbar
sind, weil der Überdeckungsbereich innerhalb des normalen Rohres oder Formstückes
liegt, Darüberhinaus sind verschiedene Paßsitze der Steckverbindung möglich, nämlich
alle diejenigen, welche von den DIN-Nornjen zugelassen werden.
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Wenn das Spiel zwischen dem verjüngten Ende und dem normalen ,ohr
oder Formstück groß ist, kann auch Püllkleber längs des Überlappungsbereiches eingeführt
werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in einem Übergangsstück
mit einem' oberen aufgeweiteten Ende, dessen Innendurchmesser wenig größer ist als
der Außendurchmesser des Rohres oder- Pormstückes, und mit einem' unteren verjüngten
Ende, dessen Außendurchmesser um die doppelte Wandstärke plus dem für die Paßtoleranz
notwendigen Maß kleiner ist als der Außen durchmesser des Rohres oder Formstückes.
In der Regel ist die jizahl der btergangsstücke in einem Fallrohrsystem gering,
so daß die doch immerhin an einer Seite des Übergangs stückes angeordnete, aufgeweitete
Ijuffe nur sehr vereinzelt vorkommt und sichtbar ist. Das andere, eingezogene Ende
des Übergangsetückes weist wieder dieselben Vorteile, wie oben beschrzeben, auf.
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Ein Vorteil der neuen Steckverbindung besteht darin, daß die Verjüngung
des Rohrendes uten in Fallrichtung liegt. Für diese Ausgestaltung ist eine Dichtigkeit
von vornheTin gewährleistet.
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Es ist jedoch günstig, wenn man er£indungsgemäß zusätzlich das verjüngte,
untere Ende mit dem oberen Ende des nächsten unteren ilbergreifenden Rohres oder
Formstückes längs des Überlappungsbereiches verklebt.
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Besonders vorteilhaft ist es erfindungsgemäß auch, wenn zwischen den
miteinander verbundenen Rohrenden oder Formstückenden im Uberlappungsbereich ein
Dichtungsring angeordnet ist und für dessen Halterung eine Sicke am oberen Ende
des übergreifenden Rohres oder Formstückes angebracht ist.
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Zweckmäßigerweise ist erfindungsgemäß die Wandstärke der Sicke im
ganzen Bereich, d. h. auch in den Radien, mindestens gleich oder größer als die
WandstHrke des übrigebindung stückes. Hierdurch wird die Festigkeit der Steclzverbindung
erhöht und die Bruchgefahr an den geschwächten @tellen erheblich vermindert.
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Eine weitere vorteilhafte ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß din Formstück, ausgebildet als Ein- oder Hshrf chabzweiger verschiedener Gradzahl,
insbcsondere cir T-Stück oder llinnenstutzen, ein verjüngtes Ende ;!ulweist, dessen
Wand zur Erleichterung der Herstellung beim Übergang vom kleineren Innendurchmesser
des verjüngten Endes zum größeren Innendurchmesser des Formstückes wit einer rundumlaufenden
Wandstärkenanhäufung versehen ist. Durch diese Wandstärkenandäufung wird auf der
Innenseite des Winkelstäckes ein stetiger Flächenübergang für das Uberdehnen des
Winkelstückes durch das Kernende beim Herausziehen und zum leichteren Herausgleiten
desselben gebildet. Die eingangs erwähnte ufteilung des Kernes bei der Herstellung
der Kunststoffteile, insbesondere der Winkelstücke oder Stutzen, 1 nn in vor-tcilhefter
Weise an seiner geeigneten Stelle vorgenommen werden.
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Eine mehrfache Reilung des Kernes selbst ist nicht notendig.
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Die Wand stärken anhäufung kostet nur wenig zusätzliches Haterial,
und das Überdehnen über dieser Verdickung ist ohne weiteres möglich.
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In noch weiterer, vorteilhafter @usgestaltung der rfindunt sind im
verjüngten Teil des Rohres oder Formstückes mindestens zwei kleinste, nach rußen
gerichtete Ausbeulungen in Längsrichtung des Rohres oder Formstückes zur besseres
Halterung Des ohne Verklebung aufgesteckten Rohres oder Eormstückes angeordnet.
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Diese kleinen ausbeulungen, die noch in den durch die DIN-Normen festgelegten
Toleranzen für Kunststoffrohre liegen, werden durch umstecken eines Rohres oder
Formstüdkes überdriiclit, so daß sie die Dichtheit der Verbindung nicht beeinträchtigen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmögliohkeiten der Erfindung
ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen von jusführungsbeispielen sowie
us der folgenden Beschreibung.
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Es zeigen: Fig. 1 die schematische Ansicht eines fallrohrsystems,
bestehend aus mehreren geraden und gebogenen Rohrstücken, die durch die neue Steckverbindung
miteinander gekoppelt sind, Fig. 2 einen auerschnitt durch das verjüngte Ende eines
Rohres oder Formstüekes, wobei die Ausbeulungen 15 in übertricbener Größe dargestellt
sind.
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Fig. 3a ein Übergangsstück mit drei Bereichen' mit drei verschiedenen
Durchmessern, Fig. 3b ein Übergangsstück mit zwei Bereichen mit zwei verschiedence
Durchmessern, Fig. 14 eine Steckverbindung mit einem in einer Sicke angeordneten
Dichtungsring, und Fig. 5 ein T-Glied bzw. Stutzen.
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Das Rohrioder Formstück 1', 1" weist ein oberes Ende 3, bzw.
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3', " mit gleichem außen und Innendurchmesser auf wie etwa in der
Mitte des Rohres 1 oder Formstückes 1'. 1". Unten am Rohr oder Formstück befindet
sich 6 verjüngtes Ende 2 bzw.
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21, 2t, welches in das obere Ende des nächsten untern Rohres oder
Formstückes einpreßbar ist. Man kann in vorteilhafter Weise die Rohr- bzw. Formstückenden
nach ihrer Herstellung an beliebigen Stellen abscheiden. EF bleibt dann immer ein
Rohrstück
mit einem verjüngten Ende 2 und einem nicht verjüngten
Ende 3 übrig. Die Wandstärke des gesamten Rohres oder Formstückes einschließlich
des verjüngten Endes ist vorzugsweise gleich groß, sie ist gegenüber dem normalen
Rohr oder Formstück allen falls längs des verjüngten Endes größer. Der Materialaufwand
der neuen Steckverbindung ist in vorteilhafter Weise nicht größer als der für das
normale Rohr oder Formstück derselben Länge.
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Solle jedoch durch mehrmaliges Schneiden ein Rohr oder Formstück mit
nur zwei nicht verjüngten Enden 3 vorhanden und mit einem gleichen nicht verjüngten
Ende 6 zu verbinden sein, so kann diese Rohr oder Formstück mittels des Übergangsstückes
4 der Fiogur 3a oder 3b in der dargestellten Weise geschehen.
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Obwohl, wie oben beschrieben, eine zusätzliche Abdichtung bei der
neuen Steckverbindung an sich nicht erforderlich ist, kann man jedoch - beispielsweise
für die Verwendung bei Druckrohren-, wie in Fig. 4 dargestellt, einen Dichtungsring
8 in einer Sicke 9 anordnen und iiber das verjüngte Ende des nächsten oberen Rohres
oder Formstückes schieben.
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In Fig. 5 ist ein Stutzen 11 gezeigt. Die durchgezogenen Linien stellen
die außen sichtbaren Kanten bzw. die äußeren tkbmessungen dar. Mit den gestrichelten
Linien sind die Wandstärken angedeutet. Bei 10 sieht man die am Stutzen 11 silber
den gesamten Umfang umlaufende Wand.gDkenanhäuSung. Für die Herstellung der Kunststoffteile
wird der jeweilige Kern 12, 13 längs der Fläche 14 geteilt. Diese ist stichpunktiert
angedeutet.
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Der bewegliche Innenkern 13 einer Spritzgußform muß in einer Richtung
aus dem Stutzen 11 herausgezogen werden, die senkrecht zur Längsrichtung des Kernstückes
12 liegt. Durch die Wandstärkenanhäufung verbleibt die Hintergriffigkeit unter den
Werten der Selbsthemmung. Wäre die Wandstärkenanhäufung 10 nicht vorhanden, d. h'.
befände sich dort ein kantiger Vorsprung, so könnte ersichtlich der Kernteil 13
nicht nach unten herausgezogen werden.
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Auch die Überdehnung des querliegenden oberen Rohrstückes des Stutzens
11 durch Herausziehen des Kernteile i2 ist ohne Schwierigkeiten und ohne Schäden
anzurichten möglich.
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Bezugszeichenliste Rohr 1', 1" Formstück 2 verjüngtes Ende des Rohres
2', 2",2"'verjüngtes Ende des Formstückes 3 oberes, nicht verjüngtes Ende des Rohres
3', 311 oberes, nicht verjüngtes Ende des Formstückos 4 Übergangsstück 5 aufgeweitetes
Ende am Übergangsstück 6 oberes Rohr oder Formstück in Übergangsstück 7 unteres,
verjüngtes Ende am Ubergangsstück 8 Dichtungsring 9 Sicke 10 Wandstärkenanhäufung
11 T-Glied bzw. Stutzen 12, 13 Teile der herausziehbaren Nerne bei der erstellung
des Stutzens 14 Trennfläche zwischen den Teilen des Kernes 15 Ausbeulungen