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Die
Erfindung betrifft eine Zugsicherungsklemme für Rohrleitungsverbindungen.
Rohrleitungsverbindungen in diesem Sinne sind Verbindungen von Rohrleitungen
untereinander oder Anbindungen von Rohrleitungen an Armaturen bzw.
Formstücke. Bei
solchen Rohrleitungsverbindungen müssen Vorkehrungen getroffen
werden, um axial wirkende Kräfte
aufzufangen, so dass die Verbindung sich beim Auftreten solcher
Kräfte
nicht löst.
Dazu werden Zugsicherungsklemmen vorgesehen, die einen ringförmigen Körper aufweisen,
dessen Außenkontur
zum Eingriff mit einem Verbindungselement (Rohr-Rohr-Verbindungselement
bzw. Rohr-Armatur-Verbindungselement oder Rohr-Formstück-Verbindungselement) ausgebildet
sind.
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Die
Innenkontur bekannter ringförmiger Klemmen
weist schon ringartige Vorsprünge
zum Eingriff mit der Rohrleitungs-Außenwand auf, um einen sicheren
Halt am Rohr bereitstellen zu können. Es
gibt also schon Klemmen, die innen und in Umfangsrichtung verlaufende
Ringvorsprünge
haben; beispielsweise kleine Absetzungen. Ein Problem hierbei liegt
aber darin, dass solche "geradlinig" verlaufenden Eingriffslinien,
die nicht in großer
Vielzahl bereitgestellt werden, die Haltekräfte auf sehr kleine Bereiche
des Rohres konzentrieren. Insbesondere bei spröden Rohrmaterialien können dabei
Beschädigungen
auftreten (Kerbschlageffekt).
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Aus
der
US 4,657,288 ist
ein Klemmring für eine
Rohrleitungsverbindung bekannt, der eine innere Oberfläche hat,
die aus sich im Allgemeinen umfänglich
erstreckenden Vertiefungen ausgebildet ist, die voneinander versetzt
sind, aneinander grenzen und überlappen.
Das Problem bei diesem Klemmring ist seine komplizierte Herstellung.
Es wird eine Drehmaschine benötigt
und zusätzlich
ein kippbewegliches und drehbewegliches bzw. rotierendes Werkzeug,
was die Ausbildung der Innenoberfläche schwer reproduzierbar und
kompliziert macht.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zugsicherungsklemme
für Rohrleitungsverbindungen
vorzuschlagen, welche die oben genannten Nachteile des Standes der
Technik überwindet.
Insbesondere soll eine Zugsicherungsklemme mit einer Innenkontur
bereitgestellt werden, die einfach herstellbar ist und einen guten
Halt verschafft.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den
Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Unteransprüche
definieren bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Zugsicherungsklemme
beruhen unter anderem darauf, dass die Vorsprünge der Klemmen-Innenkontur
ein Muster aufweisen, das zumindest durch das Vorsehen von mindestens
einer Wendelrille in der Innenkontur gebildet wird. Mit anderen
Worten wird ein einfaches und gleichmäßiges Muster-Erzeugungsverfahren
gewählt,
um der Innenkontur die gewünschte Form
zu geben und hierfür
eignet sich die Wendelform sehr gut, da sie leicht herstellbar ist.
Schon eine einzige Wendelrille kann so ausgestaltet werden, dass
sie entstehenden Kräften
eine relativ große
Angriffsfläche
gibt und damit Kerbschlageffekte verringert.
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Der
ringförmige
Körper
der Zugsicherungsklemme kann einen Schlitz aufweisen, damit sie
zusammendrückbar
wird und ihre Funktion besser ausüben kann. Die Klemme kann insgesamt
oder zumindest an ihrer Außenkontur
konisch geformt sein, um eine axial angreifende Kraft in eine radiale
Klemmkraft umzuwandeln. Sie kann aus Metall hergestellt und zum
Klemmen eines Kunststoffrohres ausgebildet sein. Sie kann ferner
aus jedwedem Material hergestellt sein, das in der Härte über dem
Rohrmaterial liegt, insbesondere aus einem härteren Kunststoff, beispielsweise
aus POM, wenn das Rohr aus PE besteht.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform sind
sich überkreuzende
Wendelrillen vorgesehen, insbesondere sich aufgrund gegenläufiger Wendelrichtungen
kreuzende Wendelrillen. Es ist aber auch möglich, Kreuzungspunkte zwischen
den Wendelrillen dadurch herzustellen, dass mehrere Wendeln mit unterschiedlichen
Wendelsteigungen in Längsrichtung
des Innenumfangs verwendet werden. Gerade sich überkreuzende Wendelrillen schaffen
eine Vielzahl von Innenvorsprüngen
und Angriffspunkten am Rohr und verteilen so die Haltekraft besser.
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Die
Wendelrillen können
Innengewinderillen sein, die eine Steigung aufweisen, welche größer ist als
eine Normgewindesteigung, d. h. eine Steigung eines metrischen Gewindes
des entsprechenden Durchmessers. Besonders bevorzugt beträgt die Steigung
mindestens eine doppelte metrische Gewindesteigung, insbesondere
mindestens 10 mm pro Umlauf, vorzugsweise 50 mm pro Umlauf und speziell
bis zu mehr als 100 mm pro Umlauf.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Zugsicherungsklemme ist mindestens eine Wendelrille zusätzlich zu
umfänglich
verlaufenden Innenvorsprüngen
vorgesehen, um eine ausreichende Zahl von Innenvorsprungs-Kraftangriffspunkten
zu liefern. Die Innenvorsprünge
müssen
dabei nicht unbedingt auf einer einzigen radialen Höhe angeordnet
sein; sie können
auch gewinde- oder wendelförmig
verlaufen, insbesondere mit geringerer Steigung als die Wendelrillen,
vorzugsweise mit einer kleineren Steigung als metrische Gewinde.
Es können
natürlich
auch zwei oder mehrere Wendelrillen verwendet werden, und Kreuzungen
können
insbesondere dadurch erzielt werden, dass Wendelrillen mit umfangsversetzten
Anfangspunkten vorgesehen werden.
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Die
erfindungsgemäß verwendeten
Wendelrillenmuster sind einfach herzustellen, beispielsweise mit
einer Gewindeschneidapparatur (Innengewinde) oder auch auf einer
Drehbank, wobei kein besonderes Werkzeug notwendig wird, lediglich
ein Schneidwerkzeug und ein Vorschub.
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Die
Erfindung wird im Weiteren anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In
den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Schrägansicht von
oben auf eine Kreuzwendelklemme gemäß der Erfindung;
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2 eine
Detailansicht der Innenfläche
der Klemme aus 1;
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3 eine
Längsschnittansicht
durch die Kreuzwendelklemme gemäß der Erfindung;
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4 eine
Detailansicht des Details IV aus 3; und
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5 eine
Einbaudarstellung für
die erfindungsgemäße Zugsicherungsklemme
in einer Rohrverbindung.
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Zunächst soll
anhand der 5 kurz dargestellt werden, wie
die erfindungsgemäße Zugsicherungsklemme 1 ihre
Funktion in einer Rohrleitungsverbindung ausübt. Auf dem Kunststoffrohr 8 sitzt
ein erstes Verbindungselement 6, das schräg auf das Rohr
zu nach rechts verengt ist. An dieser sich verengenden Stelle sitzt
die erfindungsgemäße Zugsicherungsklemme 1,
die konisch ausgestaltet ist.
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Anschließend an
das erste Verbindungselement 6 ist mit diesem ein zweites
Verbindungselement 7 im Eingriff, und die beiden Verbindungselemente 6, 7werden
durch die Zugsicherungsklemme 1 gegen ein Abziehen durch
eine axial wirkende Kraft (nach links, siehe Pfeil) gesichert. Wenn
nämlich
am Element 6 oder am Element 7 oder an beiden
Elementen eine Kraft angreift, die durch den Pfeil dargestellt ist,
so wird wegen der konischen Form des Klemmrings 1 und der
zusammenlaufenden Form des Verbindungselements 6 der Klemmring 1 radial zusammengedrückt, und
er kann sich mit seiner Innenkontur an der Außenseite des Rohres 8 festhalten.
Damit ist eine Zugsicherung geschaffen.
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Die
erfindungsgemäße Zugsicherungsklemme
ist in einer perspektivischen Schrägansicht in 1 gezeigt.
Sie hat einen ringförmigen
Grundkörper,
dessen Innenfläche
mit einer erfindungsgemäßen Kontur
gefertigt ist, welche die Eigenschaft besitzt, in die Außenfläche eines
Rohres eingreifen zu können.
Die Klemme 1 hat eine konische Außenkontur, die mit der ebenfalls
konischen Innenkontur eines Verbindungselements zusammenwirken kann
(siehe 5). Außerdem
ist die Klemme 1 mit einem Schlitz 2 versehen,
um einen bestimmten Verspannungsbereich zu definieren, das heißt, um sich
in bestimmter Weise radial zusammenpressen zu lassen. Im unbelasteten
Fall liegt die Innenkontur der Klemme spannungsfrei auf der Außenfläche der
Rohrleitung auf, und bei der Montage wird durch eine axiale Bewegung
des darüber
liegenden Verbindungselements und die konischen Flächen eine
Vorspannung auf die Klemme aufgebracht. Durch eine Beaufschlagung mit Druck
oder eine durch andere Faktoren auftretende Erhöhung der Axialkraft wird die
Spannung der Klemme 1 bis zum Anschlag der Schlitzenden
verstärkt.
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Damit
sich die Klemme gut an dem Rohrmaterial festhalten kann, ohne zu
stark konzentrierte Kräfte
auszuüben,
die das Rohr beschädigen
könnten,
ist eine erfindungsgemäße Innenkontur 3 vorgesehen,
die in 1 ersichtlich ist und anhand der 2 detaillierter
erläutert
werden kann. Die erfindungsgemäße Zugsicherungsklemme,
die als Kreuzwendelklemme 1 bezeichnet werden könnte, kann auf
herkömmlichen
Drehmaschinen hergestellt werden, die eine Gewindeschneideeinheit
besitzen. Die Kontur der Innenfläche
der Klemme 1 besteht aus zwei Grundelementen. Das erste
Element sind radial verlaufende Halterillen, die in 2 mit
dem Bezugszeichen 4 versehen worden sind. Diese sind zahnförmig ausgebildet
und sie greifen in die Außenfläche der
Rohrleitung ein, um einen Teil der axialen Kräfte aufzunehmen. Das zweite
Grundelement sind die sich kreuzenden Wendeln 3A und 3B.
Diese Ausnehmungen (Rillen) bestehen aus gegenläufigen Gewindegängen mehrgängiger Gewinde
mit relativ großen Steigungen,
also Steigungen, die über
denen vergleichbarer metrischer Gewinde für entsprechende Umfänge liegen.
Die Steigungen können
insbesondere mindestens 10 mm pro Umlauf betragen, vorzugsweise
50 mm pro Umlauf und speziell bis zu mehr als 100 mm pro Umlauf.
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Die
Gewinderillen können
zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Innenkontur verschiedene Anzahlen
von Gängen
haben oder sich in ihrer Steigung unterscheiden. Außerdem kann
der Anfangspunkt der Gewinderillen versetzt sein.
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In
den 1, 2 und 3 sind sich kreuzende
Gewinderillen bzw. Wendelrillen 3A und 3B dargestellt,
die zusammen mit den Innenvorsprüngen 4 die
Innenkontur ausbilden. Das in 3 hervorgehobene
Detail IV ist in der 4 vergrößert dargestellt. In dem Längsschnitt
erkennt man, dass durch die erfindungsgemäß gemusterte Innenkontur eine
Vielzahl von Vorsprüngen 5 entstehen,
die unterschiedliche Eingriffslängen
und Formen haben können.
Hierdurch entsteht eine sehr gut verteilte Krafteinwirkung über den
gesamten Angriffsbereich der Innenkontur an dem Rohr. Die sich kreuzenden Wendeln 3A und 3B unterbrechen
die umfänglich verlaufenden
Innenvorsprünge 4 in
bestimmten Abständen
und stellen somit die erfindungsgemäß gewünschte Struktur bereit, welche insbesondere
einen Kerbschlageffekt verringert, der bei lediglich vorhandenen
durchgehenden Halterillen entstehen würde.