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Die
Erfindung betrifft eine Steckkupplung zum Verbinden von insbesondere
Kunststoff-Rohren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Für
die Herstellung von Steckkupplungen zum fluiddichten Verbinden von
Rohrteilen ist es allgemein bekannt, den dabei auftretenden Spaltbereich
durch eine Dichtung zu verschließen. In
DE 20 2004 016 334 U1 ist
eine derartige Steckkupplung für zwei Kunststoffrohre gezeigt,
wobei eines der Rohre im Bereich einer erweiterten Rohrwandung mit
einer in Verbindungslage wirksamen Ringdichtung versehen ist. Das
eingeschobene Rohr liegt dabei an einem elastischen Dichtlippenteil
an, und durch eine entsprechende Pressverbindung wird der Verbindungsspalt
insgesamt abgedichtet. Eine derartige Konstruktion erfordert jedoch
zur Aufnahme der Ringdichtung als Erweiterung in der Rohrwandung eine
Ringnut, um in dieser die Dichtung durch eine Anlage an den radialen
Nutwandungen sowohl in der Einschub-Phase als auch in der Gebrauchslage
fixieren zu können. Bei anderen Ausführungen ohne
diese aufwendige Ringnut wird die Rohrwandung mit einem flanschartig
erweiterten Rohrwandbereich versehen, in diesen wird das einzelne
Dichtlippenteil eingeschoben, und danach kann dieses in einem zweiten
Montageschritt mittels eines nachgeschobenen Pressringes so fixiert
werden, dass erst dann die Ringdichtung komplett ist.
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Die
Erfindung befasst sich mit dem Problem, eine für das Verbinden
von Rohren vorgesehene Steckkupplung so auszubilden, dass die Herstellung der
Ringdichtung einfacher ist, mit geringem technischem Aufwand eine
schnellere sowie präzisere Montage der Bauteile erreichbar
ist und dabei auch eine Wiederverwendung von Teilen des demontierbar
aufgebauten Systems möglich wird.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Steckkupplung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Steckkupplung ergeben sich
aus den Ansprüchen 2 bis 17.
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Bei
der erfindungsgemäßen Steckkupplung wird ein Dichtungs-Konzept
realisiert, bei dem ein Dichtlippen-Stützring-Verbund als
einstückige Funktionseinheit vorgesehen ist, die mit geringem
Aufwand in einer Erweiterungskontur des Rohres fixierbar ist. Diese
Funktionseinheit kann in einfachster Ausführung als wirksame
Verbindungsstruktur eine Pressverbindung aufweisen, so dass an der
Innenseite der Rohrwandung zumindest ein Teilbereich der Funktionseinheit
unmittelbar radial angepresst werden kann und die axiale Fixierung
erreicht ist. Die bisher erforderliche Fertigung einer den Rohrdurchmesser mit
einer Erweiterung profilierenden Ringnut zur Aufnahme der Ringdichtung
in dem Rohr ist damit entbehrlich und die Steckkupplung insgesamt
einfacher aufgebaut.
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Das
Konzept dieser einstückigen Funktionseinheit als Dichtbaugruppe
ermöglicht zu deren Fixierung unterschiedliche Varianten
von Verbindungsstrukturen im Bereich des dazu genutzten Stützringteils,
wobei neben einer formschlüssigen Verbindung auch eine
Klebe- und/oder Schweißverbindung, insbesondere ein Reibschluss,
denkbar sind. Ebenso ist vorgesehen, dass der Stützringteil
mit einer nach Art eines Halteteils einsetzbaren Erweiterungskontur
geformt wird und damit die Funktionseinheit am stirnseitigen bzw.
umfangsseitigen Ende des erweiterten Rohrbereiches festlegbar ist.
In jedem Falle ist gewährleistet, dass für das
einzuschiebende Rohr eine entsprechende axiale Führung
am Stützringteil möglich ist und der Dichtlippenteil
eine hinreichend fluiddichte Verpressung der Steckkupplung bewirkt.
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Im
Bereich der nur eine axiale Anlageschulter aufweisenden Erweiterungskontur
ist eine direkte Anlage der Funktionseinheit bzw. dessen Dichtlippenteil
nicht in jeder Ausführung der Verbindung erforderlich,
vielmehr kann der Dichtlippenteil auch so positioniert sein, dass
nur dessen radiale Dichtkonturen am Innenrohr und an der Innenkontur
der Erweiterung des Außenrohres anliegen, derart, dass
eine zuverlässige Dichtigkeit des Systems gewährleistet ist.
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Im
Bereich des aus vergleichsweise hartem Material bestehenden Stützringteils
wird durch dessen variabel ausführbare Länge eine
ringförmige Führungsfläche für
das einzuschiebende Rohr definiert, so dass der in Verbindungsrichtung
nachgeordnete Bereich des Dichtlippenteils in der achsparallelen
Einschubphase des ”Steckrohrs” gleichzeitig eine optimale
radiale Pressung erfährt, damit die Kontur des Dichtlippenteils
das eingeschobene Rohr optimal umgreift und so verbesserte Dichteigen schalten – auch
bei Montage der Bauteile durch weniger geübte Nutzer – zwangsgeführt
bzw. zwangsläufig erreicht werden.
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Weitere
Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der mehrere
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Steckkupplung beim Verbinden von Kunststoff-Rohren veranschaulicht
sind. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
teilweise geschnittene Perspektivdarstellung eines Rohres im Bereich
einer Erweiterungskontur mit einer Dichtung in Form einer einstückigen
Funktionseinheit,
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2 eine
vergrößerte Ausschnittsdarstellung der vormontierten
Teile gemäß 1 mit den beiden
die Steckkupplung bildenden Rohren,
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3 eine
vergrößerte Ausschnittsdarstellung ähnlich 2 mit
den Teilen in eingeschobener Kupplungsstellung,
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4 eine
zweite Ausführung der Funktionseinheit ähnlich 2 mit
vormontierten Teilen,
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5 eine
Kupplungsstellung der Ausführung gemäß 4,
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6 eine
dritte Ausführung der Funktionseinheit ähnlich 2,
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7 eine
Kupplungsstellung der Ausführung gemäß 6,
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8 eine
vergrößerte Ausschnittsdarstellung der Erweiterungskontur
mit eingelegter Funktionseinheit ähnlich 1,
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9 eine
vierte Ausführung der Funktionseinheit mit einem Ansageteil,
und
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10 eine
fünfte Ausführung der Funktionseinheit ähnlich 9 mit
einer Haltekappe als zusätzlicher Anlageteil.
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In
1 ist
ein zum Verbinden mit einem zweiten Kunststoff-Rohr
16 (
2)
vorgesehenes erstes Kunststoff-Rohr
15 dargestellt, wobei
dieses für eine Steckkupplung vorbereitete Rohr
15 in
der teilweise geschnittenen Darstellung weitere Einzelheiten im
Verbindungsbereich zeigt. Das Rohr
15 ist im Bereich einer
erweiterten Rohrwandung
17 mit einer in der gekuppelten
Verbindungslage wirksamen Ringdichtung
18 versehen, mittels
der das jeweilige eingeschobene Rohr
16 (
3)
geführt wird und dabei ein Verbindungsspalt
19 (bzw.
19',
5)
abgedichtet ist. Derartige Steckkupplungen sind allgemein bekannt,
wobei im Bereich der erweiterten Rohrwandung
17 auch eine
Profilierung durch eine Ringnut (
DE 20 2004 016 334 U1 ) vorgesehen sein kann.
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Das
erfindungsgemäße Konzept einer derartigen Steckkupplung
sieht vor, dass an Stelle der bisher aus mehreren Teilen aufgebauten
bzw. mechanisch verbundene Einzelteile aufweisenden Dichtung (”mehrteilige
Ausführung”) nunmehr eine Funktionseinheit 20 vorgesehen
wird. Diese Einheit 20 kann in die gemäß den
dargestellten Ausführungen von einer radialen Anlageschulter 21 begrenzte
Erweiterungskontur 17 des jeweiligen Rohres 15 eingeschoben werden
(Pfeil K', 1), und in dieser Einbaulage
ist die Funktionseinheit 20 mittels zumindest einer Verbindungsstruktur 22 fixierbar
(2). Die zusätzlich mögliche
Anlage bei 21 ist dabei nicht in jedem Fall erforderlich.
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Die
als Funktionseinheit 20 bereitgestellte Dichtung zeichnet
sich dadurch aus, dass die beiden bisher als Einzelteile verwendeten
Baugruppen – nämlich ein Dichtlippenteil 5 und
ein Stützringteil 4 – durch eine stoffschlüssige
Verbindung F aneinander fixiert sind und damit die Funktionseinheit 20 in
einstückiger Form für die Steckkupplung einsetzbar wird.
Diese stoffschlüssige Verbindung F ist optimal herstellbar,
indem ein vorgefertigter elastischer Lippendichtring 5 mit
einem entsprechenden Werkzeug (nicht dargestellt) fixiert und mittels
eines danach angespritzten Kunststoff-Stützringes 4 die
stoffschlüssige Verbindung F effizient und mit belastungsoptimalen
Eigenschaften erzeugt wird. Die variabel dimensionierbare und trotz
des ”angegossenen” sowie ausgehärteten
Stützrings 4 flexible Funktionseinheit kann beim
Einbringen in die entsprechend bemessene Erweiterungskontur 17 wahlweise
gepresst, geschoben und/oder verdreht werden. In 2 bis 10 sind
in jeweiligen Schnittdarstellungen Funktionseinheiten 20, 20' gezeigt,
bei denen der kreisringförmige Bereich der stoffschlüssigen
Verbindung F mit im Axialschnitt unter schiedlichen ebenen bzw. geradlinigen
Konturen G, G', G'', G''' versehen ist, derart, dass mit diesen
sowohl der Herstellungsaufwand als auch die jeweiligen Gebrauchseigenschaften
optimierbar sind.
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Für
eine effiziente Wirkung der an weitgehend beliebigen Positionen
in Längsrichtung der Funktionseinheit 20 anbringbaren
Verbindungsstruktur 22 ist vorgesehen, dass diese zwischen
dem Stützringteil 4 und der erweiterter Rohrwandung 17 platziert
wird, wobei am Außenumfang des Stützringteils 4 zumindest
ein Teilbereich der ”Ringlänge” L genutzt
wird. Im einfachsten Fall ist denkbar, dass der Außen-Durchmesser
des Stützringteils 4 und der Innen-Durchmesser
der Wandung 17 aufeinander abgestimmt werden und hier eine
beim Einschieben der Funktionseinheit 20 (1,
Pfeil K') wirksame Verbindung nach Art einer Presspassung vorgesehen
wird.
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Dieses
Konzept mit der speziellen Verbindungsstruktur 22 zum Fixieren
der Funktionseinheit 20 kann in unterschiedlichen Ausführungen
realisiert werden, wobei auch denkbar ist, die Funktionseinheit 20 ”einzudrehen” und
so den Stützring 4 durch eine kraft- bzw. reibschlüssige
Verbindung zu fixieren. Mit der Möglichkeit, eine Klebe-
und/oder Schweißverbindung als Verbindungsstruktur 22 vorzusehen,
eröffnet sich auch die denkbare Ausführung einer
stoffschlüssigen Reibschweiß-Verbindung.
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In
zweckmäßiger Ausführung ist die Fixierung
der Funktionseinheit 20 durch eine formschlüssige
Verbindung vorgesehen, wobei in der vergrößerten
Ausschnittsdarstellung gemäß 8 die
nach Art eines ”radialen” Nut-Feder-Profils formschlüssig ineinandergreifenden
Ansätze 23 bzw. Ausnehmungen 24 deutlich
werden. Diese am Stützringteil 4 befindlichen
Ansätze 23 können dabei auch spiralförmig und/oder
als eine nach Art eines selbstschneidenden Gewindes wirksame Struktur
geformt sein. Bei den Darstellungen gemäß 2 und 3 wird
deutlich, dass die Ansätze 23' nach Art von hakenförmigen Profilen
ausgeführt sind bzw. eine Verbindungsstruktur 22 mit ”rastenden” Hinterschneidungen
vorgesehen sein kann.
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Aus
den jeweiligen Darstellungen von Phasen bei der Montage – nämlich 2 nach 3, 4 nach 5 sowie 6 nach 7 – ergibt sich
die optimale Verbindungssituation beim Herstellen der Steckkupplung.
In einer ersten Phase kann die eingeschobene Funktionseinheit 20 bereits
an der Anlage 21 mittels des Dichtlippenteils 5 ”elastisch” angelegt
sein, und durch die jeweilige Verbindungsstruktur 22 erfolgt
eine ortsfeste Fixierung dieser Einheit 20 (2, 4, 6).
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Als
vorteilhaft für das erfindungsgemäße System
mit der fixierbaren Funktionseinheit 20 hat sich jedoch
auch eine Ausführung herausgestellt, bei der der Dichtlippenteil 5 bzw.
dessen Stirnende 5' einen Abstand X – zumindest
in der ersten ”eingeschobenen” Phase 2, 4 – zur
Anlageschulter 21 bildet. Damit wird gewährleistet,
dass der Teil 5 in dieser Einbaulage ”unverformt” ist.
Bei der Montage der Funktionseinheit 20, 20' werden
jeweilige Anlageprofile 6, 7 einer Anlagekontur 8 an
der Innenseite der Erweiterung 17 entlanggeführt,
und andererseits steht eine mit Lippenprofilen 10, 11 versehene
Dichtlippe 9 frei ab (2, 4, 6, 9, 10).
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Damit
ist ein für das einzuschiebende Rohr 16 nach Art
einer Zwangsführung vorbereitetes System (Pfeil K'', 6)
geschaffen. Das Rohr 16 kann entlang des in seiner Länge
L variabel ausführbaren Stützringteils 4 so
geführt werden (Spalt 19'), dass damit zwangsläufig
eine optimale Pressstellungen des Dichtlippenteils 5 der
Funktionseinheit 20 am Außenumfang des Rohres 16 gewährleistet
ist (3, 5, 7). Aus
der jeweiligen Verbindungsstellung des Systems gemäß 3, 5 und 7 wird
deutlich, dass das Dichtlippenteil 5 im Bereich der Ansätze 6, 7 und 10, 11 als
jeweilige ”Doppel-Dichtung” wirksam ist und das
Stirnende 5' an der Schulter 21 anliegen kann.
Hier ist jedoch auch denkbar – ohne die Dichtigkeit des
Spaltes 19, 19', 19'' zu beeinflussen –,
dass das Stirnende 5' auch nach Montage des Rohres 16 weiterhin
frei in den entsprechend groß zu bemessenden Abstand X
vorsteht. Damit ist die Fertigung dieses Bereiches 21 der
Rohrerweiterung 17 wesentlich vereinfacht, da geringere Anforderungen
an die Präzision bei der Radien- und Längengestaltung
auch einfachere Werkzeuge ermöglichen.
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Die
Montage dieser Steckkupplung ist mit diesen zwei Phasen überaus
einfach, da nur die einteilige Funktionseinheit 20 einzuschieben
ist und danach die vorbeschriebene Endmontage des Rohres 16 mit
optimalen Einschub- und Führungsbedingungen wesentlich
vereinfacht ist.
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In 9 und 10 ist
eine zweite Ausführung der Steckkupplung dargestellt, wobei
die Funktionseinheit 20' mit einem zusätzlichen,
allgemein mit 25 bezeichneten Halteteil versehen wird und
mit diesem die erweiterte Rohrwandung 17 zumindest bereichs weise
so erfasst werden kann, dass eine zusätzliche Fixierung
bzw. Abstützung im Bereich des Stützringteils 4' erreicht
wird.
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In
der Ausführung gemäß 9 ist
das Halteteil 25 als ein integraler Teil des Stützringes 4' geformt,
wobei dieses Halteteil 25 das stirnseitige Ende des Rohres 15 im
Bereich der erweiterten Rohrwandung 17 übergreift.
Dabei sind sämtliche der vorbeschriebenen Profilierungen
bzw. Verbindungsvarianten im Bereich der Verbindungsstruktur 22 ebenfalls denkbar,
und mit einer Anlagefläche 26 wird eine zusätzliche
Fixierung erreicht. Damit ist eine variable Gestaltung der Länge
der Funktionseinheit 20' mit Blick auf den im wesentlichen
frei wählbaren Abstand X möglich.
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In
der zweiten Ausführung der Funktionseinheit 20' gemäß 10 ist
das Halteteil 25 als eine Abdeckkappe 27, ein
Hakenprofil o. dgl. ausgebildet, wobei diese im Bereich einer Rastverbindung 28 an der
erweiterten und ein Gegenprofil 28' aufweisenden Rohrwandung 17' außenseitig
festlegbar ist. In dieser Ausführung wird deutlich, dass
das mit variablen Längen L' ausführbare – in
diesem Fall verlängerte – Stützringteil 4' über
die erweiterte Rohrwandung 17' in Längsrichtung
hervorsteht und damit die in der zweiten Montagephase beim Einschieben
des Rohres 16 vorteilhafte Führungswirkung entsprechend dem
System-Aufbau noch weiter verbessert werden kann.
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Bei
diesen Ausführungen der Steckkupplung mit der den Halteteil 25 aufweisenden
Funktionseinheit 20 ist auch denkbar, zusätzliche
stoff- und/oder formschlüssige Verbindungen an der erweiterten Rohrwandung 17, 17' bzw.
im Bereich der Anlage fläche 26, 26' vorzusehen,
so dass die erweiterte Funktionseinheit 20' insgesamt besser
fixierbar wird. Ebenso ist vorgesehen, dass bei der Funktionseinheit 20' gemäß 10 nur
die dargestellten ”mechanischen” Rast-Verbinder 28, 28' eingesetzt
werden, durch ein Lösen der Abdeckkappe 27 eine
einfache Demontage des Systems möglich ist und damit die Wiederverwendung
der Verbindungs-Bauteile möglich wird.
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Nach
einem Lösen des Rohres 16 aus der Verbindungsstellung
(Pfeil K''', 7) ist in einer zweiten Phase
der Demontage denkbar, auch die in der Verbindungsstruktur 22 gehaltene
Funktionseinheit 20 zu lösen. Dazu ist an dieser
ein in 1 mit einer Strichdarstellung angedeuteter, durch
zwei Teilschnittflächen 30, 30' gebildeter
Abschnitt 29 vorgesehen, an dem ein hebelartiges Werkzeug
in einer Pfeilrichtung A angesetzt werden kann. Nach einem Verschwenken
(Pfeil P) dieses Abschnitts 29 kann die Funktionseinheit 20 aus
der Einbaulage herausbewegt werden. Ebenso ist denkbar, dass die
Funktionseinheit 20, 20' in Umfangsrichtung mehrere
der lösbaren Abschnitte 29 aufweist (nicht dargestellt).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202004016334
U1 [0002, 0020]