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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt eine Rohrkupplung, die einen sich entlang einer Längsrichtung der Rohrkupplung erstreckenden Hohlraum hülsenartig ummantelt, wobei die Rohrkupplung einen Aufsteckabschnitt, insbesondere zum Aufstecken auf ein Spitzende eines Rohres, und einen Einsteckabschnitt, insbesondere zum Einstecken in ein Muffenende oder in ein Spitzende eines Rohres, umfasst, wobei der Aufsteckabschnitt eine nach innen weisende zylindrische Innenfläche und/oder eine nach innen weisende rillierte Innenfläche und/oder eine nach innen weisende Innenfläche, von der ausgehend sich zumindest ein innerer Ringvorsprung nach radial innen erstreckt, aufweist, und wobei die Rohrkupplung außen an einem Übergang zwischen dem Einsteckabschnitt und dem Aufsteckabschnitt eine insbesondere kreisringförmige Stirnfläche aufweist, die sich ausgehend von einer an sie angrenzenden Oberfläche des Einsteckabschnitts nach radial außen erstreckt. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Kombination, umfassend ein erstes Rohr, ein zweites Rohr und eine Rohrkupplung, wobei das erste Rohr zumindest ein Spitzende aufweist und wobei das zweite Rohr einen Rohrschaft und zumindest an einem Rohrende eine Muffe, die an den Rohrschaft anschließt, umfasst. Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine Anordnung, welche die das erste Rohr, das zweite Rohr und die Rohrkupplung aufweisende Kombination umfasst.
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Stand der Technik
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Rohrkupplungen der eingangs genannten Art sind aus der Praxis zur abdichtenden Verbindung eines Spitzendes von einem Gussrohr (SML-Rohr) mit einem Muffenende von einem Kunststoffrohr (HTPP-Rohr) bekannt. Solche Rohrenden lassen sich aufgrund ihrer Geometrien nicht direkt miteinander dichtend verbinden, sondern verlangen eine Rohrkupplung, die mehrere Funktionen erfüllen muss. Einerseits muß die Rohrkupplung eine Adaption von verschiedenen Durchmessern der zu verbindenden Rohrenden ermöglichen, außerdem muss sie eine Dichtwirkung gewährleisten. Für diese Zwecke sind die aus dem Stand der Technik bekannten Rohrkupplungen aus mehreren Komponenten zusammengesetzt. Dabei umfasst jede Rohrkupplung ein HTUG-Kunststoffformteil, einen Rollring und einen Mengering. Zur herkömmlichen Herstellung einer Rohrverbindung wird der Rollring auf das Gussrohr aufgeschoben, der Mengering an dem Spitzende des Gussrohres stirnseitig angesetzt und sodann auf diese Anordnung ein Aufsteckabschnitt des Kunststoffformteils aufgesteckt. Die Verbindung zwischen dem Gußrohr und dem Kunststoffformteil wird durch den Rollring abgedichtet, während der Mengering zum Schutz der Stirnfläche vor Beschädigungen dient. Zum Anschluss des Muffenrohres wird ein Einsteckabschnitt des Kunststoffformteils in die Muffe des Muffenrohres eingesteckt und darin mittels eines in einer Sicke der Muffe angeordneten Dichtringes abgedichtet. Eine solche herkömmliche, mehrteilige Rohrkupplung weist verschiedene Nachteile auf. Der mehrteilige Aufbau aus Kunststoffformteil, Rollring und Mengering führt zu einem komplizierten Aufbau der Kupplung und auch zu einer aufwändigen Montage. Für jeden Anwendungsfall, insbesondere für jede mögliche individuelle Geometrie von miteinander zu verbindenden Rohrenden, werden drei hierauf abgestimmte Kupplungskomponenten benötigt. Berücksichtigt man die Vielzahl verschiedener Durchmesser, erfordert dies eine umfangreiche Bevorratung. Hinzu kommt durch die Mehrzahl der benötigten Komponenten das Risiko, dass als Folge von Verwechslungen zueinander unpassende Teile miteinander kombiniert werden und es dadurch zu einer fehlerhaften Verbindung von Rohrenden kommt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Vor dem Hintergrund des beschriebenen Standes der Technik liegt dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung vorteilhaft auszubilden. Insbesondere wird angestrebt, dass mittels einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung die zuvor beschriebenen Nachteile zumindest teilweise oder vollständig vermieden werden können. Dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kombination, welche ein erstes Rohr, ein zweites Rohr und eine Rohrkupplung aufweist, vorteilhaft auszubilden. Insbesondere wird auch insofern angestrebt, dass mittels einer erfindungsgemäßen Kombination die in Bezug auf den Stand der Technik beschriebenen Nachteile zumindest teilweise oder vollständig vermieden werden können. Dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung, welche ein erstes Rohr, ein zweites Rohr und eine Rohrkupplung umfasst, vorteilhaft auszubilden. Auch in diesem Zusammenhang wird angestrebt, dass die zum Stand der Technik beschriebenen Nachteile zumindest teilweise oder möglichst vollständig vermieden werden können.
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Betreffend den ersten Aspekt wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß zunächst und im Wesentlichen in Verbindung mit den Merkmalen gelöst, dass die Rohrkupplung einstückig aus Material, das aus Gummi besteht oder Gummi enthält, hergestellt ist, dass an dem Einsteckabschnitt zumindest zwei, sich nach radial außen erstreckende, voneinander in Längsrichtung beabstandete, äußere Ringvorsprünge ausgebildet sind, von denen der zu der Stirnfläche am nächsten liegende Ringvorsprung in Bezug auf die Längsrichtung durch einen Zwischenabstand von der Stirnfläche beabstandet ist, dass jeder der zumindest zwei Ringvorsprünge je eine auf die Längsrichtung bezogene Mitte besitzt, dass in Bezug auf die Längsrichtung die Mitten der zumindest zwei Ringvorsprünge voneinander durch einen Mittenabstand beabstandet sind und dass der Zwischenabstand größer als der Mittenabstand ist. Während sich der Mittenabstand wie erläutert von der Mitte eines Ringvorsprungs bis zu der Mitte des benachbarten Ringvorsprungs erstreckt, erstreckt sich der Zwischenabstand von der Stirnfläche nicht bis zu der Mitte des ihm am nächsten liegenden Ringvorsprungs, sondern nur bis zu dessen nächstliegendem Rand. Eine erfindungsgemäße Rohrkupplung verbindet mehrere Vorteile. Zufolge der gewählten Einteiligkeit der Rohrkupplung wird im Vergleich zum Stand der Technik die Anzahl der Komponenten reduziert. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass die erfindungsgemäße Rohrkupplung aus Gummi oder aus einem Gummi enthaltenden Material besteht. Die einteilige Rohrkupplung kann daher vorteilhaft sowohl die Funktion der Adaptierung von verschiedenen Durchmessern erfüllen, als auch die Funktion der Abdichtung übernehmen. Durch die einteilige Ausführung kommt als Vorteil hinzu, dass auch der Aufbau und die Montage sowie die Lagerhaltung einfacher als im Stand der Technik sind. Eine Abdichtung zwischen einem Spitzende des ersten Rohres und der Rohrkupplung erfolgt unmittelbar zwischen dem Spitzende und einer in dem Aufsteckabschnitt der Rohrkupplung liegenden Innenfläche und/oder einem sich von der Innenfläche nach radial innen erstreckenden Ringvorsprung. Ein solcher Ringvorsprung kann in seiner Gestaltung an die Erzielung einer Dichtwirkung angepasst sein. Eine entlang des gesamten Rohrumfanges wirksame und zuverlässige Dichtwirkung kann dadurch begünstigt werden, dass der Aufsteckabschnitt im Bereich seiner dichtenden Zone (Innenfläche und/oder Ringvorsprung) einen Durchmesser aufweist, der in einem entspannten Zustand etwas kleiner als der Außendurchmesser des Spitzendes ist. Daraus resultiert, dass der Aufsteckabschnitt beim Aufstecken auf das Spitzende elastisch aufgeweitet wird und auf die Dichtzone daher eine elastische Druckkraft einwirkt. Hinsichtlich eines möglichen Anschlusses der Rohrkupplung an ein Muffenende eines zweiten Rohres erweist sich als vorteilhaft, dass zur Abdichtung ein eventuell vorhandener Dichtring des Muffenrohres, der in eine in die Muffe integrierte Sicke eingesetzt ist, nicht notwendig ist. Ein Kontakt zwischen einem solchen Dichtring und der Rohrkupplung, der zwar möglich, aber nicht erforderlich ist, würde, da sowohl der Dichtring als auch die Rohrkupplung aus Gummi hergestellt und somit verformbar sind, in seiner Dichtwirkung engen Grenzen unterliegen. Um eine zuverlässige Dichtwirkung sicher zu stellen, sind an dem Einsteckabschnitt der Rohrkupplung zumindest zwei äußere (also außen liegende) und sich nach radial außen erstreckende Ringvorsprünge ausgebildet. Diese sind in einem gewünschten Abstand von der äußeren Stirnfläche der Rohrkupplung angeordnet. Zweckmäßig kann der Abstand so gewählt sein, dass die damit erzielte Dichtzone in einem Muffenende des zweiten Rohres in einem glattwandigen Längenteilabschnitt der Muffe, der sich auf der dem Rohrschaft des Muffenrohres zuweisenden Seite der Sicke erstreckt, liegt. Mittels der angegebenen Merkmale lässt sich erreichen, dass sich, wenn das Einsteckende der Rohrkupplung so weit in ein Muffenende eingesteckt wird, dass das Muffenende axial an der äußeren Stirnfläche der Rohrkupplung anliegt, die Ringvorsprünge des Einsteckabschnittes in einer Rohrlängsrichtung bis über die Sicke hinaus in das Muffenende erstrecken. In einer Muffe eines HTPP-Rohres ist die Muffenwand zwischen einer Sicke der Muffe und dem an die Muffe angrenzenden Rohrschaft innen glatt ausgeführt, so dass sich dort mittels einer Anlage der Ringvorsprünge des Einsteckabschnitts eine wirksame Dichtwirkung erzielen lässt. Ein Muffenrohr besteht typischer Weise aus einem Kunststoffmaterial, das eine höhere Festigkeit als Gummi hat. Bei einer geeigneten Abstimmung der Durchmesser kommt es daher nur oder im Wesentlichen nur an den zur Abdichtung dienenden Ringvorsprüngen, aber nicht an der Muffe, zu elastischen Verformungen. Diese nur einseitige Verformung begünstigt die Dichtwirkung. Da der Zwischenabstand von der Stirnfläche ausgehend bestimmt ist, resultiert bei einer geeigneten Dimensionierung vorteilhaft, dass sich nach dem Einstecken des Einsteckabschnitts in ein Muffenende bis zur Anlage des Muffenendes gegen die Stirnfläche, dass die äußeren Ringvorsprünge im Inneren der Muffe automatisch an der zur Abdichtung bevorzugten Position in dem an den Rohrschaft angrenzenden Muffenbereich liegen.
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Es bestehen zahlreiche Möglichkeiten zur Weiterbildung der Erfindung.
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Zum Beispiel besteht die Möglichkeit, dass der Zwischenabstand gleich groß wie oder größer als das Dreifache des Mittenabstands, insbesondere gleich groß wie oder größer als das Fünffache des Mittenabstands und insbesondere gleich groß wie oder größer als das Siebenfache des Mittenabstands ist. Somit kann die Rohrkupplung auf eine Geometrie einer Muffe so abgestimmt sein, dass die Ringvorsprünge des Einsteckabschnitts im eingesteckten Zustand zwischen einer Sicke der Muffe und dem an die Muffe angrenzenden Rohrschaft angeordnet sind. Es besteht die Möglichkeit, dass der Einsteckabschnitt zwischen der Stirnfläche und dem zu ihr in Bezug auf die Längsrichtung am nächsten liegenden äußeren Ringvorsprung einen Distanzabschnitt aufweist, der eine äußere zylindrische Oberfläche besitzt. Bevorzugt ist, dass an dem Einsteckabschnitt außenseitig insgesamt fünf bis zehn, vorzugsweise sechs, sich nach radial außen erstreckende, voneinander in Längsrichtung beabstandete Ringvorsprünge ausgebildet sind, von denen jeder Ringvorsprung je eine auf die Längsrichtung bezogene Mitte aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass bei mehreren oder bei allen Paaren, die aus je zwei zueinander benachbarten Ringvorsprüngen gebildet sind, der auf die Längsrichtung bezogene Mittenabstand einheitlich ist. Mittels einer größeren Anzahl von äußeren Ringvorsprüngen kann die Dichtwirkung noch weiter verbessert werden. Unabhängig von der Anzahl der Ringvorsprünge können diese in ihrer Formgebung an eine Dichtwirkung angepasst sein. Zum Beispiel besteht die Möglichkeit, dass die äußeren Ringvorsprünge in einem zu einer Umfangsrichtung senkrechten Querschnitt zueinander parallele Ränder und einen insbesondere abgerundeten äußeren Randbereich haben. Die erfindungsgemäße Rohrkupplung kann mittels der Geometrie und der Abmessungen ihres Aufsteckbereichs und ihres Einsteckbereichs auf spezifische, miteinander zu verbindende Rohrenden abgestimmt sein. Verschiedene Ausführungen der erfindungsgemäßen Rohrkupplung können somit an unterschiedliche Formen und Geometrien von Rohrenden, also an unterschiedliche Anwendungsfälle, angepasst sein. Zum Beispiel kann eine Rohrkupplung in ihrer Dimensionierung daran angepasst sein, ein Gußrohr DN 50 mit einem Muffenende eines Muffenrohres der Nennweite DN/OD 50 (vgl. EN 1451-1) zu verbinden. In einem anderen Beispiel kann eine Rohrkupplung in ihrer Dimensionierung daran angepasst sein, ein Gußrohr DN 70 mit einem Muffenende eines Muffenrohres der Nennweite DN/OD 75 (vgl. EN 1451-1) zu verbinden. In einem noch weiteren Beispiel kann eine Rohrkupplung in ihrer Dimensionierung daran angepasst sein, ein Gußrohr DN 100 mit einem Muffenende eines Muffenrohres der Nennweite DN/OD 110 (vgl. EN 1451-1) zu verbinden. Es versteht sich dabei, dass auch eine Anpassung an andere Typen und Durchmesser von Rohrenden möglich ist.
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Es besteht die Möglichkeit, dass an der Außenseite des Einsteckabschnitts zwischen den äußeren Ringvorsprüngen und insbesondere auf der von der äußeren Stirnfläche abgewandten Seite des von der Stirnfläche am weitesten entfernten äußeren Ringvorsprunges je ein zylindrischer Oberflächenbereich ausgebildet ist, wobei ein jeweiliger Außendurchmesser der Rohrkupplung in diesen Oberflächenbereichen einheitlich und kleiner als ein Außendurchmesser des Distanzabschnitts im Bereich seiner äußeren zylindrischen Oberfläche ist. Eine zweckmäßige Weiterbildung wird auch darin gesehen, dass die äußeren Ringvorsprünge des Einsteckabschnitts in Bezug auf die Längsrichtung in abwechselnder Folge einen ersten Außendurchmesser oder einen zweiten Außendurchmesser, der von dem ersten Außendurchmesser abweicht, haben. Bevorzugt, d. h. nicht notwendig, ist, dass es sich bei dem Material, aus dem die Rohrkupplung gebildet ist, um Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) handelt, und/oder dass das Material eine Härte von 60 Shore-A hat. Es besteht die Möglichkeit, dass der Einsteckabschnitt eine nach innen weisende, insbesondere zylindrische, Innenfläche aufweist, an die sich eine konische Innenfläche anschließt, die sich zu dem an dem Einsteckabschnitt liegenden Längsende der Rohrkupplung erweitert. Mittels einer solchen konischen Innenfläche kann das Einstecken in ein Rohrende vereinfacht werden. Alternativ oder kombinativ besteht die Möglichkeit, dass sich an die insbesondere zylindrische Innenfläche des Aufsteckabschnitts eine konische Innenfläche anschließt, die sich zu dem an dem Aufsteckende liegenden Längsende der Rohrkupplung erweitert. Mittels einer solchen konischen Innenfläche des Aufsteckabschnitts kann das Aufstecken auf ein Rohrende vereinfacht werden.
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Bevorzugt ist, dass die zylindrische Innenfläche des Einsteckabschnitts und die zylindrische Innenfläche des Aufsteckabschnitts jeweils den Hohlraum beranden. Indem die zylindrische Innenfläche des Aufsteckabschnittes den inneren Hohlraum berandet, wird beim Aufstecken auf ein Rohrende erreicht, dass die Innenfläche des Aufsteckabschnittes unmittelbar in dichtenden Kontakt mit der Außenseite des Rohrendes kommt. Es besteht die Möglichkeit, dass der Aufsteckabschnitt im Bereich seiner zylindrischen Innenfläche einen Innendurchmesser aufweist, der größer als ein Innendurchmesser des Einsteckabschnitts im Bereich der zylindrischen Innenfläche des Einsteckabschnitts ist, und dass sich in der Rohrkupplung zwischen der zylindrischen Innenfläche des Aufsteckabschnitts und der zylindrischen Innenfläche des Einsteckabschnitts eine kreisringförmige innere Stirnfläche erstreckt. Die innere Stirnfläche kann beim Aufstecken des Aufsteckabschnittes auf ein Rohrende als axialer Anschlag für das Rohrende dienen, um die Aufstecktiefe automatisch zu begrenzen. In diesem Zusammenhang kann die innere Stirnfläche mit einer daran anliegenden Stirnfläche eines Rohrendes auch eine zusätzliche abdichtende Zone bilden. Analog kann die die äußere Stirnfläche der Rohrkupplung beim Einstecken des Einsteckabschnittes in ein zweites Rohrende als axialer Anschlag dienen und, je nach Ausführung des Rohrendes, mit dessen Stirnseite als weitere Dichtzone zusammenwirken.
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Es besteht die Möglichkeit, dass der Innendurchmesser des Aufsteckabschnitts im Bereich seiner zylindrischen Innenfläche einem Außendurchmesser des Distanzabschnitts im Bereich seiner äußeren zylindrischen Oberfläche entspricht oder etwa entspricht, wobei der Begriff „etwa“ Abweichungen von bis zu plus/minus zehn Prozent zulässt. Eine solche Ausgestaltung hat sich im Hinblick auf häufige Anwendungsfälle, d. h. auf typische Abmessungen von miteinander zu verbindenden Rohrenden, geometrisch als vorteilhaft herausgestellt.
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Bevorzugt ist, dass die Rohrkupplung in Bezug auf eine Längsmittelachse rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei die innere Stirnfläche und/oder die äußere Stirnfläche insbesondere senkrecht zu der Längsmittelachse orientiert ist. Dies vereinfacht die Herstellung und die Montage der Rohrkupplung. Es besteht die Möglichkeit, dass der Aufsteckabschnitt eine Außenoberfläche aufweist, die durchgehend zylindrisch und/oder konisch und/oder ballig ausgebildet ist. Bevorzugt ist, dass auf äußere Spannbänder und somit auf eine Profilierung der Außenoberfläche zur Führung von Spannbändern verzichtet wird, so dass eine einfache und preiswerte Formgebung der Rohrkupplung ermöglicht wird.
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Betreffend den zweiten, eingangs genannten Aspekt schlägt die Erfindung zur Lösung der Aufgabe zunächst und im Wesentlichen vor, dass es sich bei der Rohrkupplung um eine erfindungsgemäße Rohrkupplung handelt. Zu dadurch möglichen Wirkungen und Vorteilen wird auf die übrige Beschreibung Bezug genommen.
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Es bestehen zahlreiche Möglichkeiten zur Weiterbildung der Erfindung.
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Bevorzugt ist, dass das erste Rohr aus einem Material, das eine erste Härte besitzt, hergestellt ist, dass das zweite Rohr aus einem Material, das eine zweite Härte besitzt, hergestellt ist, dass die Rohrkupplung aus Material, das eine dritte Härte besitzt, hergestellt ist, wobei die dritte Härte kleiner als die erste Härte und kleiner als die zweite Härte ist, wobei insbesondere die erste Härte größer als die zweite Härte ist. Dies ermöglicht es bei geeigneter Dimensionierung der Durchmesser, dass sich in den jeweiligen Dichtzonen nur oder im Wesentlichen nur die Rohrkupplung zufolge ihrer elastischen Eigenschaften verformt. Bevorzugt ist, dass es sich bei dem ersten Rohr um ein Gussrohr, insbesondere um ein SML-Rohr, handelt und dass es sich bei dem zweiten Rohr um ein Kunststoffrohr, insbesondere aus Polypropylen, wie bspw. um ein HTPP-Rohr, handelt. Zum Beispiel kann es sich um ein Muffenrohr aus Kunststoff gemäß EN 1451-1 handeln. Als zweckmäßig wird angesehen, dass ein Außendurchmesser des Rohrendes des ersten Rohres größer als der Innendurchmesser des Aufsteckabschnitts im Bereich seiner zylindrischen Innenfläche ist, wobei die Durchmesserdifferenz insbesondere im Bereich von 1 bis 5 mm liegt und vorzugsweise etwa 3 mm beträgt. Es besteht die Möglichkeit, dass ein Innendurchmesser der Muffe in einem Muffenabschnitt zwischen einer Sicke und dem an die Muffe angrenzenden Rohrschaft kleiner als der Außendurchmesser von äußeren Ringvorsprüngen des Einsteckabschnitts ist, wobei die Durchmesserdifferenz insbesondere im Bereich von 3 bis 4,5 mm liegt und vorzugsweise etwa 3,7 mm beträgt. Diese Merkmale haben sich als vorteilhaft im Hinblick auf die in den Dichtzonen gewünschte elastische Druckwirkung gezeigt.
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Gemäß dem dritten, eine Anordnung betreffenden Aspekt schlägt die Erfindung die Lösung der gestellten Aufgabe zunächst und im Wesentlichen in Verbindung mit den Merkmalen vor, dass der Aufsteckabschnitt der Rohrkupplung auf das Spitzende des ersten Rohres aufgesteckt ist, so dass das Spitzende insbesondere an der inneren Stirnfläche der Rohrkupplung anliegt, und dass der Einsteckabschnitt der Rohrkupplung in ein Rohrende des zweiten Rohres, insbesondere in die Muffe des zweiten Rohres, eingesteckt ist, so dass das Rohrende des zweiten Rohres insbesondere an der äußeren Stirnfläche der Rohrkupplung anliegt. Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung handelt es sich um einen bevorzugten Gebrauchszustand der Komponenten einer erfindungsgemäßen Kombination, in dem die Komponenten auf die beschriebene Weise miteinander verbunden sind. Dabei bezeichnet hier und auch im Übrigen der Begriff Spitzende ein Rohrende, das ohne Muffe ausgebildet ist, unabhängig davon, ob das Rohrende an der Stirnseite stumpf, abgeschrägt, abgerundet oder auf sonstige Weise ausgeführt ist. Dabei bezieht sich der Begriff Spitzende nicht nur auf die Stirnseite, sondern auch auf einen begrenzten hieran anschließenden Endabschnitt des Rohres. Hinsichtlich möglicher Wirkungen und Vorteile wird auf die übrige Beschreibung Bezug genommen.
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Es bestehen zahlreiche Möglichkeiten zur Weiterbildung der Erfindung.
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Bevorzugt ist, dass der Aufsteckabschnitt der Rohrkupplung im Bereich seiner nach innen weisenden zylindrischen Innenfläche und/oder im Bereich seiner nach innen weisenden rillierten Innenfläche und/oder im Bereich seines inneren Ringvorsprungs, der sich ausgehend von seiner nach innen weisenden Innenfläche nach radial innen erstreckt, zufolge des darin eingesteckten Rohrendes elastisch verformt, insbesondere elastisch aufgeweitet oder elastisch seitlich ausgelenkt, ist und/oder dass äußere Ringvorsprünge des Einsteckabschnitts zufolge des Einsteckens des Einsteckabschnitts der Rohrkupplung in das Rohrende des zweiten Rohres elastisch verformt, insbesondere elastisch gestaucht und/oder elastisch seitlich ausgelenkt, ist oder sind. Da die Rohrkupplung aus Gummi oder aus Gummi enthaltendem Material hergestellt ist, entstehen bei der Verformung der Rohrkupplung in ihren Dichtzonen elastische Druckkräfte, welche die Dichtwirkung begünstigen. Wegen der in den Dichtzonen zwischen der Rohrkupplung und den angeschlossenen Rohrenden wirksamen Reibung bewirken die elastischen Druckkräfte außerdem, dass ausgehend von dem montierten Zustand der Rohrkupplung zum Abtrennen der Rohrenden von der Rohrkupplung eine bestimmte Zugkraft zum Überwinden der Reibungskraft notwendig ist. Ein unbeabsichtigtes Lösen der Rohrenden von der Rohrkupplung wird dadurch verhindert.
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Es besteht die Möglichkeit, dass die Muffe eine nach radial außen ausgeformte Sicke aufweist, in die insbesondere ein Dichtring eingesetzt ist. Bevorzugt ist, dass ein äußerer Ringvorsprung oder mehrere, insbesondere alle, äußere Ringvorsprünge des Einsteckabschnitts in einem Längenteilabschnitt der Muffe zwischen der Sicke und einem an die Muffe angrenzenden Rohrschaft gegen eine, insbesondere zylindrische, Innenfläche der Muffe angedrückt ist oder sind. Dies ermöglicht, wie schon beschrieben, eine zuverlässige Dichtwirkung mittels der äußeren Ringvorsprünge des Einsteckabschnitts.
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Figurenliste
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Eine herkömmliche Rohrkupplung und bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. In den Figuren zeigt:
- 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte mehrteilige Rohrkupplung in Verbindung mit einem damit zu verbindenden ersten Rohr und zweiten Rohr;
- 2 eine Montagesituation der in 1 gezeigten Komponenten, wobei die obere Hälfte eine Außenansicht und die untere Hälfte eine Schnittansicht zeigt;
- 3 perspektivisch in einer ersten Blickrichtung eine erfindungsgemäße Rohrkupplung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 4 perspektivisch in einer zweiten Blickrichtung die in 3 gezeigte Rohrkupplung;
- 5 die in den 3 - 4 gezeigte Rohrkupplung in einer Seitenansicht;
- 6 die in den 3 - 5 gezeigte Rohrkupplung in einer Schnittansicht entlang Schnittebene VI - VI gemäß 5;
- 7 die in den 3 - 5 gezeigte Rohrkupplung in einer Seitenansicht in Blickrichtung VII gemäß 5;
- 8 die in den 3 - 7gezeigte Rohrkupplung in einer Seitenansicht in Blickrichtung VIII gemäß 5;
- 9a eine Schnittansicht der in den 3 - 8 gezeigten Rohrkupplung, im Vergleich zu 6 in verkleinerter Darstellung;
- 9b in dem 9a entsprechenden Maßstab eine erfindungsgemäße Rohrkupplung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 9c in dem den 9a, 9b entsprechenden Maßstab eine erfindungsgemäße Rohrkupplung gemäß einem dritten Ausführungs beispiel;
- 10 eine erfindungsgemäße Kombination gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei die Kombination die Rohrkupplung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie ein erstes Rohr und ein zweites Rohr umfasst;
- 11 die in 10 gezeigte Situation in einer durch die Längsmittelachse verlaufenden Schnittebene und
- 12 eine erfindungsgemäße Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel, aufweisend die Komponenten der in den 10 und 11 gezeigten Kombination, einschließlich einer ausschnittsweisen Vergrößerung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte, aus drei Teilen gebildete Rohrkupplung 1 in zerlegtem Zustand. Sie umfasst ein Kunststoffformteil 2, einen Mengering 3 und einen Rollring 4. Die bekannte Rohrkupplung 1 ist im Stand der Technik wie gezeigt zur dichtenden Verbindung eines Spitzendes 5 eines ersten Rohres 6, bei dem es sich um ein SML-Gussrohr handelt, mit einem Muffenende 7 eines zweiten Rohres 8, bei dem es sich um ein HTPP-Rohr handelt, bekannt. Zur Erzeugung der in 2 gezeigten dichtenden Verbindung werden der Rollring 4 auf das Rohr 6 aufgeschoben und der Mengering 3 auf das dortige Spitzende 5 aufgesteckt und diese Gruppe von Teilen in das zugeordnete Aufsteckende des Kunststoffformteils 2 gesteckt, wobei der Rollring 4 eine Abdichtung bewirkt und der Mengering 3 dazu dient, eine Beschädigung an der Stirnseite des Spitzendes 5 und an dem Kunststoffformteil 2 zu verhindern. Zur dichtenden Rohrverbindung wird außerdem ein Einsteckende 10 des Kunststoffformteils 2 in das zugeordnete Muffenende 7 des zweiten Rohres 8 gesteckt, wobei ein Dichtring 11, der in eine Sicke 12 im Muffenende 7 eingesetzt ist, zur Erzielung der Abdichtung dient.
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Die 3 bis 8 und 9a zeigen eine erfindungsgemäße Rohrkupplung 14, die einen sich entlang einer Längsrichtung L der Rohrkupplung 14 erstreckenden Hohlraum 13 hülsenartig ummantelt. Die Rohrkupplung 14 umfasst einen Aufsteckabschnitt 15 zum Aufstecken auf ein Spitzende eines ersten Rohres (vgl. die 10 bis 12) und einen Einsteckabschnitt 16, der vorzugsweise zum Einstecken in ein Muffenende (oder in ein Spitzende) eines zweiten Rohres (vgl. auch die 10 bis 12) dienen kann. An dem Aufsteckabschnitt 15 ist in dem Beispiel eine nach innen weisende, den Hohlraum 13 berandende zylindrische Innenfläche 17 ausgebildet. An der Außenseite der Rohrkupplung 14 ist zwischen dem Aufsteckabschnitt 15 und dem Einsteckabschnitt 16 eine kreisringförmige Stirnfläche 18 ausgebildet, die sich in dem Beispiel senkrecht zu der geometrischen Längsmittelachse M der Rohrkupplung 14 erstreckt und die als, insbesondere abdichtender, axialer Anschlag für ein (in den 5 und 6 nicht dargestelltes) Rohr dienen kann, in das sich der Einsteckabschnitt 16 einstecken lässt. Die Stirnfläche 18 erstreckt sich ausgehend von einer an sie angrenzenden zylindrischen Oberfläche 19 des Einsteckabschnitts 16 nach radial außen. Die Rohrkupplung 14 ist einstückig aus einem Material hergestellt, bei dem es sich im Beispiel um einen Gummiwerkstoff aus EPDM handelt, der eine Härte von 60 Shore-A besitzt. An dem Ein-steckabschnitt 16 sind in dem Beispiel insgesamt sechs äußere Ringvorsprünge 20 ausgebildet, die jeweils in der Längsrichtung L der Rohrkupplung 14 voneinander beabstandet sind und die sich jeweils nach radial außen bis zu einem freien, im Profil gerundeten Außenrand erstrecken. Der zu der Stirnfläche 18 am nächsten gelegene Ringvorsprung 20 und die Stirnfläche 18 sind in Bezug auf die Längsrichtung L in einem Zwischenabstand (Z) angeordnet, vgl. 6. In den Figuren ist gezeigt, dass jeder Ringvorsprung 20 in Bezug auf die Längsrichtung L eine Mitte X besitzt, bei der es sich in der Schnittansicht von 6 um die Profilmitte der jeweiligen Ringvorsprünge 20 handelt. Die Mitte X des der Stirnfläche 18 am nächsten liegenden Ringvorsprungs 20 und die Mitte X des Ringvorsprungs 20, der benachbart zu dem der Stirnfläche 18 nächstliegenden Ringvorsprung 20 angeordnet ist, sind in Bezug auf die Längsrichtung L in einem Mittenabstand A voneinander beabstandet (siehe auch 6). Der Zwischenabstand Z beträgt in dem Beispiel, d. h. nicht notwendig, das 8,4-Fache, also mehr als das Achtfache, des Mittenabstands A. Durch den Zwischenabstand Z wird zwischen der Stirnfläche 18 und dem zu ihr in Bezug auf die Längsrichtung L am nächsten liegenden Ringvorsprung 20 innerhalb des Einsteckabschnitts 16 ein Distanzabschnitt 21 bestimmt, an dem sich außen die zylindrische Oberfläche 19 befindet. In dem Beispiel sind alle Ringvorsprünge 20 in Bezug auf ihre jeweilige Mitte M paarweise äquidistant durch einen Mittenabstand, der dem Mittenabstand A entspricht, voneinander beabstandet, wobei die Ringvorsprünge 20 in dem in 6 gezeigten, zu einer Umfangsrichtung U (vgl. 8) und zu der Längsmittelachs M senkrechten Querschnitt zueinander parallele Ränder und einen abgerundeten äußeren Randbereich haben.
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Wie zum Beispiel die 5 und 6 in weiterer Einzelheit zeigen, ist an der Außenseite des Einsteckabschnitts 16 zwischen den äußeren Ringvorsprüngen 20 und auf der von der äußeren Stirnfläche 18 abgewandten Seite des von der Stirnfläche 18 am weitesten entfernten Ringvorsprunges 20 je ein zylindrischer Oberflächenbereich ausgebildet, wobei diesen Oberflächenbereiche in den Figuren einheitlich mit Bezugszeichen 22 markiert sind. In dem Beispiel ist ihr jeweiliger Außendurchmesser a einheitlich und kleiner als der Außendurchmesser b der Rohrkupplung 14 in dem Distanzabschnitt 21. Die insgesamt sechs Ringvorsprünge 20 des Einsteckabschnitts 16 bilden zwei Gruppen, wobei drei Ringvorsprünge 23 einen für sie einheitlichen Außendurchmesser c aufweisen, der größer als der für die drei Ringvorsprünge 24 einheitliche Außendurchmesser d ist. Entlang der Längsrichtung L sind abwechselnd Ringvorsprünge 23 und Ringvorsprünge 24 angeordnet, wobei es sich bei dem der Stirnfläche 18 am nächsten liegenden Ringvorsprung 20 um einen Ringvorsprung 23, d.h. mit vergleichsweise größerem Durchmesser, handelt.
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Der Einsteckabschnitt 16 besitzt eine nach innen weisende zylindrische, den Hohlraum 13 berandende Innenfläche 25; an diese schließt sich eine konische Innenfläche 26 an, die sich zu dem an dem Einsteckabschnitt 16 liegenden Längsende 27 erweitert. An die zylindrische Innenfläche 17 des Aufsteckabschnitts 15 schließt sich eine konische Innenfläche 28 an, die sich zu dem an dem Aufsteckende 15 liegenden Längsende 29 der Rohrkupplung 14 erweitert. Wie die zylindrische Innenfläche 15 berandet auch die zylindrische Innenfläche 17 den Hohlraum 13. Dabei besitzt der Aufsteckabschnitt 15 im Bereich der Innenfläche 17 einen Innendurchmesser e, der größer als ein Innendurchmesser f des Einsteckabschnitts 16 im Bereich der zylindrischen Innenfläche 25 ist. Zwischen den zylindrischen Innenflächen 17 und 25 erstreckt sich eine kreisringförmige innere Stirnfläche 30, die in dem Beispiel senkrecht zu der Längsmittelachse M orientiert ist. Dies kann als, insbesondere dichtender, Anschlag für ein Spitzende (in den 5 und 6 nicht dargestellt) eines Rohres, auf das sich die Rohrkupplung 14 aufstecken lässt, dienen. Wie die Figuren auch zeigen, ist die Rohrkupplung 14 in Bezug auf ihre Längsmittelachse insgesamt rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei eine Außenoberfläche 31 des Aufsteckabschnitts 15 durchgehend zylindrisch geformt ist.
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9a zeigt nochmals die mit Bezug auf die 3 bis 8 beschriebene erfindungsgemäße Rohrkupplung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, allerdings im Vergleich zu den 3 bis 8 verkleinert. Die 9b und 9c zeigen in dem der 9a entsprechenden Maßstab ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung 14. Dabei sind für gleiche bzw. entsprechende Details zur Übersicht jeweils gleiche Bezugszeichen gewählt. Der Maßstab der 9a, 9b und 9c ist einheitlich, die Größe der Darstellungen weicht aber von der realen Größe ab. Die in 9a gezeigte Rohrkupplung 14 ist zum Beispiel zur dichtenden Verbindung eines Gussrohres DN 50 mit einem HTPP-Rohr einer Nennweite DN/OD 50 geeignet. Die in 9b gezeigte Rohrkupplung 14 ist zum Beispiel zur dichtenden Verbindung eines Gussrohres DN 70 mit einem HTPP-Rohr einer Nennweite DN/OD 75 geeignet. Die in 9c gezeigte Rohrkupplung 14 ist zum Beispiel zur dichtenden Verbindung eines Gussrohres DN 100 mit einem HTPP-Rohr einer Nennweite DN/OD 110 geeignet.
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Die 10 und 11 zeigen eine erfindungsgemäße Kombination, welche die mit Bezug auf die 3 bis 9a beschriebene Rohrkupplung 14 und zusätzlich ein erstes Rohr 33 und ein zweites Rohr 34 umfasst. Das Rohr 33 ist in dem Beispiel ein Gussrohr (sog. SML-Rohr), das zwei Spitzenden, also muffenlose Rohrenden, besitzt. In der gewählten Explosionsansicht ist das der Rohrkupplung 14 zuweisende Spitzende mit 35 bezeichnet. Bei dem zweiten Rohr 34 handelt es sich in dem Beispiel um ein HTPP-Rohr, das einen Rohrschaft 36 und eine daran an dem der Rohrkupplung 14 zugewandten Rohrende anschließende Muffe 37 aufweist. Die in den 10 und 11 gewählte Explosionsansicht zeigt die erfindungsgemäße Kombination 32 vor dem Zusammenbau ihrer Komponenten. In 11 ist zur Veranschaulichung überdeutlich dargestellt, dass der Außendurchmesser des Rohrendes des ersten Rohres 33 etwas größer als der Innendurchmesser des Aufsteckabschnitts 15 im Bereich seiner zylindrischen Innenfläche 17 ist, wobei die Radiendifferenz i in dem Beispiel etwa 3 mm beträgt. Die Radiendifferenz k zeigt, dass der größte Durchmesser der konischen Innenfläche 28 größer als der Außendurchmesser des Gussrohres ist, so dass die Innenfläche 28 das Einstecken erleichtert. Aus diesen Größenverhältnissen folgt, dass der Aufsteckbereich 15 der Rohrkupplung beim Aufstecken auf das erste Rohr 33 elastisch aufgeweitet werden muss, was durch die konische Innenfläche 28 begünstigt wird. Wie 11 in weiterer Einzelheit zeigt, ist ein Innendurchmesser h in der Muffe 37 auf der dem Rohrschaft 36 zugewandten Seite einer Sicke 38 kleiner als der Außendurchmesser der äußeren Ringvorsprünge 20, 23, 24 des Einsteckabschnittes 16, wobei hier im Beispiel die Durchmesserdifferenz bezüglich der den vergleichsweise größeren Außendurchmesser besitzenden Ringvorsprünge 23 etwa 3,7 mm beträgt.
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12 zeigt in einer durch die Längsmittelachse M führenden Schnittebene eine erfindungsgemäße Anordnung 39 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die in 12 gezeigte Anordnung 39 umfasst die zu der in den 10 und 11 dargestellten Kombination 32 gehörenden Komponenten, d. h. das erste Rohr 33, das zweite Rohr 34 und die zu ihren dichtenden Kopplung dienende erfindungsgemäße Rohrkupplung 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei der Anordnung 19 handelt es sich um einen bestimmungsgemäßen Gebrauchszustand, in dem die Rohre 33 und 34 mittels der Rohrkupplung 14 miteinander verbunden sind. Dabei ist der Aufsteckabschnitt 15 der Rohrkupplung 14 auf das Spitzende 35 des ersten Rohres 33 aufgesteckt, so dass das Spitzende 35 axial an der inneren Stirnfläche 30 der Rohrkupplung 14 anliegt. Der Aufsteckbereich 15 der Rohrkupplung 14 liegt mit seiner nach innen weisenden zylindrischen Innenfläche 17 dichtend an dem Spitzende 35 an und ist zufolge des beschriebenen, im Vergleich zu dem Spitzende 35 bestehenden Durchmesserunterschiedes elastisch aufgeweitet, so dass der Aufsteckabschnitt 15 mittels seiner elastischen Rückstellkraft an das Spitzende 35 entlang des gesamten Umfanges angedrückt wird. Das Einsteckende 16 der Rohrkupplung 14 ist in das ihm zugewandte Rohrende des zweiten Rohres, und zwar in die Muffe 37 des zweiten Rohres 34 eingesteckt, so dass das Rohrende des zweiten Rohres 34 an der äußeren Stirnfläche 18 der Rohrkupplung 14 ebenfalls axial anliegt. Die äußeren Ringvorsprünge 20, 23, 24 des Einsteckabschnitts 16 sind zufolge des Einsteckens des Einsteckabschnittes 16 in die Muffe 37 elastisch verformt, in dem Beispiel (wie lediglich schematisch angedeutet) elastisch gestaucht und elastisch seitlich ausgelenkt. Auch dadurch wird eine entlang des gesamten Umfanges wirksame Abdichtung erreicht. In die Muffe 37 kann (dies ist aber nicht notwendig) ein Dichtring 40 eingesetzt sein. Da die Ringvorsprünge 20, 23, 24 eine wirksame Abdichtung gewährleisten, kommt es auf eine etwaige zusätzliche Dichtwirkung des Dichtrings 40 nicht an. Wie 12 verdeutlicht, wird durch die Länge des Distanzabschnitts 12 erreicht, dass alle äußeren Ringvorsprünge 20, 23, 24 des Einsteckabschnitts 16 in einem Längenteilabschnitt 42 der Muffe 37, der sich auf der dem Rohrschaft 36 zuweisenden Seite der Sicke 37 erstreckt, gegen die zylindrische Innenfläche 41 der Muffe 37 dichtend angedrückt sind.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohrkupplung
- 2
- Kunststoffformteil
- 3
- Mengering
- 4
- Rollring
- 5
- Spitzende
- 6
- erstes Rohr
- 7
- Muffenende
- 8
- zweites Rohr
- 9
- Aufsteckende
- 10
- Einsteckende
- 11
- Dichtring
- 12
- Sicke
- 13
- Hohlraum
- 14
- Rohrkupplung
- 15
- Aufsteckabschnitt
- 16
- Einsteckabschnitt
- 17
- zylindrische Innenfläche
- 18
- Stirnfläche
- 19
- zylindrische Innenfläche
- 20
- Ringvorsprung
- 21
- Distanzabschnitt
- 22
- Oberflächenbereich
- 23
- Ringvorsprünge
- 24
- Ringvorsprung
- 25
- zylindrische Innenfläche
- 26
- konische Innenfläche
- 27
- Längsende
- 28
- konische Innenfläche
- 29
- Längsende
- 30
- Stirnfläche
- 31
- Außenoberfläche
- 32
- Kombination
- 33
- erstes Rohr
- 34
- zweites Rohr
- 35
- Spitzende
- 36
- Rohrschaft
- 37
- Muffe
- 38
- Sicke
- 39
- Anordnung
- 40
- Dichtring
- 41
- Innenfläche
- 42
- Längenteilabschnitt
- a
- Außendurchmesser
- b
- Außendurchmesser
- c
- Außendurchmesser
- d
- Außendurchmesser
- e
- Innendurchmesser
- f
- Innendurchmesser
- g
- Außendurchmesser
- h
- Innendurchmesser
- i
- Radiendifferenz
- k
- Radiendifferenz
- A
- Mittenabstand
- L
- Längsrichtung
- M
- Längsmittelachse
- U
- Umfangsrichtung
- X
- Mitte
- Z
- Zwischenabstand
