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Die Erfindung betrifft eine Verbindung
zwischen einer Rohrleitung aus Kunststoff für Strömungsmedien, insbesondere Wasser
und einem Anschlußstutzen
eines Geräts,
einer Armatur, eines Verteilers oder dergleichen, insbesondere für Heizungs-
und Sanitärinstallationen,
bei der ein Rohrende abdichtend auf ein Ringrillenprofil des Anschlußstutzens
aufgesetzt ist, sowie einen Anschlußstutzen eines Geräts, einer
Armatur, eines Verteilers oder dergleichen, insbesondere zur Herstellung
einer derartigen Verbindung.
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Bei Heizungs- und Sanitärinstallationen
werden die für
die Wasserzirkulation bzw. den Wassertransport vorgesehenen Kunststoffrohre
mit Anschlußstutzen
eines Geräts,
eines Verteilers, einer Armatur, die bspw. einer Verzweigung oder
einer Verbindung von Rohren dienen oder dergleichen verbunden. Hierfür werden
die Rohrenden mit einem entsprechenden Werkzeug aufgeweitet und
auf die ein Ringrillenprofil aufweisenden Anschlußstutzen aufgeschoben.
Die bei der Aufweitung stattfindende Verformung ist zumindest teilweise
elastisch, so daß der
verformte Kunststoff die Neigung besitzt, in die Form des Ausgangszustandes
zurückzukehren.
Der Durchmesser der Anschlußstutzen
ist so auf die Innendurchmesser der Rohre abgestimmt, daß aufgrund
dieser Eigenschaft des Kunststoffs bereits unmittelbar nach dem
Aufschieben des Rohrendes auf den Anschlußstutzen ein enger Kontakt
der Innenwandung des Rohres mit dem Profil des Stutzens stattfindet.
Eine relativ feste und sichere Verbindung wird erreicht, indem man
eine sog. Schiebehülse
aus Metall wie insbesondere Blech, Messing oder dergleichen über das
Rohrende im Bereich des Anschlußstutzens
schiebt. Diese Hülse übt einen
radial wirkenden Druck auf das Rohrende aus und bewirkt zumindest
zum Zeitpunkt der Montage eine feste Verbindung und Abdichtung.
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Eine derartige Verbindung weist jedoch
den Nachteil auf, daß die
Dichtigkeit mit zunehmender Einsatzdauer abnimmt, so daß Wasser
austreten kann und es zu erheblichen Gebäudeschäden kommt. Diese Gefahr ist
insbesondere dann gegeben, wenn die Rohrwandstärke kleine Toleranzen aufweist.
Das Auftreten der Undichtigkeit resultiert dabei insbesondere aus
der wechselnden Temperaturbelastung und der sich daraus ergebenden wiederholten
Dehnung und Schrumpfung des Materials sowie aus der Tatsache, daß allein
das Rohrmaterial zur Abdichtung verwendet wird.
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Undichtigkeiten können jedoch auch direkt nach
der Montage der Verbindung in Folge von nachfolgenden Verlegearbeiten
der Rohre auftreten, da die Verbindungen äußerst empfindlich auf Bewegungen
reagiert, wie sie bspw. bei der Positionierung der Rohre auftreten.
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Der Erfindung wird deshalb die Aufgabe
zugrunde gelegt, eine dauerhafte, hochfeste und fluiddichte, insbesondere
wasserdichte Verbindung sowie einen Anschlußstutzen zur Herstellung einer
derartigen Verbindung zu schaffen.
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Ausgehend von der eingangs genannten Verbindung
wird diese Aufgabe durch eine Verbindung gemäß Anspruch 1 und einen Anschlußstutzen gemäß Anspruch
8 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Verbindung sowie der erfindungsgemäße Anschlußstutzen
lassen sich neben der Verwendung bei der Installation von Sanitär- und sonstigen
Heizungsanlagen grundsätzlich überall dort
einsetzen, wo bisher Rohre unter Verwendung von Schiebehülsen auf
einem Anschlußstutzen
befestigt werden. So kann die Verbindung bspw. zum Verbinden von
Geräten,
Armaturen, Verzweigungen oder dergleichen mit Rohrleitungen verwendet
werden, die ein Strömungsmedium,
vorzugsweise Wasser, transportieren.
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Der Anschlußstutzen der erfindungsgemäßen Verbindung
weist mindestens eine umlaufende Nut mit einem darin angeordneten
elastischen Ring – insbesondere
O-Ring – auf,
wobei der -zumindest im freien Zustand – über das Profil des Anschlußstutzens überstehende
Teil des Rings abdichtend mit der Innenwandung des Rohrendes in
Eingriff steht.
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Erfindungsgemäß wird folglich ein elastischer
Ring, vorzugsweise zwei oder mehr Ringe, als zusätzliche Dichtmittel benutzt.
Der Ring wird in die entsprechend ausgebildete umlaufende Nut am
Anschlußstutzen
eingesetzt, so daß sich
im freien Zustand ein ringsum über
das Profil überstehender
bzw. von diesem vorstehender Teil des Rings ergibt. Der so überstehende
Teil des Ringes dichtet zuverlässig, selbst
bei geringen Wandstärkentoleranzen,
den Bereich zwischen der Innenwandung des Rohrendes und dem Profil
ab, indem er mit der Innenwandung des Rohres intensiv in Eingriff
gelangt.
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Zur Herstellung der Verbindung wird
das Rohrende über
den Anschlußstutzen
geschoben. Der Durchmesser des Anschlußstutzens und der Innendurchmesser
des Rohres sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß es bei
der Montage nicht zu einer Beschädigung
des Rings kommt oder dieser aus der Nut gehoben wird, wobei gleichzeitig
eine feste und dichte Verbindung erzeugt wird. Ggf. können zur Herstellung
dieser festen Verbindung sich schnell verflüchtigende Schmiermittel verwendet
werden, die die Montage erleichtern. Anstelle eines O-Rings aus elastischem
Material wie SPM oder EPDM oder auch NBR oder PTFE oder silikonisiertem
Kautschuk kommen auch Ringe aus hochelastischem anderweitigen Material
in Betracht.
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Erfindungsgemäß dient das Ringrillenprofil des
Anschlußstutzens
folglich nicht mehr – jedenfalls nicht
primär – zur Herstellung
der wasserdichten Verbindung zwischen Rohr und Stutzen, sondern
im wesentlichen weiterhin zur Befestigung des Rohrendes. Die Abdichtung übernimmt überwiegend
der O-Ring bzw. die O-Ringe, die mit der Innenwandung des Rohrendes
elastisch verformt sowie abdichtend in Eingriff stehen.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung ist das Rohrende vor der Montage auf dem Anschlußstutzen
aufgeweitet. In Folge der zumindest teilweise elastischen Aufweitung
des Rohrendes und der daraus resultierenden Bestrebung des verwendeten
Kunststoffs, in den Ursprungszustand vor der Aufweitung zurückzukehren,
bildet sich bereits unmittelbar nach dem Aufschieben des aufgeweiteten Rohrendes
auf den Anschlußstutzen
eine dichte Verbindung aus, wobei durch den aus der Rückverformung
resultierenden Druck der Innenwandung des Rohres der Ring elastisch
verformt wird.
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Gemäß dieser Weiterbildung der
Erfindung wird folglich in sehr einfacher Weise eine besonders festsitzende
dichte Verbindung zwischen dem Rohrende und dem Anschlußstutzen
erreicht. Die Aufweitung des Rohrendes vor dessen Aufschieben auf den
Anschlußstutzen
gewährleistet
dabei zum einen eine feste Verbindung in Folge der Rückschrumpfung und
zum anderen das Aufschieben des Rohrendes auf den Anschlußstutzen
ohne die Gefahr einer Beschädigung
oder des Verschiebens des O-Rings auf dem Anschlußstutzen.
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Die erfindungsgemäß hergestellte Verbindung zeichnet
sich durch eine hohe Festigkeit und Dichtigkeit aus. Zur Steigerung
der Festigkeit und Dichtigkeit ist jedoch nach einer bevorzugten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lösung auf
das Rohrende eine Schiebehülse,
die ringsum an dem Rohrende anliegt, geschoben. Demzufolge wird
auf das Rohrende eine Hülse,
die nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
aus Metall wie Blech, Messing oder dergleichen besteht, geschoben.
Die Abmessungen, insbesondere die Durchmesser, sind so aufeinander
abzustimmen, daß die
auf das Rohrende aufgeschobene Hülse
einen hohen radialen Druck auf das Rohrende und damit auch auf den
Ring bzw. die Ringe sowie auf den Anschlußstutzen ausübt. Ungleiche,
insbesondere geringere Wandstärken
der Rohrenden werden auf diese Weise ebenso zuverlässig und
dauerhaft ausgeglichen die eine Abnahme der Elastizität des Kunststoffmaterials
der Rohre und andere Einflüsse, die
die Dichtigkeit beeinträchtigen
können.
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Durch diese Maßnahme wird die Festigkeit der
Verbindung weiter gesteigert, so daß eine hochfeste sowie absolut
wasserdichte Verbindung zwischen dem Rohr und dem Anschlußstutzen
herbeigeführt
wird. Unter der Wirkung des Preßdrucks
findet eine starke Verformung des elastischen Rings statt, so daß dieser
sowohl mit der ihm zugeordneten umlaufenden Nut als auch mit dem
betreffenden Bereich der Innenwandung des Rohres unter hohem Druck
in Eingriff steht, so daß eine
hochfeste Verbindung und Abdichtung erreicht wird.
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Zudem zeichnet sich die Schiebehülse durch eine
besonders einfache Handhabung aus, so daß in der Praxis eine Fehlbedienung,
die zu einer Undichtigkeit der Verbindung führen kann, nahezu vollkommen
ausgeschlossen wird. Zur Anordnung der Schiebehülse auf dem Rohrende muß diese
nur mit einem entsprechenden Werkzeug auf den Anschlußstutzen ,geschoben
werden, bis sie an einem Flansch einer Armatur oder dergleichen,
anliegt. Der Einsatz der Schiebehülse ist in Verbindung mit einem
aufgeweiteten Rohrende ohne weiteres möglich.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung weist das Ringrillenprofil des Anschlußstutzens
zur Steigerung der Abziehfestigkeit des Rohrendes mindestens eine
umlaufende Schneidkante auf, die mit der Innenwandung des Rohrendes in
Eingriff steht. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ist die Schneidkante in Aufschiebrichtung des Rohrendes
geneigt. Die Schneidkante dringt in die Innenfläche des Rohres ein und erzeugt
somit eine formschlüssige
Verbindung, die in ergänzender
Weise der Gefahr des Abrutschens oder Abziehens des Rohrendes von
dem Anschlußstutzen
vorbeugt. Diese Gefahr besteht insbesondere dann, wenn es aufgrund
von Temperaturschwankungen zu Längenänderungen
des Rohres zwischen zwei Anschlußstutzen kommt.
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Der erfindungsgemäße Anschlußstutzen ist gekennzeichnet
durch mindestens eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines elastischen
Rings, insbesondere eines O-Rings. Die umlaufende Nut kann an beliebiger
Stelle des Anschlußstutzens
angeordnet sein. Ferner ist die Anordnung mehrerer Nuten zur Verwendung
einer entsprechenden Anzahl von O-Ringen möglich, um bei der Verwendung
des erifndungsgemäßen Anschlußstutzens
zur Herstellung einer Verbindung mit einem Rohrende eine ausreichend
hohe Dichtigkeit zu erreichen. Die Abmessungen der Nut sind dabei
so gewählt,
daß der
darin angeordnete elastische Ring zuverlässig an dem Anschlußstutzen
positioniert werden kann und mit einem ausreichend großen Teil über das
Ringrillenprofil übersteht.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung weist der Anschlußstutzen
mindestens eine umlaufende Schneidkante auf, die nach einer besonders
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vom freien Ende des Anschlußstutzens
weggerichtet ist. Diese Schneidkante erhöht bei der Verwendung einer
derart weitergebildeten Armatur zur Herstellung einer Verbindung
mit einem Rohrende die Widerstandsfähigkeit des Rohres gegen ein
Abrutschen oder Abziehen des Rohrendes vom Anschlußstutzen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Armatur mit zwei O-Ringen, teilweise im Schnitt;
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2 eine
Seitenansicht einer Armatur wie in 1,
jedoch in Verbindung mit einem Kunststoffrohr mit einem aufgeweiteten
Rohrende, teilweise im Schnitt;
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3 eine
Seitenansicht einer Armatur wie in 1 und 2, jedoch in Verbindung
mit dem Rohr wie in 2 mit
einem teilweise rückverformten Rohrende;
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4 eine
Seitenansicht der in 1, 2 und 3 dargestellten Armatur, ebenfalls mit
dem Rohr wie in 2 und 3, jedoch zusätzlich mit einer
Schiebehülse.
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In 1 ist
schematisch eine Armatur 1 aus Metall, z. B. aus Messing
dargestellt, die einen Flansch 2 aufweist, von dem ein
Anschlußstutzen 4 ausgeht.
Durch die Armatur 1 erstreckt sich eine Durchgangsöffnung 5.
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Der Anschlußstutzen 4 weist ein
aus Ringrillen 4a und entsprechend ringförmigen Erhebungen 4b bestehendes
Ringrillenprofil auf. Dieses Profil dient gewöhnlich zur Aufnahme eines aus
Kunststoff bestehenden, hier nicht dargestellten Kunststoffrohrendes,
das mit dem Anschlußstutzen 4 unter
radialem Druck abdichtend sowie fest zu verbinden ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Anschlußstutzen 4 zwei
ringförmige umlaufende
Nuten 9 auf, in die zwei unter Federspannung federnde elastische
O-Ringe 6 eingesetzt sind, die sich aufgrund ihrer Federeigenschaften leicht über das
Profil 4 hinweg bis in die ihnen zugeordneten Nuten 9 führen lassen.
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In 2 ist
dargestellt, wie ein teilweise elastisch aufgeweitetes Rohrende 7a eines
Rohres 7 aus Kunststoff, das für die Rohrleitung einer Fußbodenheizung
oder für
eine Sanitärinstallation
bestimmt ist, zum abdichtenden Verbinden mit den Anschlußstutzen 4 der
Armatur 1 über
den Anschlußstutzen 4 bis zum
Flansch 2 geführt
ist. Die O-Ringe 6 haben einen federnden Sitz in den Nuten 9,
und sie stehen aus den Nuten 9 nur so weit vor, daß sie beim
Aufschieben des Rohrendes 7a gegen Beschädigung oder Herausheben
geschützt
sind und andererseits eine ausreichende Dichtigkeit erzeugen.
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Unmittelbar nach dem Aufbringen des
aufgeweiteten Rohrendes 7a auf den Anschlußstutzen 4 kommt
die Innenwandung 10 des Rohrendes 7a in Folge
der Rückverformung
des aufgeweiteten Bereichs des Rohrendes 7a mit den O-Ringen 6 in
Eingriff, wobei diese federnd nachgeben, d. h. sie werden leicht
in radialer Richtung zusammengedrückt, wie in 3 angedeutet ist. Eine Schneidkante 11, wie
sie in dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt ist, steigert die Festigkeit der Verbindung,
indem sie sich in die Innenwandung 10 des Rohrendes 7a einschneidet.
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In 4 ist
die letzte Phase der Herstellung der Verbindung zwischen dem Rohr 7 und
der Armatur 1 dargestellt. Man sieht, daß eine Schiebehülse 8 mit
radialem Druck über
das Rohrende 7a im Bereich des Anschlußstutzens 4 geschoben
worden ist, um der Verbindung eine gesteigerte Festigkeit und Dichtigkeit
zu verleihen.
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Das Aufschieben der Hülse 8 hat
eine Einschnürung
des Rohrendes 7a zur Folge, und unter dem sich daraus ergebenden
radialen Druck werden die O-Ringe 6 elastisch federnd vollständig in
die Nuten 9 und die danebenliegenden Ringrillen 4a gedrückt. Die
Innenwandung des Rohrendes 7a kommt mit den Erhebungen 4b in
Eingriff. Die Schneidkante 11 dringt in die Innenwandung 10 des
Rohrendes 7a ein. Es entsteht eine hochfeste und fluiddichte
Verbindung zwischen dem Rohr 7 und der Armatur 1.
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Mögliche
Abmessungen in einem reinen Ausführungsbeispiel
der dargestellten Art lauten wie folgt: Beim typischen Rohr 7 mit
der Abmessungsbezeichnung 16 mm × 2 mm (Außendurchmesser Da = 16 mm,
Wanddicke d = 2 mm) beträgt
der Außendurchmesser
Dp des Profils 4 z.B. 12 mm. Der Überstand ü (1) der O-Ringe 6 beträgt gegenüber dem
Profil 4 hier 0,2 mm. Der Außendurchmesser der O-Ringe 6 im
freien Zustand wie in 1 ist
12,2 mm. Deshalb werden die O-Ringe 6 beim Rückschrumpfungsprozeses
des aufgeweiteten Rohrendes 7a bereits radial federnd zusammengedrückt, wie
in 3 dargestellt ist.
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Die Verbindung läßt sich grundsätzlich überall dort
einsetzen, wo bisher schon Rohre unter Verwendung von Schiebehülsen an
einem Anschlußstutzen
befestigt werden. Die Zeichnung ist nicht maßstäblich zu verstehen. Ebenso
ist die Armatur i rein schematisch dargestellt. Auch die dargestellte
Verformung der O-Ringe 6 dient nur zur Veranschaulichung
des Ausführungsbeispiels
der Erfindung.