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Luffenverbindung für Sollre, Armaturen oder dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Muffenverbindung für Rohre, Armaturen
oder dgl. mit einem'Dichtring und einem ringförmigen Klenmelement, die beide zwischen
BLuffe und Rohr angeordnet sind, wobei das Klenmelement durch den Dichtring beaufschlagbar
ist. Von derartigen Verbindungen wird im allgemeinen etwartet, dass sie zugfest
sind. Es soll eine Gewehr dafür bestehen, dass die miteinander verbundenen Rohre,
Armaturen oderdgl. sich unter der Einwirkung äußerer Kräfte oder unter der EinTifirkung
des Mediumdruckes nicht lösen. Dies ist deshalb richtig, weil Muffenverbindungen
der einleitend beschriebenen Art als Steckverbindungen ausgebildet sind, bei denen
ein Formschluss zwischen dem miteinander zu verbindenden Teilen nicht oder jedenfalls
nicht in ausreichender Weise vorhanden ist. Dies gilt in besonderem Tasse dann,
wenn eines der miteinander zu verbindenden Teile aus Kunststoff besteht, da diese
nicht ohne weiteres einer Dauerbeanstruchung ausgesetzt werden können, da es sonst
zu unzulässigen Verformungen koninit. Aus diesem Grunde ist darauf zu achten, dass
die miteinander zu verbindenden Teile beispielsweise durch den Klemmring nicht in
unzulässiger Weise beausschlag
werden. Vielmehr soll sichergestellt
sein, dass der Klemmring einerseits eine ausreichende Zugfestigkeit gewährleistet
ohne andererseits insbesondere das in die Muffe einzusteckende I5ohr zu sehr auf
Druck oder dgl. zu beanspruchen.
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Es ist bereits eine IIuffenverbindung bekannt, bei welcher das ringförmige
Klemmelement aus einer grossen Anzahl von kleinen Rollkörpern gebildet wird, die
von einer gemeinsamen Halterung getragen sind. Dabei ist es unvermeidbar, dass es
zwischen Muffe und Klemmelement einerseits-und Rohr sowie Klemmelement andererseits
nur zu Berührungen kommt, die mehr oder weniger punkt- oder linienförmig sind. b.
h., dass auch bei verhältnismassig kleinen zur Einwirkung kommenden Kräften verhltnismässig
grosse Flachenpressungen vorkommen können, die insbesondere bei Kunst stoffrohren
vermieden werden sollen. Ein anderer Nachteil der bekannten Muffenverbindung besteht
darin, dass Herstellung und Handhabung des Klemmelementes einigermassen aufwendig
und umständlich sind. Die genannten Nachteile gelten auch für eine andere Steckmuffenverbindung
mit Schub sicherung, bei welcher das Klemmelement als sogenannter Kehrfachgliederring
ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Muffenverbindung der
einleitend beschriebenen Art so auszugestalten, dass die Nachteile bekannter Verbindungen
vermieden werden. Insbesondere wird Engestrebt, dass das Klemmelement sowohl hinsichtlich
seiner Herstellung als auch in Bezug auf seine handhabung einfach und mit wenig
Aufwand verbunden ist. Darüber hinaus soll erreicht werden,
dass
der Dichtring, dessen Beaufschlagung durch das Druck medium zu einer Beaufschlagung
des Klemmelementes führt, trotz einer möglichen axialen Verschiebbarkeit unter allen
gegebenen Umstanden seine Funktion erfüllt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlagt die Erfindung vor, dass das Klemmelement
aus einem Ringteil und einer von diesem an seinem freien Ende der 14muffe zugekehrten
Seite getragenen, vorzugsweise parallel zur Längsachse der Verbindung geschlitzten
Hülse besteht.
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Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, dass das Ringteil einen
nach aussen überstehenden Flansch der Hülse bildet.
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Es sind zwar Anschlussverschraubungen für Rohre aus thermoplastischem
Material bekannt, bei der Klemmhülsen verwendet werden, deren dem freien Ende der
I!Mffe zugekehrter Bereich ebenfalls geschlitzt ist. Dabei handelt es sich jedoch
um Elemahülsen, die unter Verwendung eines besonderen SiDannmittels, das beispielsweise
als bberwnrfmutter ausgebildet ist, radial gegen das Rohr, also den inneren Teil
der Verbindung, gepresst werden, wobei das Ausmass der radialen Pressung abhängt
von der Kraft oder dem Drehmoment, mit welchem das Spannmittel angezogen wird. Dies
soll jedoch beim Anmeldungsgegenstand vermieden werden. Deshalb soll die Kleng,lwirkung
dadurch erreicht werden, dass die Klemmhülse durch den Dingring axial verschoben
wird, wobei der Dichtring seinerseits unter der Einwirkung des in der Rohrleitung
oder der-Armatur befindlichen Viediums steht. Dabei ist davon auszugehen, dass
Klemmhülse
und oder Muffe mit Schrägflächen versehen sind, die zur Erzielung der anpe strebten
Klemmung miteinander zusammenwirkenv z. B. derart, dass die muffe sich zu ihrem
freien ßnde hin konisch verengt. Das Ringteil bildet dabei eine durchgehende Anlageflache
für den Dichtring, und zwar gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Übertragungsringes.
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Ringteil und geschlitzte Hülse können aus einem festen Werkstoff,
beispielsweise Metall oder hartgestelltem Kunstoff bestehen.
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Als besonders zweckmassig hat sich eine Ausführungsform herausgestellt,
bei welcher wenigstens das Ringteil aus gummielastischem Material besteht. In diesem
Fall kann auch die Hülse aus ummielastischem Material gefertigt sein, wobei die
einzelnen durch die Längsschlitze begrenzten Abschnitte durch metallische inla;en
verstärkt sein können. Es ist andererseits auch möglich, die fülse aus metallischen
Abschnitten zusammenzusetzen, die beislDielsweise am Ringteil anvulkanisiert sind.
In jedem der beiden Fälle entsteht im ergebnis eine Klemmhülse, die einerseits elastisch
verformbar ist, aufgrund der metallischen Hülsenabschnitte jedoch ohne weiteres
die gewünschte Klemmwirkung erbringt. Bei der Zusammensetzung der Hülse aus metallischen
Abschnitten ist es zweckmässig, diese innenseitig mit einer Auflage aus gummielastischem
iaterial versehen, die sich gegebenenfalls auch über die Seiten-und Stirnkanten
bzw. -wandungen der Abschnitt erstreckt. Diese Auflage aus gummielastischem Material
soll insbesondere bei Kunststoffrohren oder -teilen eine besonders schonende Klemmung
bewirken.
Zugleich kann die Auflage auch die fLeibungsverhältnisse im Sinne der angestrebten
Zugfestigkeit verbessern.
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Im übrigen kann das Ringteil einen zustätzlichen aussen umlaufenden
Flansch tragen, der in eine entsprechend umlaufende, etwa nutförmige Ausnelmlung
der Iluffe eingreift. Auf diese Weise soll ein gewissen FonnschJuss zwischen Ringteil
bzw. Klemmilülse und Muffe erreicht werden, der allerdings mit der Verbindung áls
solcher nichts zu tun hat. Der Sinn dieses Formschlusses besteht vielmehr darin,
hrend der Montage der Teile, insbesondere also während des einsteckens des Rohres
in die Muffe, Klemmhülse und gegebenenfalls auch Dichtring in der richtigen Lage
zu halten. Es wird davon auszugehen sein, dass bei einstückiger Muffe der zusätliche,
aussen umlauSenXe Flansch nur bei der elastisch verformbaren Ausführung der Klemmhülse
anwendbar ist. Bei einer zweiteiligen Muffe, bei der beispielsweise der Endbereich
derselben über ein Schraubgewinde mit dem eigentlichen Muffenkörper verbindbar ist,
können auch die mehr oder weniger starren Klemmelemente einen derartigen Flansch
tragen. Im übrigen ist davon auszugehen, dass auch bei Verwendung eines aufschraubbaren
Muffenteiles der umlaufende Flansch bei einer gummielastisch verformbaren Klemmhülse
nützlich sein kann, und zwar dann, wenn die umlauf ende Nut oder Sitz, in welchen
der Flansch eingreift, innerhalb des aufschraubbaren Teiles angeordnet, also nicht
nach aussen offen ist. In diesem Fall ist die Anordnung vorteilhaft so getroffen,
dass das Klemmelement in den abgeschraubten Muffenteil eingesetzt wird und
dieses
dann aufgeschraubt wird. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung der Erfindung
besteht darin, dass Dichtung und Klemmhülse je für sich in ihren Sitz innerhalb
der Muffe eingebracht werden können, wobei aufgrund der Tatsache, dass das eine
Iluffenteil abgeschraubt werden kann, der den Sitz der Dichtung aufnehmende Bereich
der Muffe besser zugänglich ist . Die formschlüssige Verbindung zwischen Klemmhülse
und abschraubbarem Muffenteil hat dabei den Vorteil, dass bei der Handhabung die
Klemmhülse nicht herausfallen kann. Dies ist insbesondere auch gegenüber den bekannten
Muffenverbindungen mit einer Schub sicherung ein wesentlicher Vorteil, da in den
bekannten Fellen die Handhabung der Teile nicht immer einfach ist, und zwar insbesondere
auch unter Berücksichtigung der Umstände, unter denen diese Verbindungen auf Baustellen
und dgl. montiert werden müssen.
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Die die Hülse bildendenAbschnitte können an ihrem bbergang zum Ringteil
eine geringere Wanddicke aufweisen. Dies ist insbesondere zweckmässig bei solchen
Klemmhülsen, die aus Metall oder anderem Material vergleichbarer Festigkeit bestehen.
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Geanäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Dichtring
als im Querschnitt U-förmige Manschette ausgebildet sein, deren Scheitelbereich
der Klemmhülse zugekehrt ist und am Ringteil derselben - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
eines Übertragungsringes - anliegt. Die Verwendung einer Uförmigen Manschette ist
aus mehreren Gründen zweckmässig. Einmal xt davon ais zugehen, dass der Innenraum
dieser Manschette durch das Medium beaufschlagt
wird, so dass die
beiden Schenkel der Manschette zusätzlich gegt die zugeordneten Flächen an Muffen
und Rohr gepresst werden. um anderen wirkt sich'diese Beaufschlagung günstig aus
hinsichtlich der Beaufschlagung der Klemmhülse, die letztlich durch den Mediumdruck
in ihre wirksame Stellung gebracht werden soll. Dabei wird es normalerweise zu einer
axialen Verschiebung des Klemmringes als auch gegebenenfalls der Manschette, wobei
die U-förmige Ausgestaltung der letzteren in jedem Fall und unabhangig vom Ausmass
einer eventuellen Verschiebung eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet.
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Der am Rohr anliegende Schenkel der U-förmigen Manschette kann in
Längsrichtung der Verbindung länger sein als der an der Muffe anliegende Schenkel.
Weiterhin ist die Anordnung vorteilhaft so getroffen, dass dem freien Ende des an
der Muffe anliegenden Schenkels der U-förmigen Manschette ein innerhalb der Muffe
befindlicher Anschlag zugeordnet ist. Im übrigen kann die das einzusteckende Rohr
auf nehmende Muffe mit einem den Einsteckweg begrenzenden Anschlag versehen sein,
wobei aurchbrechungen, Kanal oder dgl. vorhanden sind, die eine Verbindung zwischen
dem vom Medium durchflossenen Raum und dem Innenraum der U-förmigen anschette herstellen.
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Die Muffenverbindung gemäss der Erfindung ist mit besonderem Vorteil
fur Kunststoffrohre anwendbar. Sie kann aber auch Verwendung finden bei Metallrohren
oder bei kuiiststoffbeschichteten Metall rohren sowie Rohren aus anderen WerkstoLfen.
In jedem Fall ist
die Montage der Verbindung ausserordentlich einfach.
Die Ausgestaltung des Klemmringes stellt siciler, dass dieser immer elne Lage einnimmt,
in welcher er sich senkrecht zur Längsachse des Rohres oder dgl. befindet. Bei Verwenduilr
des gummielastisch verformbaren Klemmringes ist eine einwandfreie Verbindung auch
dann herzustellen, wenn die Abmessungen der miteinander zu verbunden den Teile innerhalb
bestirnrilter Toleranzen schwanken. vies ist beispielsweise bei Kunststoffrohren
unvermeidbar. Entscheidend ist weiterhin, dass trotz des einfachen Aufbaus und der
geringen Beanspruchung insbesondere des inneren rohres die Verbindung in jedem Fall
eine ausreichende Zugfestigkeit aufweist, so dass die Anbringung besonderer Stütz-
oder Verbindungsmittel in jedem all überflüssig ist. Die erfindungsgemässe Verbindung
hat zudem den Vorteil, dass sie eine gewisse Nachgiebigkeit aufeist, so dass sie
in der Lage ist, bestimmten Bodenbewegungen zu folgen. esentlich ist hierbei diederum,
dass auch solche Anpassungen der Verbindung an äussere Bewegungen die Dichtigkeit
nicht beeintrachtigen, da insbesondere aufgrund der Verwendung der U-förmigen Manschette
die Dichtung in der Lage ist, Abweichungen vom linearen Verlauf der beiden miteinander
zu verbindenden Teile zu tberbrücken. Diese Anpassbarkeit ist auch bei jener Ausführung
des Klemmringes gewär-hrleistet, die gummielastisch verformbar ist.
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Im übrigen ist es für die erfindungsgensse Verbindung gleichgültig,
ob die Muffe einteilig oder zweiteilig ausgebildet ist.
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Im letzteren Fall kann es zweckmässig sein, dass der äussere iei,
der Muffe, der auf dem zweiten Teil derselben zweckmässig al -schraubbar
ist,
den Klemmring aufnimn, wobei der Dichtring in den anderen Teil der tMffe e eingesetzt
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Steckr«iiffenverbindung, Fig. 2
einen LcIngsschnftt durch ein Einzelteil der Verbindung, Fig. 3 die dazugehörige
Vorderansicht, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1.
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Die Darstellung gemäss Fig. 1 zeigt die Verbindung zwischen einer
aus zwei Teilen 11, 12 bestehenden Muffe sowie einem Rohr 13, das in diese Muffe
eingeschoben ist. Die Muffe 11, 12 kann der Endbereich eines anderen Rohres sein.
Es kann sich dabei aber auch um den Stutzen einer Armatur oder um ein Einzelteil,
also eine Art Gehäuse handeln, das über ein Aussengewinde 14 mit einem anderen Bauteil
verbindbar ist. Allgemein gilt, dass die Verbindung für alle in Rohrleitungsbau
vorkommenden Dinge anwendbar ist.
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Die Muffe 11, 12 ist innenseitig mit einem Anschlag 15 versehen, bis
zu dem das Rohr 13 vorgeschoben werden kann. Die Abdichtung zwischen Muffe 11, 12
einerseits und Rohr 13 erfolgt über einen Dichtring, der als U-förmige Manschette
16 ausgebildet ist. Der längere Schenkel 17 derselben liegt am Rohr 13 an. Der kürzere
Schenkel
18 befindet sich innerhalb einer Ausnehmung 19 des Muffenteiles 11. Im Bereich des
Anschlages 15 ist das Muffenteil mit in Umfangsrichtung verlaufenden Kanälen 20
für das in der Leitung 13 befindliche Medium versehen. Diese Kanäle 20 stellen eine
Verbindung zwischen Rohr 13 bzw. Durchflusskanal 21 der Muffe 11, 12 und dem Innenraum
22 der Manschette 16 dar. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass unmittelbar
nach Beaufschlagung des Rohres 13 bzw. der Muffe 11, 12 mit dem Medium dieses in
die Manschette 16 und damit zwischen die beiden Schenkel 17 und 18 derselben ; strömt.
Der Druck des Mediums presst somit die beiden Schenkel gegen das Rohr 13 bzw. das
Muffenteil 11. Zusätzlich wird ein Druck in axialer Richtung auf die Manschette
16 ausgeübt, so dass über deren Scheitelbereich 23 ein innerhalb des Muffenteiles
12 angeordnetes Klemmelement 24 beaufschlagt wird. Dieses Ringförmige Klemmelement
24 besteht aus einem Ringteil 25 aus gummielastischem Material sowie einem hülsenartigen
Fortsatz 26, der mit in L>ngsrichtung verlaufenden Schlitzen 27 versehen ist.
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Der hülsenartige Fortsatz setzt sich somit aus einer Anzahl metallischer
Abschnitte 28 zusammen, die innenseitig mit anker Auflage 29 aus gummielastischem
Material versehen sind. Diese Auflage 29 erstreckt sich auch über die Schmalen Begrenzungswände
230 und 31, der metallischen Abschnitte 28, so dass diese im Ergebnis nur an ihrer
äußeren Begrenzungsfläche 32 nicht abgedeckt sind. Die Verbindung zwischen dem Ringteil
25 aus gummielastischem Material und den Abschnitten 28 aus Metall, beispielsweise
Messing, können durch Vulkanisieren hergestellt sein.
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Das Ringteil 25 ist mit einem umlaufenden flanschartigen Fortsatz
33 versehen, der in eine entsprechende Ausnehmung 34 des Muffenteiles 12 eingreift.
Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, das Eler;unelement 24 in das Iquffenteil
12 einz@@etzen, bevor die beiden Muffenteile 11 und 12 über ein Schraubgewinde 35
miteinander verbunden werden, ohne dass bei der Handhabung der Teile die Gefahr
besteht, dass das Klemmelement 24 herausfallen könnte.
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Die Herstellung der Verbindung zwischen Huffe 11, 12 und Rohr 13 geschieht
in der gleise, dass zunächst einmal die Dichtmanschette 6 in das Muffenteil 12 eingesetzt
wird. Dies kann ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden, da zuvor das Muffenteil
11 abgeschraubt werden kann. Nachdem das Klemmelement in der beschriebenen Weise
in das Muffenteil 12 eingesetzt worden ist, werden beide Muffenteile 11 und 12 über
das Schraubgewinde 35 miteinander verbunden, wobei das Muffehteil 12 etwa soweit
aufgeschraubt wird bis das Ringteil 25 am Scheitelbereich -23 der Dichtmanschette
16 anliegen. Alsdann wird das Rohr 13 in Richtung des Pfeiles 36 in die Muffe 11,
12 bis zum Anschlag 25 eingeschoben Banach kann das Muffenteil 12 gegebenenfalls
noch etwas weiter auf den Muffenteil 11 aufgeschraubt werden, jedoch nur soweit
bis sich beim Schraubvorgang, der ohne werkzeug ausgeführt werden kann, Widerstand,
also eine Art Druckpunkt ergibt. Jedenfalls wird beim Aufschrauben jede Kraftanwendung
vermieden, die zu einer wesentlichen Beaufschlagung des Klemmelementes 24 führen
künnte, dessen hülsenartiger Fortsatz 26 mit einer konisch sich
verengenden
Ringfläche 37 des Muffenteiles 12 zusammenwirkt.
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Die eigentliche Klemmung des Rohres 13 geschieht erst nach Beaufschlagung
der Verbindung mit dem Idedium. Sobald dieses sich im Inneren des Rohres 13 bzw.
des Durchflusskanales 21 der muffe 11, 12 befindet, wird auch in der beschriebenen
preise der Innenraum 22 der Dichtmanschette 16 beaufschlagt. Der dadurch auf das
Klemmelement 24 in axialer Richtung - entgegen der Richtung -les Pfeiles 36 - ausgeübte
Druck führt zu einer Verschiebung des Klemmelementes in derselben Richtung, so dass
aufgrund der Konisitzt der Ringfläche 37 die Abschnitte 28 des hülsenartigen Fort
satzes 26 gegen die aussere Mantelfläche des Rohres 13 gedrückt werden. Auf diese
Weise werden ein Klemmeffekt und somit die er-;mnschte Zugfestigkeit der Verbindung
bewirkt. Wesentlich ist dabei, dass die Klemmung nicht abhängig ist vom Anziehen
irgendeines Spannmittels. Vielmehr wird die Klemmung bewirkt durch den Druck des
Mediums. Daraus X folgert, dass die Verbindung gemäss der Erfindung auch dann anwendbar
ist, wenn die das Rohr 13 oder ein anderes Teil aufnehmende Muffe einstückig ist.
Die Lösbarkeit des einen Muffenteiles 11 vom anderen Muffenteil 12 bei dem in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel dient im wesentlichen nur dazu, den
Zusammenbau der Teile, insbesondere auch das Einsetzen von Dichtung und Klemmelement,
zu erleichtern.
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Im übrigen besteht selbstverstndlich die Möglichkeit, die Abschnitte
28 nicht nur aus Metall, sondern auch aus irgendeinem anderen Werkstoff, z. B. hartgestelltem
Kunststoff mit vergleichbaren
Festigkeitseigenschaften herzustellen.