DE2654265A1

DE2654265A1 - Verbindungsstueck fuer starre kunststoffrohre

Info

Publication number: DE2654265A1
Application number: DE19762654265
Authority: DE
Inventors: Elio Borradori
Original assignee: ENDERMILL ANSTALT
Current assignee: ENDERMILL ANSTALT
Priority date: 1975-12-01
Filing date: 1976-11-30
Publication date: 1977-06-02
Also published as: IE44267B1; AT351879B; NL7612968A; ES453552A1; GB1568669A; ATA886176A; FR2334046A1; IE44267L; CH595578A5; DK538976A; LU76296A1; US4095826A; IT1070791B; GR61764B; BR7608112A; FR2334046B1; BE848506A

Description

DIETRICH LEWINSKY
HEiNZ-jOACHiM HÜBER „ ₂

eOTTHÄRDSTR. 81 9217-lV/Hg

Endermill Anstalt, 9493 Mauren (Liechtenstein)

Verbindungsstück für starre Kunststoffrohre Priorität: Schweiz, 1. Dezember 1975, 015593/75

Starre Metallrohre oder starre, extrudierte Kunststoffrohre mit glatten Enden haben den Nachteil, daß für die verschiedenen Rohrlängen stumpf stoßende Verbindungen hergestellt werden müssen, die den häufig hohen Arbeitsdrucken widerstehen und gleichzeitig sicherstellen, daß die verbundenen Rohrlängen eine stets gleichbleibende relative Lage zueinander einnehmen. Außerdem sollen diese Verbindungen ein rasches Zusammensetzen der Rohre ermöglichen und preiswert herstellbar sein.

Die bekannten Verbindungsstücke für diese Zwecke haben alle eine Anzahl betrieblicher und konstruktiver Nachteile; andererseits besteht ein solches Bedürfnis nach derartigen Verbindungsstücken da die Verwendung von extrudierten Kunststoffrohren sich ganz beträchtlich ausweitet.

Insbesondere besitzen die bekannten Verbindungsstücke Dichtheitsmängel bei hohem Druck und erfordern eine mechanische Bearbeitung durch Maschinenwerkzeuge, was sich nachteilig auf die Gestehungskosten auswirkt.

Ferner sind die bekannten Verbindungsstücke nicht in der Lage, die Rohre auch drehfest zu verbinden.

Die Erfindung betrifft ein Verbindungs- oder auch Kupplungsstück

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-Z-

mit einem zylindrischen Mittelstück, in dem das Rohr festgelegt wird, mit einem in dieses Mittelstück einsetzbaren, elastisch ' verformbaren Sperrstüek und einem auf das Mittelstück aufschraubbaren Gewindeüberwurf, der den Sperreinsatz zusammenpreßt.

Bei bekannten Verbindungsstücken dieser Gattung weist der Überwurf innenseitig Ringnuten auf, die Dichtungen enthalten, die gegenüber dem eingesetzten Rohr abdichten.

Außerdem ist bei bekannten Verbindungsstücken der Sperreinsatz als längs einer Erzeugenden geschnittener Ring oder auch in Form von mehreren, voneinander getrennten Sektoren, die ringförmig angeordnet werden, ausgeführt.

Wie gesagt eignet sich keines der bekannten Verbindungsstücke für die Erzielung einer ausreichenden Abdichtung gegen hohen Druck.

Außerdem weisen zahlreiche bekannte Verbindungsstücke einen Aufbau auf, der ringförmige Hohlräume zur Aufnahme von Dichtungsringen erfordert, welche Hohlräume nur durch maschinelle Bearbeitung herstellbar sind.

Schließlich besitzt auch keines der bekannten Verbindungsstücke Einrichtungen, die eine vollständige Verdrehungssicherheit der Rohre gewährleisten.

Hinzu kommt, daß es bei den bekannten Verbindungsstücken schwierig ist, das Rohr einzusetzen, und zwar wegen des Vorhandenseins der zuvor in den Nuten untergebrachten und in das Innere des Verbindungsstücks vorspringenden Dichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsstück der angegebenen Gattung für Rohre aus einem starren Werkstoff wie extrudiertem Kunststoff zu schaffen, das von den vorerwähnten Nachteilen frei ist.

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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines verformbaren Sperreinsatzes, der in Verbindung mit einem. Überwurf das Rohr zusammendrückt. Im einzelnen ist die Lösung im Patentanspruch 1 angegeben.

Erreicht wird dadurch eine Wechselwirkung zwischen dem Überwurf und dem Sperreinsatz, die zu einer erheblich verbesserten Verteilung der Kräfte über den Einsatz und zwischen Einsatz und Rohr führt, unterstützt durch die Preßwirkung des Überwurfes. Mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Verbindungsstück wurden bei gleicher Größe gegenüber bekannten Verbindungsstücken ganz beträchtlich verbesserte Ergebnisse erzielt.

Die Erfindung verwendet ein zylindrisches Mittelstück, dessen beide Enden ein Außengewinde tragen und das von einem Ende aus gesehen innen einen ersten zylindrischen Abschnitt aufweist, der vom Rand her nach innen verlaufende, axiale Nuten besitzt.

Der erste Abschnitt endet an einer ersten Schulter mit einer scharfen Kante, an der ein zweiter Abschnitt mit kleinerem Durchmesser beginnt, dessen Länge gleich der Höhe der Dichtung ist. Das Ende dieses zweiten Abschnittes bildet eine zweite scharfkantige Schulter, an der ein dritter Abschnitt mit einem Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des zu verbindenden Rohres beginnt. Am Ende dieses dritten Abschnittes ist eine dritte scharfkantige Schulter vorgesehen, die als Anschlag für das eingesetzte Rohr wirkt. Auf der ersten Schulter ruht eine ringförmige Dichtung. Zweckmäßigerweise ist dies eine Lippendichtung, deren Lippe in einer Richtung verläuft, die das Einführen des Rohres erleichtert und dem Herausziehen des Rohres entgegenwirkt. Es kann sich aber auch um einen einfachen Dichtungsring mit Kreisquerschnitt handeln.

Der Sperreinsatz besteht aus zwei symmetrischen, schalenförmigen Teilen, die zusammen den Sperreinsatz mit zylindrischem Unterteil bilden, während das Oberteil kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

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Die beiden Sperreinsatzteile werden in den ersten Abschnitt des Mittelstückes eingesetzt und ruhen auf der Ringdichtung. Jedes Sperreinsatzteil weist in seinem zylindrischen Außenumfangsteil eine Rippe auf, die in die entsprechende Nut in dem ersten Abschnitt des Mittelstückes paßt. Innenseitig besitzt jedes Sperreinsatzteil wenigstens zwei Sätze von sägezahnförmigen, scharfkantigen Rippen, die durch einen geraden Schlitz getrennt sind und deren Zweck die axiale und drehfeste Fixierung des Rohres ist. Alternativ kann auch die Innenfläche des Sperreinsatzes scharfkantig profiliert sein, wobei die scharfen Kanten, Schuppen oder Zähne in Richtung auf das Mittelstück weisen. Der Sperreinsatz besitzt eine kegelförmige Erweiterung zur Erleichterung des Einführens des Rohres.

Auf das zylindrische Mittelstück ist der Überwurf zum Zusammenpressen des Sperreinsatzes aufgeschraubt. Dieser Überwurf besitzt innen einen kegelstumpfförmigen Teil, der zu der entsprechenden ümfangsflache des Sperreinsatzes paßt.

Das Anziehen des Überwurfes bewirkt unregelmäßige, symmetrische Verformungen in den zwei Sperreinsatzteilen, die das Rohr absolut sicher axial und drehfest halten.

Vorstehend wurde nur die eine Hälfte des Verbindungsstückes beschrieben; die andere Hälfte des Verbindungsstückes kann entweder symmetrisch zu dem beschriebenen Teil ausgebildet sein oder eine andere Größe zur Verbindung von Rohren unterschiedlichen Durchmessers haben oder durch eine andere Vorrichtung, beispielsweise einen Hahn oder einen Schieber ersetzt sein.

In der Zeichnung ist das Verbindungsstück nach der Erfindung anhand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. l eine perspektivische, teilweise geschnittene

Explosionsdarstellung einer Hälfte des Ver-

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bindungsStückes,
Fig. 2 eine Ansicht der Sperreinsätze von unten,

Fig. 3 und 4 zwei bevorzugte Ausfuhrungsformen der Sperreinsätze und

Fig. 5 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht des Verbindungsstücks mit eingesetzten Rohren.

Das zeichnerisch dargestellte Verbindungsstück für starre Kunststoff rohre besteht aus einem zylindrischen Mittelstück 1, dessen beide Gewindeenden 2 und 3 ein Außengewinde tragen und das eine zylindrische Axialbohrung 4 aufweist, die sich in Richtung auf die beiden stirnseitigen öffnungen stufenförmig in bestimmten Höhen auf bestimmte Durchmesser 4a, 4b und 4c erweitert.

In der Innenwandfläche des Abschnittes der zylindrischen Axialbohrung mit dem größten Durchmesser 4c sind gleichmäßig über den Umfang verteilt vier Nuten 5 angeordnet, die in axialer Richtung verlaufen und sich etwa über die Hälfte der Länge dieses Abschnittes erstrecken. Diese Nuten 5 dienen der Aufnahme von Rippen 6, die am Außenumfang von zwei ein Paar bildenden Sperreinsätzen 7> 8 mit halbkreisringförmxgem Querschnitt angeordnet sind. Diese Sperreinsätze dienen zur Fixierung der Kunststoffrohre 9 sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung.

Nach dem Einsetzen in den Abschnitt des Durchmessers 4 c der zylindrischen Axialbohrung 4 des zylindrischen Mittelstückes 1 bilden die Sperreinsätze 7, 8 eine etwa zylindrische Buchse, deren äußeres oder oberes Ende 10 sich kegelstumpfförmig verjüngt und deren axiale Bohrung 11 über etwa Zweidrittel ihrer Höhe von außen nach innen eine Zähnung 12 aus in umfangsrichtung parallel verlaufenden Rippen mit Sägezahnprofil trägt. Im Bereich der außenseitigen oder oberen Stirnfläche geht die Zähnung 12 in eine sich erweiternde Einführung 123 über. Die Zähnung dieses Sperreinsatzes 7, 8 ist unterbrochen durch je einen axial verlaufen-

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den Schlitz 13 bzw. 14, der den Zweck hat, die Sperrwirkung des Sperreinsatzes gegenüber Verschieben und Verdrehen zu erleichtern, wenn die beiden Sperreinsätze 7, 8, die nach dem Einsetzen in das zylindrische Mittelstück 1 dort im Bereich des Durchmessers 4c gegen Verdrehung durch den Eingriff der Rippen 6 in die Nuten 5 gesichert sind, durch Aufschrauben eines Überwurfes 15 auf das Gewindeende 2 oder 3 des zylindrischen Mittelstückes 1 zusammengedrückt werden.

Dieser Überwurf 15 von etwa zylindrisch-kegelstumpfförmiger Gestalt besitzt eine Axialbohrung 16, die ein annäherndes Spiegelbild seines Außenprofils ist, wobei das außenseitige Stirnende 17 sich zur Erleichterung der Einführung des zu verbindenden Rohres 9 trichterförmig erweitert. An diese trichterförmige Erweiterung schließt sich eine kegelstumpfförmige Bohrung 18 an, die die gleiche Neigung wie die Enden 10 der Sperreinsätze 7 und 8 besitzt und die eine Preßfläche für die Einsätze 7 und 8 bildet, um das Kunststoffrohr 9 durch Verengung der von den Sperreinsätzen gebildeten Bohrung festzulegen.

Das Verbindungsstück wird abgedichtet durch eine Lippendichtung 19 oder eine Ringdichtung (nicht dargestellt) zwischen der kreisförmigen, innenseitigen Stirnfläche oder Basis der zwei Sperreinsätze 7» 8 und der Schulter 20 der zylindrischen Axialbohrung am übergang von dem Durchmesser 4b auf den Durchmesser 4a.

Der Abschnitt der Axialbohrung mit dem Durchmesser 4c kann auch unter Beibehaltung ihrer zylindrischen Basis sich leicht nach außen erweiternd ausgebildet sein.

Die Schulter 201 zwischen der Axialbohrung mit dem Durchmesser 4b und der Bohrung mit dem Durchmesser 4c verhindert, daß die zwei Sperreinsätze 7 und 8 auf die Lippendichtung 19 drücken und sie verformen.

Statt dessen kann die Schulter 201 zwischen den Abschnitten mit

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dem Durchmesser 4c bzw. 4b ersetzt werden durch Anschläge oder Schultern 70 und 80 an den Sperreinsätzen 7 und 8, die verhindern, daß diese Sperreinsätze vollständig in den Abschnitt mit dem Durchmesser 4c eingeführt werden und auf diese Weise sicherstellen, daß die Sperreinsätze nicht in Berührung mit der Dichtung kommen. Die Länge des unteren bzw. inneren zylindrischen Teiles der Sperreinsätze 7 und 8 muß entsprechend geringer als die Länge des Abschnittes 4c des Mittelstückes gehalten sein, so daß zwischen der innenseitigen Stirnfläche der Sperreinsätze 7, 8 und der Schulter 20 des Mittelstücks 1 ein Abstand frei bleibt, der größer oder gleich der Höhe der Dichtung ist.

Eine Ringschulter 21 am Ende der Axialbohrung mit dem Durchmesser. 4a bildet eine Aufstands- oder Anschlagfläche für das in das Mittelstück 1 eingeführte Rohr 9.

Die vorstehende Beschreibung gilt für beide Enden des Verbindungsstücks; natürlich kann das Verbindungsstück auch an seinen beiden Enden unterschiedliche Durchmesser zur Herstellung eines Übergangs zwischen Rohren verschiedenen Durchmessers haben.

Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausfuhrungsform der an der Innenwand der Sperreinsätze 7, 8 ausgebildeten Zähnung. Letztere besteht hier aus einer Vielzahl von Sägezähnen 22, die in Umfangsrichtung in parallelen Reihen, jedoch von Reihe zu Reihe versetzt bzw. auf Lücke angeordnet sind. In einer Weiterbildung dieser Art der Zähnung können die Zähne 22 auf einer Schraubenlinie auf den Umfangswänden der Bohrung 11 angeordnet sein. In jedem Fall ist am außenseitigen Ende eine Erweiterung 222 zur leichteren Einführung des Rohres vorgesehen.

Das dargestellte und beschriebene Verbindungsstück dient der Verbindung von zwei zueinander koaxialen Rohren, was jedoch lediglich als Ausführungsbeispiel aufzufassen ist. Das Verbindungsstück kann in anderer Ausführungsform ebensogut zur Verbindung von zwei oder mehr Rohren mit sich in unterschiedlichen Winkeln

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Leerseite

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schneidenden Achsen verwendet werden. Hierzu erhält dann das zylindrische Mittelstück 1 die benötigte Form beispielsweise L-, T- oder Y-Porra oder eine andere Gestalt.

Insbesondere wegen der Einführung 122 und 222 und der vergleichsweise großen axialen Längeder Sperreinsätze 7, 8 gegenüber den entsprechenden Elementen bekannter Verbindungsstücke wird das Rohr während des Einsetzens geführt, so daß es stets axial eingeschoben werden kann, ohne daß das Verbindungsstück zerlegt zu werden braucht, wodurch sich die Montageseit verkürzt.

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Claims

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HEiNZOOACHiM HÜBER
REITER PRiETSCH
MÜNCHEN 21

GOTTHARDSTR. 81 __n „ - _Anrtc

30. November 1976

Endermill Anstalt 9217-IV/Hg

Patentansprüche:

l.^! Verbindungsstück für starre Kunststoffrohre, gekennzeichnet durch ein die Enden der zu verbindenden Rohre aufnehmendes, zylindrisches Mittelstück (1) mit einer zylindrischen Axialbohrung (4) mit drei verschiedenen, symmetrisch von der Mitte zu seinen Enden zunehmenden Durchmessern (4a, 4b, 4c) und mit Gewindeenden (2) mit Außengewinde zum Aufschrauben von zwei überwürfen (15) mit je einer Kegelstumpfbohrung (18), die eine radiale Preßfläche bildet für zwei halbkreisförmige, innen mit einer Zähnung (12) versehene Sperreinsätze (7_S 8), die einen zusammendrückbaren, zylindrischen Sitz zur Sicherung der eingeführten Rohre (9) gegen axiales Verschieben und gegen Verdrehen bilden, wobei innenseitig an den Enden des zylindrischen Mittelstücks (1) und außenseitig an den Sperreinsätzen (7» 8) zueinander komplementäre Verdrehsicherungen , £ 5y 6) vorgesehen sind.
2. Verbindungsstück..nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Verdrehsicherungen an dem Mittelstück aus axial verlaufenden, gleichmäßig über den Innenumfang des Abschnittes der zylindrischen Axialbohrung (4) mit dem größten Durchmesser (4c) verteilten Nuten (5), die von der Stirnfläche bis etwa zur Hälfte der Länge dieses Durchmesserabschnittes reichen und aus am Außenumfang der Sperreinsätze angebrachten, zu den Nuten (5) kpmplementären Rippen (6) bestehen und daß die Abschnitte des Mittelstücks (1) mit den kleineren Durchmessern (4a, 4b) eine Lippendichtung (19) aufnehmen.

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3. Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinsätze (7, 8) eine etwa zylindrische Axialbohrung (11) begrenzen und ihr nach außen gerichtetes Ende (10) sich an seinem radialen Außenumfang kegelstumpfförmig axial nach außen verjüngt und die Zähnung (12) die Form quer verlaufender Sägezähne über etwa Zweidrittel deren axialer Länge hat und durch zwei sich gegenüberliegende, axial verlaufende Schlitze (13) unterbrochen ist, die die Sperrwirkung der Zähnung erleichtern, und daß die Rippen (6) am zylindrischen Außenumfang der Sperreinsätze (7, 8) axial angeordnet sind.
4. Verbindungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Zähnung einzeln in konzentrisch parallelen Reihen oder entsprechend einer Schraubenlinie, jedoch stets gleichmäßig versetzt zur Erzeugung einer Schuppenfläche angeordnet sind, derart, daß die Sperrwirkung sich mit abnehmender Eingriffsfläche der einzelnen Zähne erhöht.
5. Verbindungsstück nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinsätze (7, 8)an ihren achsnahen Außenenden im Anschluß an die Zähnung (12) eine sich nach außen erweiternde Einführung (122) für das Rohr aufweisen.
6. Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Überwurf (15) eine annähernde Kegelstumpfform hat und sich sein Außenende zum leichteren Einführen des Rohres trichterförmig erweitert.
7. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der axial innenseitigen, ringförmigen Stirnfläche der Sperreinsätze (7, 8) und einer Schulter (20) zwischen zwei Durchmessern der zylindrischen Axialbohrung des Mittelstücks (1) ein Abschnitt solcher Länge zur Aufnahme einer Lippendichtung (7, 8) verbleibt, daß letztere axial nicht zusammengedrückt wird.

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