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Erf Erfindung betrifft ein winkelveränderbares Kniestuck
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gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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aus der DT-GS 2 306 642 ist ein Kniestück bekannt, bei de!- die Verbindung
mit Hilfe einer sich auf dem einen Verbindungsflansch abstützenden und mit dem anderen
Verbindungsflansch verschraubten Überwurfmutter stabilisiert wird. Die Uberwurfnutter
ist ein gesondertes Teil, das die Herstellungskosten für das Kniestück erhöht. Außeraem
muß zum Verändern der winkellage der beiden Rohrstükke die Überwurfmutter gelöst
werden. Es ist zwar auch erwdhnt, daß die Verbindung nur durch Ineinanderstecken
dc: beiden entsprechend ausgebildeten Flansche herstellbar ist, jedoch ist diese
Verbindung undicht und locker, da sie nur aus in Verbindungsrichtung der beiden
Flansche ineinandergesteckten Vorsprüngen bestimmt wird. Ähnliche Kniestücke sind
aus der US-PS 1 880 098 bekannt, bei denen eine Überwurfmutter bzw. ein Klammerring
die beiden Verbindungsflansche verbindet.
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Die FR-PS 410 531 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kniestücks,
bei der senkrecht zur Verbindungsebene der beiden Verbindungsflansche ein Schraubbolzen
angeordnet ist und die Trennstelle zwischen den Verbindungsflanschen von einem zusätzlichen
Spann- bzw. Dichtringe übergriffen wird. Der technische Aufwand zum Herstellen dieses
Kniestücks ist unvertretbar hoch.
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Schließlich ist aus der CH-PS 421 631 ein Kniestück bekannt, bei dem
die beiden Verbindungsflansche durch einen Spannring unter Zwischenschaltung einer
Dichtung verdrehbar gegeneinander gepreßt werden. Die Handhabung dieser Kniestücke
ist ebenfalls unrationell, die Spannringe stellen gesonderte und teure Zusatzteile
dar und müssen im Verdrehen der beiden Rohrabschnitte gelockert und dann wiederum
festgespannt werden.
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In Kenntnis der Nachteile des Standes der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Kniestück der eingangs genannten Art derart zu verbessern,
daß es ohne teure Zusatzteile, wie Spannringe oder Überwurfmuttern, eine dichte
und um 3600 drehbare Rohrverbindung gestattet. Dabei soll das schaffende Kniestück
sich moderne Kunststoffverform- bzw. Metallgestaltungstechniken zunutze machen und
in universeller Weise verwendbar sein und im Rohrdurchmesser weitgehend freibleiben.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichens
des Hauptanspruchs gelöst. Das erfindungsgemäße Kniestück wird nach der Formgestaltung
seiner Einzelteile durch einfaches Ineinanderpressen der beiden Verbindungsflansche
hergestellt und ist sofort gebrauchsfähig. Die kegelige Abfasung oder anderweitig
stufenlos steigende Hinterschneidung des Randes bzw. des Ringflansches, die ballig
ausgebildet sein kann, erleichtert das Herstellen einer dichten unQtrotzdem drehbaren
Verbindung, ohne daß die Gefahr von Beschädigungen oder bleibenden Deformationen
eintritt. Zusätzliche Organe wie Klemmringe oder Überwurfmuttern werden nicht benötigt,
da die formschlüssige Verbindung sehr stabil ist und die für die Verbindung verantwortlichen,
tragenden Flächen verhältnismäßig groß und im größten Durchmesserbereich der Verbindungsflansche
angeordnet sind. Der Verbindungsbe reich selbst ist glatt und benötigt einen minimalen
Platz, so daß erfindungsgemäße Kniestücke gut und sauber eingemauert oder verdeckt
werden können.
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Die für die Festigkeit der Verbindung verantwordichen, tragenden Flächen
zwischen den beiden Verbindungsflan schen, die insbesondere ein Herausreißen des
Ringflansches aus der Nut zuverlässig hindern müssen, können
entsprechend
dem Kennzeichen des Anspruchs 2 noch vergrößert werden. Außerdem wird durch die
vergrößerten und aneinanderanliegenden Flächen die Abdichtwirkung des Kniestücks
nach außen verbessert. Es entsteht eine nach Art einer Labyrinthdichtung ausgebildete
Verbindungsstelle.
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Um den Verschleiß beim mehrfachen Verdrehen der ineinanderfassenden
Flächen möglichst auszuschließen und eine dichte und paßgerechte Verbindung zu behalten,
ist es zweckmäßig, das Kennzeichen des Anspruchs 3 zu nutzen.
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Die Elastizität der Greifteile, aber auch ihre Festigkeit wird dadurch
noch erhöht. Die Armierung oder auch die aus einem anderen Kunststoffherstellten
Teile von hohem Abrieb lassen sich vor dem Spritzen der Teile in die Form legen
und werden auf einfache Art integriert.
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Der besondere Vorteil besteht hierbei in dem an und für sich einfachen,
billigen und leichten Kniestück aus preiswertem Material, bei dem nur in der dem
Verschleiß ausgesetzten Region ein preislich aufwendiger Einsatz eingelegt ist.
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Als recht vorteilhaft hat es sich gezeigt, das Kennzeichen des Anspruchs
4 zu verwenden. Es reicht aus, wenn die Scheiben nur sehr dünn gewählt werden. Für
eine bessere Verankerung können die eingelegten Scheiben abgewinkelt in die Wandung
fassen.
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Zur einwandfreien Zentrierung der beiden miteinander verbundenen Rohrabschnitte
wird bei einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Kniestücks dann beigetragen, wenn dies gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 5 ausgebildet
ist.
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Für Kniestücke, die besondere Dichtigkeitsanforderungen erfüllen müssen
bzw. strömende Medien mit hohem Druck leiten müssen, ist es zweckmäßig, wenn, wie
bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kniestücks vorgeschlagen
ist, die Verbindung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 6 ausgebildet wird. Die
in den Ringraum eingesetzte Dichtung aus Gummi oder Kunststoff, der fest und trotzdem
geringe Reibwerte hat, wird von allen Seiten komprimiert. Einer Verdrehung der beiden
Rohrabschnitte stellt sie hingegen nur geringen Widerstand entgegen.
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Eine besonders gute Ausbildung eines erfindungsgemäßen Kniestücks
ist aus dem Kennzeichen des Anspruchs 7 ersichtlich. Dieses Gestaltungsmerkmal erbringt
zum einen eine Materialersparnis bei der Herstellung und erleichtert zum anderen
das Einpressen des Ringflansches in die Nut, da die Klauen nachgiebiger sind, als
ein umlaufender Rand und beim Einpressen kleinere sich leichter öffnende Flächen
aneinanderreiben.
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Alternativ dazu kann ein erfindungsgemäßes Kniestück auch gemäß dem
Kennzeichen des Anspruchs 8 ausgebildet sein.
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Dies ergibt die gleichen Vorteile wie sie das vorgenannte Ausführungsbeispiel
des Kniestücks auszeichnen. Selbstverständlich können sowohl der Ringflansch als
auch der Rand mit Klauen ausgestattet sein, wodurch das Einpressen noch weiter vereinfacht
ist, da sowohl die Klauen des einen Verbindungsflansches als auch die Klauen am
anderen Verbindungsflansch beim Einpressen nachgeben und somit auch bei spröderen
Werkstoffen die Gefahr von Brüchen vermieden wird. Es ist hierbei aber notwendig,
daß die Klauen tiefer in die Nut fassen als die Tiefe der
Aussparungen
gewählt wurde, um kein selbsttätiges Öffnen aufkommen zu lassen.
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Es hat sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen, ein erfindungsgemäßes
Kniestück gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 9 auszubilden. Dann ist nämlich ein
gesunder Mittelweg zwischen den Klauen und den Aussparungen gefunden, denn es reichen
auf diese Weise die zum Klemmen des Randes vorhandenen Rückenflächen der Klauen
für eine feste Verbindung bei weitem aus, andererseits sind die Klauen elastisch
genug, um beim Einpressen des kegelig abgefasten Randes nachzugeben.
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Schließlich ist es noch zweckmäßig, das Kniestück gemäß dem Kennzeichen
von Anspruch 10 auszubilden. Eine Gehrung von 450 läßt sowohl eine gestreckte Rohrverbindung
als auch eine um 900 abgewinkelte Rohrverbindung als auch jede andere zwischen Null
und 900 liegende Winkelverbindung zu. Üblicherweise liegen die in der Praxis notwendigen
Rohrverbindungen in diesem Bereich zwischen 0 und 900 der mit einer derartigen Gehrung
stufenlos überdeckt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kniestücks
mit geradlinigem Rohrdurchgang; Fig. 2 eine um 900 gedrehte Ansicht des Kniestücks
von Fig. 1; Fig. 3 und Fig. 4 vergrößerte Details aus den Fig. 1 und 2, und im besonderen
die Ausbildung der Verbindun9sflanscheg
Fig. 5 einen Axialschnitt
durch das Kniestück gemäß den vorherigen Figuren, in einer einen 900 Rohrgang bildenden,
verdrehten Stellung; Fig. 6 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines
Verbindungsflansches; Fig. 7 eine weitere Ausbildung von zusammenfassenden Verbindungsflanschen;
Fig. 8 zusammenfassende armierte Verbindungsflansche; Fig. 9 eine andere Ausbildung
der ineinanderfassenden Verbindungsflansche und Fig. 10 eine Draufsicht auf den
übergreifenden Flansch aus Fig. 9 Ein Kniestück 1 gemäß den Fig. 1 und 2 besteht
aus zwei im wesentlichen geraden Rohrabschnitten 2 und 3, die durch einen unter
einem schrägen Winkel liegenden Verbindungsflansch 4 miteinander drehbar verbunden
sind.
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Der Rohrabschnitt 2 wird bei 5 mit einem weiterführenden Rohr zusammengesteckt,
während der Rohrabschnitt 3 bei 6 an ein weiteres Rohr angeschlossen werden kann.
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Der Verbindungsflansch 4 ist von kreisförmiger Gestalt und besitzt
einen über den Rohraußendurchmesser der Rohrabschnitte 2 und 3 hinausgehenden Durchmesser,
so daß der Rohrdurchgang im Verbindungsbereich im wesenlichen bei gleichem Querschnitt
erfolgen kann. Die Ausbildung der Übergangsstelle zwischen den Rohrabschnitten 2
und 3 zum Verbindungsflansch 4 ist in üblicher und hier nicht näher erläuterter
Art und Weise ausgebildet.
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Fig. 3 und 4 zeigen QuerschnittE der beiden Verbindungsflansche 4
und 12 der Rohrabschnitte 2 und 3. Aus Fig. 4
ist erkennbar, daß
der Verbindungsflansen 4 eine umiaufende Ringnut 7 besitzt, der den Nutgnund unter
einem Winkel S schr;ig verLaufen läßt. Die Nut 7 wird auf de einen Seite von eine
gegenüber dem Nutgrund einsprin@ senden Rand 9 begrenzt, während auf ihrer anderen
Se@@e eine Vertielun; 10 vorgesehen ist, deren Durchmesser deutlich :1 einer ist,
als der Durchinesse der Ringunt.
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Der Rand 9 ist mit einer zylindrischen Umfangsfläche 11 ausgebildet.
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Wie Fig. z eigt, 1 st der mit 12 bezeichnete '/erbindungsflansch des
anderen Rohrabschnittes mit einem umlaufenden Ringflansch 13 mit einer unter dem
Winkel li kegelig abgefaste Umfangsfläche 14 ausgestattet, der in örelte und Außenduechmesser
in die Nut 7 paßt. An den Ring flansch 13 grenzt auf der einen Seite ein zylindrischer
Vorsprung 15 an, der auf die Vertiefung 10 abgestimmt ist, während auf der anderen
Seite eine mit der Umfangsflächc 11 des Randes 9 zusammenwirkende Kreisringfläche
16 vorne sehen ist. Wie strichliert angedeutet, kann der Ansatz 15' auch mit kleinerem
Außendurchmesser ausgebildet sein, als die Vertiefung 10, so daß zwischen der Innenumfangsfläche
der Vertiefung 10 und der Außenumfangsfläche des Ansatzes 15' ein Ringraurn 17 entsteht.
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In der Praxis haben sich für die kegelige Abfasung des 7 Ringflansches
13 bzw. der Nut ein Winkel im Bereich zwischen 10 und 200, vorzugsweise 150 als
zweckmäßig erwiesen. Die Verbindungsflansche 4 und 12 werden durch Einpressen des
Verbindungsflansches 12 bis zum Einschnappen seines Ringflansches 13 in die Nut
7 ineinander gepreßt, wobei dieser Vorgang durch die kegelige Abfasung der Umfangsfläche
14 erleichtert wird.
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Aus Fig. 5 ist erkennbar, wie die Verbindungsflansche 4 und 12 ineinandergreifen
und wie in den Ringraum 17. eine Dichtung 18 z.B. als 0-Ring oder als Lippendichtung
oder in einer anderen Form eingesetzt ist, derart, daß sie eine druckdichte Verbindung
des eine 900 Rohrverbindung darstellenden Kniestücks 1 sicherstellt.
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Fig. 6 bietet eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des
Verbindungsflansches 4, wobei dessen umlaufender Rand 9 von Aussparungen 20 derart
unterbrochen ist, daß er vorspringende Klauen 19 bildet. Die Aussparungen sind dabei
bis auf den Außendurchmesser des Ringflansches 13 geführt, so daß beim Einpressen
des anderen Verbindungsflansches nur die Klauenbereiche beiseite gedrückt werden
müssen. Es sind bei dieser Ausführung insgesamt 6 Klauen 19 über den Umfang verteilt
angeordnet, die zwei Drittel des Umfangs in Anspruch nehmen. Dementsprechend nehmen
die Aussparungen 20 ein Drittel des Umfangs ein. Es hat sich in der Praxis als zweckmäßig
erwiesen, eine derartige Aufteilung zu treffen. Selbstverständlich sind auch andere
Aufteilungen möglich.
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Denkbar ist weiterhin, daß auch der Ringflansch 13 in ähnlicher Weise
durch einzelne Klauen gebildet wird, die beim Einpressen elastisch nachgeben und
ein sicheres Einschnappen in der Ringnut garantieren. Bei besonders spröden oder
harten Materialien, aus denen die Rohrabschnitte 2 und 3 mit den ihnen einstückig
angeformten Verbindungsflanschen 12 und 4 bestehen, kann es sogar zweckmäßig sein,
sowohl den Rand 9 als auch den Ringflansch 13 mit Klauen zu versehen, so daß die
beim Einpressen auf einanderreibenden Flächen noch weiter verringert werden.
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Trotzdem ist die erzielbare Verbindung sehr fest. Da mit modernen
Kunststoff- oder Metallformtechniken, z.B. beim
Spritzgießen bzw.
Pressen mit hoher Präzision gearbeitet werden kann, sind sehr exakte Verbindungen
zwischen den ineinandergepreßten Elementen möglich, die nach Art einer Gleitpassung
ungehindert gegeneinander verdreht werden können und trotzdem eine hervorragende
Abdichtung garantieren.
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Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist auch an ein balliges Ineinandergreifen
der Flansche 4, 12 gedacht, wobei das Ineinanderdrücken durch den gerundeten Steigungswinkel
günstig vollzogen wird; das Auseinanderbringen jedoch nur mit annährnder Zerstörung
erfolgen kann.
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Um den Verschleiß an den aufeinandergleitenden Flächen 22, 23 beim
Drehen der Flansche 4, 12 fast auszuschließen, sind diese Flächen 22, 23 mit verschleifesten
dünnen Scheiben 24, 25 belegt oder gar mit als Armierung genutzten Plättchen versehen,
die zur besseren Festlegung mit einem abgewinkelten Schenkel 26, 27 in die Wandung
fassen. Diese Armierung gibt dem Rand 9 und dem Ringflansch 13 nicht nur eine größere
Festigkeit, sondern auch mehr Elastizität, so daß die geschaffene Verbindung unter
Spannung bleibt, auch wenn die Flansche 4, 12 vielfach aufeinander verdreht werden.
Als zusätzliche Dichtung ist in einer ausgesparten Fuge 28 ein Dichtungsring 17
eingelegt, der die verschiedensten Formen haben kann.
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Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird der einspringende Rand 9, der den
Ringflansch 13 überfaßt, von einem harten, verschleißfesten und trotzdem elastischen
Material, z.B. einem geeigneten Kunststoff (31) gebildet, das von der übrigen Kunststoffmasse
überspritzt wird. Die Haftfläche 29 ist zum besseren Halt besonders rauh ausgebildet.
Um dieses Teil mit einem recht einfachen Werkzeug erstellen zu können, sind Durchbrüche
30 in dem Flansch 4 vorgesehen, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Die Fig. 10 zeigt
diesen
Flansch 4 in perspektiver Ansicht und die bereits genannten
Teilmerkmale sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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L e e r s e i t e