DE3047867C2 - Rohrverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung nachdem Oberbegriff des Anspruchs \,

Bei einer bekannten Rohrverbindung dieser Ari (Dß'OS 29 06 727) verbindet eine Ringwellüng mit einer Welle, in der die Ringdichtung aufgenommen ist, den radialen Flanschabsohnitl des ersten Rohres mit dessen zylindrischen Finnschubschnitt. Dieser umgibt einen zylindrischen Abschnitt des zweiten Rohres, der über eine ebenfalls nur aus einer Welle bestehende Ringwellung, die den zylindrischen Flanschabschnitt des

ersten Rohres radial überragt, mit dem zylindrischen Hauptteil des zweiten Rohres verbunden ist. Die aus Stahlblech bestehende Schelle weist ein Gelenk und zwei schräg stehende Ränder auf, die an den Wellenbergen der Ringwellungen des ersten und

zweiten Rohres anliegen. Mit einem keilförmigen Spannelement wird die Schelle soweit zusammengezogen, daß ein Anschlag des zweiten Rohres gegen die Stirnseite des zylindrischen Flanschabschnitts des ersten Rohres anschlägt. Hierbei sind verhältnismäßig enge Toleranzen zu beachte i, da andernfalls die Ringdichtung nicht mehr sicher in der zugehörigen Welle gehalten wird.

Es ist ferner bekannt (DE-AS 28 19 359), zwei axial getrennte Wellrohre mit Hilfe einer ungeteilten Muffe

zu verbinden. Diese weist zylindrische Endteile mit nach innen gerichteten Kupplungsnocken auf, welche je hinter einen Wellenberg der Wellrohre greifen. Diese Rohrverbindung ist nicht dicht. Außerdem erfordert der Zusammenbau erhebliche Materialverformungen der Muffe und/oder der Wellrohre.

Eine weitere bekannte Rohrverbindung (DE-OS 24 54 752) zur Verbindung zweier axial nebeneinander angeordneter Weürohre aus Kunststoff weist eine Innenmuffe auf, die aus zwei durch eine Lasche verbundenen Halbzylindern besteht, welche mit nach innen ragenden Wellungen von außen in die Ringwellungen der Wellrohre eingreifen. Gesichert wird die Anordnung durch das Überschieben einer Außenmuffe. Auch diese Rohrverbindung ist nicht dicht.

Sodann ist es zur Erzeugung einer dichten Verbindung zweier aus thermoplastischem Material bestehender Kunststoffrohre bekannt (CH-PS 3 35 907). beide Rohre an ihren Enden aufzuweiten, das aufgeweitete Ende des ersten Rohres über das aufgeweitete Ende des zweiten Rohres und zwei O-Dichtringe zu schieben und schließlich das äußere Rohr so zu vei formen, daß es die Erweiterung des inneren Rohres festhalt und um die ODichtringe hinweg Wellungen bildet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein handelsübliches gewelltes Rohr eine Rohrverbindung anzugeben, die einen einfachen Zusammenbau ermöglicht und eine hohe Dichtigkeit sicherstellt. Hierbei soll es nicht auf das Einhalten von axialen Toleranzen ankommen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der eingangs erwähnten Rohrverbindung durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs I gelöst.

Bei dieser Konstruktion werden die ohnehin vorhandenen, jeweils zwischen benachbarten Wellenbergen des gewellten Rohres vorhandenen Wellentäler ausgenutzt, um einerseits den Rand der Schelle und andererseits die Ringdichtung aufzunehmen Das Fingreifen des Schellenrandes zwischen zwei Wellenberge bewirkt ferner eine Axialsicherung fur das gewellte Rohr, so daß auch bei großen Toleranzunter schieden keine oder höchstens eine geringfügige Axialverlagerung möglieh ist. Man kann daher beispielsweise für alle Formen gekrümmter Rohre ein geradliniges Wellrohr vorrätig halten und hiervon die

gewünschten Längen abschneiden. Die gewünschte Dichlwirkung ist sichergestellt, weil die vom gewellten Rohr gehaltene Ringdichtung außen mit der zylindrischen Innenwand des zylindrischen Flanschabschnitt

cjes ersten Rohres elastisch zusammenwirkt. Auch bei größeren Toleranzfehlern bleibt diese Dichtwirkung erhalten, weil die Ringdichtung im gewellten Rohr festgelegt und dieses durch die Schelle axial gehalten wird.

Weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, die teilweise an sich bekannte Merkmale aufweisen.

Anspruch 2 zeigt, daß man mit einfachen billigen O-Ringen als Ringdichtung auskommen kann. Wenn nämlich die Di :htwirkung nicht ausreicht, kann man ohne Schwierigkeiten in den vorhandenen Wellentälern auch mehr als einen O-Ring unterbringen.

Anspruch 4 ergibt den Vorteil, daß das gewellte Rohr leichter herstellbar ist, ein Herauswalken der Ringdichtung, insbesondere nur eines Dichtringes, ganz oder weitgehend verhindert wird und der Rand der Schelle eine flächige Anlage finden kann.

Da es nicht auf die Einhaltung enger Toleranzen ankommt, kann gemäß Anspruch 5 die Schelle auch aus Kunststoff und daher billig hergestellt werden.

Die Ausbildung der Schelle aus Kunststoff erlaubt es. wenn ein Gelenk vorhanden sein so", ein einfaches Filmgelenk nach Anspruch 6 zu benutzen.

Gemäß Anspruch 7 hat die Schelle nur eine einzige definierte Schließstellung. Dies ist zulässig, weil es auf die Einhaltung genauer Toleranzen nicht ankommt. Außerdem läßt sich ein Rastverschluß sehr rasch verschließen, so daß die Verbindung entsprechend einfach und schnell herstellbar ist. Beispielsweise kann der Rastverschluß wie ein Druckknopf wirken und sich im Bedarfsfall auch lösen lassen.

Nach Anspruch 8 kann es sich bei der Schelle aber auch um einen federnden C-Ring handeln. Eine derartige Schelle ist besonders leicht herstellbar und montierbar. Sie läßt sich ebenfalls im Bedarfsfall leicht lösen und hält dennoch axialen Trennkräften, die auf die Verbindung wirken, ohne einen zusätzlichen Verschluß stand.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschmu einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung,

F i g. 2 einen Querschnitt der Rohrverbindungsschelle nach F i g. I.

F ι g. 3 einen Teil der Rohrverbindung nach F i g. 1 mit einer anderen Ringdichtung im Längsschnitt,

Y ι g. 4 einen Teil der Rohrverbindung nach F i g. 1 mit einer anderen Ringdichtung im Längsschnitt.

Fig. 5 einen Teil eines anderen Rohres der Rohrverbindung nach Fig. 1. das außen und innen mit einer Ringwellung versehen ist.

F i g. 6 eine andere Ausführungsform der Rohrverbindung, teilweise im Längsschnitt, bei der die Ringwellung einen etwa trapezförmigen Querschnitt aufweist.

Fig. 7 einen Querschnitt einer anderen für die Rohrverbindung geeigneten Schelle mit einem elastischen Druckverschluß.

F ι g. 8 eine Draufsicht auf den VerschhiB dci Schelle nach Fig. 7.

Fig.9 eine andere Ausfuhrungsform des Druckver Schlusses nach F i g, 7 im Querschnitt,

Fig.lÖ eine Axialansichf eines weiteren Ausführungsbeispiels einer für die Rohrverbindung geeigneten Schelle, die C-ringförmig und aus elastischem Material hergestellt ist,

Fig. 11 eine weitere Ausführungsform der Rohrverbindung, teilweise im Längsschnitt,

Fig. 12 einen Querschnitt der Schelle nach Fig. II, Fig. 13 einen Teil eines Längsschnitts eines anderen für die Rohrverbindung geeigneten zweiten Rohres,
F i g. 14 eine weitere Ausführungsform eines zweiten Rohres, das für die Rohrverbindung geeignet ist,

Fig. 15 eine weitere Ausführungsform eines für die Rohrverbindung geeigneten Rohres und

Fig. 16 einen Teil noch einer anderen Ausführungsform der Rohrverbindung im Längsschnitt.

Die Rohrverbindung nach F i g. 1 besteht aus einem Rohr 1 in Form eines Rohrstutzens, einem Rohr 2, einer Ringdichtung 3 und einer im Querschnitt etwa U-förmigen, hier trapezförmigen, Schelle 4. Die Verbindung der Rohre 1 und 2 soll fluiddicht und möglichst leicht und schnell herstellbar sein.

Zu diesem Zweck ist diese Rohrverbindung folgendermaßen ausgebildet.

Das aus festem Material, zurr.eist Metall oder Kunststoff, hergestellte Rohr 1 hat an seinem Verbindungsende einen radial nach außen ragenden, um'aufenden Flansch 5 aus einem innen ur ' außen kegeligen oder konischen Abschnitt 5 und cir.eir zylindrischen Abschnitt 7. der an seinem freien Ende ebenfalls mit einem Außenkomis Tu und einem Innenkonus Tb versehen ist.

Das Rohr 2 besteht aus Kunststoff. Besonders

geeignet ist Polyamid, insbesondere wärme und UV-stabilisiertes Polyamid, oder Polypropylen. Es hat außen eine sich über die gesamte Länge des Rohres 2 erstreckende Ringwellung 8und ist innrn zylindrisch. Im entspannten Zustand ist der Außendurchmesser des Rohres 2 etwa gleich dem Innendurchmesser des zylindrischen Flanschabschnitts 7. so daß das Rohr leicht in den Flanschabschnitt 7 einschiebbar im. Die Innendurchmesser der beiden Rohre 1 und 2 sind gleich Die Ringdichtung 3 besteht aus zwei elastischen

O-Ringen, die jeweils zwischen zwei benachbarten Wellenbergen 9 der Ringwellung 8 eingreifen und deren Außendurchmesser im entspannten Zu'tand etwas größer als der Außendurchmesser des Rohres 2 und der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 7 ist.

Γ ,e Schelle 4 besteht nach F i g. 2 aus zwei etwa C-förmigen Teilen 10,11 mit einem schnell schließenden Rastverschluß 12 und einem Filmgelenk 13. Der Rastverschlul? 12 besteht aus einer Brücke 14 mit radial äußeren Sagezähnen 15 und gegensinnigen Sägezphnen 16 an der Innenseite des Teils 11. Zwei radiale Vorsprunge 17 dienen als Handgriffe /um Schließen der Schelle 4 Die Schelle 4 besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff wie Polyamid. Sie greift mit ihren Flanschen b/w. Rändern einerseits hinter den Fiatisch 5 und andere-.cits in ein Wellental zwischen zwei benachbarten Wellenbergen 9 der Ringwellung 8, um das Rohr 2 in dem F'anschabschnitt 7 axial fesfzuhalten.

Die Innen- und Außenkonen Ta b/w. Tb wirken als Anlaufschräge. un; !as Einschieben des Ro'urns 2 in den Flanschabschnitt 7 oder das Aufschiebe.! eines Ersatzschlauches, falls iTi Falle eines Defektes des Rohres 2 kein Ersatzrohr verfügbar ist. /u erleichtern. Der Ersatzschlauch kann mittels einer herkömmlichen Bandschelle auf dem Abschnitt 7 festgeklemmt werden und wird dann zu gegebener Zeit wieder durch ein normales Rohr 2 ersetzt.

Die Fig, 3 und 4 zeigen Abwandlungen der Rohrverbindung nach Fig, I,

Nach Fig.3 kann die Ringdichtung 3a einteilig mit zwei innen und außen radial vorstehenden, i£n

Querschnitt runden Rippen 18 und einer umlaufenden Dichtlippe 19 versehen sein, die die Stirnseite des Rohres 2 übergreift und mit dem Flanschabschnitl 6 zur Anlage gebracht wird.

Nach F i g. 4 kann die Ringdichtung Zb im Querschnitt etwa dreieckförmigc Rippen !8a auf der Außenseite und auf der Innenseite im Querschnitt runde Rippen 18 aufweisen. Desgleichen kann eine axial vorstehende Dichtlippe 19a vorgesehen sein.

Nach Fig. 5 kann das Rohr 2« auch auf der Innenseite to £me Ringwellung 8' aufweisen. Dadurch wird es noch biegsamer. nahc7u so biegsam wie ein Schlauch, obwohl das Rohmaterial vergleichsweise steif ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 ist die Ringwellung 8a des Rohres 26 im Querschnitt etwa trapezförmig, wobei die Flanken der Wellenberge 9a oder Rippen sehr steil sind. Sie schließen mit dem Nutengrund zwischen den Rippen einen Winkel von etwa 100^r ein. Die radial äußeren Ringflächen der Rippen haben einen eiwas kieiucicii Duiiniticääcf ö's die Innenseite des Flanschabschnitts 7. so daß sich ein geringfügiges Spiel zwischen diesem und dem eingeführten Rohr 26 ergibt, d. h. daß das Rohr 26 auch bei zwei Dichtringen 3 leicht in den Flanschabschnitt 7 einschiebbar ist.

Die Fig. 7 und 8 stellen eine hinsichtlich des Rastverschlusses 12a abgewandelte Schelle 4a dar. Dieser Rastverschluß 12a besteht aus einem sich in Axialrichtung erstreckenden etwa zylindrischen Vorsprung 20 und einer entsprechenden zylindrischen Ausnehmung 21. die den Vorsprung 20 im geschlossenen Zustand um mehr als 180° umgreift, nachdem er unter elastischer Verformung sowohl des Vorsprungs 20 als auch zumindest des Öffnungsrands der Ausnehmung 21 in diese hineingedrückt worden ist. Der Verschluß 12a läßt sich daher unter Überwindung der zwischen Vorsprung 20 und Ausnehmung 21 auftretenden elastischen Form- und Reibschlußkräfte verhältnismäßig leicht wieder öffnen. Das öffnen wird noch dadurch erleichtert, daß der radial äußere Rand der Ausnehmung 21 mit einem Ausschnitt 22 versehen ist. der es ermöglicht, beispielsweise die Klinge eines Schraubendrehers einzuführen und den Vorsprung 20 aus dtr Ausnehmung 21 herauszuhebein.

Fig.9 stellt eine Abwandlung des Rastverschlusses 12a nach F i g. 7 dar. wobei der Rastverschluß 126 nach Fig.9 einen Mehrkant-Vorsprung 20a und eine entsprechende Mehrkant-Ausnehmung 21a. wie dargestellt aufweist

F i g. 10 stellt eine weitere Ausführungsform einer zur Ausbildung der Rohrverbindung geeigneten Schelle Ab dar. die etwa C-r-lJgförmig und elastisch ist so daß sie wie eine Klammer unter Aufweitung über den Flansch 5 gedrückt werden kann und sich durch ihre Eigenspannung auf dem Flansch 5 und in dem angrenzenden ⁵^ Wellental zwischen benachbarten Wellenbergen 9 bzw. 9a hält Ein zusätzlicher Verschluß entfällt daher. Im übrigen ist diese Schelle 46 ebenso wie die Schelle 4 öder 4a ausgebildet

Anstelle eines Rastverschlusses kann die Schelle 4 oder 4a auch einen anderen Schnellverschluß, ζ. Β. mit Spannhebel, aufweisen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fi g. 11 und 12 ist das als Stutzen ausgebildete Rohr 1 an seinem dem Rohr 2c abgekehrten Ende mit einem weiteren Flansch ⁶^ 23 versehen, der mittels Schrauben 24 (von denen nur eine dargestellt ist) an einem Gehäuse 25, beispielsweise eines Verbrennungsmotorblocks, unter Zwischenschaltung eines Dichlrings 26 befestigt ist. Der Flansch 23 hai eine Gewindebohrung, in die eine Schraube 27 geschraubt ist. Die Schraube 27 diertt zugleich als Gelenkbogen für ein Scharniergelenk 13a der Schelle 4c, die im übrigen so ausgebildet ist wie die Schelle 4a. Zwischen dem Scharniergelenk I3ä und dem Flansch 23 befindet sich eine Abstandsbuchse 28 auf der Schraube 27.

Das Rohr 2c ist ebenfalls nicht nur außen mit einer Ringwellung 8a, sondern auch innen mit einer Ringwellung Bb versehen, deren Wellenberge jeweils mil einem der Wellenberge 9d der Ringwellung 8a zusammenfallen und bei der jedoch die Wellenberge bildende Aussparungen der Innenseite in l^ngsrichtung des Rohres 2c wesentlich kürzer als die Wellentäler bzw die Halbwellenlänge sind. Auf diese Weise ergibt sich ein Rohr 2r mit einer weitgehend glatten Innenseite, die die Fluidströmung praktisch nicht behindert, insbesondere die Wirbelbildung in der

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sehr biegsam. Ferner ist es in Axialrichtung dehn- oder zusammendrückbar, um bei einem Rohr, das von einem Vorbestimmten Nennmaß in der Länge abweicht, einen Längenausgleich zu erreichen.

Die Wellenlänge der Ringwellung 8a bzw. 8b ist so groß gewählt, daß man mit nur einer Ringdichtung 3a auskommt, deren Querschnitt etwas größer als der einer Ringdichtung 3 nach F i g. I oder 6 bei sonst gleichen Abmest-iiigen der Flansche 5 ist.

Nach Fig. 13 kann das erste Rohr 2d ein äußeres Wellrohr mit einer äußeren und inneren Ringwellung 8c bzw. Sb aufweisen, das etwas dünnwandiger als das Rohr 2c und innen mit einem ziaätzlichen dünnwandigen Rohr 29 aus thermoplastischem Kunststoff ausge kleidet ist Dadurch ergibt sich eine völlig glatte Innenseite des Rohres 2d Hierbei können das äußere Wellrohr und das glatte Innenrohr 29 miteinander an den Stellen 30 verschweißt, z. B. durch Ultraschallschweißung, oder verklebt sein. Die Ringwellung 8c des äußeren Wellrohrs erstreckt sich über dessen gesamte Länge, und die Wellenberge 9b sind abgerundet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14. die lediglich das erste Rohr 2e mit der Ringdichtung 3a darstellt ist nur das mit dem nicht dargestellten ersten Rohr 1 zu verbindende Ende des ansonsten glatten Rohres 2e mit einer äußeren Ringwellung Sd aus zwei Wellenbergen 9b und 9c und mit einer inneren Ringwellung 8e versehen, wobei die außen umlaufende Nut bzw. das Wellental zwischen den Wellenbergen 9b und 9c die einzige Ringdichtung 3a aufnimmt Die Ringwellungen Sd und 8e sind nachträglich an dem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Rt .ir 2e angeformt Im übrigen kann die Rohrverbindung entsprechend den vorhergehenden Ausführungsbeispie-Jen ausgebildet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 15, die lediglich das Rohr 2/mit der Ringdichtung 3a darstellt ist hur das mit dem nicht dargestellten Rohr 1 zu verbindende Ende des ansonsten glatten Kunststoffrohrs 2f mit einer Ringweltung 8f versehen, die aus einem mit einer Ringnut versehenen, auf dem Rohrende aufgeschweißten öder angeklebten Kunststöff-Ring besteht, der zwei Wellenberge 9</bildet

Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 ist das Rohr 2g-nur am Verbindungsende mit einer äußeren Ringwellung 8^aus zwei Wellenbergen 96 und 9<f sowie einer inneren Ringwellung 8Λ versehen. Der Wellenberg 9"</hat einen nur geringfügig größeren Außendürchhies-

ser als der nicht gewellte übrige Teil des Rohres 2g, so daß eine Ringdichtung 3c mit einem der Ringdichtung 3a entsprechenden Teil 3ca leicht über den Wellenberg 9c/gedrückt wenden und zwischen den Wellenbergen 9b und 9d einrasten kann. Der Ringdichtungsteil 3ca kann daher nicht ohne weiteres über den Wellenberg 9c/ hinweg abgezogen werden. Sodann Weist die Ringdichtung Jc einen Teil 3cb auf, der die Stirnseite bzw. Kante des Wellenbergs 9d bis in die innere Ringwellung 8Λ umgreift, wobei sich die radiale Dicke des inneren axialen Abschnitts des Ringdichtungsi.eils 3cb zur

Ringwellung 8Λ hin bzw. axial von der Kante des Verbindungsendes des Rohres 2g weg verringert. Ferner ist der Ringdichtungsteil 3cb auf seiner der inneren Stirnfläche des konischen Abschnitts 6 des Flansches 5 zugekehrten Stirnfläche mit umlaufenden Dichtrippen oder Dichtlippen versehen, die an der inneren Stirnfläche des Abschnitts 6 anliegen. Auch die Ringwellungen 8g und 8A sind nachträglich unter Erwärmung des thermoplastischen Rohres 2g am Verbindungsende des Rohres 2^angeformt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

»02377509

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Rohrverbindung mit einem am Verbindungsende des ersten Rohres ausgebildeten Flansch, der einen etwa radialen Abschnitt und einen sich an diesen anschließenden zylindrischen Abschnitt aufweist, mit einer am Verbindungsende des zweiten Rohres umlaufenden Widerlagerfläche, mit einer im Querschnitt etwa U-förmigen Schelle, die den Flansch sowie die Widerlagerfläche übergreift, und mit einer zwischen dem zylindrischen Flanschabschnitt und einem in diesen eingreifenden Abschnitt des zweiten Rohres angeordneten elastischen Ringdichtung, wobei das nur in den zylindrischen Flanschabschnitt eingreifende zweite Rohr außen eine Ringwellung aufweist und aus Kunststoff Desteht, der Außendurchmesser der entspannten Ringdichtung größer als der kleinste Innendurchmesser des zylindrischen Flanschabschnitts ist und die Innendurchmesser beider Rohre gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die iußere Ringwellung (8; 8a; 8c) über die gesamte Länge des zweiten Rohres (2: 2a bis 2d) erstreckt und die Schelle (4; 4a; 46;4c) zwischen benachbarten Wellenbergen (9; 9a; 9b) der Ringwellung eingreift. daß die Ringdichtung (3; 3a; Zb) zwischen benachbarten Wellenbergen der Ringwellung eingreift und daßderlnnendurchmesserdeszylindrischen Flanschabschnitts (7) wenigstens gleich dem Außendurchmesser der Wellenberge der Ringwellung des zweiten Rohres ist.

2. Rohrverbindung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß als Ringdichtung (3) wenigstens zwei umlaufende O-Ringe v> /gesehen sind, die je zwischen benachbarten Wellenbergen (9) angeordnet sind.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohr (2a; 2c. 2d) eine innere Ringwellung (8; 8b) aufweist, die mit der äußeren zusammenfällt.

4. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwellung (8a)im Querschnitt etwa trapezförmig ist.

5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Schelle (4; 4a; 4b;4c)aus Kunststoff hergestellt ist.

6. Rohrverbindung mit einer ein Gelenk aufweisenden Schelle nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daßdas Gelenk ein Filmgelenk (13) ist.

7. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schelle (4) einen Rastverschluß (12; 12a; i2b)aufweist, bei dem ein Vorsprung (20; 2Qa) des einen Schellenendes in eine Ausnehmung (21; 2ia) am anderen Schellenende federnd einrastet.

8 Rohrverbindung nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Schelle {4b) ein federnder C-Ring ist