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Rohrverbindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung, mit einem Rohr
und entweder einem zweiten Rohr oder einem Verbindungsstück mit wenigstens einem
Verbindungsstutzen.
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Im Stande der Technik sind Rohrverbindungen unterschiedlichster Art
bekannt, die beispielsweise durch ihre Ausführungsart nach lösbaren oder unlösbaren
Verbindungen oder durch die Art des Zusammenhaltes nach kraftschlüssigen, formschlüssigen
und stoffschlüssigen Verbindungen unterscheidbar sind. Bei deren Konstruktion ist
darauf zu achten, daß zum einen die Herstellung sehr einfach und rasch durchführbar
ist und zum anderen, insbesondere bei großen Drucken, die Verbindung ein hohes Maß
an Dichtheit und Sicherheit gewährleistet. Bei einer der artigen, bereits bekannten
Rohrverbindung werden die beiden zu verbindenden Rohrstücke endseitig und nach Art
eines Teleskops ineinander verschoben und in diesem Bereich ein Ring aufgeschoben,
dessen innere Oberfläche konisch ausgebildet und derart dimensioniert ist, daß zumindest
das äußere Rohrstück bei Aufschieben desselben in radialer Richtung nach innen zu
auf das andere Rohrstück gepresst und auf diese Weise die Dichtheit der Verbindung
geschaffen wird. Als nachteilig ist hierbei anzusehen, daß diese Art der Verbindung
nicht durchführbar ist bei Rohren unterschiedlicher Durchmesser und beim gleichzeitigen
Anschließen mehrerer Rohre, wie zum Beispiel bei Kreuzverbindungen, Verteiler oder
dergleichen.
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Bei einer anderen, bereits bekannten Art, mit der sich ein hoher Grad
an Dichtheit erzielen läßt, isttrgit"Rohrverbindung in ihrem Inneren entsprechend
dem äußeren und inneren Durchmesser der zu verbindenden Rohre auf unterschiedliche
Weiten ausgedreht oder ausgebohrt, wodurch sich zwar ein hoher Grad an Dichtheit
erzielen läßt, der jedoch in nachteiliger Weise einen großen Aufwand bei der Fertigung
und demzufolge hohe Herstellungskosten bedeutet. Aus den gleichen Gründen verbieten
sich auch Rohrverbindungen, bei denen die beiden Rohre bzw. das mit dem Verbindungsstück
zu verknüpfende Rohr vermittels Verschraubungen, wie zum Beispiel Gewindemuffen,
miteinander kontaktiert sind.
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Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung einer Verbindung
zur Aufgabe gemacht, bei der auf einfache und rasche Weise eine auch bei hohen Drucken
sichere und dichte Verbindung zwischen Rohren bzw. Rohren und Verbindungsstücken
möglich wird.
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Durch die Erfindung werden Lösungen vorgeschlagen,denen gemeinsam
ist, daß unter Verwendung eines Wulstes eine kraftschlüssige Verbindung rasch und
auf einfache Weise hergestellt werden kann. Eine der Lösungen, die nur dann verwendbar
ist, wenn die beiden zu verbindenden Rohre bzw.
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das Rohr und der Verbindungsstutzen in etwa den gleichen Durchmesser
besitzen, schlägt vor, die beiden zu verbindenden Teile endseitig aufeinander zu
schieben und im Bereich der Uberlappung außenseitig einen Ring kraftschlüssig zu
befestigen, der gebildet ist aus zwei zunächst nur innenseitig aneinander anliegende
und anschließend in axiale Richtung aufeinander zu gepresste Kegelstumpfmäntel.
In der Praxis geschieht die Befestigung in der Weise, daß die beiden Kegelstumpfmäntel
im Bereich der Uberlappung auf die Verbindung aufgeschoben und diese dann,
beispielsweise
mit Hilfe einer Zange, aufeinander zu gepresst werden, so daß im Wege einer Deformation
die beiden ursprünglich schenkelförmig einander zugeordneten Kegelstumpfmäntel aneinander
zu liegen kommen und sich im Bereich der Spitze des "V" in radiale Richtung auf
das Rohr oder den Verbindungsstutzen zu bewegen, dieses hierdurch deformiert und
eine im wesentlichen aus elastischen Kräften resultierende Klemmwirkung erzeugt.
Es wird ein nach innen überstehender Wulst ausgebildet, der durch Zusammenpressen,
der ursprünglich V-förmigen Kegelstumpfmäntel entsteht. Von entscheidender Bedeutung
ist, daß der Innendurchmesser der Kegelstumpfmäntel größer ist, als der Innendurchmesser
des nach dem Zusammenpressen entstehenden Wulstes, woraus die Klemmwirkung auf die
sich überlappenden Rohre oder Verbindungsstück resultiert. Die Herstellung dieser
Verbindung ist rasch durchführbar, da lediglich die beiden Kegelstumpfmäntel mitHilfe
einer Zange zusammengepresst werden müssen.
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In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, die Kegelstumpfmäntel randseitig
mit einem in axiale Richtung nach außen sich erstreckenden Flansch zu versehen.
Dann läßt sich eine Verbesserung der Handhabung dadurch erreichen, daß die Kegelstumpfmäntel
während des gesamten Pressvorganges festgehalten und geführt werden. Durch diese
Maßnahme wird die Handhabung während der Befestigung und insbesondere das Durchführen
des Pressvorganges erheblich erleichtert. Die im wesentlichen gleichen Vorteile
bietet auch der weitere Vorschlag, bei dem beide Kegelstumpfmäntel einstückig ausgebildet
sind, so daß ein Zusammensetzen aus Einzelteilen während der Herstellung der Verbindung
nicht mehr erforderlich ist.
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Eine weitere erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, die sich in vorteilhafter
Weise insbesondere zur Verbindung von Rohren bzw. Rohren mit Verbindungsstücken
von jeweils unterschiedlichem Durchmesser eignet, ist dadurch gekennzeichnet, daß
das Rohr endseitig durch einen Ring umschlossen ist, dessen innere Oberfläche nach
Gestalt und Abmessungen etwa gleich der Außenfläche des Rohres ist und im Bereich
des Rohres einen nach innen überstehenden Wulst aufweist und dessen äußere Oberfläche
konisch und nach dem Rohrende zu sich verjüngend geformt ist und dieser Ring im
Inneren eines komplementär geformten äußeren Ringes oder Verbindungsstutzens angeordnet
ist. Unter dem Merkmal, daß die innere Oberfläche nach Gestalt und Abmessungen "
etwa gleich ~ der Außenfläche des Rohres ist, versteht die Erfindung, daß die innere
Oberfläche des Ringes gleich oder geringfügig größer als die Außenfläche des Rohres
gewählt ist, damit der Ring aufgeschoben werden kann.
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Durch die Existens eines nach innen überstehenden Wulstes läßt sich
auch dann ein fester Sitz des Ringes auf dem Rohr erreichen, wenn zwischen dessen
innerer Oberfläche und der Außenfläche des Rohres ein geringer Abstand besteht.
Der Begriff " Ring " ist im Sinne der Erfindung weit auszulegen und umfasst alle
in sich geschlossenen Körper mit im Inneren befindlicher Öffnung, mithin also auch
jene, deren Querschnitt in Abweichung vom Kreis, beispielsweise quadratisch, rechteckig
oder dergleichen sind. Selbstredend besitzt das Rohr dann auch denselben Querschnitt.
Aufgrund der konischen Gestaltung der äußeren Oberfläche des Ringes schließt dieser
mit ~der inneren Oberfläche einen spitzen Winkel ein, dessen Größe im Rahmen der
Erfindung zunächst frei gewählt werden kann, jedoch vorteilhafterweise 1 - 7 ° beträgt.
Allgemein gesprochen gelten folgende Zusammenhänge:
bei einem sehr
spitzen Winkel, also bei einer geringen Steigung der Oberfläche, läßt sich der Ring
durch vergleichsweise geringe Kräfte in axialer Richtung verschieben und bewegen.
Hierbei werden in radialer Richtung Druckkräfte entsprechend der Verschiebung ausgelöst.
Bei einem größeren Winkel, also einer größeren Steigung hingegen, ist die axiale
Verschiebung des Ringes nur bei größerem Kraftaufwand möglich, d.h. um einen bestimmten,
konstanten Verschiebungsweg zu realisieren, ist dann ein höherer Kraftaufwand erforderlich.
Eine Beeinträchtigung der Justierbarkeit ist die Folge. Der Ring befindet sich im
Inneren entweder eines komplementär, d.h. konisch geformten äußeren Ringes oder
eines ebenso geformten Verbindungsstutzens. Die Verwendung eines zweiten, äußeren
Ringes ist nach grundsätzlichen Uberlegungen nur zur Verbindung zweier Rohre nutzbar.
Bei Befestigung eines Rohres an einer Kreuzverbindung, einem Verteiler, einem T-Stück
wird der Ring durch einen Verbindungsstutzen umschlossen. Die Montage wird wie nachstehend
geschildert durchgeführt:
Als erstes wird der Ring auf das P h
r aufgeschoben, dann das Rohr mit seinem Ende entweder in einen Verbindtjngsstutzen
oder in einen (äußeren) Ring eingefahrt. Anschließend wird durch axiale Verschiebung
der Ring in den Verbindungsstutzen oder in den äußeren Ring eingepresst,wobei durch
desser kor,ische Gestaltung der (innere) Ring eine in radialer Richtung wirkende
Kraft erfährt, die diesen und insbesondere den innenseitig befindlichen Wulst gegen
das Rohr presst und dieses hierdurch festlegt.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Rohrverbindung sind im wesentlichen
folgende: Grundsätzlich läßt sich auf diese Weise rasch und billig eine Verbindung
herstellen, die auch hohen Drucken standhält.Dcrüber hinaus ist es möglich, Rohre
unterschiedlichen Durchmessers auf diese Weise durch geeignete Dimensionierung und
Gestaltung des (äußeren) Ringes miteinander zu verbinden. Desweiteren ist als Vorteil
anzusehen, daß es auf diese Weise möglich wird, Kreuzverbindungen, T-Stücke sowie
Verteiler mit einer beliebigen Anzahl Rohranschlüssen zu benutzen und einzusetzen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Wulst
kurz vor dem Ende des Rohres und/ oder Deidseitig, d.h. sowohl an der inneren als
auch der äußeren Oberfläche des Ringes anzubringen. Man erhält eine Verbesserung
der Abdichtung, da sich durch beide Maßnahmen der Wulst stärker in radiale Richtung
auf das Rohr zu bewegt und dadurch festliegt. Es können dann höhere,in axialer Richtung
auf das Rohr wirkende Kräfte aufgenommen werden.
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Im Spezialfall der Verbindung zweier Rohre gleichen äußeren Durchmessers
wird empfohlen, beide Ringe sich über die Enden beider Rohre erstreckerd a-zuordrler,
und
am inneren Ring im Bereich jedes Rohres einen Wulst anzubringen. Dann lassen sich
durch einen (inneren) Ring @@@ einem ä@ße@en #ing, also durch zwei Teile im Gegersatz
zu drei im Falle der Verbindung von Rohren unterschiedlichen Durchmessers, die erfindungsgemäßen
Lösungen realisieren.
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Eine Verbesserung der Abdichtung erhält man durch Anbringen einer
Klebmasse und/oder Verwendung einer elastischen Dichtung. Im ersteren Fall kommt
eine Verbesserung der Festigkeit im Hinblick auf die Aufnahme axialer Kräfte hinzu.
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Als Material für den inneren und/oder äußeren Ring und/ oder dem Verbindungsstutzen
und/oder die Kegelstumpfmäntel empfehlen sich alle Metalle, insbesondere Aluminium,
Kupfer, Stahl, Messing, Edelstahl. Hierbei ist von Vorteil, den äußeren Ring oder
den Verbindungsstutzen aus einem härteren Material als dem des inneren Ringes herzustellen.
Ein derartiges Merkmal ist funktionsgerecht, da während des Einbringens des (inneren)
Ringes oder dem Zusammenpressen der Kegelstumpfmäntel lediglich diese und sich nicht
der äußere Ring bzw. Verbindungsstutzen verformen sollen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine erfindungsgemäße Rohrverbindung zweier sich
überlappender Rohre etwa gleichen Durchmessers unmittelbar vor dem Zusammenpressen
der Kegelstumpfmäntel in Querschnittsdarstellung, Figur 2 die Ausführungsform nach
Figur 1 im befestigten Zustand,
Figur 3 eine erfindungsgemäße Rohrverbindung
bei zwei Rohren unterschiedlichen Durchmessers, Figur 4 die Verbindung zweier Rohre
gleichen Durchmessers, Figur 5 ein Kreuzverbindungsstück mit einem eingesetzten
Rohr.
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In Figur 1 ist in Querschnittsdarstellung ein linkes Rohr 1 und ein
rechtes Rohr 2 gezeigt, deren Durchmesser gleich sind. Die beiden Rohre 1, 2 sind
endseitig und dabei sich überlappend übereinander geschoben, wobei das linke Rohr
1 geweitet ist. Im Bereich der Überlappung wird über einen Ring 3 eine kraftschlüssige
Verbindung hergestellt, die im Stadium unmittelbar vor ihrer Herstellung eingezeichnet
ist und dadurch entsteht, daß zwei innenseitig aneinander anliegende Kegelstumpfmäntel
14 im Bereich der Uberlappung aufgebracht sind, die in axialer Richtung aufeinander
zu, also in Richtung der eingetragenen Pfeile gepresst werden. Dies bewirkt ein
Zusammenklappen der durch beide Kegelstumpfmäntel 14 gebildeten Schenkel und die
Ausbildung eines dazwischen befindlichen, nach innen überstehenden und aus den Kegelstumpfmänteln
14 hervorgehenden Wulstes, der von außen her gegen das linke Rohr 1 und auch gegen
das rechte Rohr 2 gepresst wird, diese vorwiegend elastisch verformt und auf diesem
Wege eine Klemmverbindung herstellt, siehe auch Fig. 2.
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Eine der wesentlichen Vorteile dieses erfindungsgemäßen Vorschlages
ist, daß nach Aufbringen der beiden Kegelstumpfmäntel 14 lediglich durch Zusammenpressen,
beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Zange, die Verbindung hergestellt werden
kann. Selbstverständlich steht es im Rahmen der Erfindung frei, auf zwei aneinander
überlappende Rohre nebeneinander zwei oder mehrere der soeben beschriebenen Ringe
aufzubringen.
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In Figur 3 ist ein linkes Rohr 1 und ein rechtes Rohr 2 gezeigt, die,
ebenso wie alle anderen Teile auch, in Querschnittsdarstellung wiedergegeben sind.
Beide Rohre 1, 2 sind durch einen Ring 3, 4 umschlos-@en, der jeweils an seiner
inneren Oberfläche 5, 6 und im Bereich des Endes des jeweiligen Rohres 1, 2 einen
nar h innen ü@erstehenden Wulst 7, 8 aufweist, der seinerseit@ wiederum von außen
@er gegen die Wandungen der Rohre 1, 2 gepresst ist und diese dadurch elastisch
verformt. Im übrigen ist die innere Oberfläche 5, 6 so gestaltet, daß sie von außen
her an den Rohren 1, 2 anliegt.
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Die äußere Oberfläche 9, 10 der Ringe 3, 4 ist von konischer Gestalt,
derart, daß sie sich in Richtung auf das Rohrende zu verjüngt. Beide Ringe 3, 4
sind ihrerseits wiederum in einem einzigen äußeren Ring 11 angeordnet, der im Inneren
komplementär zu den beiden Ringen 3, 4 geformt ist, d.h. also ebenfalls konisch
und in entsprechender Dimensionierung, damit bei in axialer Richtung erfolgender
Einpressung der Ringe 3, 4 eine Kraftwirkung in radialer Richtung, also auf die
Rohre 1, 2 zu, erfolgt, und sie dadurch festgehalten werden. Auf diese Weise erhält
man eine im wesentlichen als Pressverbindung zu bezeichnende Verknüpfung.
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In Figur 4 ist, ebenfalls in Querschnittsdarstellung, die Verbindung
zweier Rohre 1, 2 vom gleichen Durchmesser wiedergegeben. In einem solchen Fall
ist die Verwendung eines einzigen Ringes 3 möglich, der sich da-nn jedoch über die
Enden beider Rohre 1, 2 erstreckt, und der zusätzlich im Bereich jedes Rohres einen
Wulst aufweist. Auf diesem befindet sich dann in ansich üblicher Weise der äußere
Ring 11. Der die Montage weiter vereinfachende Unterschied gegenüber Figur 2 besteht
darin, daß nurmehr ein (innerer) Ring 3 benötigt und aufgebracht werden muß. Von
dieser Vereinfachung abgesehen, stimmt der Aufbau mit dem in Figur 2 geschilderten
im wesentlichen überein.
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Eine nähere Erläuterung scheint deshalb zur Vermeidung von Wiederholungen
verzichtbar.
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In Figur 5 schließlich ist ein Krezzverbindungsstück 12 ebenfalls
in Querschnittsdarstellung gezeigt, das demzufolge vier Verbindungsstutzen 13 aufweist,
in dessen rechten ein Rohr 1 auf die erfindungsgemäße Weise befestigt ist. Hierfür
sind sie konisch und sich nach innen zu verjüngend ausgebildet und auf dem Rohr
1 ist ein Ring 3 angeordnet, der seinerseits im Bereich des Endes des Rohres 1 mit
einem nach innen überstehenden Wulst 7 ausgestattet ist. Die äußere Oberfläche 9
ist in ihrer Gestaltung und Abmessung gleich dem Verbindungsstutzen 13 gewählt.
Rohr 1 und Ring 3 stimm.en in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion mit den bislang
beschriebenen Ausführungsbeispielen überein. Der wesentliche Unterschied besteht
darin., daß, anstelle eines Ringes der Verbindungsstutzen 13 tritt, mit dessen Hilfe
der durch axiale Verschiebung eingebrachte Ring 3 in radialer Richtung bewegt und
gegen das Rohr 1 gepresst wird. Auf diese Weise wird, was bei einer Vielzahl der
bereits bekannten Rohrverbindungen nicht möglich ist, ein Weg aufgezeigt, auch Rohre
mit einem Verbindungsstück endseitig zu verknüpfen. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit
ist in Figur 3 ein Kreuzverbindungsstück 12 dargestellt, an dessen Stelle selbstverständlich
auch ein T-Stück oder Verteiler mit einer größeren Anzahl von Anschlüssen Verwendung
finden könnte.
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Im Ergebnis erhält man durch die erfindungsgemäße Lehre eine rasch
und einfach herzustellende Verbindung entweder zwischen zwei Rohren oder eines Rohres
mit einem Verbindungsstück.