DE3614193A1 - Dichtende rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden rohrenden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine dichtende Rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden, bestehend aus einem Anschlussteil mit einer dem Aussendurchmesser der zu verbindenden Rohre angepassten Anschlussbohrung, in deren Wand mindestens eine umlaufende Nut mit eingesetzter Dichtung und eine Sicherungsnut mit darin angeordneten Verkeilungselementen in Form von um eine gemeinsame Auf­ hängung schwenkbaren einzelnen Verriegelungsorgangen vor­ gesehen sind, die das Rohr halten und sich bei Zugbelastung zwischen dem Anschlussteil und dem Rohr verkeilen.

Dichtende Rohrverbindungen sind in verschiedenen Ausfüh­ rungen bekannt. Diese sind jedoch bei guter Dichtigkeit häufig zu aufwendig und daher unwirtschaftlich. Steckver­ bindungen in Form von Schnellkupplungen werden aus Kosten­ gründen nur da eingesetzt, wo Verbindungen oft schnell und sicher gelöst und wieder verbunden werden müssen. Ferner ergeben sich Probleme nicht nur durch Rohrdurchmesser, sondern auch durch Rohrwandstärken sowie Materialien, aus denen die Rohre hergestellt werden.

In der DE-OS 20 30 859 ist eine Verbindungsvorrichtung in Form einer Rohrkupplung zum Verbinden zweier mit ihren Enden ineinander greifender Rohre beschrieben. Die hier verwendeten Verriegelungsorgane weisen Abschnitte auf, die unter Federkraft nachgiebig aus einer Aufnahmenut herausragen und zum Kuppeln der Rohre in eine Umfangsnut des anderen Rohres einrasten. Die Verriegelungsorgane sind im Abstand voneinander an einem Ring befestigt, der die Lagerflächen der Verriegelungsorgane an die zuge­ ordneten Lagerflächen der Aufnahmenut andrückt. Jedes Verriegelungsorgan weist einen zylindrischen Abschnitt und einen von diesem abstehenden, federnd nachgiebigen Ansatz auf. Ein Haltering ist durch die Öffnungen der zylindrischen Abschnitte der Verriegelungsorgane gesteckt. Bei dieser Ausführungsform einer Rohrkupplung ist eine scharfkantige Nut im Rohrmantel unabdingbar, da in diese die Ansätze an den zylindrischen Abschnitten der Verriegelungsorgane einrasten müssen. Eine solche Nut bedeutet aber eine Schwächung des Rohres und gerade an dieser Schwachstelle pressen die Verriegelungsorgane nach innen. Abgesehen davon ist eine solche Anordnung nur bei Metallrohren möglich.

Eine andere Steckmuffenverbindung ist aus der DE-OS 32 02 367 bekannt, bei der an einem Rohrende ein Muffen­ körper aufgebracht wird, der eine Kammer für ein das Rohrende fixierende Halteelement aufweist. Dieses Halte­ element besteht ebenfalls aus einzelnen segmentartig ausgebildeten Teilstücken, die das Rohrende weitgehend umschliessen und durch einen elastischen Haltering unter Vorspannung in der Kammer angeordnet sind. Jedes Teilstück ist mit einem Kopfabschnitt an der äusseren Umfangsfläche der Kammer kippbar abgestützt und auf der der Oberfläche des Rohrendes zugewandten Seite befindet sich ein Fuss­ abschnitt mit einer ersten Schneidkante. Die einzelnen Teilstücke des Halteelements sind durch relativ kleine Schlitze voneinander getrennt. Sie müssen nachdem der Haltering in die Kammer eingelegt ist, einzeln nachein­ ander eingesetzt werden. Nur der fertig montierte Halte­ ring sichert die einzelnen Teilstücke gegen Herausfallen. Abgesehen von der wohl recht umständlichen Anbringung der Teilstücke des Halteelements besteht auch bei nachgebendem Rohrmaterial die Gefahr, dass das Halteelement nach innen gezogen wird.

Rohrverbindungen dieser bekannten Art sind aber auch in der Regel nur für kleinere Rohrdurchmesser geeignet, für grössere Rohrdurchmesser sind sie insbesondere aus Kosten- und Handhabungsgründen zu aufwendig und nur bedingt einsetzbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dichtende Rohrverbin­ dung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch für grössere Rohrdurchmesser wirtschaftlich einsetzbar und einfach zu handhaben ist, dabei aber eine sichere Verkeilung auch beim Verbinden dünnwandiger Rohre sowie Kunststoffrohren, ohne Beschädigung der Rohroberfläche gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch eine dichtende Rohrverbindung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass jedes Verriegelungsorgan ein starres Segment ist und aus einem Profilstück mit zwei mindestens teilweise im wesentlichen parallelen Längsseiten und zwei Schmalseiten besteht, wobei eine Schmalseite ballig ausgeführt und zur Anlage an die Innenwand der Sicherungsnut, und die andere Schmalseite zur Anlage und Verkeilung am Mantel des zu verbindenden Rohres ausgelegt ist, an einer Längsseite des Segments eine Ausnehmung mit aneinandergrenzenden, durch einen Vorsprung voneinander abgesetzten kreis­ förmigen Rundungen vorgesehen ist, wobei die im Abstand von der balligen Schmalseite angeordnete Rundung der Sitz für einen eingelegten starren Haltering und die zweite Rundung der Sitz für eine eingelegte Zugfeder ist.

Zweckmässige Weiterbildungen der dichtenden Rohrverbindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine Rohrverbindung mit erfindungsgemäss ausgeführten Segmenten und einer gewissen Exzentrizität der Halterung dieser Segmente, ist praktisch für alle Rohrtypen ein­ setzbar, wobei im wesentlichen lediglich eine Schmal­ seite, nämlich diejenige die zur Anlage und Verkeilung am Rohrmantel bestimmt ist, entsprechend den Gegeben­ heiten geändert und ausgeführt werden muss. Die Vielfalt der möglichen Änderungen gestattet eine Anpassung an beliebige Rohrmaterialien und die Rohrverbindung eignet sich auch für grosse Rohrdurchmesser. Scharfe Kanten und Verzahnungen können durch Verhaken bei dünnwandigen Rohren und Kunststoffrohren leicht Beschädigungen hervorrufen, so dass bei solchen Rohren eine Flächenpressung vorzuziehen ist. Mit der erfindungsgemässen Ausführungsform der Haltesegmente ist eine Anpassung hieran ohne Schwierig­ keiten möglich. Durch ein gewisses exzentrisches Abrollen erfolgt eine permanente Zugbelastung. Beim Weiterdrehen werden die Haltesegmente immer mehr zugezogen und der verstärkte Druck des Exzenters führt zu einem exakten Halt ohne jede Beschädigung des Rohrmatels. Ein Lösen der Verbindung ist selbstverständlich auch möglich.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Rohrverbindung mit einer Ausfüh­ rungsform von Haltesegmenten, die insbesondere für Metallrohre geeignet sind;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Rohrverbindung mit einer Ausfüh­ rungsform von Haltesegmenten, die sich auch für dünnwandige Rohre eignen;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Rohrverbindung mit einer Ausfüh­ rungsform von Haltesegmenten mit gewölbter Kante;

Fig. 4 eine vergrösserte Draufsicht eines Haltesegments gemäss Fig. 1;

Fig. 5 eine vergrösserte Draufsicht eines Haltesegments für dünnwandige Rohre gemäss Fig. 2; und

Fig. 6 eine vergrösserte Draufsicht eines Haltesegments mit einer Verzahnung zur Verkrallung an dem zu verbindenden Rohr.

Das Anschlussteil 1 weist in an sich bekannter Weise eine Anschlussbohrung auf, deren Durchmesser dem Aussendurch­ messer des zu verbindenden Rohres angepasst ist. In der Wand 1 a des Anschlussteils 1 ist, wie ebenfalls bekannt, mindestens eine Nut 2 mit eingelegter Dichtung 3 vorge­ sehen. Angrenzend an das freie Ende des Anschlussteils 1, auch in der Wand 1 a der Anschlussbohrung ist eine Sicherungs­ nut 4 mit einer schrägen Flanke 4 a angeordnet, in die die Verriegelungsorgane in Form von Segmenten 5, 6 bzw. 7 eingesetzt werden. Die schräge Flanke 4 a in der Sicherungs­ nut 4 verläuft ausgehend von der Wand 1 a der Anschluss­ bohrung konisch nach aussen divergierend. Durch diese Anschlussteil 1 vermieden.

Die Segmente 5, 6 und 7 als Verriegelungsorgane werden einerseits durch einen Haltering 8 und einen Federring 9 gehalten, die in entsprechende Ausnehmungen im Segment 5, 6, 7 eingelegt werden.

Die Grundform der Segmente ist im wesentlichen gleich und sie weist zwei mindestens teilweise parallele Längs­ seiten und zwei unterschiedlich ausgebildete Schmalseiten auf. Dabei ist eine der Schmalseiten zur Anlage an der Innenwand der Sicherungsnut im Anschlussteil und die andere Schmalseite zur Anlage und Verkeilung am Rohrmantel ausgelegt. Die letztgenannte Schmalseite des Segments wird daher je nach der Art der zu verbindenden Rohre geformt, um eine einwandfreie Verbindung sicherzustellen, ohne dabei den Rohrmantel zu beschädigen, gleichgültig aus welchem Material dieser besteht.

In den Fig. 4, 5 und 6 sind drei Ausführungsbeispiele der als Verriegelungsorgane dienenden Segmente 5, 6 und 7 dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen.

Die Verriegelungsorgane sind längliche Segmente 5, 6 und 7 mit zwei mindestens teilweise parallelen Längsseiten 10/11; 10/11 a, sowie einer zur Anlage an der Innenwand der Sicherungsnut 4 vorgesehenen balligen Schmalseite 12 und einer zur Anlage und Verkeilung am Mantel des Rohres R 1 bzw. R 2 vorgesehenen Schmalseite 13; 14; 15.

An allen Segmenten 5, 6 und 7 ist eine Ausnehmung 16 vor­ gesehen, die von einer Längsseite 10 ausgeht und an der Basis kreisförmige Rundungen 18 und 19 aufweist, in die etwa in Form einer Drei angeordnet sind. Das heisst die Rundungen 18 und 19 gehen ineinander über, sind aber durch einen Vorsprung 17 voneinander abgesetzt. Die Tangente T der Rundungen 18 und 19 verläuft diagonal zu den Längsseiten 10/11 bzw. 10/11 a, wobei der Mittel­ punkt des durch die Rundung 18 begrenzten Kreises in der Längsmittellinie L liegt, aber von der Quermittellinie Q in Richtung zu der ballig geformten Schmalseite 12 ver­ schoben ist. Der Mittelpunkt des durch die Rundung 18 begrenzten Kreises liegt dagegen in der Quermittellinie Q aber unterhalb der Längsmittellinie L. Dadurch wird eine exzentrische Lagerung des Segments 5, 6, 7 erreicht, da die Rundung 19 den Sitz 20 für einen starren Haltering 8 und die Rundung 18 den Sitz 21 für einen Federring 9 bildet.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist jeweils schematisch die Anordnung eines Segments 5 bzw. 6 in der Sicherungsnut 4 des An­ schlussteils 1 gezeigt. Der starre Haltering 8 ist in die Rundung 18 der Ausnehmung 16 und der Federring 9 ist in die Rundung 19 eingelegt und beide Ringe werden durch die ihnen zugeordneten Sitze 20 bzw. 21 gestützt. Die exzentrische Lagerung wird dabei deutlich.

Die Unterschiede bei den Segmenten 5, 6 und 7 müssen, wie bereits erwähnt, nur in der der balligen Schmal­ seite 12 gegenüberliegenden Schmalseite, die für die sichere Verbindung der Rohre wesentlich verantwortlich ist, beachtet werden, um den einzelnen Rohrtypen gerecht zu werden.

Fig. 4 zeigt ein Segment 5, das insbesondere für Metallrohre vorgesehen ist. Die Schmalseite 13 ist mit einer im wesentlichen kreisbogenförmigen Einbuchtung 13 a versehen, die beidseitig in abgerundete Ecken a und b übergeht. Die Längsseite 11 verläuft von einem Punkt etwa oberhalb der Ausnehmung 16 in der Längsseite 10 in einer Schräge 11′ bis zur abgerundeten Ecke a. Diese Einbuchtung 13 a wirkt mit einem Wulstring 24 zusammen, der in einer Ringnut 25 im Mantel des Rohres R 1 vorgesehen ist. Durch eine solche Verkeilung wird eine kraftschlüssige Verbindung von Rohren erreicht (Fig. 1).

Fig. 5 zeigt ein Segment 6, das sich insbesondere für dünnwandige Rohre R 2 eignet. Die zur Anlage am Mantel des Rohres R 2 und zur sicheren Pressung vorgesehene Schmal­ seite 14 des Segments 6 schliesst mit der die Ausnehmung 16 aufweisenden Längsseite 10 einen Winkel α ein, der grösser als 45° aber kleiner als 90° ist. Durch ein solches Segment erfolgt keine Verkrallung und keine Verhakung, sondern praktisch eine Flächenpressung, durch die keine Beschädigung des besonders empfindlichen dünn­ wandigen Rohres hervorgerufen wird.

Schliesslich kann, wie in Fig. 6 bei Segment 7 gezeigt ist, die zur Anlage am Rohrmantel vorgesehene, nach aussen gewölbte Schmalseite 15 eine Sägezahnkante 15 a aufweisen. Durch eine solche Sägezahnkante 15 a erfolgt eine Verkral­ lung, die bei zahlreichen Rohren ohne Probleme vorgenommen werden kann. Ausserdem wird durch die gewölbte Schmalseite 15 erreicht, dass bei höhrerer Zugbelastung eine zunehmend stärkere Verkeilung erfolgt, und zwar auch dann, wenn die Schmalseite 15 lediglich entsprechend aufgerauht ist.

Die ballige Ausbildung der zur Anlage an die Innenwand der Sicherungsnut 4 vorgesehenen Schmalseite 12 und die exzentrische Lagerung der Segmente 5, 6, 7 ermöglicht das reibungslose Abrollen mit der erforderlichen permanenten Erhöhung der Zugbelastung im unteren Bereich.

Die zur Anlage am Rohrmantel bestimmten Schmalseiten 13, 14 bzw. 15 der Segmente 5, 6 bzw. 7 weisen in jedem Fall eine mehr oder weniger leichte Wölbung nach aussen auf, so dass beim Abrollen keine scharfen Ecken in den Rohr­ mantel drücken können.

Claims (6)

1. Dichtende Rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden, bestehend aus einem Anschluss­ teil mit einer dem Aussendurchmesser der zu verbindenden Rohre angepassten Anschlussbohrung, in deren Wand mindestens eine umlaufende Nut mit eingesetzter Dichtung und eine Sicherungsnut mit darin angeordneten Verkeilungselementen in Form von um eine gemeinsame Aufhängung schwenkbaren einzelnen Verriegelungsorganen vorgesehen sind, die das Rohr halten und sich bei Zugbelastung zwischen dem An­ schlussteil und dem Rohr verkeilen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verriegelungsorgan ein starres Segment (5; 6; 7) ist und aus einem Profilstück mit zwei mindestens teilweise im wesentlichen parallelen Längsseiten (10, 11; 10, 11 a) und zwei Schmalseiten (12, 13; 12, 14; 12, 15) besteht, wobei eine Schmalseite (12) ballig ausgeführt und zur Anlage an die Innenwand der Sicherungsnut (4), und die andere Schmalseite (13; 14; 15) zur Anlage und Verkeilung am Mantel des zu verbindenden Rohres (R 1; R 2) ausgelegt ist, an einer Längsseite (10) des Segments (5; 6; 7) eine Ausnehmung (16) mit aneinandergrenzenden, durch einen Vorsprung (17) voneinander abgesetzten kreisförmigen Rundungen (18, 19) vorgesehen ist, wobei die im Abstand von der balligen Schmalseite (12) angeordnete Rundung (18) der Sitz (20) für einen eingelegten starren Haltering (8) und die zweite Rundung (19) der Sitz (21) für eine einge­ legte Zugfeder (9) ist.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5; 6; 7) durch den Haltering (8) exzentrisch gelagert sind.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Tangente (T) der die Sitze (20, 21) für den Haltering (8) und für die Zugfeder (9) bildenden Rundungen (18, 19) diagonal zu den Längsseiten (10, 11; 11 a) des Segments (5; 6; 7) verläuft, wobei der Mittel­ punkt des kreisförmigen Sitzes (20) für den Haltering (8) in der Längsmittellinie (L) liegt aber von der Quer­ mittellinie (Q) in Richtung zur balligen Schmalseite (12) verschoben ist und der Mittelpunkt des kreisförmigen Sitzes (21) für die Zugfeder (9) in der Quermittellinie (Q) aber unterhalb der Längsmittellinie (L) liegt.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Anlage und Verkeilung am Mantel des Rohres (R 1) vorgesehene Schmalseite (13) des Segments (5) eine im wesentlichen kreisbogenförmige Einbuchtung (13 a) aufweist, deren Ecken (a, b) abgerundet in die Längsseiten (10, 11) des Segments (5) übergehen, wobei die der Aus­ nehmung (16) gegenüberliegende Längsseite ausgehend von der abgerundeten Ecke (a) in einer Schräge (11′) ansteigt, bis sie oberhalb der Ausnehmung (16) in eine Gerade (11) übergeht, wobei die Einbuchtung (13 a) mit einem Wulstring (24) zusammenwirkt, der in einer um den Mantel des Rohres (R 1) vorgesehenen Ringnut (25) eingelegt ist.

5. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Anlage und Verkeilung am Mantel des Rohres (R 2) vorgesehene Schmalseite (14) des Segments (6) mit der die Ausnehmung (16) aufweisenden Längsseite (10) einen Winkel (α) zwischen 50° bis 80° einschliesst und eine leicht gewölbte Kante (14 a) aufweist.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Anlage und Verkeilung am Mantel des Rohres vorgesehene Schmalseite (15) des Segments (7) eine ge­ wölbte Kante mit einer Sägeverzahnung (15 a) aufweist.