DE4137495A1 - Rohrverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 1.

Rohrverbindungen für Druckrohre, insbesondere im Bereich von Trinkwasser- oder auch Heizwasserleitungen sind in vielfacher Form bekannt. Zum Beispiel sind Muffenverbin­ dungen bekannt, in deren Muffe eine Dichtungskammer zur Aufnahme eines Dichtungsringes vorgesehen ist, wobei der Muffenrand nach dem Einstecken der Rohrenden mittels eines Preßwerkzeugs verkleinert wird und auf diese Weise neben einer Dichtwirkung auch eine axiale Auszugssiche­ rung gebildet wird. Es ist ferner bekannt, den Dichtungs­ ring als zylindrischen Körper auszubilden, der den Stoß der Rohrenden im Muffenbereich überdeckt. Nachteilig bei dieser Art von Rohrverbindungen sind mögliche Undichtig­ keiten bei nicht genauer Führung eines Preß- bzw. Spann­ werkzeuges sowie der, mit zunehmenden Rohrdurchmesser stark zunehmende Kraftaufwand für die Verformung des Muffenrandes. Da die starke Verformung von Muffe und Einsteckrohr die Korrosionsgefahr erhöht, erfordert diese Technik ferner die Verwendung von Edelstahl sowie sonstigen korrosionssicheren Werkstoffen auch für die Muffe.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine für Druckleitun­ gen in geeignete Rohrverbindung zu entwerfen, bei der in einfacher Weise neben einer hinreichenden Dichtungswir­ kung auch eine axiale Auszugssicherung gegeben ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Rohrverbindung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Erfindungswesentlich ist, daß die Muffe ein Dichtelement und an beiden stirnseitigen Enden Verriegelungselemente trägt, wobei das Dichtelement ausschließlich der Dich­ tungswirkung dient und wobei die Verriegelungselemente ausschließlich der Bereitstellung einer axialen Auszugs­ sicherung dienen. Die Verriegelungselemente wirken in jedem Fall mit der Außenseite der zu verbindenden Rohren­ den zusammen und werden ihrerseits formschlüssig durch die Muffe fixiert. Es können diese Verriegelungselemente derart ausgebildet werden, daß zur Erzielung einer ausreichenden Sicherung gegenüber einem Auseinanderzie­ hen eine punktuelle Verformung des Muffenrandes ausrei­ chend ist, so daß die Anforderungen an die Korrosions­ schutzsicherheit im Bereich der Muffe vermindert werden können. Die somit gegenüber dem eingangs dargelegten Stand der Technik geringfügigere Verformung des Muffen­ randes zwecks Erzielung einer Auszugssicherung bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die während der Montage aufzubringenden Verformungskräfte vergleichswei­ se gering ausfallen und diese Montagetechnik auch noch bei Rohrnenndurchmessern von bis zu 100 mm anwendbar ist. Das Dichtungselement wird in jedem Fall axial durch die Verriegelungselemente und radial durch die einander mit Abstand gegenüberliegenden Wandungen der Muffe einerseits und der Rohrenden andererseits zuverlässig geführt, wobei das Verriegelungselement derart ausgebil­ det sein kann, daß eine Durchmesserverringerung auch eine Preßwirkung auf das Dichtelement zur Folge hat. Das Dichtelement bewirkt darüber hinaus eine weitestgehende Isolierung der Rohrenden gegenüber der Muffe, womit Korrosionsschutzgesichtspunkten Rechnung getragen worden ist.

Die Merkmale des Anspruchs 2 sind hauptsächlich auf die besondere Ausgestaltung der Muffe gerichtet. Diese kann als bezüglich einer Mittelebene symmetrischer Körper ausgebildet sein, der aus einem mittleren zylindrischen Abschnitt besteht, an den sich beidseitig radial außen­ seitig ausgewölbte Abschnitte anschließen. Die genaue Gestalt der Auswölbung kann grundsätzlich beliebig gehalten werden - wesentlich ist lediglich, daß diese Auswölbung zum formschlüssigen Zusammenwirken mit den Verriegelungselementen bestimmt ist und an diese natur­ gemäß angepaßt sein muß.

Die Merkmale des Anspruchs 3 sind auf eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Verriegelungselemente gerichtet. Diese sind hiernach als längsgeteilte Spann­ ringe ausgebildet, die somit im Durchmesser reduzierbar sind und im Regelfall aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Sie sind wenigstens mit einer innenseitigen Profilierung ausgerüstet, die als Folge der Durchmesser­ verringerung der Muffe zum formschlüssigen Zusammenwir­ ken unter teilweiser plastischer Verformung des Oberflä­ chenbereichs der Rohrenden bestimmt ist und auf diese Weise eine axiale Sicherungswirkung ausübt.

Zusätzlich kann gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 auch die Außenseite der Spannringe mit einer Profilierung, z. B. mit axial verlaufenden Rippen versehen sein, um einen Formschluß gegenüber einem Verdrehen gegenüber der Muffe zu bewirken und damit eine Verdrehsicherung der Rohrenden gegeneinander.

Die Merkmale des Anspruchs 5 bringen den Vorteil mit sich, daß über die Durchmesserverringerung der Spannrin­ ge eine Druckwirkung auch auf das Dichtelement ausübbar ist, wodurch eine besonders zuverlässige Dichtungswirkung entwickelt wird.

Die werkstoffgleiche Ausbildung der Spannringe einerseits und der Rohrenden andererseits bringt hauptsächlich Vorteile hinsichtlich des Korrosionsschutzes mit sich, insbesondere nachdem die profilierte Innenseite der Spannringe zum formschlüssigen Zusammenwirken mit der beispielsweise glatten Außenseite der Rohrenden bestimmt ist. Das aus einem elastomeren Werkstoff bestehende Dichtungselement kann als herkömmliche, beispielsweise zylinderartige Gummidichtung ausgebildet sein.

Zur Verbesserung der Dichtungswirkung kann das Dichtungs­ element zumindest innenseitig profiliert sein. Es wird auf diese Weise die innenseitige Verformbarkeit dessel­ ben verbessert sowie dessen Anpassungsfähigkeit an Oberflächenunebenheiten.

Die Merkmale des Anspruchs 8 sind auf die einfachste jedoch praktischste Ausführungsform des Erfindungsgegen­ stands gerichtet, welche darin besteht, zwei glatte, stirnseitig aneinanderliegende Rohrenden zu verbinden.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Mit 1, 2 sind zwei, stirnseitig aneinanderstoßende und miteinander zu verbindende, aus Edelstahl bestehende Rohrenden bezeichnet, die in ihrem Verbindungsbereich durch eine, sich symmetrisch beiderseits einer, die Stoßstelle beinhaltenden Mittelebene 3 erstreckenden Muffe 4 überdeckt werden.

Die Muffe 4 kann aus verzinktem Stahl, jedoch auch aus Edelstahl hergestellt sein und besteht global aus einem mittleren zylindrischen Abschnitt 5, der an beiden Stirnseiten in ausgewölbte, untereinander vorzugsweise gleich ausgebildete Abschnitte 6 übergeht. Die Abschnit­ te 6 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel tulpenar­ tig ausgewölbt, und zwar derart, daß im stirnseitigen Endbereich der Abschnitte 6 das radiale Niveau der Muffenwandung sich im wesentlichen auf dem Niveau der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 5 befindet.

Die gezeigte Art der Auswölbung der Abschnitte 6 in der gezeigten Form ist nicht zwingend. So können diese Abschnitte gleichermaßen auch aus einem zylindrischen Abschnitt bestehen, an dem sich beidseitig konische Abschnitte anschließen. Schließlich kann die Auswölbung - im Querschnitt gesehen - auch eine beliebig gekrümmte Form aufweisen.

Die Muffe 4 ist im übrigen derart bemessen, daß sich zwischen der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 5 einerseits und der Außenseite der Rohrenden 1, 2 anderer­ seits ein zylindrischer Raum ergibt, wobei die Abschnit­ te 6 nach außen gerichtete radiale Auswölbungen gegenüber dem zylindrischen Abschnitt 5 bilden.

Innerhalb des genannten, außenseitig durch den zylindri­ schen Abschnitt 5 umgrenzten Raum befindet sich ein Dichtelement 7, welches aus einem elastomeren Werkstoff besteht und global als durchgehender, einstückiger, den genannten Ringraum ausfüllender zylindrischer Körper ausgestaltet ist.

Das Dichtelement ist außenseitig glatt ausgebildet und weist innenseitig eine Profilierung auf, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ringrillenartig ausgestal­ tet ist.

Innerhalb der, durch die ausgewölbten Abschnitte 6 außenseitig und innenseitig durch die Außenseiten der Rohrenden 1, 2 umgrenzten Ringräume befindet sich jeweils ein Spannring 8, der aus einem, dem Metall der Rohrenden 1, 2 entsprechenden Metall besteht, der einen Längsspalt 9 aufweist und demzufolge elastisch im Durchmesser reduzierbar ist.

Der Spannring 8 und das diesem jeweils zugekehrte stirn­ seitige Ende des Dichtelements 7 liegen im Bereich von Stoßflächen 10 unmittelbar aneinander, die - in einem Längsschnitt der Rohrverbindung gesehen - unter einem Winkel zur gemeinsamen Achse 11 der Rohrenden verlaufen. Es sind die Spannringe 8 im übrigen derart ausgebildet, daß sie in axialer Richtung nicht aus den Abschnitten 6 herausragen.

Die Spannringe 8 weisen innenseitig eine ringrillenarti­ ge Profilierung auf und können außenseitig mit zeich­ nerisch nicht dargestellten, axial verlaufenden Rippen versehen sein.

Zur Montage einer solchen Rohrverbindung wird zunächst die, mit dem Dichtelement 7 sowie den Spannringen 8 bestückte Muffe 4 über das eine Rohrende, zum Beispiel das Rohrende 8 geschoben, wobei anschließend die Rohren­ den 1, 2 stirnseitig aneinandergesetzt werden und wobei die Muffe 4 in die, bezüglich der Mittelebene 3 symme­ trische Position geschoben wird. In dieser Stellung der Muffe werden die ausgewölbten Abschnitte 6 mittels eines zeichnerisch nicht dargestellten, an sich bekannten Spannwerkzeugs im Durchmesser verringert, welches eine entsprechende Durchmesserverringerung der Spannringe 8 zur Folge hat, so daß sich aufgrund der ringrillenarti­ gen Innenprofilierung der Spannringe eine zuverlässige, reibschlüssige bzw. formschlüssige Verbindung zwischen den Spannringen und den Rohrenden ergibt. Praktisch wird durch diese Anordnung der Spannringe 8 zum einen eine axial wirkende Auszugssicherung für die Rohrverbindung gebildet. Um dies zu erreichen, ist noch nicht einmal eine gleichmäßige Verformung der Abschnitte 6 erforder­ lich sondern es kann eine punktuelle Durchmesserverklei­ nerung bereits ausreichend sein, durch welche eine Durchmesserverringerung der Spannringe und somit eine axial wirkende Verriegelung der Rohrenden 1, 2 erreicht wird. Nachdem die Spannringe 8 werkstoffgleich mit den Rohrenden 1, 2 ausgebildet sind, ergeben sich praktisch keine elektrochemisch bedingten Korrosionsprobleme.

Eine weitere Wirkung der Spannringe 8 besteht darin, daß diese eine stabilisierende Wirkung auf die Position des Dichtelementes 7 ausüben, welches somit innerhalb des eingangs bezeichneten, durch die Innenseite des zylin­ drischen Abschnitts 5 einerseits und die Außenseite der Rohrelemente 1, 2 andererseits umgrenzten Ringraumes zentrisch zwangsgeführt ist. In Verbindung mit der innenseitigen Profilierung des Dichtelements 7 ist somit gleichzeitig eine zuverlässige Abdichtung gegeben, insbesondere nachdem aufgrund der Durchmesserverringerung der Spannringe 8 an den stirnseitigen Endbereichen eine Kompressionswirkung auf das Dichtelement 7 im Bereich der Stoßflächen 10 ausgeübt wird.

Über die genannten, auf der Außenseite des Spannringes 8 befindlichen Axialrippen kann eine Verdrehsicherung der Rohrenden 1, 2 bewirkt werden. Wesentlich ist, daß die Muffe 4 aufgrund des Dichtelementes 7 keinerlei unmittel­ baren Kontakt zu den Rohrenden 1, 2 hat, so daß auch bei Verwendung von Rohrenden 1, 2 aus Edelstahl der Einsatz einer Edelstahlmuffe 4 nicht zwingend notwendig ist.

Nachdem auch eine bloße punktuelle Verformung der ausge­ wölbten Abschnitte 6 zur Erzielung einer ausreichenden Verriegelungswirkung ausreichend ist, wird gleichzeitig erreicht, daß der Einsatz an sich bekannter Spannwerk­ zeuge für Rohrleitungsquerschnitte bis zu einem Nenn­ durchmesser von bis zu 100 mm möglich ist.

Claims (9)

1. Rohrverbindung für Druckrohre, bestehend aus zwei, miteinander zu verbindenden Rohrenden (1, 2), einer den Verbindungsbereich umgebenden Muffe (4) und einem Dichtungselement (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (4) an beiden stirnseitigen Endbereichen im Durchmesser verringerbare, axial formschlüssig durch die Muffe (4) gehaltene und zur axialen Fixierung der Rohrenden (1, 2) dienende Verriegelungselemente trägt und daß sich zwischen den Verriegelungselementen, durch die Muffe (4) außenseitig und die Rohrenden (1, 2) innenseitig geführt das Dichtungselement (7) erstreckt.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Muffe (4) aus einem mittleren zylindri­ schen Abschnitt (5) und stirnseitig gegenüber dem zylindrischen Abschnitt radial außenseitig ausgewölb­ ten, zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Verriegelungselement bestimmten und ausgestalteten Abschnitten (6) besteht und daß zwischen der Innensei­ te der Muffe (4) und den Außenseiten der Rohrenden (1, 2) ein unter anderem das Dichtungselement (7) aufnehmender Ringraum besteht.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verriegelungselemente als längsgeteilte Spannringe (8) ausgebildet sind, daß das Querschnitts­ profil der Spannringe (8) an das Innenquerschnittspro­ fil der ausgewölbten Abschnitte (6) angepaßt ist und daß die Innenseite der Spannringe (8) mit einer Profilierung versehen ist.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zusätzlich die Außenseite der Spannringe (8) mit einer Profilierung, insbesondere mit Axialrippen versehen ist.

5. Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der, durch die Muffe (4) einerseits und die Rohrenden (1, 2) andererseits umgrenzte Ringraum durch die Spannringe (8) und das Dichtungselement (7) nahezu vollständig ausgefüllt ist.

6. Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Rohrenden (1, 2) und die Spannringe (8) werkstoff­ gleich ausgebildet sind und daß das Dichtungselement (7) aus einem elastomeren Werkstoff besteht.

7. Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungs­ element (7) zumindest innenseitig profiliert ist.

8. Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohren­ den (1, 2) glatt ausgebildet sind und stirnseitig aneinanderliegen und daß sich die Muffe (4) symmetrisch beiderseits einer, die Stirnseiten der aneinanderlie­ genden Rohrenden (1, 2) enthaltenden Mittelebene (3) erstreckt.

9. Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrin­ ge (8) und das Dichtungselement (7) über - in einem Axialschnitt gesehen - solche Stoßflächen (10) anein­ anderliegen, die sich unter einem Winkel zur gemein­ samen Achse (11) der Rohrenden (1, 2) erstrecken.