DE4412615A1 - Schiebehülsen-Verbindung für Kunststoffrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine unlösbare Schiebehülsen-Verbindung für zylindrische Kunststoffrohre in einer Ausführung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer durch Benutzung bekannten Hülsenverbindung dieser Art ist der Außenmantel der Innenhülse mit mehreren schmalen Rippen geringer radialer Stärke versehen. Die Außenhülse enthält dabei in ihrer Mitte eine einzige umlaufende Nut mit etwa dreieckigem Querschnitt. Bei dieser Verbindung ist hinsichtlich der radialen Zusammenpressung des Kunststoffrohres kein gleichmäßiger Verlauf über die Länge der Verbindung erzielbar. Vor allem an der freien Stirnkante der Innenhülse besteht die Gefahr einer Spaltbildung zwischen Innenhülse und Rohrinnenwandung. Auch ist bei dieser Verbindung der erzielbare Widerstand gegen Herausziehen und Verdrehen des Kunststoffrohres noch nicht optimal. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend darin, eine Schiebehülsen-Verbindung für zylindrische Kunststoffrohre der eingangs erwähnten Art zu verbessern, vor allem dahingehend, daß das eingespannte Rohrende auf seiner gesamten axialen Länge einer hohen, möglichst gleichmäßigen Druckbeanspruchung ausgesetzt ist, daß eine Spaltbildung am Ende der Innenhülse vermieden wird und daß das Herstellen der Verbindung mit einem üblichen handbetätigten Werkzeug problemlos durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenhülse außen wenigstens eine umlaufende Rippe mit etwa rechteckigem Querschnitt aufweist und daß die Schiebehülse innen von der Stirnseite aus gesehen, die bei der Aufschiebebewegung vorne liegt, eine erste, sich verengende konische Zone, eine nachfolgende zweite, sich verengende konische Zone, eine zylindrische Zone und an ihrem Ende zunächst eine sich verengende konische Zone sowie eine kurze zylindrische Zone aufweist.

Die Schiebehülse dieser Verbindung hat einen relativ "langen" Einführungsbereich, der zu einer Verringerung der Montagekräfte beiträgt. Außerdem wird weniger Rohrmaterial während der Montage nach vorne geschoben, wodurch eine optimale Ausnutzung der Rohrwandstärke im Einspannbereich erzielbar ist. Weiterhin ermöglicht das Zusammenwirken zwischen der umlaufenden Ausnehmung in der Schiebehülse und der relativ breiten Rippe im Außenmantel der Innenhülse eine Art Verankerung des Rohrmaterials auf der Innenhülse, womit zugleich ein eventuelles "Rückfedern" der Schiebehülse vermieden wird.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der neuen Verbindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zur Verbesserung der Verankerung ist es vorteilhaft, den Übergang zwischen der ersten und zweiten konischen Zone im Innern der Schiebehülse sägezahnartig auszubilden.

Weiterhin ist es zweckmäßig, an der Innenhülse die axiale Länge vom Stirnende bis zum Halteflansch etwa der axialen Gesamtlänge der Schiebehülse anzupassen.

Bei einer ersten Ausführungsform sind am Außenmantel der Innenhülse zwei mit Abstand aufeinanderfolgende, axial etwa gleich breite umlaufende Rippen mit zylindrischer Mantelfläche vorgesehen.

Für Rohre aus einem relativ harten Kunststoff, die deshalb weniger leicht verformbar sind und sich nicht so gut in die Ausnehmungen eindrücken, ist es vorteilhaft, die Rippe mit einer umlaufenden Nut auszustatten, wobei die Nut dazu dient, einen Dichtring aus Weichkunststoff aufzunehmen, um so eine zusätzliche Abdichtung zu erreichen, die auch im Falle eines Verdrehens des Rohres wirksam bleibt. Durch die beispielsweise mit Hilfe eines O-Ringes gebildete zusätzliche Weichdichtung können außerdem eventuell auftretende Schrumpfungen des Rohrmaterials ausgeglichen werden.

Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Innenhülse an ihrem inneren Ende mit einer von außen nach innen sich verengenden konischen Zone ausgebildet, wobei die Stirnseite eine schneidenartige Kante bildet. Diese Ausgestaltung gewährleistet einen sanften Übergang zwischen Rohr und Innenhülse und vermeidet unerwünschte Erhöhungen des Durchflußwiderstandes und Verwirbelungen. Weiterhin wird dank der Einwirkung des Wulstes am rückwärtigen Ende der Schiebehülse das Rohrmaterial fest gegen die Innenhülse gedrückt, so daß an dieser Stelle kein Spalt auftreten kann, der Ablagerungen oder Spaltkorrosionen zur Folge hätte.

Für das Verbinden von zwei aufeinanderfolgenden zylindrischen Rohren ist eine vorteilhafte Weiterbildung vorgesehen, die darin besteht, daß zwei Innenhülsen in spiegelbildlicher Anordnung zu einer einteiligen Doppel-Innenhülse vereinigt sind, auf die die zu verbindenden Rohre von entgegengesetzten Seiten aus aufschiebbar sind. Anschließend werden zwei gleiche Schiebehülsen mit einem geeigneten Werkzeug in zwei Arbeitsgängen bis zur Anlage am jeweiligen Halteflansch der Innenhülse aufgepreßt.

Ausführungsbeispiele von Schiebehülsen-Verbindungen gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform einer Verbindung von zwei aufeinanderfolgenden Rohren, wobei die Schiebehülse einmal vor dem Aufpressen und einmal in der Verbindungsstellung dargestellt ist und

Fig. 2 einen Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Verbindung von zwei Rohren, wobei die Schiebehülsen wie in Fig. 1 dargestellt sind.

Die in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsformen der Schiebehülsen-Verbindung sind für das Herstellen einer hochfesten Verbindung zwischen den Enden von zwei gleichen zylindrischen Rohren 1, 2 aus Kunststoff geeignet. Die Rohre 1, 2 liegen mit ihren Endabschnitten einander gegenüber und sind auf eine einteilige Innenhülse 3 aus Metall, wie z. B. Messing, aufgeschoben, wobei am Endabschnitt der Rohre 1, 2 jeweils eine kelchartige Erweiterung 4 entsteht. Dabei wird durch die Eigenelastizität des Rohrmaterials ein gewisser radialer Einspanndruck auf die Innenhülse 3 ausgeübt.

Die Innenhülse 3 ist in bezug auf die Mittenebene 5 an ihren entgegengesetzten Enden spiegelbildlich gleich ausgebildet. Sie enthält eine zylindrische Durchgangsbohrung 6, die an jedem Ende in einen trichterförmig sich erweiternden Endabschnitt 7 übergeht. Das Ende selbst besteht dabei aus einer schneidenartigen Stirnkante 8.

Jeder der beiden Einspannabschnitte der Innenhülse 3 ist von einem Halteflansch 9 begrenzt, die einen axialen Abstand voneinander haben. An der Mantelfläche jedes Einspannabschnittes sind zwei etwa gleich breite umlaufende Rippen 10 mit rechteckigem Querschnitt und damit mit zylindrischer Mantelfläche angeformt. Der Abstand zwischen den beiden Rippen 10 und die Abstände zum freien Ende der Innenhülse 3 sowie zum Halteflansch 9 sind etwa gleich groß und entsprechen im wesentlichen der axialen Breite einer Rippe 10.

Die Darstellungen zeigen links jeweils eine metallische Schiebehülse 11 im Ausgangszustand, d. h. vor dem Aufpressen. Die innere Mantelfläche der Schiebehülse 11 setzt sich von der Stirnseite aus gesehen, die bei der Aufschiebebewegung vorn liegt, aus einer ersten, sich verengenden konischen Zone 12, einer kurzen zylindrischen Zone 13, einer zweiten, sich verengenden konischen Zone 14, einer längeren zylindrischen Zone 15, einer dritten, sich verengenden konischen Zone 16 und einer kurzen zylindrischen Zone 17 zusammen. Die äußere Mantelfläche enthält eine relativ breite umlaufende Einschnürung 18. Die beiden ersten konischen Zonen 12, 14 sind im Profil sägezahnartig hintereinander angeordnet.

Mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs zum koaxialen Gegeneinanderbewegen von zwei Hülsen werden die Schiebehülsen 11 nacheinander auf die Endabschnitte der Rohre 1, 2 aufgepreßt; die Endstellung der Schiebehülse 11 ist in den Zeichnungen jeweils in der rechten Hälfte der Fig. 1 und 2 dargestellt. Aufgrund der Verformbarkeit des Kunststoffmaterials verformt sich der Endabschnitt der Rohre 1, 2 derart, daß der Ringraum zwischen den metallischen Hülsen 2, 11 vollständig ausgefüllt wird, wie es in Fig. 1 in der rechten Hälfte dargestellt ist.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt, daß an der inneren Mantelfläche des Rohres 2 zwei axial aufeinanderfolgende Rippen entstehen, die eine feste Verklammerung des Rohres 2 mit der Innenhülse 3 bewirken. Weiter zeigt die Darstellung, daß am rückwärtigen Ende der Schiebehülse 11 der durch die zylindrische Zone 17 gebildete, nach innen vorspringende Wulst, eine zusätzliche Anpressung des Rohrmaterials gegen die Wandung der Innenhülse 3 bewirkt. Dadurch wird das Entstehen eines unerwünschten Spaltes verhindert. Weiter ist durch den konischen Endabschnitt 8 der Innenhülse 3 ein sanfter Übergang zwischen der Innenwandung des Rohres 2 und der Innenhülse 3 gegeben.

Die Ausführungsform der Fig. 2 stimmt bis auf eine Änderung an der äußeren Mantelfläche der Einspannbereiche der Innenhülse 3 mit der Ausführungsform der Fig. 1 überein. Anders als bei der ersten Ausführungsform enthält die Innenhülse 3 bei der zweiten Ausführungsform eine einzige, axial relativ breite Rippe 19, wobei in der Wandung dieser Rippe eine umlaufende Nut 20 eingelassen ist, in der ein Dichtring 21 aus einem Elastomer einliegt. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Rohre aus härteren Kunststoffen, die sich weniger leicht verformen lassen. In solchen Fällen gewährleistet der Dichtring 21, z. B. ein O-Ring, eine zusätzliche Abdichtung, die auch bei einer eventuellen Verdrehung der Rohre 1, 2 gegenüber der Innenhülse 3 wirksam bleibt.

Die neue Schiebehülsen-Verbindung ist überall dort mit Vorteil anwendbar, wo Rohre aus Kunststoff zum Führen von strömenden Medien wie Flüssigkeiten oder Gase eingesetzt werden, beispielsweise in sanitären Anlagen. Sie bietet dabei den großen Vorteil, daß mit geringem Materialaufwand in kurzer Zeit eine unlösbare Verbindung zwischen Kunststoffrohren mit hoher Funktionssicherheit am jeweiligen Einsatzort geschaffen werden kann.

Claims (7)

1. Schiebehülsen-Verbindung für zylindrische Kunststoffrohre mit einer metallischen Innenhülse, die einen endseitigen Halteflansch und am Außenmantel Unebenheiten aufweist, wobei der Außendurchmesser der Innenhülse größer ist als der Innendurchmesser des Rohres im Ausgangszustand und mit einem metallischen Schiebering, der auf den Rohrabschnitt im Bereich der Innenhülse aufpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (3) außen wenigstens eine umlaufende Rippe (10 bzw. 19) mit etwa rechteckigem Querschnitt aufweist und daß die Schiebehülse (11) innen von der Stirnseite aus gesehen, die bei der Aufschiebebewegung vorn liegt, eine erste, sich verengende konische Zone (12), eine nachfolgende zweite, sich verengende konische Zone (14), eine zylindrische Zone (15) und an ihrem Ende zunächst eine sich verengende konische Zone (16) sowie eine kurze zylindrische Zone (17) aufweist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen der ersten (12) und zweiten (14) konischen Zone im Profil sägezahnartig ausgebildet ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenhülse (3) die axiale Länge vom Stirnende bis zum Halteflansch (9) etwa der axialen Gesamtlänge der Schiebehülse (11) entspricht.

4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (3) zwei mit Abstand aufeinanderfolgende, axial etwa gleich breite umlaufende Rippen (10) mit zylindrischer Mantelfläche aufweist.

5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (3) eine einzige, axial relativ breite Rippe (19) mit einer umlaufenden Nut (20) aufweist, wobei in der Nut (20) ein Dichtring (21) aus Weichkunststoff, z. B. ein O-Ring, einliegt.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (3) an ihrem freien Ende eine von außen nach innen sich verengende konische Zone (7) aufweist und daß die Stirnseite aus einer schneidenartigen Kante (8) gebildet ist.

7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Verbinden von zwei zylindrischen Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Innenhülsen (3) in spiegelbildlicher Anordnung zu einer einteiligen Doppel-Innenhülse vereinigt sind, wobei die zu verbindenden Rohre (1, 2) auf entgegengesetzten Seiten auf der Doppel-Innenhülse gehalten sind.