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Diese
Erfindung betrifft lösbare
Rohrkupplungen und insbesondere lösbare Rohrkupplungen der Art,
die einen Körper
zur Aufnahme eines ringförmigen
Dichtmittels, zum Beispiel einen O-Ring, zur Bewirkung einer flüssigkeitsdichten
Abdichtung mit einem eingeführten
Rohr und ein ringförmiges
Greifelement umfassen, das im Allgemeinen als "Greifring" bezeichnet wird und das mehrere Zähne aufweist,
die das eingeführte
Rohr ergreifen und ein unbeabsichtigtes Herausziehen oder Aufplatzen
des Rohres während
der Wartung verhindern. Hierin werden Rohrkupplungen der zuvor genannten
Bauart als solche "der
beschriebenen Bauart" bezeichnet;
ein Beispiel bilden unsere Verbindungen der TECTITE (eingetragene
Marke)-Reihe. Um das Rohr freizugeben, kann der Körper, wie
im Fall der TECTITE-Verbindungen, eine Freigabemanschette aufnehmen, die
bei axialem Zusammendrücken
die Zähne
des Greifrings verbiegt, so dass diese den Kontakt mit der äußeren Oberfläche des
Rohres verlieren, was dann folglich leicht herausgezogen werden
kann.
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Für gewöhnlich wird
die Verbindung einfach dadurch hergestellt, dass das Rohr in die
Vorrichtung geschoben wird, d.h. es ist kein weiterer Arbeitsschritt
erforderlich. Folglich haben der O-Ring und der Greifring, wenn
kein Rohr eingeführt
ist, Innendurchmesser, die notweniger Weise leicht kleiner ausfallen
als der Außendurchmesser
des Rohres, und diese werden durch das Rohr bei dessen Einführung deformiert.
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Es
wird daher klar werden, dass der O-Ring und der Greifring einen
Widerstand bei der Einführung
des Rohres hervorrufen. Bei Kupplungen kleiner Größe (zu nennen
ist die Verbindung von Rohren mit einem Außendurchmesser von 28 mm oder
weniger) ist der Widerstand ausreichend gering, so dass das manuelle
Einführen
des Rohres vergleichsweise leicht fällt. Mit zunehmender Kupplungsgröße jedoch fällt das
Verbinden mit der Hand, insbesondere von flexiblen Kunststoffrohren,
schwer und wird oft unmöglich,
da übermäßige Kraft
erforderlich ist, das Rohr über
den Greifring und den O-Ring zu schieben. Jedenfalls, wenn das Rohr
metallisch ist, wie aus Kupfer, kann das führende Ende den Greifring oder besonders
den O-Ring während
des Einführens
des Rohres beschädigen.
Die
US 4 082 326 offenbart eine
Röhrenkupplung
mit einem Körper,
der einen Rückhaltering,
einen deformierbaren Dichtring und ein mit Gewinde versehenes Klemmmittel
aufnimmt. Das Klemmmittel deformiert den Rückhaltering und den Dichtring
derart, dass sie in Kontakt mir der Röhre kommen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lösbare Rohrkupplung
der zuvor beschriebenen Bauart bereitzustellen, die die zuvor genannten
Probleme überwindet.
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Erfindungsgemäß wird eine
Rohrkupplung der beschriebenen Bauart bereitgestellt, bei der die betreffenden
Innendurchmesser des Dichtmittels und des Greifelements vor dem
Erzielen der Kupplung mit einem Rohr im Wesentlichen gleich oder
größer als der
Außendurchmesser
des Rohres sind, für
welches die genannte Kupplung nominell ausgelegt ist, wobei die
Kupplung ferner ein Klemmmittel umfasst, das axial relativ zum Körper zwischen
einer axial äußeren Rohreinführposition
und einer axial inneren Rohrkupplungsposition bewegbar ist, und
wobei, wenn das Klemmmittel sich in der Rohrkupplungsposition befindet,
sowohl das Dichtelement als auch die Zähne des Greifelements federnd
in Dicht- bzw. Greifkontakt mit der Außenfläche des eingeführten Rohrs verbogen
werden, wohingegen es ihnen ermöglicht wird,
in ihre Rohreinführpositionen
zurückzufedern, wenn
das Klemmmittel in seine axial äußere Position bewegt
wird, wobei die Kupplung dadurch gekennzeichnet, dass Verriegelungsmittel
vorgesehen sind, um das Lösen
des Klemmmittels zu verhindern oder zu unterbinden, wenn sich dieses
in seiner axial inneren Rohrkupplungsposition befindet, wobei das Klemmmittel
eine Mutter aufweist, die mittels Schraubgewinde mit dem Körper in
Eingriff steht und die im Innern des Körpers eine ringförmige Fläche aufweist,
die in ihrer axial inneren Stellung direkt oder indirekt das Dichtmittel
und das Greifelement einspannt und dabei diese in Dicht- bzw. Greifkontakt mit
dem Rohr verbiegt, wobei die Mutter dadurch, dass sie gedreht wird,
zwischen ihrer axial äußeren und
inneren Position bewegt werden kann, und wobei eine Sperrklinke
einstückig
mit der Mutter ausgebildet und so ausgestaltet ist, dass sie in
eine, in der Endfläche
des Körpers
ausgebildete Ausnehmung eingreift, wenn die Mutter ausreichend angezogen wurde,
und somit befindet sich das Klemmmittel in der Rohrkupplungsposition.
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Es
soll deutlich werden, dass der Körper
einer Rohrkupplung der beschriebenen Bauart für gewöhnlich einen axial inneren,
zylindrischen Durchbruchsbereich aufweist, der für gewöhnlich an einen ringförmigen Rohranschlag
angrenzt und welcher passgenau den eingeführten Endbereich des Rohres aufnimmt
und der folglich einen Durchmesser aufweist, der nur leicht größer als
der Außendurchmesser
des Rohres ist. Es ist der Durchmesser dieses Durchbruchsbereichs,
soweit vorhanden, der den Durchmesser des Rohres vorgibt, für das die
jeweilige Kupplung "nominell
ausgelegt" ist,
und folglich werden die Innendurchmesser des Dichtmittels und des
Greifrings im Wesentlichen gleich oder größer als der Durchmesser des
Durchbruchsbereichs. Bevorzugt sind die betreffenden Innendurchmesser
des Dichtmittels und des Greifrings größer als der Durchmesser des
Durchbruchsbereichs, so dass bei Einführung des Rohres sie vollständig davon
freiliegen werden. Jedoch würde
ein leichter Kontakt mit dem Rohr in den meisten Fällen auf
akzeptable Weise damit vereinbar sein, dass der Bediener in der
Lage wäre,
das Rohr leicht und vollständig
mit der Hand einzuführen,
ohne dass es zur Beschädigung
des Dichtmittels oder des Greifrings kommt.
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Das
Klemmmittel kann entweder manuell oder unter Verwendung eines Werkzeugs,
wie eines Schraubschlüssels,
gedreht werden. Umgekehrt können
der Dicht- bzw. Greifkontakt des Dichtmittels bzw. des Greifrings
mit dem Rohr durch Drehen der Mutter in die entgegen gesetzte Richtung
in deren axial äußere Position
gelöst
werden, woraufhin das Dichtmittel und der Greifring elastisch in
ihre ursprünglichen
Rohreinführstellungen
zurückfedern und
das Rohr herausgezogen werden kann.
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Wie
bei bekannten Rohrkupplungen der beschriebenen Bauart ist das Dichtmittel
bevorzugt axial innen bezüglich
des Greifrings angeordnet, und die zwei sind bevorzugt durch einen
ringförmigen
Abstandshalter, wie eine Distanzscheibe, voneinander getrennt. In
jenem Fall stößt das Klemmmittel
beim allmählichen
Vorrücken
in seine axial innere Position an den Greifring und bewirkt dessen
Gleiten und das des Abstandshalters in den Körper und eine allmähliche Deformierung
des Dichtmittels in einen abdichtenden Eingriff mit einem eingeführten Rohr.
Während
jenes Vorgangs kommt es im Wesentlichen nicht zur Deformation der
Zähne des
Greifrings. Bei fortgeführter
Bewegung des Klemmmittels, werden die Zähne des Greifrings durch Wechselwirkung
mit dem Abstandshalter nach innen verbogen und ergreifen das Rohr,
wodurch der Kupplungsvorgang abgeschlossen wird. Es soll deutlich
werden, dass zu diesem Ziel die Kraft, die für das Verbiegen der Zähne des
Greifrings in den Eingriffszustand mit dem Rohr erforderlich ist,
größer sein
muss als die, die erforderlich ist, das Dichtmittel in adäquat abdichtenden
Kontakt mit dem Rohr zu deformieren.
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Die
Position des Greifrings und des Dichtmittels kann jedoch umgedreht
werden, so dass der Erstgenannte axial innen bezüglich des Letztgenannten angeordnet
ist. In diesem Fall ist die Kraft, die erforderlich ist, die Zähne des
Greifrings in den Eingriffszustand mit dem Rohr zu verbiegen, bevorzugt aber
nicht notwendigerweise geringer als die ist, die erforderlich ist,
das Dichtmittel in adäquatem
Dichtkontakt mit dem Rohr zu deformieren.
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Eine
erfindungsgemäße Rohrkupplung
kann dazu verwendet werden, feste (wie metallische), halbfeste oder
flexible Rohre in allen Verwendungsarten zu verbinden, weist aber
einen besonderen Anwendungsbereich auf dem Sanitärinstallationsbereich auf.
Die Vorrichtung kann zur Kupplung zwei oder mehr Rohre verwendet
werden und kann als solches beispielsweise in der Form eines geraden, ellbogenförmigen oder
T-förmigen
Verbinders vorliegen. Alternativ kann es Teil eines Hahns, eines
Ventils, einer Pumpe oder einer anderen Vorrichtung sein, die mit
einem Rohr zu verbinden ist.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend in größerem Detail aber lediglich
beispielhaft anhand der beigefügten
Darstellungen erläutert,
die Folgendes darstellen:
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1 ist
eine seitliche Schnittansicht eines Endes einer geraden Kupplung
zur Verbindung von zwei Rohren,
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2 ist
die Endansicht des Greifrings, der in der Kupplung der 1 verwendet
wird,
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3 ist
eine seitliche Schnittansicht einer leicht gegenüber der in 1 gezeigten
Kupplung modifizierten Ausgestaltung,
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4 ist
eine seitliche Schnittansicht eines Endes einer anderen Ausgestaltung
der Kupplung zur Verbindung von zwei Rohren, und
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5 ist
eine Seitenansicht eines Endes der Kupplung, die in den 1, 3 und 4 gezeigt ist,
wobei diese die Mittel zur Verriegelung der Position der Klemmmutter,
sobald die Verbindung bewirkt worden ist, veranschaulicht.
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Im
Folgenden wird zuerst Bezug auf 1 genommen,
diese zeigt das rechtsseitige Ende, wobei das linksseitige Ende
identisch ist, einer geraden Kupplung zur Verbindung von zwei Rohren
aus zum Beispiel Kupfer. Die Kupplung weist einen ganzheitlichen
Körper 1 mit
einem sich dadurch erstreckenden Durchbruch 2 auf. Der
Endbereich des Durchbruchs 2 ist abgestuft und stellt damit
eine Anzahl ringförmiger
Stirnseiten 2a, 2b und 2c bereit.
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Die
axial innerste Stirnfläche 2a dient
als ein Rohranschlag, an den das Ende des Rohrs 3 anstößt. Ein
zylindrischer Abschnitt des Durchbruchs 2 zwischen den
Stirnflächen 2a und 2b hat
einen Durchmesser, der minimal größer als der Außendurchmesser
des Rohres 3 ist und nimmt dicht anliegend den Endbereich
des Letztgenannten auf. Die Stirnfläche 2b, zusammen mit
einem kurzen, zylindrischen Durchbruchsabschnitt 4, bildet
einen Sitz für einen
Gummi-O-Ring 5. Die am weitesten außen liegende Stirnfläche 2c bildet
einen Anstoß für eine ringförmige Distanzscheibe 6,
die axial in einem zylindrischen Durchbruchsabschnitt 7 verschoben
werden kann, der sich zum äußeren Ende
des Körpers 1 erstreckt.
Der Durchbruchsabschnitt 7, der an das äußere Ende des Körpers 1 angrenzt,
ist mit einem Innenschraubgewinde versehen und steht in Eingriff mit
einer, mit Außengewinde
versehenen Mutter 8, die außerhalb des Körpers 1 mit
einer Flansch 9 ausgebildet ist. Zwischen der Mutter 8 und
der Distanzscheibe 6 befindet sich ein Greifring 10,
der wie die Distanzscheibe 6 axial in dem zylindrischen
Durchbruchsabschnitt 7 verschoben werden kann.
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2 ist
eine Endansicht des Greifrings 10, der, wie es herkömmlich ist,
einen Rand 10a mit mehreren integrierten, im Wesentlichen
sich radial nach innen erstreckenden Zähnen 10b aufweist.
Wie aus 1 ersichtlich, sind die Zähne 10b leicht
weg vom offenen, Rohreinführende
des Durchbruchs 2 geneigt. Sie könnten jedoch in die entgegen
gesetzte Richtung, in Richtung des offenen Endes des Durchbruchs,
geneigt sein. Typischerweise wird der Greifring aus Edelstahl hergestellt
sein.
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1 zeigt
die Stellung, nachdem das Rohr 3 bis zum Rohranschlag 2a eingeführt worden
ist, aber vor Abschluss des Kuppelvorgangs durch Anziehen der Mutter 8.
Wie ersichtlich ist, gibt es einen kleinen Abstand zwischen der
Außenfläche des
Rohres 3 und der Innenfläche jeweils des O-Rings 5 und des
Greifrings 10. Folglich kommt es zu überhaupt keinem Widerstand
beim Einführen
des Rohres 3. Das Verbinden wird durch Verdrehen der Mutter 8 unter
Verwendung eines Schraubschlüssels,
der in Eingriff mit Flachabschnitten, die an der Flansch 9 der Mutter
ausgebildet sind, steht, abgeschlossen, so dass die ringförmige Stirnfläche 9' der Mutter
sich allmählich
axial nach innen bewegt.
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Während dieses
Vorgangs kommt es zum Anliegen der Stirnfläche 9' der Mutter 8 an den Rand 10a des
Greifrings 10, der allmählich
entlang des Durchbruchs 7 vorgeschoben wird. Die Zähne 10b des
Greifrings 10 schieben beim Anliegen an die Distanzscheibe 6 die
Letztgenannte entlang des Durchbruchs, bis es zu deren Anliegen
an die Stirnfläche 2c kommt,
während
dessen der O-Ring 5 zusammengedrückt wird und insbesondere radial
nach innen in abdichtenden Kontakt mit dem Rohr 3 deformiert
wird. Folglich wird eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 4 des Durchbruchs 2,
der Stirnfläche 2b und
der Außenfläche des
Rohres 3 hergestellt. Die Kraft, die erforderlich ist,
den O-Ring 5, wie zuvor beschrieben, zusammenzudrücken, fällt geringer
aus als die, die erforderlich ist, die Zähne 10b in gewissem
signifikanten Maß zu
verbiegen und die betreffenden mechanischen Eigenschaften des O-Rings
und des Greifrings sind zu diesem Ziel entsprechend ausgewählt. Bei
weiterem Anziehen der Mutter 8 jedoch, wobei die Distanzscheibe 6 an
der Stirnfläche 2c anliegt,
wird ein Aushebeln der Zähne 10b in
Bisseingriff mit der Außenfläche des
Rohres 3 bewirkt und der Kuppelvorgang ist dann abgeschlossen
und das Rohr 3 kann nicht wieder herausgezogen werden.
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3 (bei
der die meisten Bezugszeichen weggelassen wurden) zeigt eine Ausführungsform, die
der, die in 1 gezeigt ist, sehr ähnlich ist.
Die Oberfläche 2b verjüngt sich
jedoch leicht, und dies führt
zu einer Verringerung der Kraft, die notwendig ist, eine adäquate flüssigkeitsdichte
Abdichtung zu erreichen, andere Merkmal sind gleich.
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4 (bei
der die Bezugszeichen weggelassen wurden) veranschaulicht eine Modifikation,
bei der die relativen Positionen des O-Rings 5 und des Greifrings 10 umgekehrt
wurden. Der Mechanismus, mit dem die Verbindung hergestellt wird, ist ähnlich dem,
der anhand von 1 beschrieben wurde, aber hier
ist die Kraft, die zum adäquaten
Zusammendrücken
des O-Rings 5 erforderlich ist, bevorzugt größer als
die, die erforderlich ist, die Zähne 10b des
Greifrings adäquat
zu verbiegen, so dass die Letztgenannten veranlasst werden, in das
Rohr 3 zu beißen, bevor
der O-Ring 5 in den abdichtenden Kontakt mit dem Rohr 3 deformiert
wird. Dies ist jedoch nicht wesentlich, da es denkbar ist, dass
der O-Ring, selbst falls
er vor dem Verbiegen der Greifringzähne zusammengedrückt würde, entlang
des Durchbruchs 7 und über
die Oberfläche
des Rohres 3 rollen könnte,
wobei die notwendige axiale Belastung dann an den Greifring über die
Distanzscheibe 6 angelegt würde.
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Schließlich veranschaulicht
die 5 eine Verriegelungsanordnung für die Mutter 8,
welche dazu dient, deren Lösen
während
des Betriebs zu verhindern, sobald die Verbindung hergestellt worden
ist. Diese Anordnung umfasst eine Sperrklinke 11, die in
den Flansch 9 der Mutter 8 integriert ist und so
ausgelegt ist, dass sie in eine Ausnehmung 12, die in der
Endfläche
des Körpers 1 ausgebildet
ist, eingreift, wenn die Mutter adäquat angezogen wurde. Alternativ
und nicht innerhalb des Umfangs der Erfindung kann beispielsweise
eine Feder oder Fächerscheibe
zwischen dem Flansch 9 und der Endfläche des Körpers 1 vorgesehen
sein, oder es können
eine und/oder die andere Innenfläche
des Flansches 9 und die Außenfläche des Körpers gerieft oder gerändelt sein.
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Sollte
das Entkuppeln des Rohres 3 von der Vorrichtung erwünscht sein,
wird die Mutter 8 einfach abgeschraubt, wodurch das Rückfedern
der Greifrings 10 und des O-Rings 5 in ihre ursprünglichen
Positionen, losgelöst
von der Rohroberfläche,
gestattet wird, woraufhin das Rohr 3 frei zurückgezogen
werden kann.