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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Anschlussstutzen für ein rohrförmiges Rohrleitungselement
mit einer Leitung aus Kunststoff, die in das Rohrleitungselement
eingesteckt ist, von der Bauart, die Folgendes umfasst:
- – einen
Umfangsbeschlag zum Festsetzen der Leitung, wobei der Beschlag dazu
ausgelegt ist, die Leitung zu umgreifen und aus einem Ruhezustand,
in dem er einen Innensolldurchmesser aufweist, radial elastisch
verformbar ist,
- – einen
außen
liegenden Spannring, der auf das Ende des Rohrleitungselements aufgesetzt
ist und den Umfangsbeschlag umgibt, und
- – Einrichtungen,
um den Spannring axial zum Rohrleitungselement hin zu drücken, wobei
die dem Spannring und dem Beschlag zugewandten Flächen zugeordnete
Nockenflächen
aufweisen, die dazu ausgelegt sind, bei einer axialen Druckbeaufschlagung
des Spannrings zum Rohrleitungselement hin einen zur Mitte hin gerichteten Druck
des Beschlags auf die Leitung sicherzustellen.
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Die
in Frage kommenden Rohrleitungselemente können Leitungsrohre sein, Verbindungselemente,
die mit einem Flansch ausgestattet sind, aber auch Leitungszubehör wie Armaturteile.
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Ein
solcher Stutzen ist vor allem zum Anschließen eines rohrförmigen Rohrleitungselements bestimmt,
das aus Guss oder irgendeinem anderen Metallmaterial mit einer Leitung
mit glatter Außenoberfläche und
im Spezielleren einer Leitung, die aus Kunststoff wie Poly(vinylchlorid),
Polyethylen oder Polypropylen oder irgendeinem anderen Werkstoff hergestellt
ist.
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Außer, dass
er die Dichtigkeit sicherstellt, ermöglicht ein solcher Anschlussstutzen
ein axiales Verblocken der Leitung gegenüber dem rohrförmigen Rohrleitungselement,
d.h. ein axiales Feststellen der beiden Elemente in Bezug aufeinander.
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Dieses
Verblocken wird durch einen zur Mitte hin gerichteten Druck sichergestellt,
der bei der axialen Beaufschlagung des außen liegenden Spannrings auf
den Umfangsbeschlag angelegt wird.
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Ein
solcher Stutzen ist beispielsweise im Dokument
DE 30 02 205 beschrieben. In diesem
Dokument ist der Umfangsbeschlag aus einem elastischen Spaltring
gebildet, der auf seiner Innenfläche mit
harten Haftpartikeln bedeckt ist. Dieser Ring wird vor der Montage
um die Leitung herum aufgesteckt, entlang derer er durch seine Eigenelastizität gehalten wird,
die die Innenfläche
des Beschlags gegen die Außenfläche der
Leitung drückt.
Um die eigentliche Verblockung sicherzustellen, wird ein außen liegender
Spannring auf das rohrförmige
Rohrleitungselement aufgeschraubt.
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Mit
einem Anschlussstück
wie es in diesem Dokument beschrieben ist, sollte der Verblockungsbeschlag
richtig auf der Leitung angeordnet werden, bevor diese in das Rohrleitungselement
eingesteckt wird. Diese Positionierung muss am Ort der endgültigen Anbringung
des Beschlags an der Leitung erfolgen. Diese Positionierung ist
relativ heikel durchzuführen,
weil es schwierig ist, vor dem Einsetzen der Leitung in das Rohrleitungselement
die genaue Stelle der Leitung in diesem Rohrleitungselement vorherzusehen.
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Die
Erfindung hat es zur Aufgabe, einen Anschlussstutzen vorzuschlagen,
der den Anschluss einer Leitung und eines rohrförmigen Rohrleitungselements
mit einer großen
Bandbreite bei ihrer relativen axialen Positionierung zulässt.
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Dazu
hat die Erfindung einen Anschlussstutzen nach Anspruch 1 zum Gegenstand.
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Nach
besonderen Ausführungsformen
umfasst der Stutzen gemäß den Ansprüchen ein
oder mehrere der folgenden Merkmale:
- – der Beschlag
weist mindestens eine Unterbrechung entlang seines Umfangs auf,
und die Halteeinrichtungen umfassen einen abnehmbaren Spreizkeil,
der anfänglich
in der Unterbrechung angeordnet ist, wobei dieser Spreizkeil eine
Greifverlängerung
umfasst, die von der Außenseite des
Spannrings her zugänglich
ist;
- – der
Beschlag umfasst entlang seines Umfangs mindestens zwei gekrümmte und
starre Spannbacken und eine elastische Rückstelleinrichtung für die beiden
Spannbacken, die diese mit einem zur Mitte hin gerichteten Druck
beaufschlagen;
- – der
Spannring umfasst an seiner Innenfläche eine Aussparung zum Durchgang
der Greifverlängerung
des Spreizkeils;
- – die
elastischen Druckbeaufschlagungseinrichtungen umfassen eine zumindest
teilweise axial dehnbare Unterlegscheibe;
- – der
Spannring umfasst eine Innenkehle zur Aufnahme des Außenrands
der zumindest teilweise axial dehnbaren Unterlegscheibe;
- – das
Rohrleitungselement umfasst eine umlaufende Innenkehle und eine
Dichtung, die in der umlaufenden Innenkehle angeordnet ist;
- – die
Einrichtungen zur axialen Druckbeaufschlagung umfassen komplementäre Gewindeelemente,
die am Spannring und am Rohrleitungselement ausgebildet sind;
- – die
zugeordneten Nockenflächen,
die am Spannring und am Beschlag ausgebildet sind, sind kegelstumpfartige
Flächen;
- – der
Spannring umfasst eine radiale Bohrung zur Aufnahme eines Stifts
zum Arretieren des Spannrings in Bezug auf das Rohrleitungselement,
wobei die Bohrung quer durch den Spannring ausgebildet ist, um entlang
eines an der Oberfläche
des Rohrleitungselements ausgebildeten Arretierungsanschlags für den Stift
zu münden,
wenn der Spannring am Ende des Rohrleitungselements angesetzt und
durch die Einrichtungen zur axialen Druckbeaufschlagung mit Druck
beaufschlagt wird; und
- – er
einen Stift umfasst, der anfänglich
mit dem Spreizkeil verbunden ist.
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Nach
dem Anspruch 12 betrifft die Erfindung außerdem ein Verfahren zum Verbinden
eines rohrförmigen
Rohrleitungselements mit einer Leitung, die in das Rohrleitungselement
eingesteckt ist.
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Die
Erfindung wird bei der Lektüre
der folgenden Beschreibung verständlicher,
die nur beispielhaft wiedergegeben wird und mit Bezug auf die Zeichnungen
erstellt ist:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht im Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Anschlussstutzens,
während
das Festsetzen stattfindet;
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2 ist
eine Ansicht im Längsschnitt
des Stutzens von 1 im selben Zustand;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht in größerem Maßstab des erfindungsgemäßen Festsetzungs-Umfangsbeschlags,
wobei dieser gespreizt gehalten ist;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Zubehörteils des erfindungsgemäßen Anschlussstutzens,
das einen Keil und einen Sperrstift umfasst;
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5 ist
eine zur 2 analoge Ansicht vor der Herstellung
des Festsetzungszustands; und
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6 ist
eine Ansicht im größeren Maßstab des
Bereichs von 5, der den Spreizkeil umfasst.
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Der
in den Figuren dargestellte Stutzen 10 ist dazu ausgelegt,
die Verbindung eines rohrförmigen Rohrleitungselements 12 und
einer Leitung 14 sicherzustellen. Er ist besonders dazu
ausgelegt, Elemente miteinander zu verbinden, die aus unterschiedlichen
Materialien bestehen, und vor allem ein rohrförmiges Rohrleitungselement
aus Guss oder irgendei nem anderen Metallwerkstoff mit einer Leitung aus
Kunststoff wie Poly(vinylchlorid), Polyethylen oder Polypropylen
oder irgendeinem anderen Werkstoff zu verbinden.
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Das
Rohrleitungselement 12 stellt beispielsweise ein Kupplungsteil
dar, das an einem Ende die Verbindung der Leitung 14 mittels
des erfindungsgemäßen Stutzens
ermöglicht,
und an seinem anderen Ende einen Flansch 15 oder irgendein
anderes Element aufweist, das sich dazu eignet, die Verbindung des
Kupplungsteils mit einer aus demselben Werkstoff hergestellten Leitung
sicherzustellen. Es wird also eine Flanschkupplung einer beliebigen
bekannten Bauart zwischen das Rohrleitungselement 12 und
die angefügte
Leitung eingesetzt.
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Das
Rohrleitungselement 12 ist dazu bestimmt, das Ende der
Leitung 14 inwendig aufzunehmen. Es weist also einen Innendurchmesser
auf, der größer ist
als der Außendurchmesser
der Leitung 14. Diese Leitung wird vom freien Ende des
Rohrleitungselements her in dieses eingesteckt.
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Die
Leitung 14 besteht aus einem Rohr mit kreisförmigem Querschnitt,
das eine glatte Außenseitenoberfläche aufweist,
die zur Sicherstellung der Verbindung frei von jedem vorspringenden
oder vertieften Profil ist. Somit weist die Leitung 14 im
Verbindungsbereich mit dem rohrförmigen
Rohrleitungselement 12 ein glattes Endstück auf.
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Der
erfindungsgemäße Stutzen
umfasst im Wesentlichen einen Spannring 16, der am freien Ende
des Rohrleitungselements 12 angebracht ist, und einen umlaufenden
Festsetzungsbeschlag 18, der die Leitung 14 umgreift.
Dieser umlaufende Festsetzungsbeschlag wird durch den Spannring 16, wenn
dieser axial zum Rohrleitungselement 12 hin mit Druck beaufschlagt
wird, mit einem zur Mitte gerichteten Druck beaufschlagt.
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Hinter
ihrem freien Ende, das den Spannring 16 aufnimmt, weist
die Seitenwand des Rohrleitungselements 12 eine außen liegende
umlaufende Vertiefung 20 auf, die im Inneren eine umlaufende
Kehle 22 begrenzt, in der eine Dichtung 24 aufgenommen
ist, die an die Außenfläche der
Leitung 14 gedrückt
gehalten wird. Diese Dichtung 24 stellt die Dichtigkeit zwischen
der Leitung 14 und dem Rohrleitungselement 12 sicher.
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An
seiner Außenseitenfläche umfasst
das Rohrleitungselement 12 in unmittelbarer Nähe seines freien
Endes Nasen 26, die das Aufschrauben des Spannrings 16 auf
das Ende des Rohrleitungselements ermöglichen. Diese Nasen 26,
beispielsweise vier an der Zahl, sind dazu ausgelegt, mit vier schraubenförmigen Führungskanten 28 zusammenzuwirken,
die an der Innenfläche
des Rings 16 vorstehen.
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Die
Nasen 26 und die Führungskanten 28 bilden
Verschraubungseinrichtungen, die es beim Verschrauben ermöglichen,
den Spannring 16 axial zum Rohrleitungselement 12 hin
zu drücken.
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Der
Spannring 16 erstreckt sich allgemein um die Leitung 14 über das
freie Ende des Rohrleitungselements 12 hinaus, wobei dieses
Letztgenannte nur durch den Abschnitt des Spannrings umgriffen wird,
der die Führungskanten 28 trägt.
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An
seinem sich über
das Rohrleitungselement hinaus erstreckenden Abschnitt weist der Spannring 16 einen
rückspringenden
Rand 32 auf, hinter dem eine ringförmige Kammer 34 zur
teilweisen Aufnahme des Beschlags 18 gebildet ist.
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Am
Ende des rückspringenden
Rands 32 ist eine kegelstumpfförmige Nockenfläche 36 ausgebildet.
Diese Nockenfläche 36 ist
zum Rohrleitungselement 12 hin gewandt. So hat der Umfang
des Endes des Rands 32 einen Durchmesser, der nach und nach
in Richtung des Rohrleitungselements 12 größer wird.
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Diese
Nockenfläche 36 ist
dazu ausgelegt, mit einer komplementären Nockenfläche zusammenzuwirken,
die am Beschlag 18 ausgebildet ist und in der Folge noch
ausführlich
beschrieben wird.
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In
unmittelbarer Nähe
des Endes des Rohrleitungselements 12, aber jenseits von
diesem, weist die Seitenfläche,
die die Kammer 34 begrenzt, eine umlaufende Kehle 38 auf,
die die Aufnahme elastischer Einrichtungen 40 zur axialen
Druckbeaufschlagung des Beschlags 18 ermöglicht.
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Diese
Einrichtungen 40 bestehen aus einer zumindest teilweise
elastischen Unterlegscheibe mit Schlitz. Diese Unterlegscheibe weist
einen geschlitzten Tragkranz 42 aus, der aus starrem Kunststoff
hergestellt ist. Der Außenumfangsrand
des Tragkranzes ist in der umlaufende Kehle 38 aufgenommen.
Der Tragkranz 42 trägt
an seiner zum Rohrleitungselement 12 gewandten Fläche in unmittelbarer
Nähe seines
unteren Rands ein ringförmiges
Futter 44, das aus einem elastischen Werkstoff wie Schaumstoff oder
Gummi besteht. Dieses Futter ist dazu ausgelegt, sich an das Teilstück des Rohrleitungselements 12 anzulegen.
Es erstreckt sich entlang des gesamten Umfangs des Tragkranzes 42.
Die Breite der umlaufenden Kehle 38 ist größer als
die Dicke des Tragkranzes 42, wodurch ein axialer Federungsweg
der zumindest teilweise elastischen Unterlegscheibe ermöglicht wird.
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Wie
in 3 deutlicher dargestellt ist, umfasst der Festsetzungsbeschlag 18 zwei
halbzylindrische Spannbacken 50A und 50B, die
miteinander verbunden sind, um einen Gelenkring zu bilden. Der Beschlag 18 umfasst
außerdem
noch eine Rückstelleinrichtung,
die in dem betreffenden Beispiel aus einem Gummiband 51 besteht,
das die beiden miteinander gekoppelten Spannbacken 50A, 50B umgürtet. Indem
das Band 51 an ihre Außenfläche angelegt wird,
beaufschlagt es die beiden Spannbacken mit einem zur Mitte hin gerichteten
Druck.
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Die
Spannbacken 50A, 50B weisen eine halbzylindrische
Innenseitenfläche 52A, 52B auf. Diese
Flächen
sind mit halbzylindrischen Einhakrippen 54A, 54B versehen,
die sich von einem Ende jeder Spannbacke zum anderen erstrecken.
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An
der Außenseitenfläche weist
jede Spannbacke eine allgemein kegelstumpfförmige Nockenfläche 56A, 56B auf,
deren Neigung derjenigen der Nockenfläche 36 entspricht,
die am Rand 32 des Spannrings ausgebildet ist.
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Hinter
den Nockenflächen 56A, 56B ist
der Länge
jeder Spannbacke nach eine halbzylindrische Kehle 58A, 58B ausgebildet,
die sich nach außen öffnet, und
in deren Innerem ein Gummiband 51 aufgenommen ist. Auf
diese Weise wird das Band 51 axial im Inneren dieser Kehlen
eingeschlossen.
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Erste
Enden der Spannbacken liegen in gegenseitigem Kontakt entlang einer
zur Achse parallelen Kontaktlinie 60 an. Dieser Kontakt
findet entlang des Teilabschnitts der beiden halbzylindrischen Spannbacken
statt. Die beiden Spannbacken sind in Bezug aufeinander entlang
dieser Linie angelenkt.
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Die
zweiten Enden jeder Spannbacke bilden zwischen sich einen Zwischenraum 62,
dessen Breite je nach der Spreizung der beiden Spannbacken variiert.
Die zweiten Enden weisen außen
einen Rücksprung
auf, der in der Dicke der Spannbacken einander zugewandt angeordnete
Querschultern 66A, 66B und zylindrische Auflageflächen 68A, 68B bildet,
die vor diesen Schultern angeordnet sind.
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Diese
Auflageflächen
eignen sich dazu, einen abnehmbaren oder lösbaren Spreizkeil 70 aufzunehmen,
dessen Seitenränder
an den Schultern 66A, 66B in Anlage kommen, um
die zweiten Enden der beiden Spannbacken 50A, 50B gegen
die Wirkung des Gummibands 51 gespreizt zu halten. Somit
wird der Beschlag 18 mit einem Innendurchmesser gehalten,
der größer ist
als sein Nenndurchmesser, der besteht, wenn sich die Ränder der
beiden Spannbacken berühren.
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Der
Spreizkeil 70 ist in 4 in größerem Maßstab dargestellt.
Er besteht aus einer rechteckigen Platte 72 mit reduzierter
Dicke, die zwei parallele Seitenränder aufweist, die dazu ausgelegt
sind, an den Schultern 66A, 66B in Anlage zu kommen.
Der Abstand, der diese beiden Seitenränder trennt, ist größer als
die Summe der Breiten der Auflageflächen 68A, 68B.
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An
einem Ende weist die Platte 72 einen Rand 74 auf,
der einen Anschlag bildet, der dazu ausgelegt ist, mit dem Gummiband 51 zusammenzuwirken,
wobei dieser Anschlag, wenn das Gummiband 52 den Rand 74 übertritt,
eine harte Stelle bildet. An ihrem anderen Ende steht die Platte 72 in stofflicher
Verbindung mit einem Körper 76,
der mit einer angelenkten Zugkrampe 78 ein Stück bildet. Diese
Letztgenannte weist die Form eines Bügels auf. Sie ist am Körper 76 in
einem Bereich 80 reduzierter Dicke angelenkt, wodurch eine
Gelenkverbindung gebildet wird.
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Darüber hinaus
steht der Körper 76 mit
einem Stift 82 in stofflicher Verbindung, der dazu ausgelegt
ist, nach dem Aufquetschen des Rings 16 in eine radiale
Bohrung 83 eingesteckt zu werden, die im Ring 16 in
dem Bereich ausgebildet ist, der das Rohrleitungselement umgreift.
Genauer ausgedrückt ist
diese Bohrung in unmittelbarer Nähe
einer Nase 26 ausgebildet, wenn der Spannring nach erfolgter Festsetzung
des Stutzens auf das Rohrleitungselement aufgeschraubt ist.
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Der
Stift 82 weist einen Längsschlitz 84 und umlaufende
Rippen 86 auf. Der Stift 82 wird an einem seiner
Enden mit dem Körper 76 verbunden.
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Anfänglich ist
der Beschlag 18 vor der Herstellung der Verbindung, wie
in 5 dargestellt ist, auf das Innere der Kammer 34 beschränkt, wobei
der Ring 16 entspannt ist, aber um das Rohrleitungselement 12 herum
angreift.
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In
dieser Stellung ist jede der Spannbacken des Beschlags 18 an
der Nockenfläche 36 des
Rings unter der Wirkung der Elastizität des Futters 44 des Kranzes
in Anlage.
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Der
Festsetzungsbeschlag 18 wird durch das Vorhandensein des
Spreizkeils 70 gespreizt gehalten, der in den zwischen
den beiden bearbeiteten Enden der Spannbacken gebildeten Zwischenraum 62 eingesteckt
ist.
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Wie
in 6 dargestellt ist, weist der Ring 16 innen
an seinem Umfang eine Ausklinkung 92 auf, die im rückspringenden
Rand 32 ausgebildet ist, in deren Innerem sich der Teil
des Keils 70 erstreckt, der das Ende des Keils verlängert, der
zwischen den durch die Enden der beiden Spannbacken gebildeten Schultern
aufgenommen ist.
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Der
Körper 76 und
die Zugkrampe 78 stehen aus der Kammer 34 und
vor allem über
den Spannring 16 hinaus vor.
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Es
ist klar, dass das Einstecken der Leitung 14 in das Rohrleitungselement 12 einfach
ist, wenn die Spannbacken 50A, 50B gespreizt sind,
weil sich der Durchtritt durch den Beschlag ohne Schwierigkeit bewerkstelligen
lässt,
da dieser einen Innendurchmesser hat, der größer ist als der Außendurchmesser der
Leitung 14.
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Wenn
die Leitung und das Rohrleitungselement axial richtig in Lage gebracht
sind, wird der Spreizkeil 70 durch von der Krampe 78 ausgehenden Zug
herausgezogen. Auf diese Weise tritt der Keil durch die Ausklinkung 92 aus.
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Nach
dem Herausziehen des Keils 70 nähern sich die beiden Spannbacken 50A, 50B unter der
Wirkung des Gummibands 51 automatisch wieder an. Sie spannen
nun die Außenseitenfläche der Leitung 14 zwischen
sich ein. Nach dem Annähern der
beiden Spannbacken, ist die axiale Positionierung der Leitung und
des Rohrleitungselements sichergestellt.
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Um
ein richtiges Festsetzen des Stutzens sicherzustellen, wird der
Spannring 16 nun am Rohrleitungselement 12 weiter
nach vorn geschraubt, bis ein Inkontakttreten der komplementären Nockenflächen 36 und 56A, 56B hervorgerufen
wird. Bei einem weiteren Spannen bewirkt die durch die Nockenfläche 36 an
die komplementären
Nockenflächen 56A, 56B angelegte
Kraft unter der Wirkung der axialen Druckbeaufschlagung des Spannrings
eine an die beiden Spannbacken angelegte, zur Mitte gerichtete Druckbeaufschlagung,
was ein teilweises Versinken der Rippen 54A, 54B in
der Außenseitenfläche der
Leitung 14 hervorruft.
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Beim
Aufschrauben des Rings 16 drückt der Kranz 40,
der am Ende des Rohrleitungselements 12 in Anlage kommt,
den Beschlag 18 axial zur Nockenfläche 36, wodurch somit
ein zufriedenstellendes Zusammenwirken der in Berührung befindlichen
Nockenflächen
gewährleistet
wird.
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Es
ist klar, dass nach dem Aufschrauben des Rings 16, da der
Beschlag 18 axial durch den Ring 16 zurückgehalten
und dieser Beschlag fest um die Leitung herum befestigt ist, eine
axiale Verblockung zwischen dem Rohrleitungselement 12 und
der Leitung 14 sichergestellt ist.
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Um
schließlich
ein versehentliches Lösen der
Schraubverbindung des Spannrings 16 zu verhindern, wird
der Stift 82 in die Bohrung 83 eingesteckt. Auf
diese Weise kommt im Falle eines versuchten Lösens der Schraubverbindung
der Stift 82 mit einer einen An schlag bildenden Nase 26 in
Berührung,
wodurch die Drehung des Spannrings unterbunden wird.
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Man
wird verstehen, dass ein wie hier beschriebener Stutzen einen einfachen
Anschluss eines Rohrleitungselements und eines glatten Endes einer
Leitung ermöglicht,
und zwar in irgendeiner beliebigen axialen Lage der beiden Elemente
in Bezug aufeinander. Der Festsetzungsbeschlag 18 kommt nämlich nur
dann an der Außenfläche der
Leitung 14 in Anlage, wenn diese bezüglich des Rohrleitungselements
axial richtig positioniert wurde.
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Als
Variante kann der Spannring 16 ohne Gewinde für sein Aufschrauben
auf das Ende des Rohrleitungselements ausgebildet sein. Er umfasst dann
einen Außenflansch,
der gegenüber
einem komplementären,
zum Rohrleitungselement gehörenden
Flansch angeordnet ist. Schraubenbolzen, die quer zu den beiden
Flanschen in Eingriff gebracht werden, stellen dann sicher, dass
der Spannring axial zum Rohrleitungselement hin gedrückt wird.