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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Quetschverbinder für Rohre,
vor allem für
Rohre, die dazu bestimmt sind, ein gasförmiges oder flüssiges Medium
zu führen.
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Das
Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist der Anschluss von
Rohren, die dazu bestimmt sind, gasförmige oder flüssige Medien
zu führen,
die unter einem Druck von einigen Bar stehen. Es kann sich beispielsweise
um Wasserleitungen zum sanitären
oder Heizungsgebrauch oder um Gasleitungen handeln.
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Um
die Rohre im Rahmen ihrer Installation anzuschließen, werden
bekanntlich Anschlussvorrichtungen mit kreiszylindrischer Form verwendet, die
an ihrer Innenfläche
eine kreisförmige
Kehle umfassen, die eine Aufnahme für ein Dichtungselement bildet.
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Die
Installation umfasst zunächst
eine Phase des Ineinandersteckens eines Rohr und eines Verbinders,
dann eine Phase des Aufquetschens, während der der Verbinder auf
das Ende des Rohrs aufgequetscht wird, wobei die Quetschverbindung
es ermöglicht,
den dauerhaften mechanischen Halt des Einbaus und seine Dichtigkeit
zu gewährleisten.
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Um
die dauerhafte Dichtigkeit des Einbaus zu gewährleisten, muss eine Quetschverbindung
aller Anschlüsse
hergestellt werden. Es wurden verschiedene Lösungen entworfen, um es dem
Benutzer zu ermöglichen,
nachzuprüfen,
ob eine Quetschverbindung aller Anschlüsse hergestellt wurde. Es werden
Markierungsvorrichtungen verwendet, diese machen aber eine einzelne Überprüfung jedes
Anschlusses notwendig.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, eine bewusst hervorgerufene undichte Stelle im Bereich des
Anschlusses zu schaffen, solange dieser noch keine Quetschverbindung
erfahren hat. Dieser Lösungsansatz
ermöglicht
es dem Bediener, indem er die Anlage unter Druck setzt, nicht verquetschte
Anschlüsse
entweder visuell durch Aufspüren
der undichten Stellen oder durch Feststellen eines geringeren Drucks
als dem normalen Druck in der Installation zu entdecken, was eine
globale Überprüfung der Quetschverbindungen
der Anschlüsse
der Anlage ermöglicht.
Diese undichten Stellen können
durch speziell ge formte Dichtungen hervorgerufen werden, was aber
eine kostspielige Herstellung mit sich bringt, und eine bestimmte
Anordnung der Dichtung in einer dazu vorgesehenen Kehle nach sich
ziehen kann. Die undichten Stellen können auch durch die Form des
Verbinders hervorgerufen werden, wodurch ermöglicht wird, gemeinsame Ringdichtungen mit
gleichbleibendem Querschnitt zu verwenden.
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Insbesondere
beschreiben die Dokumente
DE
101 18 955 A und WO 01/63160 A zwei Vorrichtungen, die
es ermöglichen,
solche bewusst herbeigeführten
undichten Stellen vor dem Quetschvorgang herzustellen.
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Das
Dokument
DE 101 18
955 A beschreibt eine Rohrverbindung aus Metall, die quer
mindestens eine Kehle an ihrer Innenseite aufweist, die einen Dichtungsring
aufnimmt, und angesichts der Montagetoleranzen des Dichtelements,
der Pressverbindung und der Leitung, ist das Dichtelement so dimensioniert,
dass es in Bezug auf die Kehle und die Leitung eine radiale Position
einnimmt, die einen durchgehenden Zwischenraum bildet, der den Durchtritt
des zu befördernden
Mediums zulässt.
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Das
Dokument WO 01/63160 A beschreibt einen Verbinder nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1, der dazu bestimmt ist, an ein Rohr angebaut zu werden,
dessen Ende dazu bestimmt ist, eine Quetschverbindung herzustellen,
und der eine Kehle an seiner Innenfläche umfasst, in der ein Dichtungsring
untergebracht ist, wobei sich mindestens eine Wulst in der Kehle
befindet. Diese Wulst ermöglicht es,
einen Undichtigkeitsdurchtritt im Bereich der Wulst zwischen dem
Dichtungsring und der Wand des Abschlussendes auszubilden.
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In
den beiden vorstehend angeführten
Dokumenten werden die undichten Stellen durch einen lokalen oder
ringförmigen
Durchtritt herbeigeführt.
Der größte Nachteil
der vorstehenden Vorrichtungen ist der schlechte mechanische Halt
zwischen dem Rohr und dem Verbinder vor dem Aufquetschen.
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Bei
der Installation von Rohren ist es nämlich wünschenswert, dass die aus den
Rohren und den Verbindern gebildete Einheit sich an Ort und Stelle halten
lässt,
damit der Bediener die Montage leichter ausführen kann, ohne sicherzustellen,
dass die bereits verbundenen Rohre an Ort und Stelle gehalten werden.
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Dazu
hat die Erfindung einen Quetschverbinder für Rohre zum Gegenstand, der
einen kreisförmigen
zylindrischen aufzuquetschenden Abschnitt mit einem Innendurchmesser
umfasst, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des anzuschließenden Rohrs
ist, wobei eine umlaufende Kehle, die im zylindrischen Abschnitt
in dessen Innerem ausgebildet ist, einen Dichtungsring bildet, wobei
die umlaufende Kehle quer zur Achse des zylindrischen Abschnitts
vor dem Aufquetschen eine variable Tiefe aufweist, um am Dichtungsring
mindestens einen Kompressionsbereich zu schaffen, in dem der radiale Abstand
zwischen dem Grund der Kehle und der Außenwand des Rohrs kleiner ist
als der nicht verformte Abschnitt des Dichtungsrings, und mindestens
einen Ausweichbereich, in dem der radiale Abstand zwischen dem Grund
der Kehle und der Außenwand
des Rohrs größer ist
als der Durchmesser des Querschnitts des Dichtungsrings, wobei sich
der Dichtungsring unter der Wirkung des durch die Außenwand
des Rohrs und der Kehle im Kompressionsbereich ausgeübten Drucks
verformt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring mindestens
einen Ausweichkanal in mindestens einem Ausweichbereich zwischen
dem inneren Teil des Dichtungsrings und der Außenwand des Rohrs vorsieht.
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Der
Kompressionsbereich bzw. die Kompressionsbereiche ermöglichen
es, das Rohr an Ort und Stelle zu halten, indem mittels der zusammengedrückten Dichtung
ein Druck auf seine Außenwand ausgeübt wird.
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Nach
einer Möglichkeit
ist an jedem Punkt des Umfangs der Kehle der radiale Abstand des Grunds
der Kehle zur Achse des zylindrischen Abschnitts kleiner als der
Wert, den der radiale Abstand des äußeren Teils des Dichtungsrings
zur Achse des zylindrischen Abschnitts annehmen würde, wenn
der Dichtungsring durch den in dem oder den Kompressionsbereichen
ausgeübten
Druck verformt würde und
außerhalb
der Kompressionsbereiche frei von Druck wäre, wobei der Grund der Kehle
somit über ihren
ganzen Umfang in Kontakt mit dem äußeren Teil des Dichtungsrings
steht, und wobei Ausweichkanäle
zwischen dem inneren Teil des Dichtungsrings und der Außenwand
des Rohrs vorgesehen sind.
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Nach
einer anderen Möglichkeit
ist der radiale Abstand des Grunds der Kehle zur Achse des zylindrischen
Abschnitts in den Ausweichbereichen größer als der Wert, den der radiale
Abstand des äußeren Teils
des Dichtungsrings zur Achse des zylindrischen Abschnitts annehmen
würde,
wenn der Dichtungsring durch den in dem oder den Kompressionsbereichen
ausgeübten
Druck verformt würde
und außerhalb
der Kompressionsbereiche frei von Druck wäre, wobei der Grund der Kehle
somit nicht in Kontakt mit dem äußeren Teil
des Dichtungsrings steht, und wobei Ausweichkanäle gleichzeitig zwischen dem
inneren Teil des Dichtungsrings und der Außenwand des Rohrs und zwischen
dem Grund der Kehle und dem äußeren Teil
des Dichtungsrings vorgesehen sind.
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Die
beiden Möglichkeiten
entsprechen unterschiedlichen Auslegungen der Kehle und des Dichtungsrings.
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Vorteilhafter
Weise umfasst der Verbinder zwei Kompressionsbereiche am Dichtungsring.
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Vorteilhafter
Weise sind die beiden Kompressionsbereiche diametral entgegengesetzt,
und die Ausweichbereiche, die ebenfalls diametral entgegengesetzt
sind, befinden sich in 90° gegenüber den Kompressionsbereichen.
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Vorteilhafter
Weise ist das radiale Profil des Grunds der Kehle oval.
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Die
Erfindung wird mittels der folgenden Beschreibung mit Bezug auf
die beigefügte
Schemazeichnung verständlicher,
die eine Ausführungsform der
Einpassvorrichtung für
Quetschverbinder darstellt.
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1 ist
eine Querschnittsansicht nach einer ersten Ausführungsform.
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2 ist
eine Längsschnittansicht
entlang der Linie II-II von 1.
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
nach einer ersten Ausführungsform.
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4 ist
eine Querschnittsansicht nach einer zweiten Ausführungsform.
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5 ist
eine Längsschnittansicht
entlang der Linie V-V von 4.
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6 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
nach einer zweiten Ausführungsform.
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Nach
einer ersten, in den 1, 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform
umfasst die erfindungsgemäße Einpassvorrichtung 2 für Quetschverbinder 3 einen
kreisförmigen,
zylindrischen, aufzuquetschenden Abschnitt 5 mit einem
Innendurchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des anzuschließenden
Rohrs 4 ist. Es besteht jedoch ein Spiel 6, das
die Anbringung und den Durchtritt des gasförmigen oder flüssigen Mediums
zwischen der Innenwand 7 des zylindrischen Abschnitts 5 und
der Außenwand
des Rohrs 8 ermöglicht.
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Die
Längsanordnung
des Rohrs 4 gegenüber
dem Verbinder 3 wird durch einen Anschlag 9 sichergestellt,
der in Form eines Reduzierstücks
mit einem Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 5 ausgebildet
ist.
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Eine
umlaufende Kehle 10 ist im zylindrischen Abschnitt 5 in
deren Innerem ausgebildet, die eine Aufnahme für einen Dichtungsring 12 bildet.
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Die
umlaufende Kehle 10 weist quer zur Achse des zylindrischen
Abschnitts 5 vor dem Aufquetschen eine variable Tiefe auf,
um in dieser Ausführungsform
am Dichtungsring 12 zwei Kompressionsbereiche 13 zu
schaffen, wobei diese Kompressionsbereiche 13 an der Kehle 10 diametral
entgegengesetzt sind.
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Der
Dichtungsring 12 weist in der Ruhestellung einen inneren
Kreisdurchmesser auf, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des Rohrs 4 ist.
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In
jedem der Kompressionsbereiche 13 ist der radiale Abstand
zwischen dem Grund 14 der Kehle 10 und der Außenwand 8 des
Rohrs 4 kleiner als der Querschnittsdurchmesser des Dichtungsrings 12.
Folglich verformt sich dieser Dichtungsring 12 unter der
Einwirkung des ausgeübten
Drucks. Die Verformung schafft zwei Ausweichkanäle 15 in zwei Ausweichbereichen 16,
die sich in 90° von
den Kompressionsbereichen 13 befinden.
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Die
Verformung der Dichtung ist möglich, weil
der radiale Abstand zwischen dem Grund 14 der Kehle 10 und
der Außenwand 8 des
Rohrs 4 in den Ausweichbereichen 16 größer ist
als der Querschnittsdurchmesser der Dichtung 12.
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In
dieser Ausführungsform
ist das radiale Profil des Grunds der Kehle 10 oval, wobei
die Kompressionsbereiche 13 dem kleinsten Radius des Ovals
und die Ausweichbereiche 16 dem größten Radius des Ovals entsprechen.
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Insbesondere
ist der größte Radius
so gewählt,
dass die Dichtung 12 an ihrem äußeren Teil 17 mit
dem Grund 14 der Kehle 10 über ihren ganzen Umfang in
Kontakt ist. Somit befinden sich in dieser Ausführungsform die Ausweichkanäle 15 zwischen dem
inneren Teil 18 der Dichtung 12 und der Außenwand 8 des
Rohrs 4. Die Ausweichkanäle können mit einem Zwischenraum 19 bemessen
sein.
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Die
Kompressionsbereiche 13 erlauben es, den mechanischen Halt
der aus Verbinder 3, Dichtung 12 und Rohr 4 bestehenden
Einheit sicherzustellen. Der Verbinder 3 und das Rohr 4 werden durch
den elastischen Druck an Ort und Stelle gehalten, der danach strebt,
der Dichtung 12 wieder ihre Ursprungsform zu geben.
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Beim
Aufquetschvorgang verschwindet der Tiefenunterschied der Kehle 10 zwischen
den Kompressionsbereichen 13 und Ausweichbereichen 16, wobei
die Kehle 10 im Wesentlichen wieder eine Kreisform mit
reduzierter Tiefe annimmt, wobei der Aufquetschvorgang eine vollständige Dichtigkeit
des Anschlusses gewährleistet.
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Nach
einer in den 4, 5 und 6 dargestellten
zweiten Ausführungsform
umfasst der erfindungsgemäße Verbinder
dieselben Elemente wie in der ersten Ausführungsform.
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Das
radiale Profil des Grunds der Kehle 10 ist ebenfalls oval,
wobei die Kompressionsbereiche 13 dem kleinsten Radius
des Ovals und die Ausweichbereiche 16 dem größten Radius
des Ovals entsprechen.
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In
dieser Ausführungsform
ist der größte Radius
so gewählt,
dass die Dichtung 12 an ihrem äußeren Teil 17 mit
dem Grund 14 der Kehle 10 nicht über ihren
ganzen Umfang in Kontakt ist. Somit befinden sich in dieser Ausführungsform
die Ausweichkanäle 15 zugleich
zwischen dem inneren Teil 18 der Dichtung 12 und
der Außenwand 8 des
Rohrs 4, aber auch zwischen dem äußeren Teil 17 der
Dichtung 12 und dem Grund 14 der Kehle 10.
Die Ausweichkanäle
können
mit zwei Zwischenräumen 20 und 22 bemessen
sein, die sich zwischen dem inneren Teil 18 der Dichtung 12 und
der Außenwand 8 des
Rohrs 4 bzw. zwischen dem äußeren Teil 17 der
Dichtung 12 und dem Grund 14 der Kehle 10 befinden.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die verwendete
Dichtung 12 eine standardmäßige Ringdichtung mit festem
Querschnitt. Diese Dichtung kann beispielsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer
(EPDM) oder Butylkautschuk bestehen, wenn das geführte Medium Wasser
ist, oder aus Nitrilkautschuk, wenn das geführte Medium Gas ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern
umfasst vielmehr alle Varianten. So können insbesondere Anzahl sowie
Anordnung der Kompressionsbereiche 13 und Ausweichbereiche 16 variieren.
Das radiale Profil des Grunds 14 der Kehle 10 kann
auch andere Formen als ein Oval aufweisen. Die Beschaffenheit der geführten Medien
kann ebenfalls eine andere sein.