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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verhindern des Rausrutschens eines Rohres aus einer aus Kunstharz
hergestellten Rohrverbindung und insbesondere ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Verhindern des Rausrutschen eines Rohres aus
einer aus Kunstharz hergestellten Rohrverbindung, welche vorzugsweise bei
Rohrleitungen für
Flüssigkeiten
hoher Reinheit oder hochgereinigtes Wasser Verwendung findet, die im
Produktionsprozeß z.
B. zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen zur Herstellung von
medizinischen Geräten
und Medikamenten, zur Nahrungsmittelherstellung und in der chemischen
Industrie Verwendung finden.
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2. Stand der
Technik
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Eine
bekannte Rohrverbindung aus Kunststoff ist in 7 dargestellt
und im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 7-20471 und der US-A-538871
erläutert.
Diese Rohrverbindung besteht aus einem Anschlussteil 1,
einer Überwurfmutter 2,
welche aus einem Fluorpolymer (fluororesin) hergestellt ist und überragende
Wärmebeständigkeit
und chemische Beständigkeit
hat. Ein innerer Ring 4 ist in den Endabschnitt 3a eines
Rohres 3 unter Druck eingesetzt, welches seinerseits in
den Anschlussteil 1 eingesteckt ist und aus einem Kunststoff
wie z. B. einem Fluorpolymer (fluororesin) besteht.
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Am
einen Ende des Anschlußteils 1 ist
eine Aufsteckhülse 6 im
Anschluß an
einen zylindrischen Grundkörper 5 ausgebildet,
wobei ein erster primärer Abdichtungsbereich 7 innerhalb
der Aufsteckhülse 6 derart
ausgebildet ist, daß der
Abdichtungsbereich auf die Längsachse
C des Anschlussteils 1 ausgerichtet ist, und ein sekundärer Abdichtungsbereich 8 im
Anfangsbereich der Aufsteckhülse 6 derart
ausgebildet ist, dass dieser Abdichtungsbereich ebenfalls auf die
Längsachse
C ausgerichtet ist. Ein Außengewinde 9 ist
am äußeren Umfang
der Aufsteckhülse 6 angebracht.
Der innere Durchmesser der Aufsteckhülse ist größer als der Innendurchmesser
des zylindrischen Grundkörpers 5.
Im Innenbereich der Aufsteckhülse 6 ist
der primäre
Abdichtungsbereich 7 als konische bis zur inneren Oberfläche des
Grundkörpers 5 im
Durchmesser kleiner werdende sowie auf die Achse des Grundkörpers ausgerichtete
Fläche ausgebildet.
Andererseits verläuft
der sekundäre
Abdichtungsbereich 8 als konische Fläche mit größer werdendem Durchmesser vom
Innenbereich der Aufsteckhülse 6 nach
außen
bezogen auf die Axialrichtung bis zur Stirnseite der Aufsteckhülse 6.
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Der
innere Ring 4 besteht aus einem Kunststoffspritzteil wie
z. B. aus einem Fluorpolymer. Dieser innere Ring hat einen vorspringenden
Abschnitt 10 mit einem Außendurchmesser der in den am
einen Ende in Axialrichtung verlaufenden Innendurchmesser der Aufsteckhülse 6 des
Anschlussteils 1 paßt.
Ferner ist in axialer Richtung am äußeren Bereich des inneren Ringes
ein Anschlußbereich 11 vorgesehen,
der unter Druck in das eine Ende 3a des Rohres 3 einsetzbar
ist, wobei sich für
den inneren Ring eine hülsenartige
Form als Ganzes ergibt. Am inneren Ende des vorspringenden Abschnittes 10 ist ein
innenliegender Abdichtbereich 12 vorgesehen, der gegen
den primären
Abdichtungsbereich 7 anliegt und ebenfalls als konische
Fläche
ausgebildet ist. Der Anschlußbereich 11 hat
eine Auswölbung 11a und
einen Anschlussabschnitt 11b, der die Auswölbung 11a mit
dem vorspringenden Abschnitt 10 verbindet. Der Außendurchmesser
des Anschlussabschnittes 11b ist kleiner als der vorspringende
Abschnitt 10 und zwar um eine Größe, die der Dicke des Rohres 3 entspricht.
Die Auswölbung 11a hat
eine hügelartige
Form, wobei, ein äußerer endseitiger
Abdichtungsbereich 13 in axialer Richtung nach innen gerichtet
einen zunehmend größeren Durchmesser hat
und ein konischer Abschnitt 15 vom Scheitel des Abdichtungsbereiches 13 ausgehend
in Richtung auf den Anschlussabschnitt 11b einen kleineren
Durchmesser annimmt. Der Außendurchmesser
des Scheitelpunkts des Abdichtungsbereiches 13 d. h. der
Außendurchmesser
der Auswölbung 11a ist
größer ausgelegt
als der Außendurchmesser
des Anschlussabschnittes 11b. Die Formgebung des konischen
Abschnittes 15 ist derart ausgebildet, dass sein Neigungswinkel
im wesentlichen gleich dem des sekundären Abdichtungsbereiches 8 des
Anschlussteiles 1 ist. Wenn der innenliegende Abdichtungsbereich 12 gegen
den primären
Abdichtungsbereich 7 anliegt, ergibt sich ein Spalt zwischen
dem sekundären
Abdichtungsbereich 8 gegenüber dem konischen Abschnitt 15,
welcher der Dicke des Rohres 3 entspricht. Der Innendurchmesser
des inneren Ringes 4 ist gleich oder im wesentlichen gleich
dem Innendurchmesser des Rohres 3 und des zylindrischen Grundkörpers 5 des
Anschlussteiles 1, so dass sich kein Strömungswiderstand
für die
Flüssigkeit
ergibt.
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Der
innere Ring 4 ist unter Druck in das eine Ende 3a des
Rohres 3 bis zum vorspringenden Abschnitt 10 eingesetzt,
wobei der Durchmesser des Endabschnittes 3a des Rohres
der Aus bildung des durchmesser-vergrößerten Teiles 16 und
des Fußansatzes 17 an
einer Stelle ansteigt, an welcher der Anstieg 16a des durchmesser-vergrößerten Teiles 16 auf
einer Seite liegt, die der Richtung des Einsetzens in den Anschlussteil 1 gegenüberliegt
und die Rohraußenseite 30 parallel
zur axialen Richtung aufeinander treffen.
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In
dem Zustand, in welchem der Endabschnitt 3a des Rohres 3 in
die Aufsteckhülse 6 eingesetzt
wird, liegt der innenliegende Abdichtungsbereich 12 gegen
den primären
Abdichtungsbereich 7 des Anschlussteiles 1 und
der Abdichtungsbereich 13 gegen die innere Oberfläche des
Anstieges 16a, wobei dieser als zweiter primärer Abdichtungsbereich
des durchmesser-vergrößerten Teiles 16 des Rohres 3 dient.
Der Endabschnitt 3a des Rohres 3 wird in einer
Schräglage
zwischen dem sekundären Abdichtungsbereich 8 und
dem konischen Abschnitt 15 des inneren Ringes 4 eingeklemmt.
Der Anstieg 16b des durchmesser-vergrößerten Teiles 16 des Rohres 3,
der entlang dem konischen Abschnitt 15 des inneren Ringes 4 ausgebildet
ist, liegt am sekundären
Abdichtungsbereich 8 an.
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In
der Überwurfmutter 2 ist
ein Innengewinde 18, welches auf das Außengewinde 9 des Anschlussteils 1 aufschraubbar
ist, auf der inneren Oberfläche ausgebildet.
Ein Ringflansch 19 ragt am einen Ende nach innen und trägt eine
spitzwinklige oder rechtwinklige Klemmkante 19a am in axialer Richtung
innenliegenden Ende der inneren Umfangsfläche des Ringflansches 19.
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In
der Lage, in welcher der Endabschnitt 3a des Rohres 3,
in welches der innere Ring 4 unter Spannung eingesetzt
ist, in die Aufsteckhülse 6 des Anschlussteiles 1 eingepresst
wird, wird die Überwurfmutter 2,
die zunächst
mit dem Innengewinde 18 lose auf der äußere Peripherie des Endabschnittes aufliegt,
auf das Außengewinde 9 des
Anschlussteiles 1 fest aufgeschraubt. Als Ergebnis dieser
Befestigung liegt die Klemmkante 19a der Überwurfmutter 2 am
Fußansatz 17 des
durchmesser-vergrößerten Teiles 16 des
Rohres 3 an und drückt
den inneren Ring 4 in axialer Richtung. Daraus resultiert,
dass der innenliegende Abdichtungsabschnitt 12 des inneren Ringes 4 und
der auf der Einschubseite vorhandene Anstieg 16b des Rohres 3 gegen
den primären
Abdichtungsbereich 7 der Aufsteckhülse 6 des Anschlussteiles 1 und
den sekundären
Abdichtungsbereich 8 des Rohres 3 gedrückt wird,
wobei die Innenfläche
des der Einführungsrichtung
entgegengerichteten Anstieges 16a als zweiter Abdichtungsbereich des
Rohres 3 gegen den äußeren Abdichtungsbereich 13 des
inneren Ringes 4 gedrückt
wird, wodurch die Abdichtung d. h. die Dichtungskraft erhöht wird
und gleichzeitig ein Herausrutschen des Rohres 3 verhindert
wird.
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In
der Rohrverbindung aus Kunstharz, in welcher das Aufschrauben der Überwurfmutter 2 die Klemmkante 19a gegen
den durchmesser-vergrößerten Fußansatz 17 des
durchmesser-vergrößerten Teiles 16 des
Rohres 3 drückt,
wobei der Endabschnitt 3a des Rohres 3 zusammen
mit dem inneren Ring 4 gegen den Anschlussteil 1 gedrückt wird, ist
der durchmesser-vergrößerte Fußansatz 17 des durchmesser-vergrößerten Teiles 16 des
Rohres 3 sanft gerundet, wodurch sich ein gleitendes Andrücken der
Klemmkante 19a ergibt. Die Überwurfmutter 2 und
das Rohr 3, welches aus einem Fluorpolymer hergestellt
ist, haben einen geringen Reibungskoeffizient und sind daher leicht
gleitend. Entsprechend üben
die einzelnen Komponenten nur einen geringen Widerstand gegen das
Herausrutschen des Rohres 3 aus, so dass die Möglichkeit
eines Herausrutschens gegeben ist. Um den Abziehwiderstand des Rohres zu
vergrößern, wird
die Überwurfmutter 2 fest
angezogen und das Herausziehen des Rohres 3 durch die halbe
Klemmkraft gehemmt.
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Bezüglich des
Abziehwiderstands gegen den im Rohr 3 bei normalem Gebrauch
wirksamen Flüssigkeitsdruckes
bereitet die Rohrverbindung keine Probleme. Für den Fall, dass die Temperatur
der geförderten
Flüssigkeit übliche Betriebstemperaturen übersteigt
sowie für
den Fall, dass ein ungewöhnlicher
Flüssigkeitsdruck
im Rohr unter schwierigen Bedingungen, in welchen der Flüssigkeitsdruck
wesentlich höher
als im normalen Gebrauch ist, oder auch für den Fall, dass eine mechanische
Zugkraft an Stelle des Innendruckes unüblich auf das Rohr wirkt, ist es äußerst wichtig,
spezielle Sicherheit beim Transport gefährlicher chemikalischer Stoffe
zu gewährleisten.
Bei der zuvor beschriebenen Struktur der Rohrverbindung aus Kunstharz
hängt der
Widerstand des Rohres gegen das Herausziehen von der Haltekraft
der angezogenen Überwurfmutter
ab. In dieser Situation kann sich ein Sicherheitsproblem ergeben,
wenn sich die Anzugskraft aufgrund eines Fehlers bei der anfänglichen
Bearbeitung oder aufgrund von zeitlichen Änderungen verringert ist. Es
ist sehr wichtig diese Probleme zu berücksichtigen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Verhindern des Rausrutschens eines Rohres aus einer aus Kunstharz
hergestellten Rohrverbindung zu schaffen, um sicherzustellen, dass
selbst bei einem unüblichen
Flüssigkeitsdruck
bzw. einer mechanischen nicht vom Innendruck ausgelösten Abzugskraft
auf das Rohr das Rausrutschen des Rohres verhindert und eine Abdichtfunktion
hinreichend sichergestellt wird.
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Das
Verfahren und der Aufbau zur Verhinderung des Rausrutschens eines
Rohres aus einer aus Kunstharz hergestellten Rohrverbindung gemäß der Erfindung
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erläutert.
In der Beschreibung sind zum Verständnis Bezugszeichen verwendet,
die keine Beschränkung
der Erfindung auf das erläuterte
und dargestellte Beispiel bewirken sollen.
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Das
Verfahren zum Verhindern des Rausrutschen eines Rohres aus einer
aus Kunstharz hergestellte Rohrverbindung gemäß der Erfindung umfasst einen
Anschlussteil (1) mit einer Aufsteckhülse (6) am einen Ende
und einem Außengewinde
(9) auf dem äußeren Umfang
der Aufsteckhülse;
ein Rohr aus Kunststoff; eine lose auf dem äußeren Umfang sitzende Überwurfmutter
(2) mit einem an dem inneren Umfang angeordneten sowie
auf das Außengewinde
(9) des Anschlussteils (1) aufschraubbaren Innengewinde
(18); einen Ringflansch (19), der sich an einem
Ende nach innen erstreckt und am inneren Durchmesser des Flansches
eine Klemmkante (19a) trägt, wobei ein Ende des Rohres
(3) in die Aufsteckhülse
(6) des Anschlussteils (1) derart einsteckbar
ist, dass die innere Bohrung des inneren Ringes (4), des Anschlussteils
(1) und des Rohres (3) im wesentlichen in einer
Lage bündig
sind, in welcher ein durchmesser-vergrößerter Teil (16) und
ein durchmesser-vergrößerter Fußansatz
(17) an einer Stelle ausgebildet ist, wo ein der Einsteckrichtung
entgegengesetzt ausgerichteter Anstieg (16a) des durchmesser-vergrößerten Teils
auf die parallel zur Rohrachse verlaufende Rohraußenseite
(30) trifft und das Innengewinde (18) der Überwurfmutter
(2) auf das Außengewinde
(9) aufgeschraubt ist, um die Klemmkante (19a)
gegen den durchmesser-vergrößerten Fußansatz
(17) des Rohres (3) und dadurch den inneren Ring
(4) gegen den Anschlussteil (1) zur Ausbildung eines
ersten Abdichtbereiches (7) zu drücken. Ein solches Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende des Rohres (3)
vor dem Aufschrauben der Überwurfmutter
in einem Spanntisch (32) fixiert wird; der innere Ring
(4) auf den Schaft (35) eines Einpressstempels
aufgesetzt wird; der Schaft (35) gegen das Rohr (3)
verschoben wird, um den inneren Ring (4) in das vorderseitige
Ende des Rohres (3) einzudrücken, und das nach dem Einsetzen
des inneren Ringes (4) in das Rohr ein einen Absatz formender
und auf den äußeren Umfang
angeordneter Anschlag (3) gegen das vordere Ende des Rohres gedrückt und
dadurch der durchmesser-vergrößerte Fußansatz
(17) ausgebildet wird.
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Eine
derartige Rohrverbindung hat vorzugsweise einen Anschlussteil (1)
mit einer Aufsteckhülse (6)
am einen Ende und ein Außengewinde
(9) auf dem äußeren Umfang
der Aufsteckhülse;
ein Rohr (3) aus Kunststoff; eine lose auf dem äußeren Umfang
sitzende Überwurfmutter 2 mit
einem an dem inneren Umfang angeordneten sowie auf das Außengewinde
(9) des Anschlussteils (1) aufschraubbaren Innengewinde;
einen Ringflansch (19), der sich am einen Ende nach innen
erstreckt und am inneren Durchmesser des Flansches eine Klemmkante
(19a) trägt,
wobei ein Ende des Rohres (3) in die Aufsteckhülse (6)
des Anschlussteils (1) einsteckbar ist, an welcher ein
durchmesser-vergrößerter Teil
(16) und ein durchmesser-vergrößerter Fußansatz (17) an einer
Stelle ausgebildet ist, an der ein der Einsteckrichtung entgegengesetzt
ausgerichteter Anstieg (16a) des durchmesser-vergrößerten Teils
parallel zur Rohrachse verläuft.
Das Innengewinde (18) der Überwurfmutter (2)
ist zur Befestigung auf das Außengewinde
(9) aufgeschraubt, um die Klemmkante (19a) gegen
den durchmesser-vergrößerten Fußansatz
(17) des Rohres und dadurch den inneren Ring (4)
gegen den Anschlussteil (1) zur Ausbildung eines ersten
Abdichtbereiches (7) zu drücken. Eine Ausnehmung (23)
ist an einem Endabschnitt einer Auswölbung (11a) des inneren
Ringes angebracht, welche gegen die Klemmkante ausgerichtet ist.
Bevor die Überwurfmutter
(2) befestigt wird, wird ein Absatz (20) zuvor
in dem durchmesser-vergrößerten Fußansatz
(17) des Rohres (3) ausgeformt, gegen welche die
Klemmkante (19a) anliegt. Diese Ausnehmung hat einen kleineren
Krümmungsradius
oder Winkel als der durchmesser-vergrößerte Fußansatz.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird bei dem Verfahren zum Verhindern des Rausrutschen eines Rohres
der durchmesser-vergrößerte Teil
(16) des Rohres (3) durch Einpressen eines inneren
Ringes (4) in das eine Ende des Rohres (3) ausgebildet.
Alternativ dazu wird der durchmesser-vergrößerte Teil (16) des
Rohres (3) durch Aufweiten eines Endabschnittes des Rohres
(3) ausgebildet und unter Druck an die äußere Peripherie eines Endabschnittes
der Aufsteckhülse
(6) des Anschlussteils angepresst, wobei der Endabschnitt
vor dem Außengewinde
(9) liegt. Dabei kann alternativ der Absatz (20)
als gekrümmter
Bereich (21) ausgebildet sein, der entweder mit einem Krümmungsradius
kleiner als der Krümmungsradius
des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes
(17) ist oder ein Eck (22) mit einem Winkel hat,
der kleiner als der Winkel des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes ist.
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Bei
dem Verfahren zum Verhindern des Rausrutschen eines Rohres gemäß der Erfindung wird
der Absatz (20), der im Krümmungsradius oder Winkel kleiner
als der durchmesser-vergrößerte Fußansatz
(17) des durchmesser-vergrößerte Teiles (16) des
Rohres (3) ist, zuvor ausgeformt und die Klemmkante (19a)
der Überwurfmutter
(2) gegen diesen Absatz gedrückt. Aufgrund dieser Befestigung
der Überwurfmutter
(2) kann die Klemmkante (19a) immer standfest
und sicher an dem durchmesser-vergrößerten Fußansatz (17) des Rohres
(3) anliegen ohne abzugleiten, so dass ein starker Druck
ausgeübt
werden kann. Über
dies kann der Abziehwiderstand unabhängig von der Anzugskraft der Überwurfmutter (2)
erhöht
werden. Selbst wenn sich diese Anzugskraft der Überwurfmutter (2)
aufgrund eines Fehlers im Arbeitsprozess oder durch zeitlichen Einfluss
verringert, ist es möglich
einen sehr gefährlichen
Betriebsunfall durch Herausrutschen des Rohres zu vermeiden.
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Der
Aufbau zur Verhinderung des Rausrutschen eines Rohres bei einer
aus Kunstharz hergestellt Rohrverbindung gemäß der Erfindung ist Gegenstand
des Anspruchs 6.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Struktur zur Verhinderung des Rausrutschens eines Rohres gemäß der Erfindung
wird der durchmesser-vergrößerte Teil
(16) des Rohres durch Einpressen eines inneren Ringes (4)
in einen Endabschnitt des Rohres (3) ausgebildet. Alternativ
dazu kann der durchmesser-vergrößerte Teil
(16) des Rohres (3) durch Aufweiten des Endabschnittes
des Rohres (3) ausgebildet werden und unter Druck auf eine äußere Oberfläche des
Endabschnittes der Aufsteckhülse (6)
des Anschlussteils eingesetzt werden, wobei der Endabschnitt vor
dem Außengewinde
(9) liegt. Alternativ ist der Absatz als gekrümmter Bereich
(21) ausgebildet, der mit einem Krümmungsradius geformt wird,
der kleiner als der Krümmungsradius
des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes
ist, oder auch als Eck (22) ausgeformt wird, dessen Winkel
kleiner als der Winkel des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes ist.
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Bei
dieser Struktur zur Verhinderung des Herausrutschens eines Rohres
gemäß der Erfindung wird
der Absatz (20), dessen Krümmungsradius oder Winkel kleiner
als der durchmesser-vergrößerte Fußansatz
(17) des durchmesser-vergrößerten Teiles (16)
des Rohres (3) ist, im durchmesser-vergrößerten Fußansatz
(17) ausgebildet und die Klemmkante (19a) der Überwurfmutter
(2) gegen diesen Absatz gedrückt. Mit dem Anziehen der Überwurfmutter
(2) kann mit der Klemmkante (19a) immer für eine standfeste
und sichere Anlage an dem durchmesser-vergrößerten Fußansatz (17) des Rohres
(3) mit hoher Druckkraft gesorgt werden, so dass ein Herausgleiten
des Rohres vermieden wird. Über
dies kann der Widerstand gegen herausziehen unabhängig von
der Kraft des Anziehens der Überwurfmutter
(2) vergrößert werden.
Selbst wenn diese Anzugskraft der Überwurfmutter (2)
aufgrund eines Fehlers im Montageprozess oder durch zeitliche Veränderung
geringer wird, ist es möglich,
das meistens sehr gefährliche Herausgleiten
des Rohres als Betriebsunfall zu vermeiden.
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Wie
zuvor beschrieben, kann gemäß der Erfindung
die Klemmkante immer standfest und sicher gegen den durchmesser-vergrößerten Fußansatz des
Rohres mit starker Anpresskraft rutschsicher anliegend durch einfache
Mittel erreichen werden, indem der Absatz mit einem Krümmungsradius
oder Winkel ausgeführt
wird, der kleiner als der durchmesser-vergrößerte Fußansatz (17) ist,
wobei die Klemmkante der Überwurfmutter
gegen diesen Absatz im durchmesser-vergrößerten Fußansatz drückt. Dabei kann überdies
der Widerstand gegen Abziehen unabhängig von der Anzugskraft der Überwurfmutter
erhöht
werden. Dadurch bewirkt die Erfindung einen Effekt selbst dann,
wenn die Anzugskraft der Überwurfmutter
kleiner wird aufgrund eines Fehlers im Montageprozess oder durch
zeitliche Änderung
und vermeidet einen äußerst gefährlichen
Betriebsunfall durch Herausgleiten des Rohres.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 einen Halbdurchmesserschnitt einer Ausführungsform
der Erfindung bei der der Endabschnitt des Rohres von dem aus Kunststoff
hergestellten Anschlußteil
getrennt ist;
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2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteil
des Rohres gemäß 1;
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3 eine vergrößerte Teilschnittansicht einen
anderen Ausführungsform
der Erfindung entsprechend der 2;
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4 einen Halbdurchmesserschnitt einer Rohrverbindung
auf einem Endabschnitt des Rohres;
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5 einen Halbdurchmesserschnitt einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung entsprechend 4;
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6A eine Seitenansicht eines Einpressstempels
zum Einsetzen des inneren Ringes gemäß der Erfindung;
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6B einen Halbdurchmesserschnitt, der das
Ausformen des Absatzes am durchmesser-vergrößerten Fußansatz des Rohres mit Hilfe
des Einpressstempels für
den inneren Ring zeigt;
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7 einen Halbdurchmesserschnitt einer auf
ein Rohrende aufgesetzte bekannte Rohrverbindung.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsform
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Die
Rohrverbindung aus Kunstharz gemäß der Erfindung
entspricht der Basiskonfiguration der Rohrverbindung gemäß 7. Deshalb sind identische Teile oder
Komponenten der bekannten Rohrverbindung gemäß 7 und
der erfinderischen Ausführungsformen
mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht mehr im Detail beschrieben.
Lediglich Teile die sich gegenüber
der Rohrverbindung gemäß 7 unterscheiden sind nachfolgend beschrie ben.
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Gemäß 1 ist auf dem ganzen Umfang des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes 17 des durchmesser-vergrößerten Teiles 16 des
Rohres 3, der vom inneren Ring 4 geformt wird,
ein Absatz 20 mit einem kleineren Radius oder Winkel als
der durchmesser-vergrößerte Fußansatz 17 ausgeformt, bevor
das Rohr 3 in den Anschlussteil 1 eingesetzt wird.
In diesem Fall ist, wie aus 2 hervorgeht,
der Absatz 20 als gekrümmter
Bereich 21 mit einem Radius ausgeformt (z. B. einem Radius
von 1 mm oder weniger), der kleiner als der Krümmungsradius des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes 17 ist,
oder wie aus 3 hervorgeht ein Eck 22 mit
einem Winkel (in der Darstellung mit 90°) ausgebildet, der kleiner (stumpfer
Winkel) als der durchmesser-vergrößerte Fußansatz 17 ist. Für den Fall,
dass auf der Innenseite des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes 17 als Ergebnis
der Ausformung des Absatzes 20 im durchmesser-vergrößerten Fußansatz 17 des Rohres 3 eine
Ausprägung 40 geformt
ist, ist eine dem Absatz 20 des Rohres 3 entsprechende
Ausnehmung 23 am Endbereich der Auswölbung 11a des inneren
Ringes 4 vorgesehen, der dem Absatz 20 gegenüberliegt
und das Einfügung
der Ausprägung 40 in
die Ausnehmung 23 ermöglicht.
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Nachfolgend
wird ein Beispiel für
ein Verfahren zur vorherigen Formgebung des Absatzes 20 im Rohr 3 beschrieben.
Eine Einpressvorrichtung gemäß 6A zum Einsetzen und Fixieren des inneren Ringes 4 in
dem Endabschnitt des Rohres 3 unter Druck ist im japanischen
Gebrauchsmuster Nr. 6-46663 gezeigt. Dabei wird der innere Ring 4 unter Verwendung
des Einpressstempels in den Endabschnitt des Rohres 3 eingepresst
und anschließend
der Absatz 20 im Rohr 3 unter Verwendung eines
Formstempels hergestellt. Gemäß 6A ist ein Spannstock 32 der
Einpressvorrichtung zum Halten und Fixieren des Rohrendes auf der
Vorderseite einer Basisplatte 31 vorgesehen, dem ein Zahnradkasten 33 am
rückseitigen
Ende gegenüberliegt
und dazu dient, den inneren Ring 4 in das Ende des Rohres 3 einzudrücken. Der
Spannstock 32 hat einen geteilten Aufbau und besteht aus
einem stationären Spannteil 32a sowie
einem beweglichen Spannteil 32b, womit der endseitige Bereich
des Rohres 3 in horizontaler Lage zwischen dem stationären Spannteil 32a und
dem beweglichen Spannteil 32b festgeklemmt wird. Der Zahnradkasten 33 umfasst
einen Schaft 35 mit einem Halterungskranz 34 am
vorderen Ende zum Festhalten des inneren Ringes 4, wobei der
Schaft 35 mit einer Zahnstange 35a versehen ist. In
diese Zahnstange 35a greift ein Antriebsrad 36 ein, welches
von einem Handhebel 38, der über eine Welle 37 mit
dem Antriebsrad 36 gekoppelt ist und mit diesem über die
Welle 37 vor und zurück
bewegt wird.
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Wenn
der innere Ring eingepresst werden soll, wird das eine Ende des
Rohres 3 im Spannstock 32 gehalten und fixiert,
wobei der innere Ring 4 vom Haltekranz 34 festgehalten
wird und anschließend der
Handhebel 38 nach vorne verschwenkt wird. Dadurch wird
der Schaft 35 mit Hilfe des Antriebsrades 26 und
der Zahnstange 35 nach vorn verschoben, so dass der innere
Ring 4 in das Ende des Rohres 3 eingepresst wird.
Durch dieses Einpressen des inneren Ringes werden der durchmesser-vergrößerte Teil 16 und
der durchmesser-vergrößerte Fußansatz 17 im Rohr 3 ausgeformt,
womit das Eindrücken
des inneren Ringes 4 beendet ist.
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Nach
dem Einpressen des inneren Ringes wird eine absatz-ausformende und
aus Halbringen bestehende Schablone 39 in den Spannstock
eingesetzt und der Teil des Rohres 3, in welchen der innere Ring 4 unter
Druck eingesetzt ist, durch die Schablone 39 verschoben.
Danach wird der Handhebel 38 erneut nach vorn gedreht und
das Rohr 3 mit dem inneren Ring 4 weiter nach
vorn geschoben, wodurch der durchmesser-vergrößerte Fußansatz 17 des Rohres 3 gegen
den Kantenbereich 39 der Schablone gedrückt wird wie aus 6B hervorgeht. Daraus resultiert die Formgebung
des Absatzes 20 im durchmesser-vergrößerten Fußansatz 17.
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Um
den Absatz 20 sicherer auszuformen wird vorzugsweise das
Formgeben mit dem Kantenbereich 39a der Schablone 39 bei
einer Temperatur von etwa 250° bis
350°C ausgeführt, auf
welche das Rohr 3 aus Fluorpolymer z. B. mit einem Heizgebläse erwärmt wird.
Wenn die Schablone auf diese Weise eingesetzt wird, lässt sich
der Absatz 20 leicht am durchmesser-vergrößerten Fußansatz ausformen.
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Nach
dem Formgeben des Absatzes wird der Handhebel 38 zurückgeschwenkt
und der Schaft 35 mit Hilfe des Antriebsrades 36 und
der Zahnstange 35a zurückgezogen
sowie die Halterung 34 vom inneren Ring 4 abgezogen.
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Eine
weitere nicht dargestellte Schablone aus einem geteilten Ring kann
in die Überwurfmutter 2 eingesetzt
werden. Dieser geteilte Ring hat eine Klemmkante, die der Klemmkante 39a der
Schablone 39 entspricht. Durch festes Aufschrauben der Überwurfmutter 2 auf
das Außengewinde 9 des
Anschlußteils 1 wird
der geteilte Ring gegen den durchmesser-vergrößerten Fußansatz 17 des Rohres 3 gedrückt und
der Absatz 20 ausgeformt. Nach dieser Ausformung werden
die Halbringe wieder aus der Überwurfmutter 2 herausgenommen.
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Bei
einer solchen Ausgestaltung der aus Kunstharz hergestellten Rohrverbindung
wie sie in 4 dargestellt ist, wird
das Ende 3a des Rohres 3, in welches der innere
Ring 4 eingepresst ist, in die Aufsteckhülse 6 des
Anschlussteiles 1 eingesteckt, so dass der innenliegende
Abdichtbereich 12 gegen die primäre Abdichtfläche 7 zur
Anlage kommt. Daran anschließend
wird das Innengewinde 18 der Überwurfmutter 2, welche
zunächst
lose auf der Außenfläche des
Endabschnittes des Rohres 3 sitzt auf das Außengewinde
des Anschlussteiles 1 aufgeschraubt und festgezogen. Durch
dieses Festziehen der Überwurfmutter 2 ergibt
sich eine Verformungskraft in axialer Richtung entsprechend dem
Anzugsmoment zwischen dem Innengewinde 18 und dem Außengewinde 9.
Dadurch wird die Klemmkante 19a der Überwurfmutter 2 gegen
den Absatz 20 des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes 17 des Rohres 3 einerseits
und der innere Ring 4 andererseits gegen den Anschlussteil 1 gepresst.
Da der Absatz 20 des durchmesser-vergrößerten Fußansatzes 17 gegen welche
die Klemmkante 19a einen kleineren Radius oder einen kleineren
Winkel als der durchmesser-vergrößerte Fußansatz
hat, drückt
die Klemmkante 19a sicher und standfest an den durchmesser-vergrößerten Fußansatz 17 ohne
darüber
weg zu gleiten. Dadurch entsteht mit Hilfe der Klemmkante 19a der Überwurfmutter 2 eine
starke Presswirkung auf den durchmesser-vergrößerten Teil 16 des
Rohres 3 und des inneren Ringes gegen den Anschlussteil 1.
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Infolge
der starken Presswirkung der Klemmkante 19a der Überwurfmutter 2 ergibt
sich am innenliegenden Abdichtbereich 12 des inneren Ringes 4 eine
innige Kontaktgabe mit einem hohen Flächendruck bezüglich der
primären
Abdichtfläche 7 des
Anschlussteiles 1. Ferner liegt der Anstieg 16a der
Rohres 3 dicht mit hohem Flächendruck an dem äußeren Abdichtungsbereich 13 des
inneren Ringes 4 an und bewirkt eine luftdichte Abdichtung. Überdies wird
der in Einsteckrichtung ausgerichtete Anstieg 16b des Rohres 3 unter
Druck an die sekundäre
Abdichtfläche 8 des
Anschlussteiles 1 angelegt und bewirkt dadurch die Abdichtfunktion.
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Der
Abdichtungszustand wird standfest und sicher durch die Konfiguration
bewirkt, in welcher die Klemmkante 19a der Überwurfmutter 2 sicher
und unveränderlich
gegen den durchmesser-vergrößerten Fußansatz 17 des
Rohres 3 in einer nicht verschiebbaren Weise drückt. Dadurch
kann der Widerstand gegen abziehen des Rohres 3 unabhängig von der
Anzugskraft der Überwurfmutter 2 erhöht werden.
Zusätzlich
zu dem Fall der Verwendung einer Flüssigkeit mit normaler Temperatur
können
die Abdichteigenschaften selbst für den Fall, dass die Flüssigkeit
eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, bei einer normalen
Zugbelastung sicher eingehalten werden, so dass ein Lecken der Flüssigkeit oder
das Eindringen fremder Substanzen sicher vermieden werden können, wodurch
die Zuverlässig keit der
Abdichtung verbessert wird.
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Gemäß 4 ist beim inneren Ring 4 der äußere Durchmesser
des Anschlussabschnittes 11b, der die Auswölbung 11a mit
dem vorspringenden Abschnitt 10 verbindet, kleiner als
der maximale äußere Durchmesser
des vorspringenden Abschnittes 10 und der Auswölbung 11a und
zwar um einen Anteil, der der Dicke des Rohres 3 entspricht.
Im Gegensatz dazu ist die Überwurfmutter 2 im
Bereich der Klemmkante 19a mit einem Innendurchmesser d
versehen, der bezüglich
des Scheitels der Auswölbung 11a des inneren
Ringes 4 näher
an der Achse liegt, was auch für
den Außendurchmesser
des Anschlussabschnittes 11b gilt. Wenn das Verhältnis zwischen
dem Innendurchmesser d der Klemmkante 19a der Überwurfmutter 2 und
dem Außendurchmesser
D des Anschlussabschnittes 11b des inneren Ringes 4 dem Verhältnis d > D entspricht, würde die
Anpresswirkung im primären
Abdichtungsbereich 7 selbst bei angezogener Überwurfmutter 2 geringer
sein. Deshalb ist dieses Verhältnis
nicht wünschenswert. Wenn
dagegen das Verhältnis
d ≦ D ist,
kann der Kontaktdruck zwischen den primären Abdichtungsbereich 7 und
dem innenliegenden Abdichtungsbereich 12 und ebenso zwischen
der inneren Fläche des
als primäre
Abdichtung dienenden Anstiegs 16a und dem Abdichtungsbereich 13 durch
Anziehen der Überwurfmutter 2 vergrößert werden.
Außerdem kann
der gewünschte
Flächendruck
durch ein verhältnismäßig geringes
Anzugsmoment erreicht werden. Deshalb ist dieses beschriebene Durchmesserverhältnis zu
bevorzugen.
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In
gleicher Weise kann die Erfindung auch beispielsweise für eine aus
Kunstharz hergestellt Rohrverbindung gemäß 5 wie
bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
verwendet werden.
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Diese
Rohrverbindung gemäß 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform
gemäß 1 bezüglich
der Ausführung
der Abdichtungsstruktur des primären
Abdichtungsbereiches und dessen Umgebung, wobei die übliche Konfiguration
wie z. B. der zweite primäre
Abdichtungsbereich und der sekundäre Abdichtungsbereich im wesentlichen
gleich der Ausführungsform
gemäß 1 ist. Aus diesem Grund sind auch identische
Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen und deren spezifische
Beschreibung nicht wiederholt. In der Umgebung des ersten primären Abdichtungsbereiches
ist ein zylindrischer Abdichtungsring 26 am vorspringenden
Abschnitt 10 des inneren Ringes 4 ausgebildet, der
in radialer Richtung weiter außerhalb
liegt und sich axial weiter nach innen ertstrickt als die Endfläche 25,
die gegen den primären
Abdichtungsbereich 7 im inneren der Aufsteckhülse 6 des
Anschlussteiles 1 anliegt. Eine zylindrische Nut 28,
welche eine radiale Druckfläche
im Zusam menspiel mit dem zylindrischen Abdichtungsring 26 bildet
und eine Abdichtung bewirkt, liegt radial weiter außen bezüglich des
primären
Abdichtungsbereiches 7 im inneren der Aufsteckhülse 6 des
Anschlussteiles 1. Der erste primäre Abdichtungsbereich 7 wird
von einer konischen Fläche
gebildet, die im Verlauf in Richtung der Achse im Durchmesser kleiner
wird. Bei der aus Kunstharz hergestellten Rohrverbindung kann die
Abdichtung auch nur durch einen engen Kontakt des äußeren Abdichtungsringes 26 mit
der zylindrischen Nut 28 konfiguriert sein.
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In
der selben Weise wie die zuvor beschriebene Ausführungsform kann bei der Rohrverbindung aus
Kunstharz der Absatz 20 im durchmesser-vergrößerten Fußansatz 17 des
durchmesser-vergrößerten Teiles 16 des
Rohres 3 ausgebildet sein, indem der innere Ring 4 unter
Druck eingesetzt wird. In diesem Fall wird das Innengewinde 18 der Überwurfmutter 2 fest
auf das Außengewinde 9 des
Anschlussteiles 1 aufgeschraubt, wobei der Endabschnitt 3a des
Rohres 3 zusammen mit dem inneren Ring 4 gegen
den Anschlussteil 1 gedrückt wird, um ein Anliegen der
Klemmkante 19a am Absatz 20 des Rohres 3 zu
verursachen. In diesem Fall wird für die Rohrverbindung derselbe
Effekt erreicht, wie er bereits beschrieben wurde, nämlich, dass
die Klemmkante 19a gegen den durchmesser-vergrößerten Fußansatz 17 des
Rohre 3 drückt
und eine standfeste sowie sichere Anlage an diesem Fußansatz 17 mit
großem
Anpressdruck bewirkt ohne darüber
zu rutschen. Diese Rohrverbindung hat exzellente Eigenschaften und
verhindert eines Rausrutschens des Rohres 3.
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Der
Anschlussteil 1 der aus Kunstharz hergestellten Rohrverbindung
gemäß der Erfindung
ist nicht auf einen axial steckbaren Anschlussteil mit einer Aufsteckhülse 6 beschränkt, sondern
kann vielmehr auch bei anderen Arten von Rohrverbindungen Verwendung
finden wie z. B. bei T-förmigen
oder gekrümmten
Ausführungsformen.