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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung vom Typ
ohne Abstandselement sowie auf einen für diese verwendeten Dichtungsring
und betrifft im spezielleren eine Rohrverbindung ohne Abstandselement,
die aus Metall oder Harz hergestellt ist und für ein Wasserrohr oder dergleichen
verwendet wird, sowie einen für
diese verwendeten Dichtungsring. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf eine Rohrverbindung und einen Dichtungsring, wie diese in den
Oberbegriffen der Ansprüche
1 bzw. 7 definiert sind, wobei auf die JP-A-07-332 552 verwiesen
wird.
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BESCHREIBUNG
DES EINSCHLÄGIGEN
STANDES DER TECHNIK
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10 zeigt
ein Konstruktionsbeispiel dieses Typs von einer herkömmlichen
Rohrverbindung, die aus Metall oder Harz hergestellt ist und für ein Wasserrohr
oder dergleichen verwendet wird. Die Rohrverbindung wird zur Verbindung
von verbundenen Rohren 61 und Endbereichen von verbundenen Rohren 61 verwendet,
die aus Metall oder Harz gebildet sind und einander entlang einer
Achse gegenüberliegen,
so daß eine
durch Pfeile veranschaulichte Expansion und Flexibilität ausgeübt werden
und es zu keiner Leckage von Flüssigkeit
kommt.
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Das
heißt,
die Rohrverbindung umfaßt
einen Verbindungshauptkörper 62 und
ein Paar Preßringe 63, 63,
wobei die Preßringe
durch Befestigungswerkzeuge 64, wie z.B. Bolzen, festgeklemmt
sind. Der Verbindungshauptkörper 62 weist
flanschförmige vorstehende
Bereiche 62a, 62a auf, die einander gegenüberliegen.
Ein zylindrischer Bereich 62b ist zwischen diesen vorstehenden
Bereichen 62a, 62a in integraler Weise mit diesen
vorgesehen. Ein Aufnahmeöffnungsbereich 62c,
der sich in verjüngender Weise
zu einem Endbereich erstreckt, ist an einem Innenumfang des vorstehenden
Bereichs 62a vorgesehen.
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Der
Preßring 63 weist
ebenfalls einen flanschförmigen
vorstehenden Bereich 63a auf. Der Verbindungshauptkörper 62 ist
an einem Außenumfang
zwischen den verbundenen Rohren 61, 61 angeordnet,
wobei dazwischen ein Freiraum in Umfangsrichtung ge bildet ist, und
die Preßringe 63, 63 sind
an gegenüberliegenden
Enden des Verbindungshauptkörpers
angeordnet und mit den Befestigungswerkzeugen 64 festgeklemmt.
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Durch
das Festklemmen mittels des Befestigungswerkzeugs 64 wird
ein zwischen dem Verbindungshauptkörper 62 und dem jeweiligen
Preßring 63 angeordneter
Gummidichtungsring 65 von einem distalen Endbereich des
Preßrings 63 mit
Druck beaufschlagt, so daß er
mit dem Aufnahmeöffnungsbereich 62c gekoppelt
wird und mit einer Außenumfangsfläche des
verbundenen Rohrs 61 in Preßkontakt tritt, so daß die verbundenen
Rohre 61, 61 miteinander verbunden werden.
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Bei
der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Rohrverbindung werden
die erforderlichen Komponenten in einem demontierten Zustand zu
einem Einsatzort verbracht. Anschließend werden die Komponenten
montiert und angebracht. Unter weiteren herkömmlichen Rohrverbindungen findet sich
eine Rohrverbindung, die vorab zusammengebaut wird, um die Arbeitsmöglichkeiten
vor Ort noch weiter zu verbessern.
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Genauer
gesagt, es wird ein ringförmiges Abstandselement 66 verwendet,
wie es in 11 gezeigt ist. Wie in 12(a) dargestellt ist, wird ein konkaver Eingriffsbereich 67a des
Gummidichtungsrings 67 in einen konvexen Eingriffsbereich 66a des
Abstandselements 66 gepaßt und damit an diesem montiert.
Ein distaler Endbereich des Gummidichtungsrings 67 wird
in den Aufnahmeöffnungsbereich 68c des
Verbindungshauptkörpers 68 eingeführt, und der
Preßring 69 wird
mit einem Befestigungswerkzeug (nicht gezeigt) festgeklemmt, bis
ein Positioniervorsprung 66b des Abstandselements 66 an
einer Kante eines Öffnungsrands
des Aufnahmeöffnungsbereichs 68c anliegt
und an diese gepaßt
ist.
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Auf
diese Weise wird eine vorübergehende Montage
vorgenommen. Bei einer vorübergehend montierten
Rohrverbindung ist der Gummidichtungsring 67 durch den
Positioniervorsprung 66b des Abstandselements 66 sowohl
in Axialrichtung als auch in Radialrichtung positioniert (ausgerichtet).
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Die
in der vorstehend beschrieben Weise vorübergehend montierte Rohrverbindung
wird zu einem Einsatzort transportiert. Wie in 12(b) gezeigt ist, wird dann das verbundene Rohr 61 eingeführt. Anschließend erfolgt
ein weiteres Festklemmen mittels des Befestigungswerkzeugs (nicht
gezeigt), und der Positioniervorsprung 66b des Abstandselements
wird umgebogen und umgerollt. Wie in 12(b) gezeigt
ist, wird ferner der Gummidichtungsring 67 in keilförmiger Weise
mit dem Aufnahmeöffnungs bereich 68c gekoppelt,
und er tritt in Preßkontakt
mit der Außenumfangsfläche des
verbundenen Rohrs 61. Auf diese Weise läßt sich die Arbeit vor Ort
rasch abschließen.
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Im
Fall der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Rohrverbindung mit
einem Abstandselement ist es jedoch nicht einfach, den Gummidichtungsring 65, 67 in
Radialrichtung und in Axialrichtung in Position zu bringen. Ferner
entsteht ein Problem dahingehend, daß der Positioniervorsprung 66b des
Abstandselements 66 während
des Transports abbrechen kann und ein vorübergehend montierter Zustand
der Rohrverbindung verlorengeht.
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Gemäß dem in 10 dargestellten
Gummidichtungsring 65 ist es aufgrund der Tatsache, daß keine
Bezugseinrichtung für
eine radiale und axial Positionierung vorgesehen ist, nicht einfach,
den Gummidichtungsring 65 sicher zu positionieren. Gemäß dem in 12 dargestellten Gummidichtungsring 67 wird
der konkave Eingriffsbereich 67a des Gummidichtungsrings 67 in
den konvexen Eingriffsbereich 66a des Abstandselements 66 gepaßt und an diesem
angebracht.
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Anschließend wird
der Preßring 69 mittels des
Befestigungswerkzeugs (nicht gezeigt) festgeklemmt, bis der Positioniervorsprung 66b des
Abstandselements 66 an der Kante des Öffnungsrands des Aufnahmeöffnungsbereichs 68 anliegt
und an diese gepaßt
ist. Hierbei handelt es sich um einen mühsamen und nicht einfachen
Vorgang.
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Wenn
ein vorübergehend
montierter Zustand verlorengeht und auch die radiale und die axiale
Positionierung des Gummidichtungsrings 67 verlorengehen,
kommt es zu einer Bewegung des Preßrings 69, und dieser
gelangt in Anlage an dem Gummidichtungsring 69, so daß der Gummidichtungsring 69 beschädigt wird.
Alternativ wird in einem Zustand, in dem das verbundene Rohr 61 nicht
eingeführt
ist, der Gummidichtungsring 67 noch tiefer in den Aufnahmeöffnungsbereich 68c hineinbewegt,
so daß es
zu einer signifikanten Verminderung des Durchmessers des Gummidichtungsrings 67 kommt,
so daß der Gummidichtungsring 67 fehlerhaft
wird.
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In
diesem Fall müssen
der fehlerhafte Gummidichtungsring 67 und das Abstandselement 66 entfernt
werden, und es müssen
ein neuer Gummidichtungsring 67 und ein neues Abstandselement 66 wieder
montiert werden. Infolgedessen werden die Arbeitsvorgänge vor
Ort mühsam.
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Eine
Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 ist aus der JP-A-07-332 552 bekannt. In diesem Dokument ist ein
Rohrverbindungsverfahren offenbart, bei dem ein Gummiring in eine
Aufnahmeeinrichtung eines Rohrkörpers
eingesetzt wird, wobei der Gummiring durch die Bewegung eines Preßrings zusammengepreßt wird,
wenn ein Bolzen mit einer Mutter in Eingriff gebracht wird. Der
Gummiring hat zwei Umfangssegmente mit unterschiedlichen Durchmessern.
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Das
Dokument EP-A-1 074 778 offenbart eine Rohrverbindung mit einem
Verbindungskörper, der
zur Aufnahme eines Rohrs in der Lage ist. Ein Abstandselement und
eine Gummidichtung sind zwischen einen Drückring und den Verbindungskörper eingefügt. Wenn
eine Befestigungsvorrichtung festgezogen wird, dann drückt der
Drückring
den Abstandselementring und die Gummidichtung in Richtung auf den
Verbindungskörper.
Auf diese Weise wird die Gummidichtung zusammengedrückt, um eine
wasserdichte Abdichtung zu schaffen. Das Abstandselement stellt
unabhängig
von der Festziehkraft sicher, daß die Gummidichtung nur auf
ein bestimmtes Ausmaß zusammengedrückt werden
kann.
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In
Anbetracht der Probleme bei den Vorrichtungen des Standes der Technik
besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung in der Angabe einer
Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement, die in der Lage ist,
zwei normale Rohre aufzunehmen, wobei die Herstellung und die Montage
der Rohrverbindung vereinfacht sind und wobei Bruch eines Anschlagbereichs
des Dichtungsrings sehr unwahrscheinlich ist. Ein weiteres Ziel
der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Dichtungsrings,
der zur Verwendung mit einer solchen Rohrverbindung vom Typ ohne
Abstandselement ausgebildet ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ergibt
sich mittels einer Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement sowie
einen Dichtungsring, der zur Verwendung mit einer solchen Rohrverbindung
vom Typ ohne Abstandselement ausgebildet ist, wie dies in den Hauptansprüchen 1 und
7 definiert ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Rohrverbindung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Aufgrund
einer solchen Konstruktion ist der distale Endbereich des Dichtungsrings
an einem Eingang des Aufnahmeöffnungsbereichs
vorübergehend
fixiert, so daß der
Anschlagbereich des Basisbereichs des Dichtungsrings an einer Umfangsrand-Außenfläche des
Aufnahmeöffnungsbereichs des
Verbindungshauptkörpers
in Anlage ge langt. Der Preßring,
der durch die Betätigung
des Befestigungswerkzeugs bewegt wird, gelangt an der preßringseitigen
Endfläche
des Basisbereichs des Dichtungsrings in Anlage. Auf diese Weise
erfolgt eine vorübergehende
Montage.
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Anschließend wird
in dem Zustand, in dem das verbundene Rohr in die vorübergehend
montierte Rohrverbindung eingeführt
ist, der Preßring
durch Betätigung
des Befestigungswerkzeugs bewegt. Der Dichtungsring, der den Anschlagbereich
beinhaltet, wird durch direkte Druckbeaufschlagung von dem Preßring elastisch
verformt, wobei er derart bewegt wird, daß er weiter in den Aufnahmeöffnungsbereich eintritt
und in keilförmiger
Weise mit dem Aufnahmeöffnungsbereich
eng gekoppelt wird.
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Der
Dichtungsring tritt ebenfalls mit der Außenumfangsfläche
des verbundenen Rohrs in Preßkontakt,
und der Dichtungsring wird in die passende Position gebracht, und
die verbundenen Rohre werden miteinander in Verbindung gebracht.
Anstelle des Verbindungshauptkörpers
kann auch eine Rohrverbindung mit dem verbundenen Rohr verwendet werden.
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Gemäß der Rohrverbindung
vom Typ ohne Abstandselement wird durch bloßes vorübergehendes Fixieren des distalen
Endbereichs des Dichtungsrings an dem Eingang des Aufnahmeöffnungsbereichs
in einer derartigen Weise, daß der
Anschlagbereich des Basisbereichs des Dichtungsrings an der Umfangsrand-Außenfläche des
Rohrs oder des Verbindungshauptkörpers
in Anlage gelangt, der Dichtungsring radial positioniert, indem
der distale Endbereich an dem Eingang des Aufnahmeöffnungsbereichs
vorübergehend
fixiert wird, ohne daß ein Vorgang
zum Montieren des Dichtungsrings an einem Abstandselement erforderlich
ist.
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Ferner
wird der Dichtungsring durch den Anschlagbereich axial positioniert,
der an der Umfangsrand-Außenfläche des
Aufnahmeöffnungsbereichs des
Rohrs oder des Verbindungshauptkörpers
anliegt. Somit sind die radiale und die axiale Positionierung des
Dichtungsrings einfach, und da kein Abstandselement verwendet wird,
kann es ferner nicht passieren, daß ein vorübergehend montierter Zustand
aufgrund eines Bruches des Abstandselements verloren geht, so daß der vorübergehend
montierte Zustand der Rohrverbindung kaum zerstört wird.
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Vorzugsweise
ist ein konkaver Bereich auf der Seite des Anschlagbereichs an dem
Basisbereich des Dichtungsrings ausgebildet, der an dem Aufnahmeöffnungsbereich
anliegt.
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Aufgrund
dieser Konstruktion wird bei einer elastischen Verformung des Dichtungsrings,
indem dieser direkt von dem Preßring
mit Druck beaufschlagt wird, so daß der Dichtungsring in den
Aufnahmeöffnungsbereich
des Rohrs oder des Verbindungshauptkörpers eintritt, die distale
Endseite des Anschlagbereichs in einfacher Weise verformt, so daß der Anschlagbereich
problemlos in den Aufnahmeöffnungsbereich
des Rohrs oder des Verbindungshauptkörpers eintreten kann.
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Ferner
weist der Anschlagbereich an dem Basisbereich des Dichtungsrings
vorzugsweise eine Härte
HA von 90° ± 5° auf.
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Da
aufgrund dieser Konstruktion der Anschlagbereich an dem Basisbereich
des Dichtungsrings eine Härte
HA von 90° ± 5° aufweist,
sorgt der Anschlagbereich in Kombination für geeignete Härte und
elastische Verformbarkeit. Da der Anschlagbereich des Basisbereichs
des Dichtungsrings eine geeignete Härte hat und eine ausreichende
Funktionsfähigkeit
als Anschlagbereich zeigt, kann ein vorübergehend montierter Zustand
nur schwer gelöst werden.
Außerdem
zeigt der Anschlagbereich ausreichende elastische Verformbarkeit,
und er läßt sich in
einfacher Weise verformen, wenn der Dichtungsring in den Aufnahmeöffnungsbereich
des Rohrs oder des Verbindungshauptkörpers eintritt.
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Ferner
ist an dem Basisbereich des Dichtungsrings ein außenumfangsseitiger
Rippenbereich vorgesehen, der in Richtung auf die Preßringseite vorsteht
und entlang eines Umfangs des außenumfangsseitigen Endrands
auf der Preßringseite
ausgebildet ist, wobei ein Innenumfang des außenumfangsseitigen Rippenbereichs
vorzugsweise im wesentlichen identisch mit einem Außendurchmesser des
distalen Endbereichs des Preßrings
ist.
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Wenn
bei dieser Konstruktion der Preßring an
der preßringseitigen
Endfläche
des Basisbereichs an dem Dichtungsring anliegt, so ist der distale
Endbereich des Preßrings
in den außenumfangsseitigen Rippenbereich
auf der Seite des Dichtungsrings gepaßt, der im wesentlichen den
gleichen Durchmesser wie der Außendurchmesser
des distalen Endbereichs des Preßrings hat. Da der distale
Endbereich des Preßrings,
der an der preßringseitigen
Endfläche des
Basisbereichs des Dichtungsrings anliegt, sicher in den außenumfangsseitigen
Rippenbereich gepaßt ist,
erfolgt die radiale Positionierung des Preßrings und des Dichtungsrings
automatisch, wobei dies sehr zweckdienlich ist.
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Weiterhin
ist an dem Basisbereich des Dichtungsrings ein innenumfangsseitiger
Rippenbereich vorgesehen, der in Richtung auf die Preßringseite vorsteht
und entlang des Umfangs des innenumfangsseitigen Endrands auf der
Preßringseite
ausgebildet ist, und ein Außenumfang
des innenumfangsseitigen Rippenbereichs ist vorzugsweise im wesentlichen
identisch mit dem Innendurchmesser des distalen Endbereichs des
Preßrings.
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Wenn
bei dieser Konstruktion der Preßring an
der preßringseitigen
Endfläche
des Basisbereichs des Dichtungsrings anliegt, so ist der distale
Endbereich des Preßrings
auf eine Außenseite
des innenumfangsseitigen Rippenbereichs auf der Dichtungsringseite
gepaßt,
der im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Innendurchmesser
des distalen Endbereichs des Preßrings hat. Da der distale Endbereich
des Preßrings,
der an der preßringseitigen
Endfläche
des Basisbereichs des Dichtungsrings anliegt, sicher auf die Außenseite
des innenumfangsseitigen Rippenbereichs gepaßt ist, werden der Preßring und
der Dichtungsring in Radialrichtung automatisch positioniert.
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Weiterhin
ist der distale Endbereich des Dichtungsrings vorzugsweise ein weicher
Bereich, und sein Basisbereich ist vorzugsweise ein harter Bereich.
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Wenn
bei dieser Konstruktion der distale Endbereich des Preßrings an
dem harten Bereich anliegt, bei dem es sich um den Basisbereich
des Dichtungsrings handelt, stellt der weiche Bereich, bei dem es
sich um den distalen Endbereich des Dichtungsrings handelt, in keilförmiger Weise
eine enge Verbindung mit dem Aufnahmeöffnungsbereich her und er tritt
in Druckkontakt mit der Außenumfangsfläche des verbundenen
Rohrs. Da es sich bei dem an dem distalen Endbereich des Preßrings anliegenden
Basisbereich des Dichtungsrings um den harten Bereich handelt, wird
die Druckbeaufschlagung von dem Preßring sicher auf den Dichtungsring übertragen. Ferner
handelt es sich bei dem distalen Endbereich, der eine enge Verbindung
mit dem Aufnahmeöffnungsbereich
in keilförmiger
Weise herstellt und mit der Außenumfangsfläche des
verbundenen Rohrs in Preßkontakt
tritt, um den weichen Bereich, so daß die Dichtungseigenschaften
verbessert sind.
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Ein
Innenumfang des Dichtungsrings in einem natürlichen Zustand ist vorzugsweise
größer als der
Außenumfang
des verbundenen Rohrs.
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Bei
der Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement, die die vorstehend
beschriebene Konstruktion hat, ist bei Transport einer vorab montierten
Einheit aus dem Ver bindungshauptkörper, dem Dichtungsring und
dem Preßring
zu einem Einsatzort und dergleichen sowie bei Anbringung von dieser
der Vorgang zum Anbringen des verbundenen Rohrs an der Einheit einfach,
und der Dichtungsring läßt sich
ohne übermäßigen Widerstand
im Preßsitz in
dem Aufnahmeöffnungsbereich
anbringen, wobei dies zweckdienlich ist.
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Eine
charakteristische Konstruktion eines Dichtungsrings gemäß der vorliegenden
Erfindung kann für
die erfindungsgemäße Rohrverbindung
vom Typ ohne Abstandselement verwendet werden und besitzt einen
distalen Endbereich, der weich ist, sowie einen Basisbereich, der
hart ist. Der Außenumfang
des distalen Endbereichs ist im wesentlichen identisch mit dem Innendurchmesser
des Aufnahmeöffnungsbereichs,
so daß der
distale Endbereich dazu ausgebildet ist, an einem Zugang des Aufnahmeöffnungsbereichs
des Verbindungshauptkörpers vorübergehend
fixiert zu werden und damit der Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement
Struktur zu verleihen, und ein Außenumfang des Basisbereichs
ist nur an einem an den distalen Endbereich anschließenden Bereich
größer als
der Außendurchmesser
des distalen Endbereichs, so daß ein
Anschlagbereich gebildet ist, der an der Umfangsrand-Außenfläche des
Aufnahmeöffnungsbereichs
in Anlage tritt.
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Wenn
bei dieser Konstruktion der Dichtungsring in die Rohrverbindung
ohne Abstandselement eingesetzt wird, dann kann der Dichtungsring
in einfacher Weise in Radialrichtung und in Axialrichtung positioniert
werden. Ferner läßt sich
ein Dichtungsring zur Verwendung für die Rohrverbindung ohne Abstandselement
schaffen, deren vorübergehend montierter
Zustand nur schwer verlorengehen kann.
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Wenn
der Anschlagbereich des Basisbereich einen konkaven Bereich auf
der an der Umfangsrand-Außenfläche des
Aufnahmeöffnungsbereichs anliegenden
Seite aufweist, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, kann
der Anschlagbereich beim Einführen
in den Aufnahmeöffnungsbereich
mittels des Preßrings
problemlos in den Aufnahmeöffnungsbereich
des Rohrs oder des Verbindungshauptkörpers eintreten, was ein zweckdienliches Merkmal
darstellt.
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Ferner
ist ein Rippenbereich vorgesehen, der in Richtung auf die Preßringseite
des Basisbereichs des Dichtungsrings vorsteht, wobei der distale Endbereich
des Preßrings
in den Rippenbereich gepaßt
ist. Es ergibt sich somit eine zweckdienliche Ausbildung, da die
Positionierung einfach wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
in der Hälfte
geschnittene Darstellung zur Erläuterung
eines angebrachten Zustands einer Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement
gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Frontansicht zur Erläuterung
eines Gummidichtungsrings der in 1 dargestellten Rohrverbindung;
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3 eine
Schnittdarstellung entlang einer Linie A-A des Gummidichtungsrings
gemäß 2;
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4 eine
partielle Schnittdarstellung zur Erläuterung eines vorübergehend
montierten Zustands der Rohrverbindung gemäß 1;
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5 eine
partielle Schnittdarstellung zur Erläuterung der ersten Hälfte des
Montagevorgangs der in 1 dargestellten Rohrverbindung;
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6 eine
partielle Schnittdarstellung zur Erläuterung der zweiten Hälfte des
Montagevorgangs der in 1 dargestellten Rohrverbindung;
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7 eine
Schnittdarstellung eines Gummidichtungsrings bei einem weiteren
Ausführungsbeispiel;
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8(a) und 8(b) Schnittdarstellung von
Gummidichtungsringen bei noch weiteren Ausführungsbeispielen;
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9 eine
in der Hälfte
geschnittene Darstellung zur Erläuterung
eines angebrachten Zustands einer Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement
gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
-
10 eine
in der Hälfte
geschnittene Darstellung zur Erläuterung
eines angebrachten Zustands einer herkömmlichen Rohrverbindung;
-
11 eine
in der Hälfte
geschnittene Darstellung eines Abstandselements für die herkömmliche
Rohrverbindung vom Typ mit Abstandselement; und
-
12(a) bis 12(c) partielle
Schnittdarstellungen zur Erläuterung
eines Vorgangs zum Anbringen der herkömmlichen Rohrverbindung vom
Typ mit Abstandselement.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 zeigt
eine in der Hälfte
geschnittene Darstellung zur Erläuterung
eines angebrachten Zustands einer Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel. 2 zeigt
eine Frontansicht des Gummidichtungsrings der in 1 dargestellten
Rohrverbindung. 3 zeigt eine Schnittdarstellung
des Gummidichtungsrings der Rohrverbindung gemäß 1.
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4 zeigt
eine partielle Schnittdarstellung zur Erläuterung eines vorübergehend
montierten Zustands der Rohrverbindung gemäß 1. 5 und 6 zeigen
partielle Schnittdarstellungen zur Erläuterung eines Zustands, in
dem die Rohrverbindung gemäß 1 angebracht
wird. In den 4 bis 6 ist ein
Befestigungswerkzeug in der Darstellung weggelassen worden.
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Eine
in 1 dargestellte Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement
wird zum wasserdichten Verbinden von verbundenen Rohren 1, 1 aus Metall
oder Harz verwendet, wobei die Rohrverbindung einen Verbindungshauptkörper 2 und
ein Paar Preßringe 3, 3 aufweist
und wobei die Preßringe
mittels Befestigungswerkzeugen 4, 4 festgeklemmt
werden, bei denen es sich um T-förmige
Bolzen und Muttern handelt. Der Verbindungshauptkörper 2 weist einander
gegenüberliegende
flanschförmige
vorstehende Bereiche 2a, 2a auf, und ein zylindrischer
Bereich 2b, der in gewölbter
Weise erweitert ist, ist zwischen diesen vorstehenden Bereichen 2a, 2a in
integraler Weise mit diesen vorgesehen.
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Ein
Aufnahmeöffnungsbereich 2c ist
an einem Innenumfang des vorstehenden Bereichs 3a ausgebildet.
Jeder der Preßringe 3 weist
ebenfalls einen flanschförmigen
vorstehenden Bereich 3a auf. Der Verbindungshauptkörper 2 ist
auf einem Außenumfang
zwischen den verbundenen Rohren 1, 1 angeordnet,
wobei ein Freiraum in Umfangsrich tung dazwischen gebildet ist. Die
Preßringe 3, 3 sind
an den beiden Enden von diesem angeordnet, und jeder der Gummidichtungsringe 5, 5 ist
zwischen dem Verbindungshauptkörper 2 und
dem jeweiligen Preßring 3 plaziert
und mittels des jeweiligen Befestigungswerkzeugs 4, 4 festgeklemmt.
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Durch
das Festklemmen mittels des Befestigungswerkzeugs 4 wird
der Gummidichtungsring 5 durch einen distalen Endbereich 3b des
Preßrings 3 derart
mit Druck beaufschlagt, daß er
keilförmig
mit dem Aufnahmeöffnungsbereich 2c gekoppelt
wird und mit einer Außenumfangsfläche des
verbundenen Rohrs 1 in Preßkontakt tritt. Auf diese Weise
werden die verbundenen Rohre 1, 1 derart miteinander
verbunden, daß es
zu keiner Leckage einer diese durchströmenden Flüssigkeit nach außen kommt.
Im folgenden werden Konstruktionen der jeweiligen Bereiche der Rohrverbindung
speziell beschrieben.
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Jeder
der vorstehenden Bereiche 2a, die in integraler Weise an
einem Außenumfang
des Verbindungshauptkörpers 2 ausgebildet
sind, ist in Umfangsrichtung mit einer Bolzeneinführungsöffnung versehen.
Die Anzahl der Bolzeneinführungsöffnungen
entspricht der Anzahl von Befestigungswerkzeugen 4 (beispielsweise
vier Bolzeneinführungsöffnungen).
Die Aufnahmeöffnungsbereiche 2c sind
an den beiden Enden des Verbindungshauptkörpers 2 derart ausgebildet,
daß sie
sich in Richtung auf die Seite des Preßrings 3 erstrecken.
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Wie
z.B. in 4 gezeigt, ist ein Preßpassungsbereich 2d,
bei dem es sich um eine zylindrische Fläche parallel zu dem verbundenen
Rohr 1 handelt, an einer Schmalseite gebildet, und ein
Aufnahmelochbereich 2e, bei dem es sich um eine zylindrische
Fläche
parallel zu dem verbundenen Rohr 1 handelt, ist an einer
Verlängerungsseite
gebildet.
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In ähnlicher
Weise ist eine Bolzeneinführungsöffnung in
Umfangsrichtung an einer Stelle jedes der in integraler Weise mit
dem Außenumfang des
Preßrings 3 ausgebildeten
vorstehenden Bereiche 3a ausgebildet, die der Bolzeneinführungsöffnung auf
der Seite des Verbindungshauptkörpers 2 entspricht.
Die Anzahl der Bolzeneinführungsöffnungen
entspricht der Anzahl von Befestigungswerkzeugen 4 (beispielsweise
sind vier Bolzeneinführungsöffnungen
vorhanden).
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Das
Befestigungswerkzeug 4, das von einem T-förmigen Bolzen
und einer Mutter gebildet ist, wird in die Bolzeneinführungsöffnungen
des Preßrings 3 und
des Verbin dungshauptkörpers 2 derart eingeführt, daß der Preßring festgeklemmt
wird. Ein ein Entfernen verhindernder Ring 6 ist an einem
Innenumfang des Preßrings 3 vorgesehen.
Wie in 1 gezeigt, ist der Preßring 3 an einer Stelle
in Umfangsrichtung getrennt, wobei er mittels einer Befestigungseinrichtung 7 festgeklemmt
werden kann.
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Der
aus Gummi, wie z.B. SBR (Styrol-Butadien-Gummi) hergestellte Dichtungsring 5 ist
zwischen dem Verbindungshauptkörper 2 und
dem verbundenen Rohr 1 vorgesehen und wird durch seine elastische
Verformung aufgrund der direkten Preßbeaufschlagung von einem distalen
Endbereich 3b des Preßrings 3,
der durch Betätigung
des Befestigungswerkzeugs 4 bewegt wird, in den Aufnahmeöffnungsbereich 2c eingepaßt. Wie
in den 2 und 3 gezeigt, ist der Gummidichtungsring 5 mit
einem distalen Endbereich 5a auf der einen Seite des Aufnahmeöffnungsbereichs 2c ausgebildet
sowie mit einem Basisbereich 5b auf der Seite des Preßrings 3 ausgebildet.
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Wie
in 4 gezeigt, ist ein Außenumfang des distalen Endbereichs 5a zwar
im wesentlichen identisch mit einem Innendurchmesser des Aufnahmeöffnungsbereichs 2c,
so daß der
distale Endbereich 5a vorübergehend an dem Aufnahmelochbereich 2e fixiert
werden kann, bei dem es sich um einen Eingang des Aufnahmeöffnungsbereichs 2c handelt,
während
ein Außenumfang
des Basisbereichs 5b nur an einem an den distalen Endbereich 5a anschließenden Bereich
größer ist
als ein Außendurchmesser
des distalen Endbereichs 5a, so daß ein Anschlagbereich 5c gebildet
ist, der an einer Umfangsrand-Außenfläche 2f des Aufnahmeöffnungsbereichs
in Anlage gelangt.
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Wie
unter Bezugnahme auf 2 ersichtlich, veranschaulicht
eine rechte Hälfte
einen von der Seite des distalen Endbereichs betrachteten Zustand,
während
eine linke Hälfte
einen von der Seite des Basisbereichs betrachteten Zustand darstellt.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist der Innenumfang des Dichtungsrings 5 in einem natürlichen
Zustand größer als
der Außenumfang
des verbundenen Rohrs 1. Wenn nun eine vorab zusammengebaute
Einheit aus dem Verbindungshauptkörper 2, dem Dichtungsring 5 und
dem Preßring 3 zu
einem Einsatzort transportiert wird und dann angebracht wird, läßt sich
das verbundene Rohr 1 in einfacher Weise an der Einheit
anbringen, und der Dichtungsring 5 wird ohne übermäßigen Widerstand im
Preßsitz
in den Aufnahmeöffnungsbereich 2c gepaßt.
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Ferner
handelt es sich bei dem distalen Endbereich 5a des Dichtungsrings 5 um
einen weichen Bereich mit ausgezeichneten Dichtungseigenschaften,
während
es sich bei dem Basisbereich 5b um einem harten Bereich
handelt. Die Druckbeaufschlagung durch den Preßring 3 wird somit
sicher auf den Dichtungsring 5 übertragen. Da der distale Endbereich 5a des
Dichtungsrings 5 ausgezeichnete enge Kontakteigenschaften
und Druckkontakteigenschaften hat, sind auch die Dichtungseigenschaften
ausgezeichnet.
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Im
allgemeinen weist der als distale Endbereich 5a dienende
weiche Bereich vorzugsweise eine Härte HA von
ca. 60° ± 5° auf. Der
als Basisbereich 5b dienende harte Bereich weist jedoch
vorzugsweise eine Härte
HA von 90° ± 5° auf. Der
distale Endbereich 5a des Dichtungsrings 5 hat
einen kreisförmigen
Seitenbereich, und eine am Rand befindliche Kante des Aufnahmelochbereichs 2e ist
abgerundet, so daß sich
der distale Endbereich 5a in einfacher Weise in den Aufnahmelochbereich 2e einführen läßt.
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Wie
in 4 gezeigt, ist der Basisbereich 5b des
Dichtungsrings 5 z.B. mit einem außenumfangsseitigen Rippenbereich 5e versehen,
der entlang eines Umfangs des preßringseitigen Außenumfangsrands
in Richtung auf den Preßring
vorsteht. Der Innenumfang des außenumfangsseitigen Rippenbereichs 5e ist
im wesentlichen identisch mit dem Außendurchmesser des Preßrings 3.
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Infolgedessen
ist der distale Endbereich 3b des Preßrings 3, der an der
auf der Seite des Preßrings 3 befindlichen
Endfläche
des Basisbereichs 5b des Dichtungsrings 5 in Anlage
gelangt, sicher in den außenumfangsseitigen
Rippenbereich 5e gepaßt,
so daß der
Preßring 3 und
der Dichtungsring 5 in Radialrichtung automatisch positioniert
werden.
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Ein
konkaver Bereich 5f ist auf einer Seite des Anschlagbereichs 5c des
Basisbereichs 5b gebildet, die an dem Aufnahmeöffnungsbereich 2c in Anlage
gelangt, und tritt mit einem Rand des Aufnahmelochbereichs 2e in
Eingriff, bei dem es sich um eine Öffnung des Aufnahmeöffnungsbereichs 2c handelt.
Daran anschließend
ist der Anschlagbereich in einer Richtung entgegengesetzt zu einer
Druckbeaufschlagungsrichtung gekrümmt und elastisch verformbar.
Auf diese Weise kann der Anschlagbereich problemlos in den Aufnahmeöffnungsbereich 2c eingeführt werden.
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Da
der Anschlagbereich 5b, bei dem es sich um einen Bestandteil
des Basisbereichs 5b handelt, eine Härte HA von
90° ± 5° hat und
dieser somit eine geeignete Härte
und elastische Verformbarkeit hat, so hat der Anschlagbereich eine
ausreichende Funktion als Anschlagbereich, so daß ein vorübergehend montierter Zustand
kaum verloren geht. Darüber
hinaus läßt sich
der Anschlagbereich 5c in einfacher Weise verformen, wenn
der Dichtungsring 5 in den Aufnahmeöffnungsbereich 2c eingeführt wird.
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Bei
der Rohrverbindung vom Typ ohne Abstandselement gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
wie es in 4 gezeigt ist, liegt der Anschlagbereich 5c des
Basisbereichs 5b des Gummidichtungsrings 5 an
der Umfangsrand-Außenfläche 2f des
Verbindungshauptkörpers 2 an,
und der distale Endbereich 5a des Dichtungsrings 5 ist
an dem Aufnahmelochbereich 2e, bei dem es sich um einen
Zugang zu dem Aufnahmeöffnungsbereich 2c handelt,
vorübergehend
fixiert. Der distale Endbereich 3b des Preßrings 3,
der durch Betätigung
des Befestigungswerkzeugs bewegt wird, paßt in sicherer Weise auf die
Außenumfangsseite 5e des
Basisbereichs 5b des Dichtungsrings 5 und gelangt
somit in Anlange an der Endfläche
auf der Seite des Preßrings 3.
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Bei
der vorübergehend
montierten Rohrverbindung wird durch bloßes vorübergehendes Fixieren des distalen
Endbereichs 5a des Dichtungsrings 5 an dem Aufnahmelochbereich 2e,
bei dem es sich um einen Zugang für den Aufnahmeöffnungsbereich 2c handelt,
in einer derartigen Weise, daß der
Anschlagbereich 5c des Basisbereichs 5b des Dichtungsrings 5 an
der Umfangsrand-Außenfläche 2f des
Aufnahmeöffnungsbereichs 2c des
Verbindungshauptkörpers 2 in
Anlage gelangt, ein radiale Positionierung des Dichtungsrings 5 erzielt,
indem der distale Endbereich 5a in den Aufnahmelochbereich 2e eingeführt wird,
ohne daß hierbei
ein Vorgang zum Montieren des Dichtungsrings 5 an einem
Abstandselement erforderlich ist.
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Infolgedessen
erfolgt die axiale Positionierung des Dichtungsrings 5 dadurch,
daß der
Anschlagbereich 5c an der Umfangsrand-Außenfläche 2f des
Aufnahmeöffnungsbereichs
des Verbindungshauptkörpers 2 in
Anlage gelangt. Somit werden die radiale und die axiale Positionierung
des Dichtungsrings 5 sehr einfach, und da ferner kein Abstandselement
verwendet wird, geht ein vorübergehend
montierter Zustand nicht durch einen Bruch des Anstandselements
in irgendeiner Art verloren. Der vorübergehend montierte Zustand
der Rohrverbindung geht während
des Transports der vorübergehend
montierten Rohrverbindung zu einem Einsatzort kaum verloren.
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Nach
dem Transport der vorübergehend montierten
Rohrverbindung zu einem Einsatzort werden die verbundenen Rohre 1, 1 in
die Rohrverbindung 1 eingeführt. Wenn dann der Preßring 3 durch Betätigung des
Befestigungswerkzeugs 4 bewegt wird, wie dies in 5 gezeigt
ist, wird der den Anschlagbereich 5c beinhaltende Dichtungsring 5 durch den
direkten Kontakt mit dem Preßring 3 aufgrund seiner
Bewegung zum Eintritt in den Aufnahmeöffnungsbereich 2c elastisch
verformt.
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Wie
in 6 gezeigt, gelangt der Preßring 3 dann in Anlage
an dem vorstehenden Bereich 2a des Verbindungshauptkörpers 2,
und der Dichtungsring 5 stellt in keilförmiger Weise eine dichte Verbindung
mit dem Preßpassungsbereich 2d des
Aufnahmeöffnungsbereichs 2 her
und tritt ferner in Preßkontakt mit
der Außenumfangsfläche des
verbundenen Rohrs 1. Auf diese Weise wird der Dichtungsring 5 eingepaßt, und
die verbundenen Rohre 1, 1 werden derart miteinander
verbunden, daß es
zu keiner Leckage einer durch diese hindurchströmenden Flüssigkeit nach außen kommt.
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Die
distale Endseite des Anschlagbereichs 5c tritt glatt in
den Aufnahmeöffnungsbereich 2c ein, und
sein weicher distaler Endbereich 5a, bei dem es sich um
einen weichen Bereich handelt, tritt in ausreichend enge Berührung und
in Preßkontakt
mit den Außenumfangsflächen des
Preßpassungsbereichs 2d und
des verbundenen Rohrs 1. Auf diese Weise werden ausgezeichnete
Dichtungseigenschaften geschaffen.
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Die
Rohrverbindung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
muß nicht
unbedingt vorübergehend
montiert werden. Es können
auch getrennte Komponenten zu einem Einsatzort transportiert und
dort montiert werden. Auch in diesem Fall sind die radial und axiale
Positionierung extrem einfach.
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Weitere Ausführungsbeispiele
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- (1) Gemäß dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist der konkave Bereich 5f auf der Seite des Basisbereichs 5b des
Anschlagbereichs 5c ausgebildet, der an dem Aufnahmeöffnungsbereich 2c in
Anlage gelangt. Jedoch ist es auch möglich, den konkaven Bereich 5f nicht
vorzusehen. Wie in 7 gezeigt ist, ist bei einem Dichtungsring 5A ein
Randbereich 5g an der distalen Endseite des Anschlagbereichs 5c des
Basisbereichs 5b R-förmig
ausgebildet. Daher kann der Anschlagbereich 5c nur schwer
mit einem Rand des Aufnahmelochbereichs 2e, bei dem es sich
um eine Öffnung
des Aufnahmeöffnungsbereichs 2c handelt,
in Eingriff treten, und der Anschlagbereich 5c läßt sich
somit glatt in den Aufnahmeöffnungsbereich 2c einführen.
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Ferner
kann ein innenumfangsseitiger Rippenbereich 5d, der entlang
des Umfangs des innenumfangsseitigen Endrands auf der Seite des
Preßrings
in Richtung auf die Seite des Preßrings 3 vorsteht,
vorhanden sein, und der Außenumfang
des innenumfangs seitigen Rippenbereichs 5d kann im wesentlichen
identisch mit dem Innendurchmesser des distalen Endbereichs 3b des
Preßrings 3 sein.
Aufgrund einer derartigen Konstruktion paßt der Dichtungsring 5A perfekt
auf den Ring 3, so daß sich
eine zweckdienliche Ausbildung ergibt. Wenn sowohl der in 3 gezeigte
außenumfangsseitige
Rippenbereich 5e als auch der innenumfangsseitige Rippenbereich 5d an
dem Dichtungsring 5A ausgebildet sind, wird der Dichtungsring 5A in
zweckdienlicher Weise noch besser auf den Preßring 3 gepaßt.
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Wie
ferner in 8(a) gezeigt, kann eine untere
distale Endseite 5h des außenumfangsseitigen Rippenbereichs 5e1 in
Richtung auf das distale Ende verlängert mit einer abgeschrägten Formgebung ausgebildet
sein. Alternativ hierzu kann in der in 8(b) dargestellten
Weise ein unterer Rand des distalen Endes des außenumfangsseitigen Rippenbereichs 5e2 R-förmig ausgebildet
sein. Infolgedessen läßt sich
der distale Endbereich 3b des Preßrings 3 in einfacher
Weise auf den außenumfangsseitigen Rippenbereich 5e1 oder 5e2 passen,
was noch zweckdienlicher ist.
- (2) Bei der Rohrverbindung
vom Typ ohne Abstandselement gemäß dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist der Verbindungshauptkörper 2 in
einer Anordnung zwischen zwei verbundenen Rohren 1, 1 vorgesehen.
Wie in 9 gezeigt ist, kann jedoch anstatt des Verbindungshauptkörpers 2 auch
ein Rohr 8 verwendet werden, das mit dem verbundenen Rohr 1 verbunden
wird.