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Die
Erfindung betrifft eine Schnellkupplung für verformbare Rohre wie etwa
Verbundrohre mit einem beispielsweise aus Aluminium bestehenden
metallischen Kern, der mit Schichten aus synthetischem Material
wie etwa vernetztem Polyethylen bedeckt ist, und die für die Erstellung
von Netzen für
den Transport von Energie oder die Verteilung von Fluiden wie z.
B. Fernheizungsnetzen oder Netzen für die Verteilung von Brauchwasser
verwendet werden.
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Auf
dem vorstehend genannten Gebiet ist es bekannt, so genannte Schnellkupplungen
zu verwenden, um die verschiedenen Teilstücke von Rohren, aus denen das
Netz besteht, zusammenzubauen oder anzuschließen.
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So
ist es etwa bekannt, eine Kupplung anzuwenden, die für jedes
anzuschließende
Rohr einen rohrförmigen
Aufnahmeteil aufweist, der eine Einhakkammer begrenzt, in den ein
Einhakring eingreift, der auf seiner Innenseite eine Reihe von Kanten
aufweist, die dazu bestimmt sind, in die Aussenfläche des
anzuschließenden
Rohres einzudringen. Die Kupplung weist ferner am Boden einer jeden
Einhakkammer eine O-Ring-Dichtung auf, wobei in Einschubrichtung
des Rohres vor dieser O-Ring-Dichtung eine Auflagescheibe angeordnet
ist.
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Das
Anschließen
wird daher vorgenommen, indem das Rohr in den in dem rohrförmigen Aufnahmeteil
vorgesehenen Einhakring eingeschoben wird, bis es an die Scheibe
anstößt, und
die O-Ring-Dichtung
somit gegen den Boden der Einhakkammer angelegt wird.
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Es
ist anzumerken, dass die Oberfläche
der Einhakkammer, die auf das Einführende des rohrförmigen Aufnahmeteils
hin gerichtet ist, eine auf das Einführende hin konvergierende Kegelstumpfform besitzt,
so dass dieser kegelstumpfförmige
Teil bei einer Verschiebung des Rohres in der Richtung des Abnehmens
dazu tendiert, den Einhakring auf der Aussenseite des Rohres festzuspannen.
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Eine
solche Vorrichtung ermöglicht
es effektiv, das Anschließen
eines Rohres zu bewirken. Dennoch weist sie angesichts ihres Aufbaus
Nachteile auf die sich bei bestimmten Anwendungen als Mangel erweisen
können.
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Zunächst einmal
wird die Dichtigkeit bei dieser Art des Anschließens am Rohlende derart bewirkt,
dass das zu transportierende Fluid im Falle einer Bewegung des Rohrendes
mit diesem in Berührung
gelangen kann. Dies kann insbesondere im Rahmen der Verwendung von
Rohren aus Verbundmaterialien mit einem metallischen Kern z. B.
aus Aluminium, der mit Schichten aus synthetischen Materialien wie
vernetztem Polyethylen bedeckt ist, problematisch sein. Dieser Kontakt
zwischen dem Kern aus Aluminium und dem zu transportierenden Fluid wie
z. B. Wasser kann nämlich
zu einer Oxidation des Kerns und somit zu einer Verschlechterung
des Rohres führen.
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Ausserdem
wird im Falle einer Verschiebung des Rohres die O-Ring-Dichtung,
die sich auf dem Boden der Einhakkammer befindet, nicht mehr angedrückt und
erfüllt
daher ihre Dichtfunktion nicht, so dass die Gefahr eines Lecks besteht.
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Um
diese Probleme mit der Dichtigkeit zu beheben, die sich aus einer
schlechten Festlegung der Dichtung ergeben, schlug eine europäische Patentanmeldung,
EP 0 021 795 , eine Schnellkupplung vor,
bei der die Dichtigkeit durch eine O-Ring-Dichtung hergestellt wird,
die in der Einhakkammer an der Aussenfläche des Rohres und nicht wie
bei dem vorstehend genannten Beispiel an dessen Ende anliegt.
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Die
von der Anmeldung
EP 0 021 795 vorgeschlagene
Kupplung stellt somit eine Teillösung
für die
Dichtigkeitsproblematik hinsichtlich des Risikos einer Verschiebung
des Rohres in Bezug auf die Kupplung zur Verfügung. Dennoch stellt die von
der Anmeldung
EP 0 021 795 vorgeschlagene
Kupplung keine Lösung
für die
Problematik der Gefahr eines Kontaktes zwischen dem Rohrende und
dem im Rohr zirkulierenden Fluid zur Verfügung, wobei dieser Kontakt
schädlich
sein kann, wenn das Rohr beispielweise einen metallischen Kern besitzt.
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Die
Schrift
EP 0 735 306 beschreibt
eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
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Es
scheint daher nötig
zu sein, einen neuen Kupplungstyp zur Verfügung zu stellen, der in der Lage
ist, jeglichen Kontakt zwischen dem Rohrende und dem im Rohr zu
transportierenden Fluid wirksam zu verhindern, und der bei Bedarf
abgenommen werden kann.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
betrifft die Erfindung eine Kupplung, die einen metallischen Kern,
z. B. aus Aluminium, aufweist, der mit Schichten aus synthetischem
Material wie z. B. vernetztem Polyethylen bedeckt ist, und die einen
starren Körper
(1) aufweist, der für
das Anschließen
jedes Rohres mit Verbindungseinrichtungen (3) versehen
ist, welche aufweisen:
- – ein rohrförmiges Teil (4), das
zum Aufschieben des anzuschließenden
Rohres ausgehend von einem Einführende
(5) des rohrförmigen
Teils bestimmt ist, und das eine äussere Umfangsnut (6) für die Aufnahme
einer Dichtung (7) aufweist, die dazu bestimmt ist, mit
der Innenseite (8) des Rohres zusammenzuwirken, um die
Dichtigkeit der Verbindung zu bewirken,
- – einen
in Axialrichtung verschiebbaren Einhakring (15), der für einen
Eingriff des anzuschließenden
Rohres darin bestimmt ist und auf seiner Innenseite mindestens eine
vorspringende Einhakkante (16) aufweist, die dazu bestimmt
ist, mit der Aussenseite des Rohres zusammenzuwirken, und der zumindest
in dem die Einhakeinrichtungen tragenden Bereich die Fähigkeit
zu einer elastischen Verformung zumindest im Sinne einer Vergrößerung des
Durchgangsquerschnittes des Ringes besitzt,
- – eine
an dem rohrförmigen
Teil (4) befestigte, starre rohrförmige Kappe (20),
die eine als Einhakkammer bezeichnete, ringförmige Kammer (21) begrenzt,
in deren Innerem sich der Einhakring befindet.
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Gemäß der Erfindung
ist die Schnellkupplung dadurch gekennzeichnet, dass sie einen in
Axialrichtung translatorisch verschiebbaren Demontagering (37)
aufweist, der dauerhaft im Inneren der Kappe montiert ist und von
dem auf der Seite des Einführendes
des rohrförmigen
Teils befindlichen Ende der Kappe her zugänglich ist, um aus einer Montageposition,
in der sich der Demontagering in einem Abstand von dem Einhakring
befindet, auf eine Demontageposition hin verschoben zu werden, in
der der Demontagering auf den Einhakring einwirkt.
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Weitere
Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Die
Verwendung eines rohrförmigen
Teils, das als Einschubteil bezeichnet werden kann und dazu bestimmt
ist, sich in das Innere des Rohres einzufügen, und das mit einer Dichtung
versehen ist, die mit der Innenseite des Rohres zusammenwirkt, ermöglicht es
auf sehr vorteilhafte Weise, jeglichen Kontakt zwischen dem in dem
Rohr zirkulierenden Fluid und dem auf das rohrförmige Einschubteil aufgeschobenen
Ende des Rohres zu verhindern.
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Es
ist anzumerken, dass die Einhakkammer mit Einrichtungen zum Begrenzen
einer Bewegung des Einhakringes versehen ist, welche verhindern, dass
dieser mit dem Demontagering zusammenwirken und sich bei einer unbeabsichtigten
Bewegung des Rohres in der Richtung des Abnehmens von dem Rohr ablösen kann.
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Ein
besseres Verständnis
der Erfindung ergibt sich unter Zuhilfenahme der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische
Zeichnung, die auf beispielhafte und nicht einschränkende Weise
eine Ausführungsform dieser
Kupplung darstellt. Es zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht;
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2 eine
Längsschnittansicht;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Einhakring;
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4 eine
perspektivische Ansicht des Entriegelungsrings;
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5 eine
aufgeschnittene perspektivische Ansicht des Inneren der rohrförmigen Kappe;
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6 eine
Längsschnittansicht
der mit dem Einhakring und dem Entriegelungsring versehenen rohrförmigen Kappe.
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Eine
erfindungsgemäße Schnellkupplung, wie
sie in 1 dargestellt und in ihrer Gesamtheit durch das
Bezugszeichen R bezeichnet ist, weist einen Körper 1 auf, der für jedes
anzuschließende Rohr 2 mit
Verbindungseinrichtungen 3 versehen ist. Der Körper 1 der
Kupplung R kann eine jegliche für seine
Funktion geeignete Form besitzen, wie beispielsweise eine T-Form
oder eine Knieform. Der Körper 1 kann
ferner eine Verteilungsvorrichtung wie etwa einen "Verteiler" darstellen, an den
verschiedene Rohre parallel angeschlossen werden.
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Die
Verbindungseinrichtungen 3 weisen ein rohrförmiges Einschubteil 4 auf,
das fest mit dem Körper 1 verbunden
ist, und auf den das Rohr 2 aufzuschieben ist. Hierzu besitzt
das rohrförmige
Einschubteil 4 eine im Wesentlichen zylindrische Form mit
einem Aussendurchmesser, der kleiner als oder gleich dem Innendurchmesser
des anzuschließenden
Rohres 2 ist. Auf bevorzugte Weise besitzt das Einschubteil 4 einen
Aussendurchmesser, der abgesehen von einem Montagespielraum im Wesentlichen
gleich dem Innendurchmesser des Rohres 2 ist.
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Das
Einschubteil 4 weist in einem Abstand von einem so genannten
freien Einführende 5 eine äussere Umfangsnut 6 für die Aufnahme
einer Dichtung 7 auf die dazu bestimmt ist, mit der Innenseite 8 des
anzuschließenden
Rohres 2 zusammenzuwirken. Die Dichtung 7 kann
auf jegliche geeignete Weise ausgeführt sein, wie z. B. in Form
einer O-Ring-Dichtung oder vorzugsweise in Form einer Dichtung mit
einer oder mehreren Lippen.
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Um
den Vorschub des anzuschließenden Rohres 2 auf
dem Einschubteil 4 zu begrenzen, weist dieses letzere in
einem Abstand vom Einführende 5 und
von der Nut 6 einen Anschlag 9 auf, der dazu bestimmt
ist, dass sich das Ende 10 des anzuschließenden Rohres
daran abstützen
kann. Der Anschlag 9 kann auf jegliche geeignete Weise
ausgeführt
sein und beispielsweise aus einem Bund des rohrförmigen Einschubteils 4 bestehen.
Gemäß dem veranschaulichten
Beispiel ist der Anschlag 9 durch einen ringförmigen Umfangskragen
definiert, der von dem rohrförmigen
Teil 4 oder dem Körper 1 getragen
ist.
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Um
eine Festlegung des anzuschließenden Rohres 2 an
dem rohrförmigen
Einschubteil 4 zu bewirken, weisen die Verbindungseinrichtungen 3 einen Einhakring 15 auf,
der für
einen Eingriff des anzuschließenden
Rohres 2 darin bestimmt ist. Daher weist der Ring 15 einen
Durchgangsquerschnitt auf, der größer als oder gleich dem äusseren
Querschnitt des anzuschließenden
Rohres 2 ist. Der Einhakring 15 weist ferner an
seiner Innenseite und als Einhakeinrichtungen mindestens eine Einhakkante 16 auf, die
dazu bestimmt ist, zumindest teilweise in die Aussenseite des anzuschließenden Rohres 2 einzudringen.
Der Einhakring 15 weist daher die Fähigkeit zu einer elastischen
Verformung zumindest in dem Bereich auf, der die Kanten 16 trägt, um das
Einführen des
anzuschließenden
Rohres 2 zu ermöglichen.
Es ist nämlich
anzumerken, dass der Durchgangsquerschnitt des Ringes 15 auf
Höhe der
Kante 16 geringfügig
kleiner als der äussere
Querschnitt des anzuschließenden
Rohres 2 ist.
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Der
Einhakring 15 kann auf jegliche geeignete Weise ausgeführt sein,
damit er diese Fähigkeit
zu einer elastischen Verformung im Sinne einer Vergrößerung seines
Durchgangsquerschnitts besitzt. Daher ist der Einhakring 15 in
Form eines geschlitzten Ringes aus Plastik- oder Verbundmaterial
ausgeführt.
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Gemäß dem veranschaulichten
Beispiel, und wie insbesondere 3 zeigt,
ist der Einhakring 15 nicht fest mit dem rohrförmigen Teil 4 verbunden
und ist in Form eines unabhängigen
Bauteils ausgeführt. So
weist der Einhakring 15 einen ringförmigen Körper 17 auf, von dem
aus sich in einer zur Symmetrieachse des Ringes parallelen Richtung
sechs elastisch verformbare Zähne 18 erstrecken.
Jeder Zahn 18 weist in der Nähe seines dem ringförmigen Körper 17 entgegengesetzten
freien Endes 19 eine Einhakkante 16 auf die auf
jegliche geeignete Weise ausgeführt sein
kann. So kann die Kante 16 aus einem metallischen Einsatz
bestehen, auf den der Zahn 18 aufgeformt ist, oder auch
aus einer Formgebung des Endes 19 des Zahnes 18 als
Hakenzahn resultieren. Der Einhakring 15, wie er in 3 dargestellt
ist, ist dazu bestimmt, an dem rohrförmigen Einschubteil 4 in
Eingriff gebracht zu werden, wobei er so ausgerichtet ist, dass
das Ende 19 der Zähne 18 auf
das Einführende 5 hin
gerichtet ist.
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Um
den Einhakring 15 mit dem rohrförmigen Teil 4 zu verbinden,
weisen die Verbindungseinrichtungen 3 ferner eine starre
rohrförmige
Kappe 20 auf, die dazu bestimmt ist, sich so an den rohrförmigen Einschubteil 4 anzupassen,
dass ein ausreichender Freiraum für das Einführen des anzuschließenden Rohres 2 verbleibt.
Gemäß dem in
den 1 und 2 dargestellten Beispiel ist
die rohrförmige
Kappe dazu bestimmt, mittels eines Systems von Haken, die an dem
Kragen 9 des Einschubteils 4 eingreifen, an dem
rohrförmigen
Einschubteil befestigt zu werden.
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Gemäß einem
Merkmal der Erfindung definiert die rohrförmige Kappe 20 eine
Ringkammer 21, in der der Einhakring 16 angeordnet
ist. Auf bevorzugte Weise besitzt die Einhakkammer 21 einen
so genannten Einspannbereich 22, der zumindest eine auf
das Einführende 5 hin
konvergierende geneigte Fläche
aufweist. Darüber
hinaus weist die Einhakkammer 21 in der Verlängerung
der Einspannfläche 22 einen
so genannten Aufweitungsbereich 23 auf, der sich entgegengesetzt
zum Einführende 5 befindet.
Der Aufweitungsbereich 23 besitzt daher ausreichende Abmessungen,
um eine Vergrößerung des Durchgangsquerschnitts
des Einhakringes 15 beim Einführen des anzuschließenden Rohres 2 zu
ermöglichen,
wie aus dem Nachfolgenden hervorgeht.
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Die
erfindungsgemäße Kupplung
weist ferner einen Demontagering 37 auf, dessen Form so
angepasst ist, dass er auf den Einhakring einwirkt, um den Eingriff
der Einhakkanten 16 in der Aussenfläche des angeschlossenen Rohres 2 aufzuheben.
Gemäß dem veranschaulichten
Beispiel besitzt der Demontagering 37, wie in 4 gezeigt
ist, einen ringförmigen
Betätigungskörper 38,
von dem aus sich eine Reihe von Zähnen 39 erstreckt,
die ein keilförmiges freies
Ende 40 aufweisen, das dazu bestimmt ist, auf Höhe der Enden 19 der
Zähne 18 so
in den Einhakring 15 einzugreifen, dass diese Zähne im Sinne
einer Vergrößerung des
Durchgangsquerschnittes des Ringes auf Höhe der Einhakkanten 16 abgehoben werden.
Wohlgemerkt besitzt der Demontagering 37 einen inneren
Durchgangsquerschnitt, der größer als oder
gleich dem äusseren
Querschnitt des Rohres 2 ist.
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Die
verschiedenen Bauteile, aus denen die Schnellkupplung R erfindungsgemäß besteht,
sind bevorzugt, jedoch nicht ausschließlich, unabhängig voneinander
aus geformtem Plastikmaterial hergestellt.
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Nach
der Herstellung des das rohrförmige Einschubteil 4 tragenden
Körpers 1,
des Einhakringes 15 und der Kappe 20 wird der
Ring 15 auf das rohrförmige
Einschubteil 4 aufgesetzt, wobei die Zähne 18 des Ringes
auf das Einführende 5 hin
gerichtet sind. Daraufhin wird die Kappe 20 so an dem rohrförmigen Einschubteil 4 befestigt,
dass sie den Einhakring 15 in der Einhakkammer 21 festhält.
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Nach
diesem Zusammenbau der Schnellkupplung R wird das Anschließen des
Rohres 2 auf die folgende Weise vorgenommen.
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Das
Rohr 2 wird auf das rohrförmige Einschubteil 4 aufgeschoben,
indem es zwischen dieses letztere und die Kappe 20 eingeführt wird.
Das Rohr 2 wird somit in der Richtung des Pfeils F1 geschoben, bis
es mit seinem Ende 10 gegen den Anschlag 9 zu liegen
kommt. Beim Einführen
des anzuschließenden
Rohres 2 wird dieses in den Einhakring 15 eingeschoben,
dessen Fähigkeit
zu einer elastischen Verformung dazu genutzt wird, um ein Abheben
der Einhakkanten 16 zu gestatten und den Vorschub des Rohres 2 zu
ermöglichen.
Um die Anbringung des Rohres zu erleichtern, besitzt das auf das
Einführende 5 hin
gerichtete Ende des Einhakringes bevorzugt eine Kegelstumpfform,
die entgegengesetzt zum Einführende 5 konvergiert.
Diese Kegelstumpfform begünstigt
somit das Abheben der Zähne 18 bei
der Einführung
des Rohres 2. Es ist anzumerken, dass während des Vorschubs des Rohres 2 eine
Rückwärtsbewegung
des Ringes 15 durch seinen Anschlag 9 begrenzt
wird.
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Um
sich vergewissern zu können,
dass das Rohr 2 vollständig
eingeführt
ist, weist die Kappe 20 bevorzugt zumindest ein und vorzugsweise
mehrere Fenster 30 auf die dazu bestimmt sind, die Feststellung
zu ermöglichen,
dass das Ende 10 des Rohres 2 am Anschlag 9 anliegt.
Es ist anzumerken, dass der ringförmige Körper 17 des Einhakringes 15 ebenfalls zumindest
ein und vorzugsweise mehrere, über
seinen Umfang verteilte Fenster 31 aufweist, um diese Kontrolle
zu ermöglichen.
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Wenn
das Rohr 2 vollständig
aufgeschoben ist, dringen die Einhakkanten 16 somit in
seine Aussenfläche
ein und verbinden dadurch das Rohr mit dem Einhakring 15.
Im Falle einer unbeabsichtigten Bewegung des Rohres 2 in
der Richtung des Abnehmens wird der Ring 15, der an dem
Rohr 2 durch die Kanten 16 verhakt ist, zusammen
mit dem Rohr auf den Einspannbereich 22 der Einhakkammer 21 hin verschoben.
Hierdurch wird das Eindringen der Einhakkanten 16 verstärkt, und
das Rohr 2 wird darüber hinaus
durch einen Verkeileffekt, der sich aus der Verschiebung des Endes
des Ringes 15 auf der konvergierenden Abstützfläche 22 der
Einhakkammer 21 ergibt, durch den Einhakring 15 fest
eingespannt. Dieser Verkeileffekt verhindert somit jegliche weitere Verschiebung
des Rohres, das nun unbeweglich gehalten ist.
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Um
diesen Verkeileffekt zu begünstigen,
besitzt die auf das Einführende 5 hin
gerichtete Aussenfläche
des Endes des Einhakringes 15 bevorzugt eine Form, die
zu derjenigen der Abstützfläche 22 komplementär ist, und
gemäß dem veranschaulichten
Beispiel eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige, auf das Einführende 5 hin
konvergierende Form.
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Auf
bevorzugte Weise ist der Demontagering 37 dauerhaft in
der Kappe 20 montiert, und sein Betätigungskörper 38 ist von dem
am Einführende 5 des rohrförmigen Teils 4 befindlichen
Ende der Kappe 20 her zugänglich, so dass er in einer
axialen Translationsbewegung auf den Einhakring 15 hin
verschoben werden kann. Somit ermöglicht es eine Verschiebung des
Demontageringes 37 durch einen Druck in der Richtung des
Pfeils F3 auf den Betätigungskörper 38, ein
Abheben der Zähne 18 von
dem Einhakring 15 in der Richtung des Pfeils F4 zu erhalten,
was zu einem Aushaken der Kanten 16 führt und das Herausnehmen des
Rohres 2 in der Richtung des Pfeils F5 zulässt.
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Somit
ermöglicht
es die Verwendung des Demontageringes 37, das Herausnehmen
des Rohres 2 zu bewirken, ohne eine Demontage der Kappe 20 vorzunehmen.
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Um
ein unbeabsichtigtes Lösen
des Rohres zu verhindern, weist die Kappe 20 in der Einhackammer 21 bevorzugt
Einrichtungen wie z. B. mindestens einen Anschlag 45 auf,
um eine Bewegung des Einhakringes 15 in der Richtung des
Pfeils F5 auf das Einführende 5 hin
zu begrenzen. Der Anschlag 45 verhindert also, dass der
Einhakring 15 mit dem Demontagering 37 zusammenwirken
und sich dadurch bei einer unbeabsichtigten Bewegung des Rohres 2 in
der Richtung F5 des Abnehmens von dem Rohr 2 ablösen kann.
Wohlgemerkt ist der Anschlag 45 so angeordnet, dass er
ein optimales Einspannen des Rohres 2 nicht behindert.
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Der
Anschlag 45 besteht, wie in den 5 und 6 gezeigt
ist, aus einer ringförmigen
Rippe, die auf der Innenseite der rohrförmigen Kappe 20 angebracht
ist und Aussparungen 46 aufweist, die für den Durchtritt der axialen
Zähne 39 des
Demontageringes 37 bestimmt sind.