DE9100830U1 - Pipe connection with axial compression, especially for composite pipes - Google Patents
Pipe connection with axial compression, especially for composite pipesInfo
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24.01.1991
DB/ldS/Li24.01.1991
DB/ldS/Li
Rohrverbindung mit axialer Verpressung, insbesondere fur VerbundrohrePipe connection with axial compression, especially for composite pipes
Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung mit axialer
Verpressung, insbesondere für Verbundrohre, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 .The invention relates to a pipe connection with axial
Pressing, in particular for composite pipes, according to the preamble of claim 1.
Bei einer bekannten Rohrverbindung (EP-O 159 997) v/erden
die auf ihrem Anschlußbereich der Stützhülse befindlichen
Rohrenden durch eine Quetschhülse preßverformt, die ihrerseits
durch einen Preßring bei dessen Aufschieben auf die
Quetschhülse in axialer und radialer Richtung verformt
wird. Die bekannte Preßhülse weist eine vordere Umformfläche
mit konischer Anstellung auf, an die sich eine zylindrische
Formfläche anschließt, die sich über dem Hauptteil der
Länge der Preßhülse erstreckt. An diese zylindrische Formfläche schließt sich dann eine hintere konische Umformfläche
an. Diese Preßhülse übt auf die Wandung der Rohrenden starke
axiale und radiale Preßdrücke aus, welche die Struktur
des Rohrmaterials beeinträchtigen und dessen Festigkeit
und Dichtfunktion herabsetzen. Dementsprechend werden hohe
axiale Werkzeugdrücke für die Montage der Rohrverbindung
benötigt.In a known pipe connection (EP-O 159 997)
located on their connection area of the support sleeve
Pipe ends are pressed by a compression sleeve, which in turn is pressed by a compression ring when it is pushed onto the
Crimp sleeve deformed in axial and radial direction
The known press sleeve has a front forming surface
with a conical setting, to which a cylindrical
Form surface, which is located above the main part of the
length of the press sleeve. This cylindrical forming surface is then followed by a rear conical forming surface
This press sleeve exerts strong pressure on the wall of the pipe ends.
axial and radial pressures, which the structure
of the pipe material and its strength
and sealing function. Accordingly, high
axial tool pressures for the assembly of the pipe connection
needed.
Beim Aufschieben der Preßhülse bildet sich vor der vorderen
Umformfläche eine äußere wulstförmige Materialanstauchung,
die von der vorderen Umformfläche über die Länge der
Quetschhülse verlagert wird und einen diskontinuierlichenWhen pushing on the press sleeve, a gap forms in front of the front
forming surface an external bead-shaped material upset,
which extends from the front forming surface over the length of the
Crimp sleeve is displaced and a discontinuous
Druckaufbau zur Folge hat. Derartige in der Montage auf v/endige Rohrverbindungen sind kaum in der Lage, normgemäß zulässige Toleranzen in den Rohrquerschnittsabmessungen und/oder Abweichungen durch stirnseitig fehlerhafte Rohrendflächen auszugleichen.This results in pressure build-up. Such pipe connections that are installed on v/ends are hardly able to compensate for tolerances in the pipe cross-section dimensions that are permitted by the standard and/or deviations caused by faulty pipe end surfaces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung mit axialer Verpressung zu schaffen, die bei ihrer Herstellung mit einem geringen Preßdruck eine sichere und dauerhafte Verbindung der Rohre erbringt.The invention is based on the object of creating a pipe connection with axial pressing, which, when manufactured, provides a secure and permanent connection of the pipes with a low pressing pressure.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Rohrverbindung, insbesondere für Verbundrohre, mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 20 verwiesen.The invention solves this problem by a pipe connection, in particular for composite pipes, with the features of claim 1. With regard to essential further embodiments, reference is made to claims 2 to 20.
Die Erfindung schafft eine Rohrverbindung mit axialer Verpressung, bei der die Preßhülse auf die Quetschhülse nahezu über ihre gesamte Länge verformend einwirkt und aufgrund ihrer beiden unmittelbar ineinander übergehenden konischen Umformabschnitte beim Aufschieben auf die Quetschhülse einen gleichmäßig fortschreitenden Preßdruck aufbaut, der eine sanfte und doch zuverlässige Verpressung des gesamten Rohrendbereiches erbringt. Durch diese schonende Umformung der Rohrendbereiche ist eine derartige Rohrverbindung besonders für Verbundrohre, insbesondere Aluminium/Kunststoff-Verbundrohre, einsetzbar, da keine die Dauerhaftigkeit der Abdichtung beeinflussenden Schaden durch Schneid-, Scher- oder Kerbwirkungen im Preßbereich auftreten.The invention creates a pipe connection with axial pressing, in which the press sleeve deforms the compression sleeve almost over its entire length and, due to its two conical forming sections that merge directly into one another, builds up a uniformly progressive pressing pressure when pushed onto the compression sleeve, which results in a gentle yet reliable pressing of the entire pipe end area. Due to this gentle forming of the pipe end areas, such a pipe connection can be used particularly for composite pipes, in particular aluminum/plastic composite pipes, since no damage that affects the durability of the seal occurs due to cutting, shearing or notch effects in the pressing area.
Hinsichtlich wesentlicher weiterer Vorteile und Einzelheiten der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch näher veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:With regard to further significant advantages and details of the invention, reference is made to the following description and the drawing, in which an embodiment of the subject matter of the invention is schematically illustrated in more detail. The drawing shows:
Fig. 1 einen axialen Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung im unverpreßten Zustand,Fig. 1 shows an axial partial section of a pipe connection according to the invention in the unpressed state,
Fig. 2 die Rohrverbindung gemäß Fig. 1 im verpreßtenFig. 2 the pipe connection according to Fig. 1 in the pressed
Zustand,Condition,
Fig. 3 eine geschnittene Einzeldarstellung einer Quetschhülse, undFig. 3 is a sectional view of a compression sleeve, and
Fig. 4 eine Preßhülse mit einer Innenbeschichtung in axialem Teilschnitt.Fig. 4 a press sleeve with an inner coating in axial partial section.
Die Fig. 1 zeigt eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Rohrverbindung für zwei Verbundrohre 2. Die Rohrverbindung 1 umfaßt eine Stützhülse 3 mit zwei Anschlußbereichen 4, auf denen die Rohrenden der Verbundrohre 2 aufgebracht werden, die eine im umverformten Zustand zylindrische äußere Mantelfläche 5 aufweisen. Die Rohrenden sind jeweils von einer Quetschhülse 6 umgriffen, an deren äußeren Ende in diesem vormontierten Zustand eine Preßhülse 7 anliegt. Das innere Ende der Quetschhülse 6 ist dabei auf die Stützhülse 3 soweit aufgeschoben, daß es, eine Stirnseite 8 der Verbundrohre 2 umfassend, an radial vorstehenden Seitenwänden 9 eines Mittelbundes 10 der Stützhülse 3 anliegt.Fig. 1 shows a pipe connection for two composite pipes 2, designated as a whole by 1. The pipe connection 1 comprises a support sleeve 3 with two connection areas 4, on which the pipe ends of the composite pipes 2 are placed, which have a cylindrical outer surface 5 in the deformed state. The pipe ends are each surrounded by a compression sleeve 6, on the outer end of which a press sleeve 7 rests in this pre-assembled state. The inner end of the compression sleeve 6 is pushed onto the support sleeve 3 so far that it, encompassing an end face 8 of the composite pipes 2, rests against radially projecting side walls 9 of a central collar 10 of the support sleeve 3.
Die Darstellung gemäß Fig. 2 verdeutlicht, daß die Rohrverbindung 1 ausgehend vom umverformten Zustand der Teile gemäß Fig. 1 dadurch gebildet wird, daß die Preßhülsen 7 beim Aufschieben auf die Quetschhülsen 6 diese fortschreitend einwärts umformen und das Rohrende der Verbundrohre 2 zwischen der Quetschhülse 6 und dem Anschlußbereich der Stützhülse 3 unter konischer Umgestaltung der Quetschhülse 6 fugenlos verpressen. Die Preßhülse 7 weist dazu eine vordere Umformfläche 11 und eine hintere Umformfläche 11a auf, die unmittelbar ineinander übergehend im wesentlichen die gesamte innere Mantelfläche der Preßhülse 7 bilden. Vor der vorderen Umformfläche 11 weist die Preßhülse 7 einen inneren zylindrischen Stauraum 12 auf, dessen Durchmesser dem der benachbarten Umformflache 11 an deren angrenzenden Ende entspricht (Fig. 1). Die hintere Umformfläche 11a erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des sich rückwärts an die vordere Umformfläche 11 anschließenden Teils der Preßhülse 7 und umfaßt im unverpreßten Zustand einen konischen Preßraum 13.The illustration according to Fig. 2 shows that the pipe connection 1 is formed starting from the deformed state of the parts according to Fig. 1 in that the press sleeves 7, when pushed onto the compression sleeves 6, progressively deform them inwards and press the pipe end of the composite pipes 2 between the compression sleeve 6 and the connection area of the support sleeve 3 without a joint, while conically reshaping the compression sleeve 6. The press sleeve 7 has a front deformation surface 11 and a rear deformation surface 11a, which merge directly into one another and essentially form the entire inner surface of the press sleeve 7. In front of the front deformation surface 11, the press sleeve 7 has an inner cylindrical storage space 12, the diameter of which corresponds to that of the adjacent deformation surface 11 at its adjacent end (Fig. 1). The rear forming surface 11a extends essentially over the entire length of the part of the press sleeve 7 that adjoins the front forming surface 11 at the rear and, in the unpressed state, comprises a conical pressing chamber 13.
An den zylindrischen Stauraum 12 schließt sich die vordere Umformfläche 11 unter einem Neigungswinkel von 15° bis 25°, vorzugsweise 20°, an, und die hintere Umformfläche 11a ist dabei unter einem Neigungswinkel von 2° bis 8°, vorzugsweise 5°, zur Mittelachse 14 angestellt. In vorteilhafter Gestaltung der Preßhülse 7 entspricht die Länge der hinteren Umformfläche 11a etwa dem 3- bis 5-fachen, vorzugsweise 4-fachen, der Länge der vorderen Umformfläche 11 .The front forming surface 11 adjoins the cylindrical storage space 12 at an angle of inclination of 15° to 25°, preferably 20°, and the rear forming surface 11a is set at an angle of inclination of 2° to 8°, preferably 5°, to the central axis 14. In an advantageous design of the press sleeve 7, the length of the rear forming surface 11a corresponds to approximately 3 to 5 times, preferably 4 times, the length of the front forming surface 11.
Die Darstellung gemäß Fig. 2 verdeutlicht, daß der Durchmesser des zylindrischen Stauraumes 12 dem Außendurchmesser des Mittelbundes 10 entspricht, so daß in der dargestellten Endstellung der Rohrverbindung 1 die Preßhülse 7 den Mittelbund 10 zumindest teilweise umgreift. Zur weiteren Verbesserung der axialen Lagesicherung der Preßhülse 7 im Endzustand der Rohrverbindung 1 kann die Preßhülse 7 mit dem Mittelbund 10 in Verriegelungseingriff stehen (nicht dargestellt), z.B. mittels eines Schnapprings, der an der Innenfläche der Preßhülse 7 angeformt ist und in eine Schnipprille am Mittelbund 10 einrastet.The illustration according to Fig. 2 shows that the diameter of the cylindrical storage space 12 corresponds to the outer diameter of the central collar 10, so that in the final position of the pipe connection 1 shown, the press sleeve 7 at least partially encompasses the central collar 10. To further improve the axial positional security of the press sleeve 7 in the final state of the pipe connection 1, the press sleeve 7 can be in locking engagement with the central collar 10 (not shown), e.g. by means of a snap ring that is formed on the inner surface of the press sleeve 7 and snaps into a snap groove on the central collar 10.
Der Mittelbund 10 der Stützhülse 3 ist an seinem äußeren Ende zur Verbesserung der Dichtigkeit der Rohrverbindung 1 mit einem axialen Ringflansch 15 versehen, an dem in Verbindungsendstellung die Preßhülse 7 umgeformte Bereiche der Quetschhülse 6 abgestützt sind (Fig. 2).The central collar 10 of the support sleeve 3 is provided at its outer end with an axial ring flange 15 to improve the tightness of the pipe connection 1, on which the formed areas of the compression sleeve 6 are supported in the connection end position (Fig. 2).
Zur Einleitung des axialen Preßdruckes beim Aufschieben der Preßhülse 7 auf die Quetschhülse 6 ist in der äußeren zylindrischen Mantelfläche der Preßhülse 7 ein radialer Absatz 16 für die Abstützung eines axial wirkenden Preßwerkzeuges (nicht dargestellt) angeformt. Dieser radiale Absatz 16 ist vorteilhaft nahe dem Übergang von der vorderen zur hinteren Umformfläche 11,11a angeordnet, so daß in einer hier gebildeten Hauptumformzone für das Material der Quetschhülse 6 die Preßhülse 7 radial und axial stabilisierend abgestützt ist.In order to introduce the axial pressing pressure when pushing the pressing sleeve 7 onto the compression sleeve 6, a radial shoulder 16 for supporting an axially acting pressing tool (not shown) is formed in the outer cylindrical surface of the pressing sleeve 7. This radial shoulder 16 is advantageously arranged near the transition from the front to the rear forming surface 11, 11a, so that the pressing sleeve 7 is supported in a radially and axially stabilizing manner in a main forming zone formed here for the material of the compression sleeve 6.
In Fig. 3 ist die Quetschhülse 6 im Ausgangszustand vor ihrer Verformung dargestellt. Die Quetschhülse 6 ist dabei innen und außen zylindrisch ausgebildet und weist an ihrem Innenende einen sich radial einwärts erstreckenden Ringbund 17 auf, der sich am Mittelbund 10 der Stützhülse 3 abstützt (Fig. 1,2), wobei am Ringbund 17 innenseitig das Rohrende des Verbundrohres 2 mit seiner Stirnseite 8 anliegt. In radialer Ausdehnung ist der Ringbund 17 derart bemessen, daß er bis an die Mantelfläche der Stützhülse 3 im Anschlußbereich 4 heranreicht. Die Quetschhülse 6 weist an ihrem Außenende 18 eine konische Anschärfung 19 als An laufschräge auf, die mit einem Anstellwinkel von etwa 10° bis 15°, vorzugsweise 13°, versehen ist.In Fig. 3, the compression sleeve 6 is shown in its initial state before its deformation. The compression sleeve 6 is cylindrical on the inside and outside and has a radially inwardly extending annular collar 17 on its inner end, which is supported on the central collar 10 of the support sleeve 3 (Fig. 1, 2), with the pipe end of the composite pipe 2 resting on the annular collar 17 on the inside with its front side 8. In radial extension, the annular collar 17 is dimensioned such that it reaches up to the outer surface of the support sleeve 3 in the connection area 4. The compression sleeve 6 has a conical sharpening 19 on its outer end 18 as a run-on bevel, which is provided with an angle of attack of approximately 10° to 15°, preferably 13°.
In einer zweckmäßigen Ausführung besteht die Quetschhülse 6 aus unvernetztem Polyäthylen, dessen gute Umformbarkeit bei niedrigen Umformkräften eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet. Insbesondere im Bereich der Berührungsfläche des Ringbundes 17 mit der Stirnseite 8 des Rohrendes sind Toleranzen im Verlauf der Rohrendfläche mit zuverlässiger Dichtung ausgleichbar, da das Material der Quetschhülse diesen Bereich einformt.In a practical design, the compression sleeve 6 is made of non-cross-linked polyethylene, the good formability of which ensures permanent sealing at low forming forces. In particular, in the area of the contact surface of the ring collar 17 with the front face 8 of the pipe end, tolerances in the course of the pipe end surface can be compensated with a reliable seal, since the material of the compression sleeve forms this area.
Zur weiteren Verbesserung der Dichtigkeit der Rohrverbindung 1 kann zwischen den Berührungsflächen von Stützhülse 3 und Quetschhülse 6 ein Dichtungsring 24 vorgesehen sein. In der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist der Dichtungsring 24 im Bereich des Ringbundes 17 angeordnet, wobei in einer nicht dargestellten Ausführungsform der Dichtungsring 24 weiter außen auch zwischen dem Anschlußbereich 4 der Stützhülse 3 und dem Rohrende angeordnet sein kann.To further improve the tightness of the pipe connection 1, a sealing ring 24 can be provided between the contact surfaces of the support sleeve 3 and the compression sleeve 6. In the embodiment shown in Fig. 1 and 2, the sealing ring 24 is arranged in the area of the collar 17, whereby in an embodiment not shown, the sealing ring 24 can also be arranged further out between the connection area 4 of the support sleeve 3 and the pipe end.
In der Ausführungsform der Rohrverbindung 1 gemäß Fig. 1 und 2 ist die Stützhülse 3 im Anschlußbereich 4 im Bereich der mit dem Rohrende die Dichtfläche bildenden Mantelfläche mit Hauptringwulsten 20 versehen. Mit diesen im Abstand zueinander angeordneten Hauptringwulsten 20 werden sowohl innenseitig in die außen konisch umgeformte Quetschhülse als auch in den Rohrendbereich radiale wellenförmige Um-In the embodiment of the pipe connection 1 according to Fig. 1 and 2, the support sleeve 3 in the connection area 4 is provided with main annular beads 20 in the area of the outer surface that forms the sealing surface with the pipe end. With these main annular beads 20, which are arranged at a distance from one another, radial wave-shaped beads are formed both on the inside in the externally conically formed compression sleeve and in the pipe end area.
formungen eingebracht, die die Dichtigkeit der Rohrverbindung 1 insbesondere bei axialer Belastung weiter verbessern,formations which further improve the tightness of the pipe connection 1, especially under axial load,
In Fig. 4 ist in vergrößerter Darstellung die Preßhülse 7 veranschaulicht, die von einem Grundkörper 21 mit einer Innenbeschichtung 22 gebildet ist. Diese Preßhülse 7 weist in vorteilhafter Ausführung einen metallischen Grundkörper 21, z.B. aus Messing, und eine Innenschicht 22 aus Kunststoff, z.B. glasfaserverstärktem Polyamid, auf, wobei zur Verbesserung der Gleiteigenschaften beim Verpressen diese Innenschicht 22 aus hochvernetztem Kunststoff gebildet sein kann.Fig. 4 shows an enlarged view of the press sleeve 7, which is formed by a base body 21 with an inner coating 22. In an advantageous embodiment, this press sleeve 7 has a metallic base body 21, e.g. made of brass, and an inner layer 22 made of plastic, e.g. glass fiber reinforced polyamide, whereby this inner layer 22 can be made of highly cross-linked plastic to improve the sliding properties during pressing.
Die dargestellte Rohrverbindung 1 schafft eine insbesondere auch für Aluminium/Kunststoff-Verbundrohre sichere und dauerhafte dichte Verbindung der Rohre, da die Gestaltung des Innenmantels der Preßhülse 7 in Kombination mit der Ausbildung der Quetschhülse 6 eine schonende Verpressung der Bauteile ermöglicht und mit einem gleichmäßig fortschreitenden Umformvorgang während der Verpresssung eine Einformung der Endbereiche der Verbundrohre 2 ermöglicht, die mit hoher Zuverlässigkeit ohne nennenswerte Materialanstauchungen einhergeht.The pipe connection 1 shown creates a secure and permanently tight connection of the pipes, especially for aluminum/plastic composite pipes, since the design of the inner jacket of the press sleeve 7 in combination with the design of the compression sleeve 6 enables gentle pressing of the components and, with a uniformly progressive forming process during pressing, enables the end areas of the composite pipes 2 to be formed, which is accompanied by a high level of reliability without any significant material compression.
Die dargestellte Rohrverbindung 1 ist als Verbindung für koaxiale Rohrenden ausgebildet; sie kann jedoch die Grundform anderer Fittings wie T-, Winkel- oder Bogenstücke annehmen und auch mit nur einem Anschlußbereich 4 für ein Rohrende ausgerüstet sein.The pipe connection 1 shown is designed as a connection for coaxial pipe ends; however, it can take on the basic shape of other fittings such as T-pieces, angles or bends and can also be equipped with only one connection area 4 for one pipe end.
Claims (20)
4-fachen, der Länge der vorderen Umformfläche (11 ) entspricht. 5. Pipe connection according to one of claims 1 to 4, characterized in that the length of the rear forming surface (11a) is approximately 3 to 5 times, preferably
4 times the length of the front forming surface (11).
steht.7. Pipe connection according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the end position of the press sleeve (7) it is in locking engagement with the central collar (10)
stands.
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Publications (1)
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Country Status (1)
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| DE (1) | DE9100830U1 (en) |
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