DE9304169U1

DE9304169U1 - Zugfeste Rohrverbindung

Info

Publication number: DE9304169U1
Application number: DE9304169U
Authority: DE
Original assignee: Reinert-Ritz 5608 Radevormwald De GmbH
Current assignee: Reinert-Ritz 5608 Radevormwald De GmbH
Priority date: 1993-03-20
Filing date: 1993-03-20
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2003-03-21

Description

Patentanwälte ;
Dipl.-ing. Harald Ostriga Dipl. ing. Bernd Sonnet

Wuppertal-Barmen ■ Stresemannstraße 6-8

Zugelassen beim Europäischen Patentamt

Patentanwälte Ostriga & Sonnet · Postfach 201327 ■ D-5600 Wuppertal 2

S/g

Anmelderin: Reinert. Ritz GmbH

Justus-von-Liebig-Str. 1
10

5608 Radevormwald

Bezeichnung

der Erfindung: Zugfeste Rohrverbindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine zugfeste Rohrverbindung zum Anschluß einer aus weichem Kunststoff wie Polyethylen, Polypropylen od. dgl. bestehenden Rohrleitung an eine im Verbindungsbereich mündungsseitig mindestens eine Ringdichtung axialgesichert aufnehmende Muffe, mit einem dem anzuschließenden Rohrstück zugeordneten Kupplungsring und einem an diesem sowie mindestens mittelbar an der Muffe angreifenden Sicherungsring.

Eine zugfeste Rohrverbindung dieser Art ist beispielsweise im DE 85 16 968 U beschrieben. Zur Lösung der Aufgabe, eine Rohrverbindung bzw. Rohrübergangsverbindung zu schaffen, die im Aufbau einfach ist, hohe Zugkräfte übertragen kann und sich insbesondere zum Anschluß an Kunststoff-Rohrleitungen eignet, ist dort vorgeschlagen, als Kupplungsring (dort Stützring genannt) einen mindestens bereichsweise umfänglich des Rohrstücks vorstehenden einstückig angeformten Bund auszubilden. Gegen die eine Seite dieses Bundes stützt sich die Muffe mit nach außen weisenden Stirnflächen von Nocken oder Nasen ab, und diese sowie der Kupplungsring-Bund werden von

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einem im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen Sicherungsring umgriffen, der die beiden Rohrteile axialfest zusammenhalt. Der Sicherungsring wird dabei etwa bajonettartig gekuppelt .
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Die zugfeste Rohrverbindung entsprechend dem DE 85 16 968 U hat sich sehr bewährt. Jedoch besteht der Wunsch zu weitergehender Vereinfachung. Dies ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die das Problem dementsprechend im wesentlichen und in erster Linie dadurch löst, daß der Sicherungsring - zunächst in an sich bekannter Weise - als gummielastischer Dichtungsring mit über seinen Innenumfang verteilt angebrachten Metallelementen mit insbesondere sägezahnartiger Innenzahnung zum mindestens mittelbaren Angriff an die Mantelfläche des Rohrstücks ausgebildet ist, und daß sodann der Kupplungsring manschettenartig im axialen Überdeckungsbereich der Metallelemente des Dichtungsrings außen am Rohrstück angebracht ist und aus einem härteren Material als das Rohrstück besteht.

Der manschettenartige und somit sehr flache, leichtgewichtige und preiswerte, im axialen Überdeckungsbereich der Metallelemente des Dichtungsringes außen am Rohrstück angebrachte Kupplungsring bietet der muffenseitigen Ringzahnung bestmöglichen Angriff und Verkrallung gegen Axialkräfte, die nach einem Lösen der Rohrverbindung trachten. Hervorragende Ergebnisse wurden erzielt durch Verwendung eines Kupplungsringes aus Polyamid, insbesondere Polyamid 66. Erstaunlich ist dabei die Tatsache, daß die Außenfläche des Kupplungsringes nicht gezahnt sein muß, wenngleich eine bevorzugte Ausführungsform zur noch weiteren Erhöhungen der axialen Zugfestigkeit der Rohrverbindung dadurch gekennzeichnet ist, daß

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der Kupplungsring an seiner Außenfläche mit einer im wesentlichen sägezahnartigen Gegenzahnung versehen ist.

Es versteht sich, daß die Flanken der Zahnungen so orientiert sind, daß sich einerseits die Kupplungsverbindung durch leichtes Einstecken des Rohres in Muffe problemlos herstellen läßt, andererseits die steilen Zahnflanken entgegen der Auszugsrichtung weisen.

Einen Sicherungsring der beschriebenen Art zu verwenden, ist an sich bei Rohrverbindungen grundsätzlich nicht neu. Bekannte gummielastische Dichtungsringe mit der genannten sägezahnartigen Innenzahnung sind unter der Produktbezeichnung "Novo-Sit-Ringe" der Eisenwerke Friedr. WiIh. Dücker GmbH & Co bekannt oder auch in einer anderen Version allgemein unter der Bezeichnung "Tyton-Sit-Ring". Bislang werden jedoch diese Ringe für Rohrverbindungen verwendet, bei denen das Rohrstück ein Metallgußrohr ist. Dabei haben die sägezahnartigen Zahnungen die Eigenschaft, beim Zusammenschieben der Teile der Rohrverbindung sich fest in den Mantel des Gußrohres zu verkrallen, wodurch eine hinreichende Axialfestigkeit dieser Verbindung gesichert ist.

Versucht man jedoch mit Hilfe einer solche Elemente aufweisenden Muffe ein Kunststoffrohr aus weichem Material wie Polyethylen, Polypropylen od. dgl. anzuschließen, versagt überraschend diese Verbindung. Sie erweist sich als absolut nicht zugfest. Versuche haben gezeigt, daß zwar durchaus eine erfolgversprechende Verkrallung der sägezahnartigen Innenzahnung mit dem Mantel des eingeschobenen Rohres erfolgt, diese Verbindung jedoch bei Einleitung nur geringer Zugkräfte aufreißt.

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Die Erfindung schafft somit bei Einsatz minimaler, kostengünstig herzustellender und zu handhabender Mittel, eben mittels der relativ harten bzw. zähen Kupplungmanschette die Möglichkeit, gebräuchliche Muffenanordnungen für den Einsatz weicher Kunststoff-Rohrstücke verwenden zu können.

Der Kupplungsring kann als vorgefertigtes Teil, insbesondere Spritzgießteil, ausgebildet sein und in geeigneter Weise mit dem Rohrstück verbunden sein. Dabei besteht eine Möglichkeit darin, den flachen Kupplungsring auf das Rohrstück aufzuschrumpfen, indem man ihn erwärmt und/oder das Rohrstück abkühlt. Nach Temperaturausgleich sitzt der Kupplungsring absolut sicher und axialfest auf dem Mantel des Rohrstücks.

Der Kupplungsring kann auch relativ lose auf dem Rohrstück sitzen, wenn zur axialfesten Verankerung des Kupplungsrings auf dem Rohrstück dieses mit wenigstens einer vom Spitzende des Rohrstücks wegweisenden Anschlußschulter versehen ist. Ist die Anschlagschulter entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung Bestandteil einer umlaufenden Mantelnut im Spitzendbereich des Rohrstücks, so hat diese Ausgestaltung insbesondere den Vorteil, daß der Kupplungsring am Rohr vormontiert werden kann und nicht als gesondertes Bauteil gehandhabt werden muß.

Auch kann der Kupplungsring mit einem durchgehenden Mantelschlitz als Spannring ausgebildet sein zum kraftschlüssigen Sitz auf den Mantel bzw. in der Mantelnut des Rohrstücks. Ein derartiger Ring läßt sich durch vorübergehendes Aufspreizen und anschließendes Einschnappen auf dem Mantel des Rohres gebrauchsfertig vormontieren.

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Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, den Kupplungsring in wenigstens zwei Halbringe zu teilen, die erst unmittelbar vor der Herstellung der Rohrverbindung am Rohrstück angebracht werden. Die Rohrverbindung selbst hält diese Kupplungsringteile sicher zusammen und am Rohrstück, wenngleich gewisse Vorkehrungen zu treffen sind, die Ringteile zumindest solange am Rohr zu halten, bis die Rohrverbindung vollzogen ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Kupplungsring zusammen mit dem Rohrstück koextrudiert. Dies hat den besonderen Vorteil, daß das Rohrstück mit seinem Kupplungsring in einem einheitlichen Arbeitsgang vollkommen vorfabriziert werden kann.

Bei Kunststoff-Rohrstücken, die im thermoplastischen Spritzgießverfahren erzeugt werden, kann es sinnvoll sein, das Rohrstück in den Kupplungsring einzuspritzen. Dabei wird der vorgefertigte Kupplungsring in die Spritzgießform eingelegt, woraufhin der Kunststoffwerkstoff für das Rohrstück in die Form eingespritzt wird.

Schließlich könnte der Kupplungsring auch aus Metall, insbesondere Metallguß, Bronce od. dgl. bestehen, wenngleich die KunststoffVarianten aus Gründen einfacherer Produktion und Handhabung vorzuziehen sein dürften.

Im übrigen versteht sich die Erfindung am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen, jeweils halb im Schnitt und halb in Ansicht:

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Fig. 1 eine Rohrverbindung mit einem Novo-Sit-Ring und einem Tyton-Dichtungsring sowie

Fig. 2 eine vergleichbare Anordnung mit einem Tyton-Sit-Ring.

Jedes der beiden Ausführungsbeispiele umfaßt ein Rohrstück 10 aus relativ weichem Kunststoff, wie insbesondere Polyethylen, Polypropylen od. dgl., eine Rohrmuffe 11 aus Kunststoff oder Metall, einen an der Muffe 11 angreifenden Sicherungsring 12 und einen Kupplungsring 13. Das Rohrstück 10 kann der Endabschnitt eines längeren Rohres oder auch nur ein Rohrübergangsstück sein, welches, insbesondere mittels Spiegelschweißen, mit einem längeren Rohr verbunden ist bzw. wird.

Der Sicherungsring 12 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist vom Typ Novo-Sit-Ring. Er besteht aus einer gummielastischen Manschette 14 und daran an- bzw. darin eingearbeiteten metallischen Bewehrungselementen 15. Diese sind, wie in der unteren Hälfte der Fig. 1 angedeutet, in Abständen um den Umfang verteilt. Ihre Innenflächen sind sägenartig gezahnt. In einer weiteren Kammer der Muffe 11 lagert ein Dichtring 16, der bei diesem Ausführungsbeispiel als Tyton-Ring dargestellt ist. Er hat die Aufgabe, die vollständige Dichtigkeit der Verbindung zu gewährleisten, die allein aufgrund des Rings 12 in dem Maße nicht gegeben wäre.

Eine Muffe 11 mit den darin befindlichen Ringen 12 und

16 ist an sich bekannt und dient zur zugfesten Aufnahme eines eingeschobenen Spitzendes eines metallischen Gußrohres, in dessen Manteloberfläche sich die Zähne der Metallelemente 15 verkrallen.

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Um eine solche Muffenanordnung für eine Rohrverbindung nutzbar zu machen, bei dem das Rohrstück 10 aus recht weichem Kunststoff wie Polyethylen, Polypropylen od. dgl. besteht, ist der besondere Kupplungsring 13 vorgesehen, der aus einem härteren Material, insbesondere Kunststoff wie Polyamid, besteht und wie eine dünne Manschette auf dem Rohr 10 sitzt. Seine Außenfläche dient zur Verkrallung mit den Zähnen der Metallkörper 15 des Ringes 12. Die Außenfläche des Kupplungsringes 13 kann eine entsprechende Gegenverzahnung aufweisen, muß es aber nicht, wenn ein besonders geeigneter, d.h. zweckmäßig zäher Werkstoff verwendet wird.

Um die in Fig. 1 dargestellte Verbindung zugfest zu machen, muß der Kupplungsring 13 zumindest entgegen der Auszugrichtung des Rohrstücks 10 aus der Muffe 11 axial gesichert sein. Hierzu dient die vom Spitzende des Rohrstücks 10 wegweisende Anschlagschulter 17, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel Bestandteil einer Mantelnut 18 ist.

Der Kupplungsring 13 kann auf das Rohrstück 10 aufgeschrumpft, als geschlitzter Ring aufgeschnappt oder auch bei Herstellung mittels Spritzgießen des Rohrstücks mit diesem verbunden sein. Möglich ist es auch, den Ring 13 aus wenigstens zwei sich zu einem Ring ergebenden Teilringen zusammenzusetzen, so daß man beispielsweise zwei Halbringe radial an das Rohrstück 10 anlegt, bevor man die Rohrverbindung vollzieht .

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten zum einen dadurch, daß die Muffe 11 als Sicherungsring 12 einen sogenannten Tyton-Sit-Ring aufweist, der aus einer gummielastischen Manschette 19 und über deren Umfang verteilt angeordneten metallischen Be-

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wegungskörpern 20 verfügt, die wiederum dazu dienen, sich mit der Außenfläche eines eingesteckten Rohres zu verkrallen. Der weitere Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht darin, daß hier außerdem dargestellt ist, daß die beiden Teile 10 und 13 zusammen koextrudiert sind, wodurch der Kupplungsring 13 ebenfalls axialfest mit dem Rohrstück 10 verbunden werden kann. Tn diesem Fall ist weder eine Anschlagschulter noch eine Mantelnut (17 und 18 in Fig. 1) erforderlich, denn hier ist die Verbindung zwischen dem Rohrstück 10 und dem darauf befindlichen Kupplungsring 13 stoffschlüssig verschweißt.

Selbstverständlich kann auch bei Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Muffenanordnung 11 ein Kupplungsring 13 nach Art der Fig. 2 vorliegen, und umgekehrt auch ein Kupplungsring 13 entsprechend Fig. 1 bei einer Muffenanordnung nach Fig. 2.

Mit 21 ist jeweils noch ein innen in den Spitzendbereich des Rohrstücks 30 eingesetztes, vorzugsweise aus Stahl bestehendes Innenstützrohr bezeichnet. Die Auskleidung des Rohrendes mit diesem Stützrohr 21 hat die Aufgabe, Deformierungen des Rohrendabschnitts im Bereich der Dichtzone zu verhindern, die insbesondere bei Axialkrafteinwirkungen entstehen könnten.

Claims

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Ansprüche

1 . Zugfeste Rohrverbindung zum Anschluß einer aus weichem Kunststoff wie Polyethylen, Polypropylen od. dgl. bestehenden Rohrleitung an eine im Verbindungsbereich mündungsseitig mindestens eine Ringdichtung axialgesichert aufnehmende Muffe, mit einem dem anzuschließenden Rohrstück zugeordneten Kupplungsring und einem an diesem sowie mindestens mittelbar an der Muffe angreifenden Sicherungsring, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (12) in an sich bekannter Weise als gummielastischer Dichtungsring mit über seinen Innenumfang verteilt angebrachten Metallelementen (15; 20) mit insbesondere sägezahnartiger Innenzahnung zum mindestens mittelbaren Angriff an die Mantelfläche des Rohrstücks (10) ausgebildet ist, und daß der Kupplungsring (13) manschettenartig im axialen Überdeckungsbereich der Metallelemente (15; 20) des Dichtungsrings außen am Rohrstück (10) angebracht ist und aus einem härteren Material als das Rohrstück besteht.
2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (13) an seiner Außenfläche mit einer im wesentlichen sägezahnartigen Gegenzahnung ausgerüstet ist.
3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialfesten Verankerung des Kupplungsrings (13) auf dem Rohrstück (10) dieses mit wenigstens einer vom Spitzende des Rohrstücks (10) wegweisenden Anschlagschulter (17) versehen ist.

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4. Rohrverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagschulter (17) Bestandteil einer Umfangs-Mantelnut (18) im Spitzendebereich des Rohrstücks (10) ist.
5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (13) auf den Mantel des Rohrstücks (10) aufschrumpfbar ist.
6. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (13) mit einem durchgehenden Mantelschlitz als Spannring zum kraftschlüssigen Sitz auf dem Mantel bzw. in der Mantelnut (18) des Rohrstücks (10) ausgebildet ist.
7. Rohrverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (13) in wenigstens zwei einander umfänglich ergänzende Ringstücke geteilt ist.
8. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (13) aus einem zähen Kunststoff wie Polyamid, insbesondere Polyamid 66, besteht.
9. Rohrverbindung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (13) zusammen mit dem Rohrstück (10) koextrudiert ist.
10. Rohrverbindung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (10) in den Kupplungsring (13) eingespritzt ist.

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11. Rohrverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (13) aus Metall, insbesondere Metallguß, besteht.