EP4665996A1 - Steckfitting sowie montageverfahren - Google Patents

Steckfitting sowie montageverfahren

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Publication number
EP4665996A1
EP4665996A1 EP24707127.7A EP24707127A EP4665996A1 EP 4665996 A1 EP4665996 A1 EP 4665996A1 EP 24707127 A EP24707127 A EP 24707127A EP 4665996 A1 EP4665996 A1 EP 4665996A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fitting
plug
pipe end
configuration
base body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24707127.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Reckzeh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Reckzeh Thomas
Original Assignee
Reckzeh Thomas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Reckzeh Thomas filed Critical Reckzeh Thomas
Publication of EP4665996A1 publication Critical patent/EP4665996A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/08—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members
    • F16L37/084—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking
    • F16L37/092—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking by means of elements wedged between the pipe and the frusto-conical surface of the body of the connector
    • F16L37/0927—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking by means of elements wedged between the pipe and the frusto-conical surface of the body of the connector the wedge element being axially displaceable for releasing the coupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2201/00—Special arrangements for pipe couplings
    • F16L2201/10—Indicators for correct coupling

Definitions

  • the present invention relates to an externally sealing plug fitting for a quick connection to externally smooth pipe ends of various types, such as with socketless water, sewage, gas or district heating pipes made of plastic or with smooth pipes made of copper, steel, aluminum or (multi-layer) composite material, whereby the connection can basically be made without the use of tools by pushing the plug fitting onto the pipe end and then generally providing a permanent seal.
  • Externally sealing fittings have the advantage over fittings with a nozzle that extends into the pipe end (internally sealing) that the cross-section in the fitting area is not reduced, thus largely avoiding increased flow losses in the fitting area.
  • conventional internally sealing press fittings with nozzles the diameter reduction for small pipe diameters is up to 50% (due to the fact that the support sleeve must be particularly stable with respect to the pressing forces used), which can obviously lead to considerable flow resistance and thus pressure losses.
  • the external sealing of known plug-in fittings works reliably and is also stable over the long term - with the restrictions described below.
  • an essential criterion for tightness is compliance with specified tolerances for the pipe end to be connected.
  • leaks are caused by the pipe end being out of round (e.g. elliptical).
  • Such problems can arise during transport or storage of the pipes due to impermissible mechanical stress, or a non-round profile can arise when cutting to length with tools that cause impermissible crushing of the pipe end.
  • Damage or contamination of the outside surfaces of the pipes can also lead to leaks. Less frequently, production-related dimensional deviations in the outside diameter of the pipes are the cause of leaks in push-fit connections.
  • the invention is based on the object of providing a plug-in fitting and an assembly method therefor, by means of which a quick, simple and reliably sealing connection, which is essentially tool-free, is made possible both in normal cases and in exceptional cases, such as when pipe ends do not fully correspond to the specified tolerances and/or in the event of a need for correction.
  • a plug-in fitting according to the invention for a sealing connection with at least one pipe end with a smooth outside comprises at least the following elements: a base body with an approximately cylindrical cavity for receiving the pipe end to be connected on the inside, wherein the base body has an internal stop against which the pipe end to be connected abuts in the connected state; and a union sleeve which is connected to the base body so as to be adjustable in the axial direction, wherein the plug-in fitting can be brought into different configurations by this adjustment.
  • the term "axial" should mean in the direction of the central axis of the pipe end, whereby this axis simultaneously represents a rotational symmetry axis for several elements of the fitting.
  • 'radial' shall mean a direction perpendicular to the said central axis.
  • the two elements, base body and union sleeve, should therefore be axially adjustable against each other, for example by means of a threaded screw connection provided between the components, as explained below.
  • One idea of the invention is that in a setting of the axial position between the base body and the union sleeve, referred to as the basic configuration, which corresponds to the delivery or at least the pre-use or pre-assembly state of the fitting without further user intervention, a plug-in connection with pipe ends that correspond to specified mechanical tolerances can be produced in a long-term sealing manner by simply inserting it (without tools).
  • the "specified mechanical tolerances" mentioned above refer to the factors mentioned at the beginning for the quality of the pipe end to be connected, which are necessary for a permanently tight plug connection, in particular a cross-section of the pipe end that is not too irregular, a straight, properly deburred cutting surface and a smooth, undamaged outer pipe wall with the specified external dimension.
  • either a post-pressing configuration can be set which allows optional post-pressing to improve the sealing effect, in particular in the case of a pipe end which does not or does not fully comply with the mechanical tolerances and cannot be reliably sealed in the basic configuration.
  • This optional re-pressing option also allows the tolerances of the fitting itself to be selected somewhat larger, thus reducing manufacturing costs, since if the tolerances at the pipe end and the fitting coincide unfavorably, there is still the possibility of re-pressing.
  • a disassembly configuration can be implemented in which the union sleeve is removed from the base body without the use of a special tool, so that the pipe end can be removed from the push-in fitting again without causing any damage if necessary.
  • specialty tools refers in particular to pliers supplied specifically for the fittings to release the self-blocking. Wrenches, screwdrivers or pipe wrenches of different sizes are not special tools. Such standard tools are generally required within the scope of the invention to dismantle the union sleeve.
  • the plug-in fitting according to the invention further comprises a preferably slotted retaining element with radially inwardly directed barbs, which can self-lockingly lock a pipe end to be connected.
  • the plug-in fitting according to the invention has on the inside of one of its sleeves - preferably on the inside of the base body - a sealing element (e.g. one or more O-rings) which seals the pipe end to be connected on the outside, which can already reliably seal pipe ends corresponding to the mechanical tolerances in the basic configuration and which, if a post-pressing configuration is provided, exerts a stronger radial sealing force on the pipe end in this post-pressing configuration than in the basic configuration.
  • a sealing element e.g. one or more O-rings
  • the user of the fitting according to the invention can therefore initially establish the plug connection in the basic configuration without tools.
  • the user If the user then discovers a leak during a subsequent pressure test or during regular operation, or if the user suspects that the connection may be leaky because, for example, the pipe was not cut to length in a completely satisfactory manner, he can put the fitting into a post-pressing configuration in which increased sealing forces are applied. Because the post-pressing configuration is only set after the pipe end has already been inserted in the basic configuration, problems caused by increased radial pressure forces of the sealing element, in particular blocking of the insertion of the pipe end or an increased risk of damage to the sealing element when inserting the pipe end, are avoided.
  • a locking and/or marking element is also provided so that an adjustment from the defined basic configuration is clearly perceptible and does not occur accidentally or unintentionally (before or after assembly). This is because if the basic configuration is inadvertently moved towards a post-pressing configuration, it may be more difficult to insert the pipe end and the sealing element may be exposed to the risk of damage, or if the pipe is inadvertently moved towards a disassembly configuration, the tightness or stability of the pipe connection would be endangered.
  • the base body and the cap sleeve can be rotated relative to one another by means of a threaded connection or by means of a bayonet-type element and can thus be axially displaced and brought into the different configurations.
  • the base body and/or the union sleeve preferably have attachment structures for suitable conventional adjustment tools, e.g. an external hexagon for a suitable open-end wrench, knurling for the attachment of pliers or a radial (threaded) hole for the attachment of pin-shaped tools, by means of which the two elements can be rotated against each other.
  • suitable conventional adjustment tools e.g. an external hexagon for a suitable open-end wrench, knurling for the attachment of pliers or a radial (threaded) hole for the attachment of pin-shaped tools
  • the adjustment between the base body and the union sleeve ie the change between different configurations - which is usually only necessary for a configuration change from the basic configuration - can preferably be carried out without special tools (i.e. only with standard tools such as open-end wrenches, pipe wrenches, etc.). If a very fine thread is provided In certain configurations, tool-free adjustment "by hand” might also be conceivable, although the post-pressing forces that have to be applied and the locking forces that may have to be overcome (see below) would make adjustment without an additional tool lever arm rather difficult. Furthermore, the adjustment is preferably designed to be completely reversible and non-destructive. In contrast to press connections, there is no significant plastic deformation in the area of the sealing element, but rather an essentially elastic deformation, so that if necessary, the post-pressing or disassembly configuration can be changed back to the basic configuration.
  • the order of the elements in a plug-in fitting according to the invention is selected such that, starting from the stop on the base body side, axially in the direction of the pipe, first the sealing element, surrounded by the base body, is provided, followed by the slotted retaining element, surrounded by the union sleeve.
  • the sealing element is thus located near the stop, so that bending forces acting on the pipe end influence the sealing effect of the sealing element as little as possible and the pipe end up to the sealing element is supported as best as possible by the surrounding cylindrical hollow body of the fitting.
  • the sealing element is designed as at least one O-ring arranged in an inner groove of the plug-in fitting, which in the pre-assembled state in the basic configuration projects radially into the insertion path of the pipe end to be connected and is compressed by the pipe end when inserted in such a way that a relatively easy insertion ("by hand") of the pipe end over the O-ring up to the stop is made possible with a permanent radial sealing effect at the same time, at least if the pipe end complies with the mechanical tolerance specifications.
  • a preferred embodiment of the invention can provide that an axial displacement of the union sleeve from the basic configuration to the post-pressing configuration causes a reduction in the groove width of the groove for receiving the O-ring, whereby the O-ring is axially (more strongly) compressed and the radial sealing forces acting on the outside of the pipe end are thereby increased, so that existing Tolerances, e.g. out-of-roundness, can then still be reliably sealed by the O-ring.
  • the aforementioned reduction in the groove width in the post-pressing configuration can be achieved by means of a spacer sleeve, one end face of which rests laterally against the O-ring arranged in the area of the base body, and the other end face of which abuts against the cap sleeve, so that an axial movement of the cap sleeve relative to the base body (in which the base body and cap sleeve are moved towards each other) is converted into an axial compression of the at least one O-ring, wherein the maximum radial compression of the at least one O-ring is mechanically limited preferably to a maximum of 30% of the cord width of the O-ring, very particularly preferably to a maximum of 20%.
  • the limitation to be preferably implemented results from the maximum permissible load data of the O-ring used. By limiting the additional compression, mechanical failure of the O-ring due to excessive post-pressing is avoided.
  • the above-mentioned spacer sleeve can have a cylindrical sleeve shape or a cylindrical sleeve shape with an L-shaped section and a stop collar in the region of the abutment area of the coupling sleeve.
  • the axial compression of the O-ring caused by the radial compression of the O-ring when the pipe end is inserted is also subjected to an axial preload force via the spacer sleeve on the slotted retaining element.
  • This possible additional function of the spacer sleeve which is already effective in the basic configuration, allows the barbs of the slotted retaining element to be brought into contact with the outside wall of the pipe directly when the pipe end is inserted, so that the slotted retaining element holds the pipe end in place by self-blocking with minimal axial play when tensile load is applied to the pipe end.
  • two consecutive O-rings can also be provided in order to achieve the specified sealing effect or to provide a redundant sealing level in the event of failure of one of the O-rings.
  • these are preferably separated by an axially movable separating disc so that a uniform axial and radial compression of both O-rings can take place during the subsequent pressing.
  • the self-blocking of the preferably slotted retaining element is preferably achieved or supported by the fact that it has a cone on the outside, which interacts with a complementary cone on the inside of the union sleeve in such a way that the pipe end is locked in a self-locking manner.
  • the preferably provided slot allows the retaining element to slide along this cone and reduces its inner diameter when tensile stress is applied to the pipe end, so that the barbs may work their way deeper into the pipe end and non-destructive removal is generally impossible.
  • the retaining element is also compressed more radially when the cap sleeve is axially displaced relative to the base body during the subsequent pressing. This can be achieved by the spacer sleeve abutting against the retaining element, which transfers the axial compression force of the sealing element to the retaining element, as explained below with reference to the figures.
  • a locking and/or marking element can be provided between the base body and the union sleeve, which can be overcome when there is an axial displacement between the elements and which clearly marks the basic configuration for the user.
  • An additional locking mechanism can also be provided in a post-pressing configuration.
  • an annular elastic element is placed in an external groove between the base body and the cap sleeve to achieve an overcomeable frictional connection between the base body and
  • This elastic element therefore represents a type of anti-twist device to prevent unintentional adjustment from the basic configuration in the sense of a locking and/or marking element.
  • Increasing compression of the elastic element when moving it into the post-pressing configuration also creates increasing rotational resistance (until the stop mentioned above is reached), so that intermediate positions for post-pressing can also be set.
  • the elastic element mentioned can additionally take on an indicator function in that the ring-shaped elastic element is visible in the basic configuration and is completely or partially covered by a projection in a post-pressing configuration, which clearly indicates whether the push-in fitting is in the basic configuration or in a post-pressing configuration.
  • the elastic element can also be made from a strikingly colored material, for example. This allows the user to see at a glance which fittings have already been used for the post-pressing option, and before assembling a fitting it would be immediately apparent if it was not in the basic configuration.
  • a method for sealingly connecting a pipe end to a plug-in fitting wherein the plug-in fitting can optionally be brought into a post-pressing configuration that allows an increase in the pressure forces of the sealing elements of the plug-in fitting compared to a basic configuration.
  • the method can be used, for example, with a plug-in fitting as described above, but could also be used for other plug-in fittings if they provided an optional post-pressing option.
  • the method comprises the following steps: a) inserting the pipe end to be connected into the push-fit fitting in the basic configuration without the use of tools, whereby a permanently tight connection is already established for pipe ends that meet the mechanical tolerances, and b) if after step a) - immediately or at a longer interval - a leak is detected or predicted; bringing the push-in fitting into the post-pressing configuration to achieve and/or ensure permanent tightness.
  • the push-in fitting can be put into the disassembly configuration and, for example, the pipe end can be replaced.
  • the post-pressing step for producing the sealing connection is not mandatory, but can only be used optionally.
  • Figure 1 shows a half axial section of a loosely assembled push-fit fitting without a pipe end inserted into it
  • Figure 2 shows a half axial section of the push-in fitting after insertion of a pipe end and in the basic configuration
  • Figure 3 shows a half axial section of the push-in fitting with the pipe end inserted in a post-pressing position
  • Figures 4 to 6 show representations of a modified embodiment of the invention analogous to Figures 1 to 3;
  • Figures 7 to 9 show representations analogous to Figures 4 to 6 of a further modified embodiment of the invention.
  • Figure 10 shows a half axial section of the plug-in fitting in a design with double O-rings.
  • the externally sealing plug fitting shown in Figure 1 in half axial section and designated as 1 overall has a central longitudinal axis not shown, which can be imagined as a horizontal line below Figure 1; this also applies to the other figures.
  • the fittings 1 in the figures each have a pipe connection area in the right-hand part, which is described in more detail below, and a connection area 6 in the left-hand part, which in Figures 1 to 3 is designed only as an example as an externally circumferential threaded connection 4.
  • the invention is intended to cover all possible connection area variants for one or more pipe ends, e.g. for changing direction (e.g. 90° or 30° angle), for (plug-in) connections with other pipe ends (e.g. T-piece) or for producing one or more other types of connections, e.g. via a screw thread.
  • a pipe connection area instead of the threaded connection area shown in the figures, a mirror-symmetrical pipe connection area with the same or different cross-section (in the sense of a coupling piece) can be provided.
  • the fitting 1 according to the invention preferably has no cross-sectional constriction in the fitting area, which is made possible by the external sealing concept explained below. If, for example, adaptation to different pipe diameters is desired, a cross-sectional constriction can of course be provided regardless.
  • the plug-in fitting 1 comprises a base body 2 with an approximately cylindrical cavity (with certain steps described in more detail below) for receiving the pipe end 32 to be connected ( Figure 2).
  • the outer diameter of the base body 2 decreases in an outer step forming an external groove boundary 8 to a cylindrical section with a smaller outer diameter, which is provided with an external thread 5a indicated by dashed lines closer to its axial end and ends in an end face 10 of the base body 2.
  • the inner diameter of the base body 2 increases from the inner surface of the generally hollow cylindrical section of the base body 2 in a second inner stage, which forms an annular stop 12 for the pipe end 32 to be connected, to an intermediate section with a cylindrical inner surface 14 and an inner diameter matching the outer diameter of a pipe 32 to be connected.
  • the inner diameter of the intermediate section 14 increases in a first inner stage 16 to form an end section 18 with a cylindrical inner surface and an inner radius that is larger than the inner radius of the intermediate section by less than the cord thickness of an O-ring 20 that fits into the cylindrical inner surface of the end section 18.
  • the end section 18 ends at the end face 10 of the base body 2.
  • the plug-in fitting also comprises a union sleeve 22, the outer diameter of which can be equal to or larger than the outer diameter of the base body 2 and the outer circumference of which can be designed as a hexagon, for example.
  • the union sleeve 22 has a bore at one axial end which is provided with an internal thread (indicated by dashed lines) that matches the external thread 5a of the base body 2, with which it is loosely screwed onto the base body 2 in the figure.
  • the threaded connection 5a, 5b between the base body and the union sleeve 22 is designated 4.
  • the inner diameter of the bore of the union sleeve 22 provided with an internal thread 5b is reduced to a smaller inner diameter in a sleeve step 24, and this smaller inner diameter gradually becomes smaller with increasing distance from the internal thread 5b in the axial direction in order to form a conical inner surface 26, which is followed by a short cylindrical end section whose inner diameter is as large as the inner diameter of the intermediate section or a little larger.
  • the slope of the conical inner surface 26 is exaggerated in the figures and is actually only a few degrees relative to the longitudinal axis.
  • the plug-in fitting 1 further comprises a retaining ring 28 which has a conical outer surface 30 which corresponds in circumference and pitch to the conical inner surface 26 of the union sleeve 22.
  • Inwardly directed barbs are formed on a generally cylindrical inner surface of the retaining ring 28, which form a type of shark teeth, the barbs projecting radially inwards to such an extent that their inner diameter is slightly smaller than the outer diameter of a pipe 32 to be connected.
  • the retaining ring 28 is slotted. and can move within limits along the inner cone 26 of the union sleeve 22 with variable diameter.
  • the plug-in fitting further comprises a spacer sleeve 34 with a wall cross-section that is L-shaped in longitudinal section, although other designs of the spacer sleeve 34 (simple ring) are also possible.
  • the spacer sleeve 34 can be a turned part made of metal or can be designed as an injection-molded part made of plastic.
  • An axial section of the spacer sleeve 34 which forms a long leg of the L-shape, fits with clearance into the cylindrical inner surface of the end section 18 of the base body 2 and ends with an end face 36, which forms a groove wall for the O-ring 20.
  • An axial section of the spacer sleeve 34 which forms a short leg of the L-shape including its connection to the long leg, has an outer diameter that is larger than the inner diameter of the end section and slightly smaller than the inner diameter of the internal thread 5b in the union sleeve 22.
  • the inner surface of the end portion 18 of the base body 2 has an axial length which is less than the cord thickness of the inner O-ring 20 greater than the axial length of the axial portion of the spacer sleeve 34 which forms the long leg of the L-shape without its connection to the long leg.
  • the plug-in fitting also comprises an outer elastic element 38 (usually also an O-ring) which fits onto the cylindrical section with a smaller outer diameter adjoining the outer step 8 of the base body 1.
  • an outer elastic element 38 usually also an O-ring
  • the base body 2 and the cap sleeve 22 can be made of metal or of a plastic (as an injection-molded part), depending on the specified mechanical requirements.
  • the specific dimensioning, number and hardness of the O-rings 20 as well as the dimensioning of the plug-in fitting 1 according to the invention as a whole depends on the pipe diameter to be pressed, the desired pressure resistance, the pipe material (in particular that of the outside), the wall diameter, the stiffness of the pipe to be pressed. Even if the fitting according to the invention is basically suitable for a wide range of pipe materials and diameters, is suitable, it may be that differently designed fittings have to be used for different pipe types (e.g. purely metallic pipes vs. plastic pipes).
  • the plug-in fitting 1 is loosely assembled and is in a basic configuration G, which is indicated by the marked axial distance between the base body 2 and the union sleeve 22 in Figure 1.
  • the retaining ring 28 sits loosely between the inner surface 26 of the union sleeve 22 and an end face 42 of the section of the spacer sleeve 34, which forms the short leg of the L-shape.
  • the push-in fitting 1 is pushed axially onto the pipe 32 "by hand” (without tools) (or vice versa, depending on the installation situation, the pipe end 32 onto the fitting), whereby the pipe end 32 presses the inner O-ring 20 against the inner surface of the end section 18 and thereby compresses it radially until an end face of the pipe 32 strikes the stop 12, as shown in Figure 2.
  • the fitting 1 is still in the basic configuration G.
  • the components of the plug-in fitting are designed such that in the state thus achieved, the O-ring 20 is radially compressed to such an extent (see the slightly elliptical cross-sectional shape of the O-ring 20 in Figure 2 in comparison to the round initial shape in Figure 1) that the O-ring 20 then seals the pipe end 32 on the outside in a long-term, stable manner when the pipe end 32 complies with the mechanical tolerance specifications.
  • the O-ring 20 blocks a leak path that extends from the pipe end resting on the stop (unsealed) on the outside of the pipe end 32 along the gap between the pipe end 32 and the base body 2, through the O-ring 20 that rests flat on the outside of the pipe and at the same time rests flat on the groove base in the base body 2.
  • the compression of the O-ring 20 exerts radial pressure on the spacer sleeve 34, which pushes against the retaining ring 28 via the end face 42 and additionally presses the latter against the cone, thereby improving the hold of the pipe end 32, see arrow 50 in Figure 2.
  • a leak test is then carried out and if this confirms that the connection is leak-tight, the connection is complete.
  • the push-in fitting 1 can optionally be changed from the basic configuration (G) to a post-press configuration (NP), whereby the contact pressure of the O-ring 20, among others, can be increased.
  • G basic configuration
  • NP post-press configuration
  • the union sleeve 22 is moved axially in the direction of the base body 2 using a tool via the threaded connection 4, wherein the sleeve step 24 in the union sleeve 22 presses against the short leg of the L-shape of the spacer sleeve 34 and presses this even deeper into the end section 18 of the base body 2 until the side of the short leg of the L-shape of the spacer sleeve 34 facing the base body 2 strikes the end face 10 of the base body 2.
  • the reduction in the distance between the base body 2 and the union sleeve 22 in the post-pressing configuration NP causes a stronger contact pressure of the inner conical surface 26 of the union sleeve 22, whereby the retaining ring 28 with its barbs digs even more firmly into the outside of the pipe end 32, which also leads to an even stronger fixation of the pipe end 32.
  • the distance between the end face 10 of the base body 2 corresponds to the axial length of the axial section of the spacer sleeve 34, which forms the short leg of the L-shape.
  • the stop thus formed limits the possible axial displacement of the spacer sleeve 34 to a maximum distance and thus prevents excessive compression of the O-ring 20, which could otherwise destroy it. In addition, this prevents the pipe end 32 from being plastically deformed by the plug-in fitting - apart from the grooves caused by the barbs of the retaining ring 28.
  • the retaining ring 28 may be configured to allow the push-fit fitting and the pipe end 32 to be disengaged from one another without excessive force if necessary when the union sleeve 22 is released in a disassembly configuration in which the union sleeve is completely unscrewed (not shown).
  • Figures 1 to 3 show an elastic element 38 provided on the outside in a groove between the base body 2 and the union sleeve 22.
  • This element 38 can also be an O-ring, but does not primarily have a sealing function, but is intended to generate a certain amount of friction when the thread is actuated as the distance between the base body and the union sleeve 22 decreases in order to prevent accidental loosening or actuation.
  • the elastic element 38 is accordingly more strongly compressed by the end face 40 of the union sleeve 22 than in the basic configuration according to Figures 1 and 2.
  • FIGS 4 to 6 show an embodiment of a plug-in fitting 1 according to the invention which is slightly modified compared to Figures 1 to 3, wherein elements with the same effect are identified by the same reference numerals.
  • the top figure 4 shows the pre-assembly state in the basic configuration G
  • the middle figure 5 shows the state after inserting the pipe end 32, also in the basic configuration
  • the bottom figure 6 shows the fitting after it has been brought into the optional post-pressing configuration NP.
  • Figures 7 to 9 show an embodiment of a push-in fitting according to the invention that is similar to Figures 4 to 6, with Figure 7 again showing the fitting 1 in the pre-assembly state in the basic configuration G, Figure 8 showing the fitting with the pipe end 32 mounted, also in the basic configuration G, and Figure 9 showing the fitting 1 in the post-pressing configuration NP.
  • the oversleeve 22 ends in a locking lug (shown in an exaggerated dimension) which, in the basic configuration G, locks into a corresponding locking recess in the base body 2 and thus marks the basic configuration in order to prevent the basic configuration from being accidentally left.
  • the cap sleeve 22 can be brought into the post-pressing configuration NP despite the locking mechanism or can also be dismantled in the other direction, although the locking mechanism 46 is clearly noticeable in this case.
  • the locking lug shown in Figures 7 to 9 engages in a further elongated recess in the base body in the post-pressing configuration NP, so that a certain locking can also be provided in the post-pressing configuration A/P.
  • the elastic element 38 is designed such that it can be at least partially covered by the front end of the union sleeve 22 in the post-pressing configuration A/P. If the elastic element 38 is colored, for example, it can be seen at a glance whether a fitting 1 has already been post-pressed or not, and it can be checked that the fitting 1 is actually in the basic configuration G before the pipe end 32 is inserted.
  • Figure 10 shows an embodiment of the plug-in fitting according to the invention in the post-pressing configuration NP, in which two consecutive O-rings 20a, b are provided instead of one O-ring 20, which are separated by an axially movable separating disk 44, whereby both O-rings 20a, b are additionally axially compressed in the post-pressing configuration.
  • the spacer sleeve 34b is significantly shortened in this embodiment.

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  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)

Abstract

Steckfitting (1) zur normalerweis werkzeuglosen außendichtenden Verbindung mit einem Rohrende (32) mit glatter Außenseite, wobei das Steckfitting (1) einen Grundkörper (2) zur Aufnahme des Rohrendes (32) und eine Überwurfhülse (22) aufweist, die mit dem Grundkörper (1) in axialer Richtung beispielsweise über ein Gewinde (4) verstellbar verbunden ist, wodurch das Steckfitting (1) in unterschiedliche Konfigurationen bringbar ist. Zum einen ist eine bereits im Vormontagezustand vorgegebene Grundkonfiguration (G) vorgesehen, bei der, falls das Rohrende den Toleranzen entspricht (z.B. nicht zu unrund ist), die Verbindung durch einfaches Einstecken des Rohrendes (32) dauerdichtend hergestellt werden kann. Wenn aber Dichtigkeitsprobleme auftreten, kann eine Nachverpresskonfiguration (NP) zur Verbesserung der Dichtwirkung eingestellt werden. Ferner oder alternativ kann eine Demontagekonfiguration vorgesehen sein. Das Steckfitting (1) weist ein geschlitztes Rückhalteelement (28) mit Widerhaken und ein Dichtungselement (20) auf. Ferner wird ein Montageverfahren für ein Steckfitting (1) mit Nachverpressmöglichkeit vorgeschlagen.

Description

Steckfitting sowie Montageverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein außendichtendes Steckfitting für ein schnelles Verbinden mit außenseitig glatten Rohrenden verschiedenster Art, wie z. B. mit muffenlosen Wasser, Abwasser-, Gas- oder Fernwärmerohren aus Kunststoff oder mit glatten Rohren aus Kupfer, Stahl, Aluminium oder (Mehrschicht-)Verbundma- terial, wobei die Verbindung grundsätzlich ohne Werkzeugeinsatz hergestellt werden kann, indem das Steckfitting auf das Rohrende gesteckt wird und dann in der Regel dauerdichtend hält.
Steckfittinge finden aufgrund ihrer schnellen und werkzeuglosen Montage eine zunehmende Verbreitung, insbesondere, aber nicht nur, im Do-It-Yourself-Bereich, und treten verbreitet an die Stelle traditioneller Verbindungsverfahren wie Löten oder Verpressungsverbindungen.
Verpressungsverbindungen erfordern in der Regel ein spezielles kostenintensives Verpresswerkzeug mit speziellen Pressbacken für jeden zu verpressenden Rohrdurchmesser sowie genügend Arbeitsraum, dieses Werkzeug am Montageort anzusetzen, was die Einsatzmöglichkeiten der Verpressung in schwer zugänglichen und engen Montagesituationen begrenzt. Bei Verpressungen besteht außerdem die latente Gefahr, dass die Verpressung unbemerkt nicht oder nicht vollständig ausgeführt worden sein könnte, weshalb Verpressungen entwickelt wurden, die im unverpressten Zustand auf jeden Fall undicht sind. Ferner ist ein Nachteil der Verpressung, dass sich diese aufgrund der plastischen Fügung zwischen Rohrende und Presshülsen in der Regel nicht mehr zerstörungsfrei lösen lässt.
Mit dem Begriff "Fitting" sollen nachfolgend alle möglichen Anschlussstücke für ein Rohrende, z.B. zur Richtungsänderung (z.B. 90°- oder 30°-Winkel), zur (Steck-) Verbindung mit weiteren Rohrenden (z.B. T-Stück) oder zur Herstellung einer oder mehrerer andersartiger Verbindungen, z.B. über ein Schraubgewinde, gemeint sein. Insbesondere kann ein und dasselbe Fitting auch für eine Steckverbindung mit mehreren Rohrenden eingerichtet sein, indem die weiter unten beschriebenen Einzelelemente zur Herstellung der Verbindung mehrfach vorhanden sind. Die Zugfestigkeit der Verbindung wird bei den üblichen Steckfittings meist durch ein Rückhalteelement bereitgesellt, z.B. einen geschlitzten Ring aus Federstahl, der innenliegende Zähne in Form von Widerhaken aufweist, die sich beim Aufstecken des Fittings auf dem Rohrende in dessen Außenseite verkrallen.
Bei Aufbringung eines Zuges am Rohrende tendieren die Widerhaken dazu, weiter in den Rohraußenumfang eindringen ("Selbstblockage"), so dass das Steckfitting nicht mehr oder nur mit großem Kraftaufwand und vielfach nicht mehr zerstörungsfrei von dem Rohrende abgezogen werden kann.
Die eigentliche Abdichtung derartiger Steckfittinge, d.h. das Verhindern des Austritts des in dem Rohr transportierten flüssigen oder gasförmigen Mediums, wird bei bekannten außendichtenden Steckfittingen außenseitig mittels eines Dichtungselementes, insbesondere mittels wenigstens eines O-Ringes aus einem elastischen Material, wie z.B. Gummi oder Kunststoff, gewährleistet.
Dieser O-Ring steht um ein vorgegebenes Maß radial in den Einsteckweg des Rohrendes hinein, so dass sich das Rohrende trotzdem noch über den O-Ring hinweg einstecken lässt. Der O-Ring wird durch das eingesteckte Rohrende um ein vorgegebenes Maß expandiert bzw. innerhalb der Nut, in der sich der O-Ring befindet, komprimiert. Danach drückt der O-Ring mit einer gewissen radialen Vorspannkraft vollumfänglich gegen die Rohraußenwand.
Hierdurch wird der vom - normalerweise nicht gegenüber dem Fitting abgedichtete - Stirnende des Rohrendes außen am Rohr entlangführende Leckagepfad (sowohl an der Rohraußenseite und auch am Nutengrund der O-Ring-Nut) blockiert und die Verbindung ist insgesamt dicht.
Außendichtende Fittinge haben gegenüber Fittingen mit einem in das Rohrende hineinragenden Stutzen (innendichtend) den Vorteil, dass der Querschnitt im Fittingbereich nicht reduziert wird, somit erhöhte Strömungsverluste im Fittingbereich weitgehend vermieden werden. Bei konventionellen innendichtenden Pressfittings mit Stutzen beträgt die Durchmesserverengung bei kleinen Rohrdurchmessern bis zu 50% (bedingt dadurch, dass die Stützhülse besonders stabil gegenüber den verwendeten Presskräften ausgebildet sein muss), was offensichtlich zu erheblichen Strömungswiderständen und damit Druckverlusten führen kann. Grundsätzlich funktioniert die außendichtende Abdichtung bei bekannten Steckt it- tingen - mit den nachfolgend beschriebenen Einschränkungen - zuverlässig und auch langzeitstabil.
Ein wesentliches Kriterium für die Dichtigkeit ist allerdings die Einhaltung vorgegebener Toleranzen für das zu verbindende Rohrende.
In vielen Fällen sind auftretende Undichtigkeiten dadurch bedingt, dass das Rohrende unrund (z.B. elliptisch) ist. Derartige Probleme können beim Transport- oder der Lagerung der Rohre durch unzulässige mechanische Belastungen entstehen, oder ein unrundes Profil kann beim Ablängen mit Werkzeugen entstehen, die eine unzulässige Quetschung des Rohrendes bewirken.
Derartige Unrundheiten - soweit sie sich im Bereich befinden, in dem der O-Ring zur Anlage kommen soll - können durch den O-Ring nur begrenzt ausgeglichen werden, da die zulässige radiale Kompression eines O-Ringes zum einen durch den O-Ring selbst und das Kriterium, dass das Rohrende noch von Hand am O-Ring vorbei eingesteckt werden können soll, begrenzt sind.
Weitere Ursachen für mögliche Undichtigkeiten könne nicht senkrechte Rohrschnitte oder nicht ausreichend entgratete Schnitte sein, wobei die Grate den O-Ring beschädigen können oder sich Partikel zwischen Rohraußenseite und O-Ring setzen können.
Auch können Beschädigungen oder Verunreinigungen der Rohraußenflächen zu Undichtigkeiten führen. Seltener sind produktionsbedingte Maßabweichungen der Rohraußendurchmesser ursächlich für Undichtigkeiten bei Steckfittingverbindungen.
Ein weiteres Problem bei üblichen Steckfittingen besteht darin, dass sich ein einmal gestecktes Rohrende häufig nicht mehr zerstörungsfrei aus dem Fitting entfernen lässt.
Es existieren zwar Steckfittinge, die mit Spezialwerkzeugen (speziellen Zangen) wieder gelöst werden können, indem die Selbstblockage des geschlitzten Rückhalteelements mit Widerhaken aufgehoben wird, so dass das Rohrende wieder herausgezogen werden kann. Allerdings ist hierzu - wie erwähnt - ein speziell angepasstes und in der Regel rohrdurchmesserabhängiges Werkzeug erforderlich, das nicht immer zur Hand ist, und das Rohrende wird dabei vielfach durch die teilweise noch wirksamen Widerhaken des Rückhalteelements derart beschädigt und mechanisch deformiert, dass dieses für eine erneute Verbindung nicht mehr geeignet wäre.
Die vorbeschriebenen Probleme bei der Demontage handelsüblicher Steckfittinge bedeuten in der Praxis, dass das Rohr zur Herstellung einer erneuten Steckverbindung abgelängt werden muss, wodurch ein vorher konfektionierter Rohrabschnitt aber in der Regel zu kurz ist, so dass der komplette Rohrabschnitt neu konfektioniert und beidseitig neu verbunden werden muss. Besonders nachteilig ist dies, wenn eine T-förmige Steckfittingverbindung korrigiert werden soll, denn dann müssen häufig drei neue Rohrabschnitte angefertigt und verbunden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steckfitting und ein Montageverfahren hierfür bereitzustellen, durch die eine schnelle, einfache und zuverlässig dichtende grundsätzlich werkzeuglose Verbindung sowohl im Regelfall als auch in Ausnahmefällen, wie bei nicht ganz den vorgegebenen Toleranzen entsprechenden Rohrenden und/oder im Falle von Korrekturbedarf, ermöglicht wird.
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe erfolgt mittels eines Steckfittings mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruches 14.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes Steckfitting zur dichtenden Verbindung mit wenigstens einem Rohrende mit glatter Außenseite, umfasst mindestens folgende Elemente: einen Grundkörper mit einem näherungsweise zylindrischen Hohlraum zur innenseitigen Aufnahme des zu verbindenden Rohrendes, wobei der Grundkörper einen innenseitigen Anschlag aufweist, gegen den das zu verbindende Rohrende im Verbindungszustand anstößt; und eine Überwurfhülse, die mit dem Grundkörper in axialer Richtung verstellbar verbunden ist, wobei das Steckfitting durch diese Verstellung in unterschiedliche Konfigurationen bringbar ist. Dabei soll - wie auch im Folgenden - der Begriff "axial" in Richtung der Mittenachse des Rohrendes bedeuten, wobei diese Achse gleichzeitig eine Rotationssymmetrieachse für etliche Elemente des Fittings darstellt.
Der Begriff "radial' soll eine zu der besagten Mittenachse senkrecht verlaufende Richtung bedeuten.
Die beiden Elemente Grundkörper und Überwurfhülse sollen also axial gegeneinander verstellbar sein, beispielsweise mittels eines zwischen den Komponenten vorgesehenen Gewindeverschraubung, wie weiter unten noch erläutert wird.
Eine Idee der Erfindung besteht darin, dass in einer als Grundkonfiguration bezeichneten Einstellung der axialen Lage zwischen Grundkörper und Überwurfhülse, die dem Liefer- oder wenigstens dem Vorverwendungs- oder Vormontagezustand des Fittings ohne weitere Benutzerinterventionen entspricht, eine Steckverbindung mit Rohrenden, die vorgegebenen mechanischen Toleranzen entsprechen, durch einfaches Einstecken (werkzeuglos) langfristig dichtend hergestellt werden kann.
Die erwähnten "vorgegebenen mechanischen Toleranzen" beziehen sich auf die eingangs genannten Faktoren für die Qualität des zu verbindenden Rohrendes, die für eine dauerhaft dichte Steckverbindung erforderlich sind, insbesondere einen nicht zu unrunden Querschnitt des Rohrendes, eine gerade, ordnungsgemäß entgratete Schnittfläche und eine glatte, unbeschädigte Rohraußenwand mit dem vorgegebenen Außenmaß.
Neben dieser Grundkonfiguration ist erfindungsgemäß entweder eine Nachverpresskonfiguration einstellbar, die eine optionale Nachverpressung zwecks Verbesserung der Dichtwirkung, insbesondere bei einem nicht oder nicht vollständig den mechanischen Toleranzen entsprechenden und in der Grundkonfiguration nicht zuverlässig abdichtbaren Rohrende, erlaubt.
Durch diese optionale Nachverpressmöglichkeit können übrigen auch die Toleranzen des Fittings selbst etwas größer gewählt und die Herstellungskosten damit gesenkt werden, da bei ungünstigem Zusammenfall von Toleranzen bei Rohrende und Fitting immer noch die Möglichkeit der Nachverpressung besteht. Zusätzlich oder alternativ zu der Nachverpresskonfiguration kann eine Demontagekonfiguration realisierbar sein, in der die Überwurfhülse von dem Grundkörper ohne Einsatz eines Spezialwerkzeugs entfernt wird, so dass das Rohrende bei Bedarf zerstörungsfrei wieder aus dem Steckfitting entfernt werden kann.
Unter dem Begriff "Spezialwerkzeuge" sind insbesondere speziell für die Fittinge mitgelieferte Zangen zum Lösen der Selbstblockage zu verstehen. Keine Spezialwerkzeuge sind beispielsweise Schraubenschlüssel, Schraubendreher oder Rohrzangen unterschiedlicher Größen. Derartige Standardwerkzeuge sind in der Regel im Rahmen der Erfindung für eine Demontage der Überwurfhülse erforderlich.
Das erfindungsgemäße Steckfitting weist ferner ein vorzugsweise geschlitztes Rückhalteelement mit radial nach innen gerichteten Widerhaken auf, welches ein zu verbindendes Rohrende selbsthemmend arretieren kann.
Ferner weist das erfindungsgemäße Steckfitting an der Innenseite einer seiner Hülsen - vorzugsweise an der Innenseite des Grundkörpers - ein das zu verbindende Rohrende außenseitig abdichtendes Dichtungselement (z.B. ein oder mehrere O-Ringe) auf, das bereits in der Grundkonfiguration den mechanischen Toleranzen entsprechende Rohrenden zuverlässig abdichten kann, und das, sofern eine Nachverpresskonfiguration vorgesehen ist, in dieser Nachverpresskonfiguration eine stärkere radiale Dichtkraft auf das Rohrende ausübt als in der Grundkonfiguration.
Das Bringen des Steckfittings in die Nachverpresskonfiguration - über eine geeignete mechanische Kopplung, siehe im Folgende und bevorzugt ohne Notwendigkeit von Spezialwerkzeugen - bewirkt also zumindest eine Erhöhung der Dichtungselementkompression.
Der Nutzer des erfindungsgemäßen Fittings kann also zunächst die Steckverbindung werkzeuglos in der Grundkonfiguration herstellen.
Stellt der Nutzer dann bei einer anschließenden Druckprüfung oder im regulären Betrieb eine Undichtigkeit fest, oder hat der Nutzer den Verdacht, dass die Verbindung undicht sein könnte, weil z.B. das Ablängen des Rohres nicht ganz zufriedenstellend ausgeführt worden war, so kann er das Fitting in eine Nachverpresskonfiguration bringen, bei der verstärkte Dichtkräfte aufgebracht werden. Dadurch, dass die Nachverpresskonfiguration erst eingestellt wird, nachdem das Rohrende in der Grundkonfiguration schon eingesteckt wurde, werden Probleme durch erhöhte radiale Andruckkräfte des Dichtungselements, insbesondere ein Blockieren des Einsteckens des Rohrendes bzw. eine erhöhte Beschädigungsgefahr des Dichtungselements beim Einstecken des Rohrendes, vermieden.
Um eine versehentliche Verstellung aus der bereits im Liefer- oder Vorverwen- dungs- oder Vormontagezustand bereitgestellten Grundkonfiguration zu vermeiden, ist ferner ein Rastungs- und/oder Markierungselement vorgesehen, so dass eine Verstellung aus der definierten Grundkonfiguration deutlich wahrnehmbar ist und nicht etwa (vor oder nach der Montage) versehentlich oder ungewollt erfolgt. Denn bei einer unbeabsichtigten Verbringung aus der Grundkonfiguration in Richtung einer Nachverpresskonfiguration würde ggf. das Einstecken des Rohrendes erschwert und evtl, das Dichtungselement einer Beschädigungsgefahr ausgesetzt, oder bei einer unbeabsichtigten Verbringung in Richtung einer Demontagekonfiguration wäre die Dichtheit bzw. Stabilität der Rohrverbindung gefährdet.
In einer bevorzugten Ausführungsform können Grundkörper und Überwurfhülse mittels einer Gewindeverbindung oder mittels eines bajonettverschlussartigen Elements gegeneinander verdrehbar und damit axial verschiebbar und in die unterschiedlichen Konfigurationen bringbar sein.
Um ein Gewinde oder einen Bajonettverschluss betätigen zu können, weisen der Grundkörper und/oder die Überwurfhülse bevorzugt Ansatzstrukturen für geeignete übliche Verstellwerkzeuge auf, z.B. jeweils einen Außensechskant für einen geeigneten Maulschlüssel, eine Rändelung zum Ansatz einer Zange oder auch eine radiale (Gewinde-)bohrung für den Ansatz von stiftförmigen Werkzeugen, mittels derer die beiden Elemente gegeneinander verdreht werden können.
Alternativ sind aber auch andere axiale Abstandseinstellmöglichkeiten, z.B. mittels achsenparallel angeordneter Stellschrauben, denkbar.
Die Verstellung zwischen Grundkörper und Überwurfhülse, d.h. der Wechsel zwischen unterschiedlichen Konfigurationen - was ja in der Regel nur für einen Konfigurationswechsel aus der Grundkonfiguration erforderlich ist -, kann bevorzugt ohne Spezialwerkzeug (also lediglich mit üblichen Werkzeugen wie Maulschlüsseln, Rohrzangen etc.) erfolgen. Bei Vorsehen eines sehr feingängigen Gewindes wäre in bestimmten Konfigurationen eventuell auch eine werkzeuglose Verstellung "von Hand" denkbar, wenngleich die aufzubringenden Nachverpressungskräfte und eventuell zu überwindende Rastkräfte (siehe weiter unten) eine Verstellung ohne zusätzlichen Werkzeughebelarm eher erschweren dürften. Ferner ist die Verstellung bevorzugt vollständig reversibel und zerstörungsfrei ausgestaltet. Es findet also im Bereich des Dichtungselements - im Gegensatz zu Pressverbindungen - keine nennenswerte plastische, sondern eine im Wesentlichen elastische Verformung statt, so dass bei Bedarf von der Nachverpress- oder der Demontagekonfiguration auch wieder in die Grundkonfiguration gewechselt werden kann.
In einer bevorzugen Ausgestaltung ist die Reihenfolge der Elemente bei einem erfindungsgemäßen Steckfitting so gewählt, dass ausgehend von dem grundkörperseitigen Anschlag axial in Richtung des Rohrs zuerst das Dichtungselement, umgeben von dem Grundkörper, und darauffolgend das geschlitzte Rückhalteelement, umgeben von der Überwurfhülse, vorgesehen ist. Damit befindet sich das Dichtungselement in der Nähe des Anschlags, so dass auf das Rohrende einwirkende Biegekräfte die Dichtwirkung des Dichtungselements möglichst wenig beeinflussen und das Rohrende bis zum Dichtungselement bestmöglich durch den umgebenden zylindrischen Hohlkörper des Fittings gestützt ist.
Bevorzugt ist das Dichtungselement als wenigstens ein in einer innenseitigen Nut des Steckfittings angeordneter O-Ring ausgebildet, der im Vormontagezustand in der Grundkonfiguration radial soweit in den Einsteckweg des zu verbindenden Rohrendes hineinragt und beim Einstecken des Rohrendes durch dieses derart komprimiert wird, dass ein relativ leichtgängiges Einstecken ("von Hand") des Rohrendes über den O-Ring hinweg bis zum Anschlag bei gleichzeitig dauerhafter radialer Dichtwirkung ermöglicht wird, zumindest, sofern das Rohrende den mechanischen Toleranzvorgaben entspricht.
Falls eine Nachverpresskonfiguration vorgesehen ist kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass eine axiale Verschiebung der Überwurfhülse von der Grundkonfiguration in die Nachverpresskonfiguration eine Verringerung der Nutbreite der Nut zur Aufnahme des O-Rings bewirkt, wodurch der O-Ring axial (stärker) komprimiert und die radialen, auf die Außenseite des Rohrendes wirkenden Dichtkräfte damit erhöht werden, so dass bestehende Toleranzen, z.B. Unrundheiten, von dem O-Ring dann doch noch zuverlässig abgedichtet werden können.
Die vorgenannte Verkleinerung der Nutbreite in der Nachverpresskonfiguration kann vermittels einer Distanzhülse erfolgen, die mit einer Stirnfläche gegen den im Bereich des Grundkörpers angeordneten O-Ring seitlich anliegt, und die mit ihrer anderen Stirnfläche an die Überwurfhülse anstößt, so dass eine axiale Bewegung der Überwurfhülse gegenüber dem Grundkörper (bei der Grundkörper und Überwurfhülse aufeinander zu bewegt werden) in eine axiale Kompression des wenigstens einen O-Rings umgesetzt wird, wobei die maximale radiale Kompression des wenigstens einen O-Rings mechanisch bevorzugt auf maximal 30% der Schnurbreite des O-Ringes, ganz besonders bevorzugt auf maximal 20% begrenzt ist. Die bevorzugt zu implementierende Begrenzung ergibt sich aus den maximal zulässigen Belastungsdaten des verwendeten O-Rings. Durch die Begrenzung der zusätzlichen Kompression wird ein mechanisches Versagen des O-Rings durch zu starke Nachverpressung vermieden.
Die vorstehend erwähnte Distanzhülse kann eine zylindrische Hülsenform oder eine im Schnitt L-förmige zylindrische Hülsenform mit einem Anschlagskragen im Bereich des Anstoßbereichs der Überwurfhülse aufweisen.
Bevorzugt wird die durch die radiale Kompression des O-Rings beim Einstecken des Rohrendes bedingte axiale Kompression des O-Rings über die Distanzhülse auch das geschlitzte Rückhaltelement mit einer axialen Vorspannkraft beaufschlagt. Durch diese mögliche zusätzliche Funktion der Distanzhülse, die bereits in der Grundkonfiguration wirksam ist, können die Widerhaken des geschlitzte Rückhaltelements direkt beim Einstecken des Rohrendes mit der Rohraußenwand in Kontakt gebracht werden, so dass das geschlitzte Rückhaltelement bei Zugbelastung auf das Rohrende mit minimalem axialen Spiel das Rohrende durch Selbstblockage festhält.
Neben einem einzigen O-Ring als Dichtungselement können in einer Ausführungsform der Erfindung auch zwei aufeinanderfolgende O-Ringe (oder mehr) vorgesehen sein, um damit die vorgegebene Dichtwirkung zu erreichen bzw. eine redundante Abdichtungsebene für den eventuellen Fall eines Versagens einer der O-Ringe bereitzustellen. Im Falle von zwei O-Ringen werden diese bevorzugt durch eine axial verschiebebewegliche Trennscheibe getrennt, so dass bei der Nachverpressung eine gleichmäßige axiale und radiale Kompression beider O-Ringe erfolgen kann.
Die Selbstblockage des vorzugsweise geschlitzten Rückhalteelements wird bevorzugt dadurch erreicht bzw. unterstützt, dass dieses außenseitig einen Konus aufweist, der mit einem innenseitigen komplementären Konus der Überwurfhülse derart zusammenwirkt, dass das Rohrende selbsthemmend arretiert wird. Durch die vorzugsweise vorgesehene Schlitzung kann das Rückhaltelement an diesem Konus entlanggleiten und verringert bei Zugbelastung am Rohrende seinen Innendurchmesser, so dass sich die Widerhaken ggf. tiefer in das Rohrende einarbeiten und ein zerstörungsfreies Herausziehen in der Regel unmöglich wird.
Bevorzugt kann in diesem Zusammenhang weiterhin vorgesehen sein, dass bei einer axialen Verschiebung der Überwurfhülse gegenüber dem Grundkörper im Rahmen der Nachverpressung das Rückhalteelement ebenfalls stärker radial komprimiert wird. Dies kann durch die an das Rückhalteelement anstoßende Distanzhülse erreicht werden, die die axiale Kompressionskraft des Dichtungselements auf die das Rückhalteelement weiterleitet, wie weiter unten anhand der Figuren erläutert wird.
Damit die standardmäßige, bei Auslieferung des Fittings in der Regel voreingestellte Grundkonfiguration nicht unbemerkt in Richtung Nachverpresskonfiguration oder - was für die Dichtwirkung noch ungünstiger wäre - in Richtung Demontagekonfiguration verstellt wird (z.B. bei der Lagerhandhabung des Steckfittings), kann als Rastungs- und/oder Markierungselement zwischen Grundkörper und Überwurfhülse eine bei einer axialen Verschiebung zwischen den Elementen wahrnehmbare, überwindbare Rastung vorgesehen sein, die die Grundkonfiguration für den Benutzer deutlich wahrnehmbar markiert. Der Benutzer muss beim Verstellen des axialen Abstands somit einen gewissen, fühlbaren Rastwiderstand überwinden, um aus der Grundkonfiguration zu kommen. Es kann auch eine zusätzliche Rastung in einer Nachverpresskonfiguration vorgesehen sein.
Ferner kann vorgesehen sein, dass in einer außenseitigen Nut zwischen Grundkörper und Überwurfhülse ein ringförmiges elastisches Element zur Erzielung einer überwindbar reibschlüssigen Verbindung zwischen Grundkörper und Überwurfhülse vorgesehen ist. Dieses elastische Element stellt somit eine Art Verdrehsicherung da, um ebenfalls ein unbeabsichtigtes Verstellen aus der Grundkonfiguration im Sinne eines Rastungs- und/oder Markierungselements zu verhindern. Durch zunehmende Kompression des elastischen Elements bei Verbringung in die Nachverpresskonfiguration wird auch ein zunehmender Drehwiderstand erzeugt (bis der vorstehend erwähnte Anschlag erreicht wird), so dass auch Zwischenpositionen für die Nachverpressung eingestellt werden können.
Das genannte elastische Element kann in einer Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich eine Indikatorfunktion übernehmen, indem das ringförmige elastische Element in der Grundkonfiguration sichtbar ist und in einer Nachverpresskonfiguration von einem Vorsprung ganz oder teilweise verdeckt wird, wodurch weithin sichtbar markiert wird, ob sich das Steckfitting in der Grundkonfiguration oder in einer Nachverpresskonfiguration befindet. Dazu kann das elastische Element beispielsweise auch aus einem auffällig farbigen Material hergestellt sein. Hierdurch lässt sich für den Benutzer auf einen Blick erkennen, bei welchen Fittingen bereits von der Nachverpressoption Gebrauch gemacht wurde, und vor Montage eines Fittings würde unmittelbar auffallen, wenn sich dieses nicht in der Grundkonfiguration befinden würde.
Ferner wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum dichtenden Verbinden eines Rohrendes mit einem Steckfitting vorgeschlagen, wobei das Steckfitting optional in eine Nachverpresskonfiguration bringbar ist, die eine Vergrößerung der Andruckkräfte der Dichtungselemente des Steckfittings gegenüber einer Grundkonfiguration erlaubt. Das Verfahren ist beispielsweise bei einem Steckfitting wie vorstehend beschrieben einsetzbar, wäre aber auch für andere Steckfittinge einsetzbar, wenn diese eine optionale Nachverpressmöglichkeit zur Verfügung stellen würden.
Das Verfahren weist die Schritte auf: a) werkzeugloses Einstecken des zu verbindenden Rohrendes in das Steckfitting in der Grundkonfiguration, wodurch bei den mechanischen Toleranzen entsprechenden Rohrenden bereits eine dauerhaft dichte Verbindung hergestellt wird, und b) falls nach Schritt a) - unmittelbar oder in einem größerem zeitlichen Abstand - eine Undichtigkeit festgestellt oder prognostiziert wird; Bringen des Steckfittings in die Nachverpresskonfiguration zum Erreichen und/oder Gewährleisten einer dauerhaften Dichtigkeit.
Falls die Dichtigkeit durch die Nachverpressung in Schritt b) immer noch nicht hergestellt werden kann, kann das Steckfitting in die Demontierkonfiguration gebracht werden und z.B. das Rohrende ausgetauscht werden.
Bevorzugt ist der Nachverpressungsschritt zur Herstellung der dichtenden Verbindung nicht obligatorisch vorgeschrieben, sondern nur optional einzusetzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen halben Axialschnitt eines lose zusammengesetzten Steckfittings ohne darin eingeführtes Rohrende;
Figur 2 einen halben Axialschnitt des Steckfittings nach Einführen eines Rohrendes und in der Grundkonfiguration;
Figur 3 einen halben Axialschnitt des Steckfittings mit eingeführtem Rohrende in einer Nachpressposition;
Figuren 4 bis 6 zu den Figuren 1 bis 3 analoge Darstellungen einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung;
Figuren 7 bis 9 zu den Figuren 4 bis 6 analoge Darstellungen einer weiteren modifizierten Ausführungsform der Erfindung; und
Figur 10 einen halben Axialschnitt des Steckfittings in einer Ausführungsform mit doppelten O-Ringen.
Das in Figur 1 in halbem Axialschnitt gezeigte, insgesamt mit 1 bezeichnete außendichtende Steckfitting hat eine nicht eingezeichnete zentrale Längsachse, die man sich als eine horizontale Linie unterhalb der Figur 1 denken kann; dies gilt auch für die übrigen Figuren. Die Fittinge 1 in den Figuren weisen im rechten Teil jeweils einen nachfolgend näher beschriebenen Rohrverbindungsbereich und im linken Teil jeweils einen Anschlussbereich 6 auf, der in den Figuren 1 bis 3 nur beispielhaft als außenumfänglicher Gewindeanschluss 4 ausgeführt ist.
Im Rahmen der Erfindung sollen alle möglichen Anschlussbereichsvarianten für ein oder mehrere Rohrenden, z.B. zur Richtungsänderung (z.B. 90°- oder 30°- Winkel), zur (Steck-)Verbindung mit weiteren Rohrenden (z.B. T-Stück) oder zur Herstellung einer oder mehrerer andersartiger Verbindungen, z.B. über ein Schraubgewinde, erfasst sein. Beispielsweise kann anstelle des in den Figuren dargestellten Gewindeanschlussbereichs ein spiegelsymmetrischer Rohrverbindungsbereich mit gleichem oder unterschiedlichem Querschnitt (im Sinne eines Kupplungsstücks) vorgesehen sein.
Wie in den Figuren weiterhin ersichtlich, weist das erfindungsgemäße Fitting 1 bevorzugt keine Querschnittsverengung im Fittingbereich auf, was durch das nachfolgend erläuterte außendichtende Konzept ermöglicht wird. Falls z.B. eine Adaption an unterschiedliche Rohrdurchmesser gewünscht ist, kann eine Querschnittsverengerung dessen ungeachtet natürlich vorgesehen sein.
Das Steckfitting 1 umfasst einen Grundkörper 2 mit einem näherungsweise zylindrischem Hohlraum (mit gewissen, nachfolgend näher beschriebenen Stufen) zur Aufnahme des zu verbindenden Rohrendes 32 (Figur 2).
Von dem Anschlussbereich 6 verkleinert sich der Außendurchmesser des Grundkörpers 2 in einer eine außenseitige Nutbegrenzung 8 bildenden Außenstufe zu einem zylindrischen Abschnitt mit kleinerem Außendurchmesser, der näher an seinem axialen Ende mit einem gestrichelt angedeuteten Außengewinde 5a versehen ist und in einer Stirnfläche 10 des Grundkörpers 2 endet.
Ungefähr zu Beginn des Anschlussbereichs 6 vergrößert sich der Innendurchmesser des Grundkörpers 2 von der Innenfläche des allgemein hohlzylindrischen Abschnitts des Grundkörpers 2 in einer zweiten Innenstufe, die einen ringförmigen Anschlag 12 für das zu verbindende Rohrende 32 bildet, zu einem Zwischenabschnitt mit zylindrischer Innenfläche 14 und einem zum Außendurchmesser eines zu verbindenden Rohres 32 passenden Innendurchmesser. Der Innendurchmesser des Zwischenabschnitts 14 vergrößert sich in einer ersten Innenstufe 16 zu einem Endabschnitt 18 mit zylindrischer Innenfläche und einem Innenradius, der um weniger als die Schnurstärke eines in die zylindrische Innenfläche des Endabschnitts 18 passenden O-Rings 20 größer ist als der Innenradius des Zwischenabschnitts. Der Endabschnitt 18 endet an der Stirnfläche 10 des Grundkörpers 2.
Das Steckfitting umfasst weiterhin eine Überwurfhülse 22, deren Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Grundkörpers 2 oder größer sein kann und deren Außenumfang z.B. als Sechskant ausgebildet sein kann. Die Überwurfhülse 22 hat an einem axialen Ende eine Bohrung, die mit einem zu dem Außengewinde 5a des Grundkörpers 2 passenden, gestrichelt angedeuteten Innengewinde versehen ist, mit dem sie in Figur lose auf den Grundkörper 2 aufgeschraubt ist. Insgesamt wird die Gewindeverbindung 5a, 5b zwischen Grundkörper und Überwurfhülse 22 mit 4 bezeichnet.
An einem vom Grundkörper 2 abgewandten Ende verkleinert sich der Innendurchmesser der mit Innengewinde 5b versehenen Bohrung der Überwurfhülse 22 in einer Hülsenstufe 24 auf einen kleineren Innendurchmesser, und dieser kleinere Innendurchmesser wird mit zunehmender Entfernung von dem Innengewinde 5b in Axialrichtung allmählich kleiner, um eine konische Innenfläche 26 auszubilden, an die sich ein kurzer zylindrischer Endabschnitt anschließt, dessen Innendurchmesser so groß wie der Innendurchmesser des Zwischenabschnitts oder ein wenig größer ist. Die Steigung der konischen Innenfläche 26 ist in den Figuren übertrieben groß dargestellt und beträgt tatsächlich nur einige Grad gegenüber der Längsachse.
Das Steckfitting 1 umfasst weiterhin einen Rückhaltering 28, der eine konische Außenfläche 30 hat, die in Umfang und Steigung der konischen Innenfläche 26 der Überwurfhülse 22 entspricht. An einer allgemein zylindrischen Innenfläche des Rückhalterings 28 sind nach innen gerichtete Widerhaken ausgebildet, die eine Art Haifischverzahnung bilden, wobei die Widerhaken soweit radial nach innen vorstehen, dass ihr Innendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser eines zu verbindenden Rohres 32. Der Rückhaltering 28 ist geschlitzt ausgebildet und kann sich in Grenzen entlang des Innenkonus 26 der Überwurfhülse 22 mit veränderlichem Durchmesser verschieben.
Das Steckfitting umfasst weiterhin eine Distanzhülse 34 mit einem im Längsschnitt L-förmigen Wandquerschnitt, wobei auch andere Ausgestaltungen der Distanzhülse 34 (einfacher Ring) möglich sind. Die Distanzhülse 34 kann ein Drehteil aus Metall sein oder als Spritzgussteil aus Kunststoff ausgebildet sein.
Ein axialer Abschnitt der Distanzhülse 34, der einen langen Schenkel der L-Form ausbildet, passt mit Spiel in die zylindrische Innenfläche des Endabschnitts 18 des Grundkörpers 2 und endet mit einer Stirnfläche 36, die eine Nutwand für den O- Ring 20 bildet. Ein axialer Abschnitt der Distanzhülse 34, der einen kurzen Schenkel der L-Form einschließlich dessen Verbindung mit dem langen Schenkel ausbildet, hat einen Außendurchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser des Endabschnitts und der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Innengewindes 5b in der Überwurfhülse 22.
Die Innenfläche des Endabschnitts 18 des Grundkörpers 2 hat eine axiale Länge, die um weniger als die Schnurstärke des inneren O-Rings 20 größer ist als die axiale Länge des axialen Abschnitts der Distanzhülse 34, der den langen Schenkel der L-Form ohne dessen Verbindung mit dem langen Schenkel ausbildet.
Das Steckfitting umfasst außerdem ein äußeres elastisches Element 38 (in der Regel ebenfalls ein O-Ring), der auf den an die Außenstufe 8 des Grundkörpers 1 anschließenden zylindrischen Abschnitt mit kleinerem Außendurchmesser passt.
Der Grundkörper 2 und die Überwurfhülse 22 können aus Metall oder auch aus einem Kunststoff (als Spritzgussteil) hergestellt sein, je nach den vorgegebenen mechanischen Anforderungen.
Die konkrete Dimensionierung, Anzahl und Härte der O-Ringe 20 sowie die Dimensionierung des erfindungsgemäßen Steckfittings 1 insgesamt hängt vom dem zu verpressenden Rohrdurchmesser, der gewünschten Druckfestigkeit, dem Rohrmaterial (insbesondere dem der Außenseite), dem Wanddurchmesser, der Steifigkeit des zu verpressenden Rohrs ab. Auch wenn das erfindungsgemäße Fitting für einen weiten Bereich von Rohrmaterialien und Durchmessern grundsätzlich geeignet ist, kann es sein, dass für unterschiedliche Rohrtypen (z.B. rein metallische Rohre vs. Kunststoffrohre) unterschiedlich ausgebildete Fittinge einzusetzen sind.
In dem in Figur 1 gezeigten Zustand ist das Steckfitting 1 lose zusammengesetzt und befindet sich in einer Grundkonfiguration G, was durch den markierten axialen Abstand zwischen Grundkörper 2 und Überwurfhülse 22 in Figur 1 angedeutet ist. Der Rückhaltering 28 sitzt in einem entspannten Zustand lose zwischen der Innenfläche 26 der Überwurfhülse 22 und einer Stirnfläche 42 des Abschnitts der Distanzhülse 34, der den kurzen Schenkel der L-Form ausbildet.
Zum Verbinden mit einem Endteil eines Rohres 32 wird das Steckfitting 1 "von Hand" (werkzeuglos) axial auf das Rohr 32 geschoben (bzw. je nach Einbausituation umgekehrt das Rohrende 32 auf das Fitting), wobei das Rohrende 32 den inneren O-Ring 20 gegen die Innenfläche des Endabschnitts 18 drückt und dabei radial verpresst, bis eine Stirnfläche des Rohres 32 an den Anschlag 12 anschlägt, wie in Figur 2 gezeigt. Das Fitting 1 befindet sich dabei immer noch in der Grundkonfiguration G.
Die Bestandteile des Steckfittings sind so ausgelegt, dass in dem solchermaßen erreichten Zustand der O-Ring 20 soweit radial komprimiert wird (siehe die leicht elliptische Querschnittsform des O-Rings 20 in Figur 2 im Vergleich zur runden Ausgangsform in Figur 1 ), dass der O-Ring 20 bei einem den mechanischen Toleranzvorgaben entsprechenden Rohrende 32 dieses dann außenseitig langzeitstabil abdichtet.
Insbesondere wird durch den O-Ring 20 ein Leckpfad, der sich von dem am Anschlag (unabgedichtet) anliegenden Rohrende an der Außenseite des Rohrendes 32 entlang am Spalt zwischen Rohrende 32 und Grundkörper 2 erstreckt, durch den an der Rohraußenseite flächig anliegenden O-Ring 20, der auch gleichzeitig an dem Nutgrund im Grundkörper 2 flächig aufliegt, blockiert.
Durch die Komprimierung des O-Ringes 20 wird gemäß Figur 2 ein radialer Druck auf die Distanzhülse 34 ausgeübt, die über die Stirnfläche 42 gegen den Rückhaltering 28 stößt und diesen zusätzlich gegen den Konus drückt, wodurch der Halt des Rohrendes 32 verbessert wird, vgl. den Pfeil 50 in Figur 2. Danach wird eine Dichtigkeitsprüfung durchgeführt, und wenn diese die Dichtigkeit der Verbindung bestätigt, ist die Verbindung fertiggestellt.
Falls die Dichtigkeitsprüfung fehlschlägt oder falls man aus anderen Gründen eine Undichtigkeit befürchten sollte (z.B., falls die Ablängung des Rohrendes nicht völlig quetschfrei durchgeführt werden konnte), kann das Steckfitting 1 optional aus der Grundkonfiguration (G) in eine Nachverpresskonfiguration (NP) gebracht werden, wodurch der Anpressdruck u.a. des O-Ringes 20 erhöht werden kann.
Hierzu wird die Überwurfhülse 22 mit einem Werkzeug über die Gewindeverbindung 4 axial in Richtung des Grundkörpers bewegt 2, wobei die Hülsenstufe 24 in der Überwurfhülse 22 gegen den kurzen Schenkel der L-Form der Distanzhülse 34 drückt und diese noch tiefer in den Endabschnitt 18 des Grundkörpers 2 drückt, bis die dem Grundkörper 2 zugewandte Seite des kurzen Schenkels der L-Form der Distanzhülse 34 an der Stirnfläche 10 des Grundkörpers 2 anschlägt.
Diese Nachverpresskonfiguration NP ist in Figur 3 dargestellt.
Auch wenn in Figur 3 die Überwurfhülse in der Nachverpresskonfiguration fast schon an den Grundkörper 2 anstößt, also eine maximale Nachverpressung eingestellt ist, kann für die Nachverpressung grundsätzlich auch eine Zwischenposition zwischen der Position in Grundkonfiguration G und in der dargestellten Nachverpresskonfiguration NP gewählt werden, um den O-Ring 20 nur soweit nötig zu komprimieren, wobei durch die Hülsengeometrie gewährleistet wird, dass der O- Ring 20 nicht über das zulässige Maß (beispielsweise maximal 20% seiner Schnurstärke) komprimiert wird.
In einer solchermaßen erreichten Nachverpresskonfiguration NP ist der innere O-Ring 20 stärker axial verpresst, wie in Figur 3 gezeigt, was aufgrund der Elastizität des O-Rings 20 in eine stärkere radiale Pressung umgesetzt wird.
Gleichzeitig bewirkt die Abstandverringerung zwischen Grundkörper 2 und Überwurfhülse 22 in der Nachverpresskonfiguration NP einen stärkeren Anpressdruck der Innenkonusfläche 26 der Überwurfhülse 22, wodurch sich auch der Rückhaltering 28 mit seinen Widerhaken noch etwas fester außenseitig in das Rohrende 32 eingräbt, was ebenfalls zu einer noch stärkeren Fixierung des Rohrendes 32 führt. In dem so erreichten Zustand entspricht der Abstand zwischen der Stirnfläche 10 des Grundkörpers 2 der axialen Länge des axialen Abschnitts der Distanzhülse 34, der den kurzen Schenkel der L-Form ausbildet. Der so gebildete Anschlag begrenzt die mögliche axiale Verschiebung der Distanzhülse 34 auf einen Maximalweg und verhindert damit eine übermäßige Verpressung des O-Rings 20, die ihn sonst zerstören könnte. Außerdem wird dadurch verhindert, dass das Rohrende 32 - abgesehen von durch die Widerhaken des Rückhalterings 28 verursachten Riefen - von dem Steckfitting plastisch verformt werden kann.
Der Rückhaltering 28 kann so ausgebildet sein, dass das Steckfitting und das Rohrende 32 erforderlichenfalls ohne übermäßige Kraft wieder voneinander gelöst werden können, wenn die Überwurfhülse 22 in einer Demontagekonfiguration, bei der die Überwurfhülse vollständig abgeschraubt wird (nicht dargestellt), wieder gelöst wird.
Ferner ist in den Figuren 1 bis 3 ein außenseitig in einer Nut zwischen Grundkörper 2 und Überwurfhülse 22 vorgesehenes elastisches Element 38 dargestellt. Dieses Element 38 kann ebenfalls ein O-Ring sein, hat aber primär keine Dichtfunktion, sondern soll bei abnehmendem Abstand zwischen Grundkörper und Überwurfhülse 22 bei Betätigung des Gewindes eine gewisse Reibung erzeugen, um ein versehentliches Lösen bzw. Betätigen zu verhindern. In der Nachverpresskonfiguration NP von Figur 3 ist das elastische Element 38 dementsprechend durch die Stirnfläche 40 der der Überwurfhülse 22 stärker komprimiert als in der Grundkonfiguration gemäß den Figuren 1 und 2.
In den Figuren 4 bis 6 ist eine gegenüber den Figuren 1 bis 3 leicht modifizierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckfittings 1 dargestellt, wobei gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Auch hier zeigt die oberste Figur 4 den Vormontagezustand in der Grundkonfiguration G, die mittlere Figur 5 den Zustand nach Einstecken des Rohrendes 32 ebenfalls in der Grundkonfiguration und die untenstehende Figur 6 das Fitting, nachdem es in die optionale Nachverpresskonfiguration NP gebracht wurde.
Der Hauptunterschied zwischen der Ausführungsform in den Figuren 4 und 6 und derjenigen gemäß den Figuren 1 bis 3 liegt in einer modifizierten Distanzhülse 34a, die keine rechteckige L-form, sondern eine konische Außenquerschittsvergrößerung an ihrer dem Rückhaltering 28 zugewandten Stirnfläche aufweist. Der Grundköper 2 weist eine korrespondierende Abschrägung innenseitig auf.
In den Figuren 7 bis 9 ist eine zu den Figuren 4 bis 6 ähnliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckfittings dargestellt, wobei wiederum Figur 7 das Fitting 1 im Vormontagezustand in der Grundkonfiguration G, die Figur 8 das Fitting mit montiertem Rohrende 32, ebenfalls in der Grundkonfiguration G, und die Figur 9 das Fitting 1 in der Nachverpresskonfiguration NP zeigt.
Bei dieser Ausführungsform gemäß den Figuren 7 bis 9 endet die Überhülse 22 in einer Rastnase (dimensionsmäßig übertrieben dargestellt), die in der Grundkonfiguration G in eine korrespondierende Rastvertiefung in dem Grundkörper 2 einrastet und so die Grundkonfiguration markiert, um ein versehentlich Verlassen der Grundkonfiguration zu vermeiden. Durch Gewindebetätigung kann die Überwurfhülse 22 trotz der Rastung in die Nachverpresskonfiguration NP gebracht werden oder auch - in der anderen Richtung - demontiert werden, allerdings ist die Rastung 46 dabei deutlich spürbar.
Die in den Figuren 7 bis 9 dargestellte Rastnase greift in der Nachverpresskonfiguration NP in eine weitere längliche Vertiefung im Grundkörper ein, so dass auch in der Nachverpresskonfiguration A/P eine gewisse Verrastung gegeben sein kann.
Ferner ist bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 7 bis 9 das elastische Element 38 so ausgebildet, dass es in der Nachverpresskonfiguration A/Pvon dem Stirnende der Überwurfhülse 22 wenigstens teilweise überdeckt werden kann. Wenn das elastische Element 38 beispielsweise farbig ausgebildet ist, kann dadurch auf einen Blick erkannt werden, ob ein Fitting 1 bereits nachverpresst wurde oder nicht, und es kann überprüft werden, dass sich das Fitting 1 vor dem Einstecken des Rohrendes 32 tatsächlich in der Grundkonfiguration G befindet.
Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckfittings in Nachverpresskonfiguration NP, bei dem anstelle eines O-Rings 20 zwei aufeinanderfolgende O-Ringe 20a, b vorgesehen sind, die durch eine axial bewegliche Trennscheibe 44 getrennt werden, wodurch beide O-Ringe 20a, b in der Nachverpresskonfiguration zusätzlich axial komprimiert werden. Die Distanzhülse 34b ist in dieser Ausführungsform deutlich verkürzt ausgebildet. Bezuqszeichenliste
1 Steckfitting
2 Grundkörper
4 Schraubgewinde Anschlussbereich
5a, b Außengewinde, Innengewinde
6 Anschlussbereich
8 Außenstufe, außenseitige Nutbegrenzung
10 Stirnfläche des Grundkörpers
12 Anschlag
14 zylindrische Innenfläche des Zwischenabschnitts
16 erste Innenstufe
18 Endabschnitt
20; 20a, b O-Ring, O-Ringe
22 Überwurfhülse
24 Hülsenstufe
26 konische Innenfläche
28 geschlitzter Rückhaltering, Rückhaltelement
30 konische Außenfläche
32 zu verbindendes Rohrende
34; 34a, b Distanzhülse
36 Stirnfläche des langen Schenkels der Distanzhülse
38; 38a äußeres elastisches Element (O-Ring)
40 Stirnfläche der Überwurfhülse
42 Stirnfläche des kurzen Schenkels der Distanzhülse
44 Trennscheibe
46 Raststufe
50 Pfeil
G Grundkonfiguration
NP Nachverpresskonfiguration

Claims

Patentansprüche
1. Steckfitting (1 ) zur dichtenden Verbindung mit wenigstens einem Rohrende (32) mit glatter Außenseite, wobei das Steckfitting (1 ) mindestens Folgendes umfasst: einen Grundkörper (2) mit einem näherungsweise zylindrischen Hohlraum zur innenseitigen Aufnahme des zu verbindenden Rohrendes (32), wobei der Grundkörper einen innenseitigen Anschlag (12) aufweist, gegen den das zu verbindende Rohrende (32) im Verbindungszustand anstößt; eine Überwurfhülse (22), die mit dem Grundkörper (1 ) in axialer Richtung verstellbar verbunden ist, wobei das Steckfitting (1 ) durch diese Verstellung in unterschiedliche Konfigurationen bringbar ist, wobei eine Konfiguration eine Grundkonfiguration (G) darstellt, die bereits im Vorgebrauchszustand eingestellt ist, und in der das Rohrende (32), sofern es vorgegebenen mechanischen Toleranzen entspricht, durch werkzeugloses Einstecken dichtend mit dem Steckfitting (1 ) verbunden und fixiert werden kann, und wobei als weitere Konfiguration eine Nachverpresskonfiguration (NP) einstellbar ist, zur optionalen Nachverpressung zwecks Verbesserung der Dichtwirkung, insbesondere bei einem nicht den mechanischen Toleranzen entsprechenden und in der Grundkonfiguration nicht zuverlässig abdichtbaren Rohrende (32), und/oder eine Demontagekonfiguration realisierbar ist, in der die Überwurfhülse (22) von dem Grundkörper (2) ohne Einsatz eines Spezialwerkzeugs entfernt wird, so dass das Rohrende (32) bei Bedarf zerstörungsfrei wieder aus dem Steckfitting (1 ) entfernt werden kann; wobei das Steckfitting (1 ) weiter aufweist ein vorzugsweise geschlitztes Rückhalteelement (28) mit radial nach innen gerichteten Widerhaken, welches ein zu verbindendes Rohrende (32) selbsthemmend arretieren kann; ein innenseitiges, das zu verbindende Rohrende (32) außenseitig abdichtendes Dichtungselement (20), das bereits in der Grundkonfiguration (G) den mechanischen Toleranzen entsprechende Rohrenden (32) im Verbindungszustand zuverlässig abdichten kann, und das, sofern eine Nachverpresskonfiguration (NP) vorgesehen ist, in dieser Nachverpresskonfiguration (NP) eine stärkere radiale Dichtkraft auf das Rohrende (32) ausübt als in der Grundkonfiguration (G); sowie ein Rastungs- und/oder Markierungselement, um eine versehentliche Verstellung aus der Grundkonfiguration (G) zu vermeiden.
2. Steckfitting (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
Grundkörper (2) und Überwurfhülse (22) mittels einer Gewindeverbindung (4) oder mittels eines bajonettverschlussartigen Elements gegeneinander verdrehbar und damit axial verschiebbar und in die unterschiedlichen Konfigurationen bringbar sind.
3. Steckfitting (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem Anschlag (12) axial in Richtung des Rohrs zuerst das Dichtungselement (20), umgeben von dem Grundkörper (2), und darauffolgend das Rückhalteelement (28) , umgeben von der Überwurfhülse (22), vorgesehen ist.
4. Steckfitting (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement als wenigstens ein in einer innenseitigen Nut des Steckfittings angeordneter O-Ring (20) ausgebildet ist, der im Vormontagezustand in der Grundkonfiguration (G) radial soweit in den Einsteckweg des zu verbindenden Rohrendes (32) hineinragt und beim Einstecken des Rohrendes (32) durch dieses derart komprimiert wird, dass ein leichtes Einstecken des Rohrendes (32) über den O-Ring (20) hinweg bis zum Anschlag (12) bei gleichzeitig dauerhafter radialer Dichtwirkung bei den mechanischen Toleranzen entsprechenden Rohrenden (32) ermöglicht wird.
5. Steckfitting (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, sofern eine Nachverpresskonfiguration (NP) vorgesehen ist, eine axiale Verschiebung der Überwurfhülse (22) von der Grundkonfiguration (G) in die Nachverpresskonfiguration (NP) eine Verringerung der Nutbreite der Nut zur Aufnahme des O-Rings (20) bewirkt, wodurch der O-Ring (20) axial komprimiert und die radialen, auf die Außenseite des Rohrendes (32) wirkenden Dichtkräfte damit erhöht werden.
6. Steckfitting (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleinerung der Nutbreite in der Nachverpresskonfiguration (NP) vermittels einer Distanzhülse (34) erfolgt, die mit einer Stirnfläche (36) gegen den im Bereich des Grundkörpers (2) angeordneten O-Ring (20) seitlich anliegt, und die mit ihrer anderen Stirnfläche (42) an die Überwurfhülse (22) anstößt, so dass eine axiale Bewegung der Überwurfhülse (22) gegenüber dem Grundkörper (2) in eine axiale Kompression des wenigstens einen O- Rings (20) umgesetzt wird, wobei die maximale radiale Kompression des wenigstens einen O-Rings (20) mechanisch bevorzugt auf maximal 30%, besonders bevorzugt auf maximal 20% der Schnurbreite des O-Rings (20) begrenzt ist.
7. Steckfitting (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (34) eine zylindrische Hülsenform oder eine im Schnitt L- förmige zylindrische Hülsenform mit einem Anschlagskragen (42) im Bereich des Anstoßbereichs der Überwurfhülse (22) aufweist.
8. Steckfitting (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die radiale Kompression des O-Rings (20) beim Einstecken des Rohrendes (32) bedingte axiale Kompression des O-Rings (20) über die Distanzhülse (34) das Rückhaltelement (25) mit einer axialen Vorspannkraft beaufschlägt.
9. Steckfitting (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass entweder ein O-Ring (20) oder zwei O-Ringe (20a, b) vorgesehen sind, wobei, sofern zwei O-Ringe vorgesehen sind, diese durch eine axial bewegliche Trennscheibe (44) getrennt sind, so dass eine radiale Kompression beider O-Ringe (20a, b) in der Nachverpresskonfiguration erfolgt.
10. Steckfitting (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dass das vorzugsweise geschlitzte Rückhalteelement (28) außenseitig einen Konus (30) aufweist, der mit einem innenseitigen komplementären Konus (26) der Überwurfhülse (22) derart zusammenwirkt, dass das Rohrende (32) selbsthemmend arretiert wird, wobei bei einer axialen Verschiebung der Überwurfhülse (22) gegenüber dem Grundkörper (2) im Rahmen der Nachverpressung das Rückhalteelement (28) ebenfalls stärker radial komprimiert wird.
1 1 . Steckfitting (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Rastungs- und/oder Markierungselement zwischen Grundkörper (2) und Überwurfhülse (22) eine bei einer axialen Verschiebung zwischen den Elementen wahrnehmbare, überwindbare Rastung (46) in der Grundkonfiguration (G) vorgesehen ist, um die Grundkonfiguration (G) zu markieren und/oder eine versehentliche Verstellung aus der Grundkonfiguration (G) zu vermeiden.
12. Steckfitting (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in einer außenseitigen Nut (8) zwischen Grundkörper (2) und Überwurfhülse (22) ein ringförmiges elastisches Element (38) zur Erzielung einer überwindbar reibschlüssigen Verbindung zwischen Grundkörper (2) und Überwurfhülse (22) vorgesehen ist.
13. Steckfitting (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige elastische Element (38) in der Grundkonfiguration (G) sichtbar ist und in einer Nachverpresskonfiguration (NP) von einem Vorsprung ganz oder teilweise verdeckt wird, wodurch markiert wird, ob sich das Steckfitting (1 ) in der Grundkonfiguration (G) oder in einer Nachverpresskonfiguration (NP) befindet.
14. Verfahren zum dichtenden Verbinden eines Rohrendes (32) mit einem Steckfitting (1 ), wobei das Steckfitting (1 ) optional in eine Nachverpresskonfiguration (NP) bringbar ist, die eine Vergrößerung der Andruckkräfte der Dichtungselemente (20) des Steckfittings (1 ) gegenüber einer Grundkonfiguration (G) erlaubt, in der bei den mechanischen Toleranzen entsprechenden Rohrenden (32) bereits eine dauerhaft dichte Verbindung hergestellt werden kann, insbesondere Verfahren zur Verbindung eines Rohrendes (32) mit einem Steckfitting (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte: a) werkzeugloses Einstecken des zu verbindenden Rohrendes (32) in das Steckfitting (1 ) in der Grundkonfiguration (G), wodurch bei den mechanischen Toleranzen entsprechenden Rohrenden (32) bereits eine dauerhaft dichte Verbindung hergestellt wird, und b) falls nach Schritt a) - unmittelbar oder in einem größerem zeitlichen Abstand - eine Undichtigkeit festgestellt oder prognostiziert wird; Bringen des Steckfittings (1 ) in die Nachverpresskonfiguration (NP) zum Erreichen und/oder Gewährleisten einer dauerhaften Dichtigkeit.
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