WO1989007221A1 - Accouplement de serrage pour tuyaux - Google Patents

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WO1989007221A1
WO1989007221A1 PCT/EP1989/000085 EP8900085W WO8907221A1 WO 1989007221 A1 WO1989007221 A1 WO 1989007221A1 EP 8900085 W EP8900085 W EP 8900085W WO 8907221 A1 WO8907221 A1 WO 8907221A1
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WO
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clamping ring
ring
pipe clamp
coupling body
clamp connection
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PCT/EP1989/000085
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lothar Elsner
Original Assignee
Lothar Elsner
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Application filed by Lothar Elsner filed Critical Lothar Elsner
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    • 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
    • F16L19/00—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
    • F16L19/08—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts with metal rings which bite into the wall of the pipe
    • F16L19/083—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts with metal rings which bite into the wall of the pipe the longitudinal cross-section of the ring not being modified during clamping
    • 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
    • F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/04—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with a swivel nut or collar engaging the pipe

Definitions

  • Pipe systems are generally composed of individual pipes of different lengths and sometimes also of different diameters, which are connected to one another at their ends by means of pipe couplings.
  • fittings of different types for example taps, valves or gate valves, are still present at various points in the pipeline system and are connected in the same way to the pipes connected to them. All of these connection points must have the same tightness and strength as the individual pipe sections.
  • the latter can be made exclusively from plastic, namely from a thermoplastic. However, they can also consist of a composite material in which reinforcements and reinforcing elements, in particular in the form of glass fibers, are embedded in a thermosetting plastic. These are referred to as GRP pipes for short. Since the GRP pipes are produced in layers anyway, there is the possibility of producing different layers of the pipe from different plastics, which are particularly well suited to the task intended for them.
  • metal coupling elements so-called fittings
  • the pipe ends and the coupling parts are provided with threads cut therein, so that the pipes and the coupling parts can be screwed together directly.
  • cutting ring connections in which a cutting ring is pressed with its cutting edge into an inner cone, so that the cutting edge narrows and cuts into the tube that surrounds it. This type of pipe connection can still be used for pipes made of metals of lower strength, but no longer for pipes made of plastic.
  • Adhesive connections require great care in their execution. This requires trained specialist staff. Even if such specialist personnel are available, the adhesive connections cannot always be made with sufficient reliability on a construction site.
  • the adhesive bond is also susceptible to certain fluids and / or to certain constituents of the fluids, so that for this reason alone it cannot always be used. It is of great disadvantage that this susceptibility to the fluid itself or to components of the fluid can only become apparent over time after the connection has been established and that it can then be found under
  • connection points can no longer be detached later, even if changes in the line routing become necessary or if additional connections have to be made subsequently.
  • any an annular, deformable clamping part, a clamping ring is axially clamped between two conical contact surfaces which can be moved relative to one another, and that, due to the elastic change in shape that occurs, the clamping ring is on the one hand on the pipe and on the other hand on another part of the pipe coupling creates a tight fit and thereby tightly connects the joint of the pipes to one another.
  • a support sleeve is often required, which is either inserted as a loose part of the pipe end, or which is formed on the coupling body and when the pipe is joined together. the coupling part is pushed into the tube.
  • support sleeves of any kind have the major disadvantage that they result in a considerable narrowing of the cross-section of the pipeline, which is always associated with a correspondingly large pressure drop and often also with a higher level of noise.
  • the pressure drop at the individual coupling points can add up to a very high value.
  • the use of support sleeves has the further major disadvantage that the tube end must first be heated for the insertion of the support sleeve into the tube or vice versa, for the insertion of the tube into the coupling body with the support sleeve molded on. Improper heating can damage the pipe.
  • the clamping rings are always slotted continuously at a circumferential point because the lack of the support sleeve means that the elastic deformation of the tube is relatively large, particularly in the area of the conical surfaces between the support ring and the coupling screw.
  • the dimensional tolerances are known to be very large, and therefore overall, in particular in the case of thermoplastic plastic tubes a large change in diameter and / or diameter tolerance must be bridged. Because of this longitudinal slot, the clamping rings cannot take over the sealing, which is why a round cord ring is also required as the actual sealing element. It is inserted into a recess on the coupling body.
  • the round cord ring is inserted into a groove with two shoulders arranged on the inside of the coupling body and is pressed by the fluid itself against the shoulder located outside in the pressure direction, thereby producing the sealing effect.
  • the round cord ring is placed in an axial recess of the coupling body, where it rests on a shoulder of the recess.
  • a thrust ring is inserted on the other side of the round cord ring, which is pressed against the round cord ring by the coupling screw of the pipe clamp connection, so that it is elastically deformed in the remaining cavity and in the radial direction on the one hand on the coupling body and on the other hand the pipe outside is tight.
  • the pipe is held in place by a clamping ring which sits on the pipe outside of the round cord ring and is pressed against the coupling body by a union nut, the union nut having an inner cone surface which cooperates with an outer cone surface on the clamping ring and when Tightening the union nut ensures that the circumferential ring ribs with a sharp inner edge on the inside of the clamping ring press into the outside of the tube and dig in due to the elastic deformation of the clamping ring.
  • the clamping ring lies between the thrust ring for the round cord ring and an inner conical surface of a union screw arranged away therefrom.
  • This clamp ring is also elastically deformed radially inward when the cap screw is tightened, so that the ring ribs on the inside also dig into the outside of the tube. At the same time, the thrust ring is pressed against the round cord ring by the neck of the union screw.
  • the invention has for its object to provide a Rohrklemm ⁇ connection that has a greater durability than the known RohrklemmENSen.
  • the clamping ring When tightening the union screw or union nut as the actuator of the pipe clamp connection, the clamping ring is first pressed in the axial direction into the very slim inner cone of the coupling body. At the same time, it narrows elastically to the extent that the displacement resistance increases at the front end of the unslit section of length on the clamping ring, the axial contact force increases between the flat contact surface at the rear end of the clamping ring and the likewise flat contact surface on the actuating member. This increases the frictional force between these two contact surfaces in the circumferential direction. As a result of the spiral slot, the turns of the clamping ring lying next to one another in the form of a band narrow.
  • the ring ribs of this length section dig into the outside of the pipe and ensure a good seal between the pipe and the clamping ring.
  • the very slender conical surfaces that lie against one another, on the one hand of the unslotted longitudinal section of the clamping ring and on the other hand of the coupling body, ensure a very good seal between these two parts without the need for a further sealing element, for example in the form of a round cord ring. requirement.
  • the turns of the clamping ring adjoining the unslotted section of the length also gradually reach an axial region of the coupling ring, in which they not only attach firmly to the tube with their inside due to the constriction, but also by their outer cone surfaces contacting the pipe
  • the inner conical surface of the coupling body is firmly attached.
  • the existing on the inside of the windings of the clamping ring also dig
  • the production of the helical slot is facilitated because the clamping ring can be clamped at both ends.
  • the unslit length section also prevents the last turn from running out in a pointed end, which would be exposed to a constricting effect of the frictional engagement with the union screw or union nut due to the decreasing bending resistance moment. This also avoids a sharp tip at the rear end of the clamping rings, which could give rise to injuries when handling the clamping rings, in particular if the tip would be bent due to damage.
  • the cylindrical outer surface of the unprotected length section prevents this length section from becoming jammed in the outer cone of the coupling body before the remaining parts of the clamping ring have been pushed sufficiently far into the inner cone of the coupling body.
  • the ring ribs of the clamping ring dig sufficiently far into the outside of the pipe in question and seal it well to the outside, as well as hold it mechanically and other- on the one hand, in particular in the case of GRP pipes, whose glass fiber reinforcement does not cut through, or at least does not cut through in a harmful manner.
  • the normally aligned front flank of the ring ribs ensures a very high pull-out resistance for the clamped pipe.
  • the rounding off of the back flank ensures that the material on the outside of the tube is not displaced too much to the side and may detach itself from the material layers underneath.
  • Claim 8 is achieved that the ring ribs achieve sufficient strength for penetration into the outside of the tube and sufficient bending strength when pulling forces occur.
  • the anti-corrosion agent can protect the clamp ring on the front side and on the offset portion of its circumferential surface in a targeted or generally prophylactic manner against corrosive attacks by the fluid or by components of the fluid.
  • a brass clamping ring can be protected against dezincification phenomena without the need to use a special material for the clamping ring in the presence of either very pure water or special aggressive water.
  • the stepped section of the outer cone surface on the unslotted length section of the clamping ring serves to absorb the corrosion protection agent with a layer thickness of preferably 0.1 mm, without it being pushed into the outer cone of the coupling housing by the latter when it is pushed in and, above all, when the clamping ring is pressed into it is scraped off.
  • the groove at the end of the stepped section serves to accommodate the parts of the corrosion protection agent which protrude beyond the geometrical outer surface of the outer cone surface of the clamping ring and are thereby pushed away when the clamping ring is pressed in.
  • the sharp-edged transition from the rear wall of the Groove to the non-stepped outer cone surface ensures that the anti-corrosive agent adhering to the inner cone surface of the coupling body is scraped off when the clamping ring is pressed in, so that these parts of the rust-proofing agent cannot impair the uniform, full contact of the non-stepped section of the unslit length section of the clamping ring .
  • the fact that the end of the helical slot is fixed to a certain extent away from the groove ensures that a sufficiently wide contact surface of the unslit portion of the length of the clamping ring on the inner conical surface of the coupling body, which serves for the external sealing of the clamping ring, is ensured.
  • Claim 13 is achieved in that the tubes are still light and without damaging the clamping ring and on the other hand, the pipe itself can be pushed into the pipe clamp connection if the latter is already preassembled and the clamping ring is loosely seated in the inner cone of the coupling body and is held and covered by the partially screwed-in union screw or the partially screwed-on union nut.
  • the clamping ring can be inserted more easily into the coupling body, especially since the helical slot means that the clamping ring has a lower dimensional stability than an unprotected ring and is therefore exposed to slight changes in shape during storage and handling.
  • Claim 15 is deformed when tightening the union screw or union nut between the caulking ring inserted between it and the clamping ring so that its outer edge digs into the matching circular cylinder surface of the coupling body, the caulking ring is, as it were, caulked with the coupling body so that the pipe clamps and sealing clamping ring is also held in its clamping and sealing position when the union screw or union nut, for whatever reason, loosens or otherwise yields.
  • This embodiment is accordingly suitable for pipe connections which, on the one hand, no longer have to be released and, on the other hand, require an increased degree of security against loosening and / or leakage. This applies above all to concealed pipelines or to pipelines that are no longer easily accessible later.
  • the radial depth of the recesses between the ring ribs follows the depth of penetration of the ring ribs from the front to the rear end of the clamping ring into the outside of the pipe.
  • the peripheral surface of the recesses is used for guiding and holding the clamped tube, which is therefore not hollow in this area between the ring ribs. This prevents a possible notching effect of the ribs, especially in the rear area of the clamping ring, when the clamped tube is subjected to bending stress. This is particularly true for those embodiments of the clamping ring in which there is an unslotted length section at the end, which is given a smooth inner surface in the embodiment according to claim 16.
  • the coupling body can generally be made considerably shorter because that
  • Threads for this can be attached to the outside of the coupling body in approximately the same length section in which the inside cone surface for the clamping ring is located on the inside.
  • the outer diameter of the coupling body can usually also be reduced because the internal thread for the cap screw must have a larger internal diameter than the inner cone surface with its large diameter.
  • the collar-shaped extension on the union nut enables a larger axial actuation path for the rear end of the clamping ring, because if necessary the extension can be moved into the coupling body. This reduces the dependency on compliance with low manufacturing tolerances for the pipe clamp connection and especially for the pipe.
  • the federal government ensures that a pipe pushed into the pipe clamp connection is pushed in just as far as is necessary for secure clamping and sealing, and at the same time thereby avoided, that the pipe is accidentally pushed over the correct position into the area of the subsequent pipe clamp connection, where the pipe to be inserted there could no longer reach the correct position.
  • a circular cylindrical surface adjoins the collar, which is matched to the outside diameter of the tube, the tube inserted into the tube clamp connection is exactly centered in the coupling body itself, that is to say regardless of the random axial and radial position of the clamping ring in the coupling body.
  • the inner cone surface adjoining the circular cylinder surface facilitates the insertion of the tube into the length section with the circular cylinder surface and at the same time prevents the tube from hitting before reaching the circular cylinder surface.
  • This configuration is always used in preference to the basic shape when the resulting extension of the base body is not a hindrance to its use.
  • plastic pipes with greater elastic resilience such as pipes made of a thermoplastic
  • the axial extension on the coupling body serves as a support collar for the tube end, which is supported in the radial direction on the inside of the support collar with the matching recess.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a pipe coupling with two pipe clamp connections, each with a clamping ring.
  • FIG. 3 shows an enlarged section of the clamping ring according to FIG. 2;
  • Figure 5 is a fragmentary and enlarged longitudinal section of a modified embodiment of the clamping ring. 6 shows a longitudinal section, shown in detail, of a further embodiment of the pipe clamp connection in the preassembled state;
  • FIG. 7 shows a longitudinal section of the embodiment of the pipe clamp connection shown in FIG. 6 in the fully assembled state.
  • Fig. 8 partly a longitudinal section and partly a view of an embodiment of the raw clamp connection with a union nut
  • Fig. 9 partly a longitudinal section and partly a view of an embodiment of the pipe clamp connection with
  • the pipe coupling 10 shown in FIG. 1 connects two pipes 11 and 12 to one another. These two pipes are made of a composite material, namely of glass fiber reinforced plastic, which is why these pipes are also referred to as GRP pipes for short.
  • the pipe coupling 10 has a pipe clamp connection 13 and 14 for each of the two pipes 11 and 12, one of which is arranged at each end of the pipe coupling 10 in a mirror-image arrangement to the other.
  • the following explanations with regard to pipe clamp connections 13 and 14 apply in the same or at least in a similar manner to other types of pipe couplings, such as those in T-shape, or to fittings of the most varied types, each with at least one pipe clamp Connection according to the Rohrklemmverbindu ⁇ gen 13 and 14 are equipped.
  • Each of the two pipe clamp connections 13 and 14 has a coupling housing 15 and 16, respectively. They are designed identically to one another. They each form part of a one-piece base body 17. This is made of metal, in particular brass. However, other materials that are usually used in piping systems can also be considered.
  • the base body 17 is an elongated hollow body with an approximately cylindrical shape. In the longitudinal section of the base body 17, and thus at the inner end of each of the two coupling bodies 15 and 16, there is an inner collar 18 on the base body. Its inner circular cylindrical circumferential surface has a clear width, which is expediently not less than the clear width of the GRP pipes 11 and 12 to be coupled with one another, but is at most somewhat larger.
  • the inner collar 18 is with its two flat end faces, which are aligned normal to the longitudinal axis of the base body 17, a stop for the end faces of the two GRP pipes 11 and 12, which serves that the two GRP pipes 11 and 12 only ever can be pushed into the middle of the base body 17 and cannot be pushed over from the area of the one pipe clamp connection to the area of the other pipe clamp connection.
  • the pipe clamp connection 14 located on the right in FIG. 1, which also applies to the pipe clamp connection 13.
  • the pipe clamp connection 14 has, as further parts, a coupling screw 19 and a clamping ring 20.
  • the coupling body 16 has two longitudinal sections 21 and 22.
  • the inner surface of the length section 21 adjoining the inner collar 18 is formed by a very slim inner cone surface 23. It has an angle of inclination with respect to the longitudinal axis of the coupling body 16 of at least approximately 4.5 °.
  • the second length section 22 of the coupling body 16 has a circular cylindrical inner surface which is provided with a nut thread 24. This is matched to the screw thread 25 of the union screw 19. These threads are generally cylindrical pipe threads, as are common in piping systems with metal pipes.
  • the cap screw 19 is provided with an external hexagon at its outer end. At the inner end, the cap screw 19 has a thread-free cylindrical neck 26, the free end face of which forms a flat and right-angled to the longitudinal axis of the coupling body 16 bearing surface 27 for the clamping ring 20.
  • the outer diameter of the neck 26 is dimensioned, at least in the region of its end face, in such a way that in the operating state, i.e. when the cap screw 19 is firmly tightened, the inner conical surface 23 of the coupling body 16 has not yet been touched.
  • the length of the neck 26 depends primarily on the dimensional tolerances and the deformability of the tubes 11 and 12, which are to be coupled together by the tube coupling 10.
  • the coupling screw 19, like the coupling body 16, is made of metal, specifically also made of brass.
  • the clamping ring 20 has a circular cylindrical inner side 28. On its outer side it has a very slim outer conical surface 29. Their angle of inclination with respect to the longitudinal axis of the clamping ring 20 is somewhat smaller, namely up to 1 ° smaller than the angle of inclination of the inner conical surface 28 of the coupling body 16.
  • the end face located at the rear end of the clamping ring 20 with the larger cone diameter serves as a contact surface 31 for the engagement of the union screw 19, specifically its contact surface 27. Therefore, the contact surface 31 on the clamping ring 20 is also flat and at least approximately at right angles to the longitudinal axis the clamping ring aligned. At the front end of the clamping ring 20 with the smaller cone diameter, the end face 32 is also flat and at least approximately at right angles to the longitudinal axis of the clamping ring 20.
  • the inside width of the clamping ring 20 is. at least approximately the same as the outside diameter of the pipes 11 and 12 to be coupled. This clear width is referred to below as the nominal width of the pipe coupling 10.
  • the axial length of the clamping ring 20 is expediently at least approximately 0.5 times its nominal width.
  • the clamping ring 20 has in its central length region a helically extending slot which is continuous in the radial direction and which is referred to below as helical slot 33.
  • Wi ⁇ dungssense of the spiral slot 33 is opposite to the direction of the winding of the nut thread 24 on the coupling body 16 and the screw thread 25 on the union screw 19.
  • This spiral slot 33 expediently has four full turns, so that the slotted length section of the clamping ring 20th is divided approximately into three adjacent full turns 34.
  • the helical slot 33 ends in the axial direction both at the rear and at the front end of the clamping ring 20 at a certain distance from the end face of the clamping ring, so that a length section 35 remains at the rear end and a length section 36 remains unprotected at the front end.
  • the axial extent of these unprotected length sections 35 and 36 is at least approximately 0.1 times the nominal width of the clamping ring 20.
  • the pitch of the helical slot 33 is thus at least. approximately 0.10 times the nominal width of the clamping ring 20.
  • the unprotected Canalnabsch ⁇ itt 35 at the rear end of the clamping ring 20 has a circular cylindrical outer surface, which deviates from the remaining part of the Klem ring 20, which extends in the axial direction at least to the beginning of the spiral slot 33, but which can also extend slightly beyond.
  • a modification is included in the illustration, as in the area of the unprotected front length section 36 in a section 38 adjoining the front end face 32, the outer surface compared to the rest Outer cone surface 29 is offset inwards by a certain amount of at least approximately 0.1 mm in the radius.
  • the axial extent of this stepped section 38 is preferably 2.0 mm.
  • a circumferential groove 39 is present at the end of the offset section 38, which is at least approximately 0.1 mm deep compared to the offset section 38 and is at least approximately 0.5 mm wide.
  • the rear wall of the groove 39 which is furthest away from the front end face 32, has a sharp-edged connection to the outer cone surface 29 of the clamping ring. If the modified version is selected for the clamping ring 20 with the stepped section 38 and the groove 39, care must be taken that the helical slot 33 ends in the axial direction at least approximately 0.5 mm in front of the groove 39, so that the front is unprotected Lenght section 36 of the clamping ring 20 a non-offset section of the outer conical surface 29 of 0.5 mm length remains, which extends between the helical slot 33 and the groove 39 over the entire circumference of the clamping ring 20.
  • the offset section 38 serves to receive a corrosion protection agent which is also applied to the entire end face 32 in addition to the offset section 38.
  • Corrosion protection agents are polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyamide or another thermoplastic plastic, the selection of which depends on which fluid or against which components of the fluid the front end of the clamping ring 20 is to be protected.
  • the anticorrosive agent is expediently applied to the surface areas to be protected in a powdery starting form in a fluidized bed sintering process.
  • the clamping ring 20 has on its circular cylindrical inside a number of circumferential, self-contained ring ribs 41, which are each arranged in a normal plane to its longitudinal axis.
  • These ring ribs 41 have a radial height of at least approximately 0.4 mm. They have an axia among themselves Distance (or axial division) which is preferably between 1.2 and 1.4 mm, the smaller division being chosen for shorter rings and smaller nominal width and the larger division for longer clamping rings and larger nominal width.
  • the front flank 42 of the ring ribs 41 facing the end face 32 is at least approximately normal to the longitudinal axis of the clamping ring 20.
  • the back flank 43 is rounded at least approximately continuously from the sharp ring cutting edge to the foot of the front flank of the next ring rib 41. This applies above all to the smaller longitudinal division of the annular rib 41. With a larger division and especially with a larger nominal width, it may be expedient to allow the curvature of the back flank 43 to run into a circular cylindrical surface before the next following front flank.
  • the unprotected length section 35 is chamfered on its inside.
  • the angle of inclination of the chamfer 44 is approximately 30 ° with respect to the longitudinal axis of the clamping ring 20.
  • the axial extent of the chamfer 44 is approximately 1.0 mm. This chamfer 44 makes it easier to insert the pipe to be coupled into the clamping ring 20.
  • the pipe coupling 10 is expediently delivered preassembled.
  • a clamping ring 20 is loosely inserted in each coupling body 15 and 16, and the coupling screw 19 is screwed into the coupling body 16 just enough that its front-side contact surface 27 bears against the front-side contact surface 31 of the clamping ring 20.
  • the windings 34 of the clamping ring 20 should not yet be in contact with one another or, in other words, the helical contactor 33 should at least still be partially open.
  • the pipes 11 and 12 to be coupled are pushed into the associated coupling body 15 and 16, respectively, until their end face lies loosely against the inner collar 18. If the cap screw 19 is subsequently screwed into the coupling body 16, the turns 34 of the Clamping ring 20 to each other.
  • the front unprotected length section 34 of the clamping ring 20 is then axially displaced along the inner conical surface 23 of the coupling body 16. Because of its small wall thickness, it initially narrows elastically, but later also plastically. Corresponding to this narrowing, the ring ribs 41 cut on the inside of the length section. 36 into the outside of the tube 12 and dig themselves into the outer layer of the GRP tube. To the extent that the axial resistance increases when the front unprotected length section 36 is pressed in, the frictional force between the contact surface 31 on the clamping ring and the contact surface 27 on the union screw 19 increases.
  • the pipe clamp connection in a modified embodiment.
  • the angle of inclination of the inner cone surface on the clutch housing is larger, namely up to 10 °, so that the inner cone surface on the clutch body, but also the length of the nut thread, are not made excessively long Need to become.
  • it may also be expedient to use a fine thread z. ⁇ Instead of the normal pipe thread between the coupling body and the union screw, so that the ratio between the circumferential force on the external hexagon and its feed force is increased in the union screw to compensate for the higher radial force when narrowing the front unprotected length section of the Kiemmring.
  • Another modification of the pipe clamp connection can be that both the coupling body and the clamping ring are used in a GRP version. This can be expedient, if not even necessary, if the fluid passed through the pipeline system
  • the innermost wall coating exposed to the fluid can be adapted to the requirements of the fluid within wide limits without the remaining layers of the composite material having to be changed to any appreciable extent.
  • the transition to the GRP version can also be indicated if, especially with a higher number of connection points and / or fittings in the piping system, the total weight of the piping system or only the "metal weight" of the pipe clamp connections becomes very high or if other reasons, the reduction of the metal content in the pipe system is desired or necessary.
  • the glass fiber reinforcement on the clamping ring in the area of the ring ribs is at least more or better aligned completely in the circumferential direction.
  • FIG 4 shows a pipe clamp connection 45 as a further embodiment, in which the coupling housing 46 is partially modified compared to the coupling housing 16 of the basic version.
  • the collar 47 is initially adjoined by a circular cylinder surface 49 and an inner conical surface 50.
  • the circular igniter surface 49 has a certain axial extent, which is expediently not less than 2 mm. Their clear width is at least approximately the same or slightly larger than the nominal width of the pipe clamp connection 45 or the outer diameter of the pipe 12.
  • This circular cylinder surface 49 serves as a guide surface for the front end of the pipe 12, especially when it is in the already pre-assembled pipe clamp connection 45 is inserted. This ensures that the tube 12 is guided at its front end centrally to the longitudinal axis of the coupling housing 46.
  • the inner cone surface 50 serves as an insertion cone for the front end of the tube 12.
  • the angle of inclination of this inner cone surface 50 is therefore preferably in the angular range of 30 ° -45 °.
  • the inner cone surface 51 for the clamping ring 20 adjoins this insertion cone, which is designed in the same way as the corresponding inner cone surface 23 on the coupling housing 16 (FIG. 1).
  • the remaining parts of the clutch housing 46, like the coupling screw 19, are also the same as the corresponding parts of the embodiment according to FIG. 1.
  • 5 shows a clamping ring 52 'which is modified with respect to the clamping ring 52.
  • the radial depth of the annular recesses 55 between two ring ribs 76 decreases from a maximum value to zero from the front end of the length section 54 to its rear end .
  • the maximum value of the depth of the recesses 55 is at least approximately equal to the radial depth of the corresponding recesses 57 in the front unprotected length section 58 of the clamping ring 52. Since the radial depth of the recesses 55 at the rear end of the slotted length section 54 has reached the value zero , in the rear unprotected length section 59 of the clamping ring 52 there are no recesses on its inside and therefore no more ring ribs. This inside therefore forms a smooth circular cylinder surface 60.
  • a pipe clamp connection 61 can be seen as a further embodiment.
  • the pipe clamp connection 61 on the inside of the coupling body 62 at the outer end of the inner cone surface 63 for the clamping ring 20, there is a circular cylinder surface 64, the clear width of which is larger than the outer diameter of the rear end of the clamping ring 20, that is to say larger than is the outer diameter of the unprotected rear length section 35 of the clamping ring 20.
  • the outer diameter of this circular cylinder surface 64 is matched to the inner cone surface 63 such that the transition point 65 between the inner cone surface 63 and the circular cylinder surface 64 is located within the length section of the coupling body 62 which the clamping ring 20 has after tightening the Union screw 19 takes (Fig. 7).
  • the axial extent of the circular cylindrical surface 64, starting from the transition point 65, is dimensioned such that it still protrudes beyond the rear end of the clamping ring 20 when the clamping ring 20 is not tensioned (FIG. 6).
  • a caulking ring 66 is inserted or inserted between the rear end face 31 of the clamping ring 20 and the front end face 27 of the union screw 19.
  • the clear width of the caulking ring 66 is not less than the nominal width of the clamping ring 20, better not even less than the clear width of the coupling screw 19.
  • the caulking ring 66 has two end faces 67 and 68 which run parallel to one another.
  • the caulking ring 66 is shaped conically, so that its two end faces 67 and 68 have the shape of the outer surface of a truncated cone.
  • the inclination of the Ma ⁇ telünie the two frustoconical end faces 67 and 68 is in the range of 60 ° -75 ° and is preferably about 68 °.
  • the circumferential surface 69 of the caulking ring 66 is formed in the untensioned rest state of the caulking ring 66 (FIG. 6) as a circular igniter surface with respect to the central axis of the caulking ring 66.
  • the peripheral edge 70 between the peripheral surface 69 and the inner end face 68 is formed with sharp edges.
  • the caulking ring 66 is caulked with the coupling body 62. Even if the cap screw 19 would loosen once, the stem 66 would ensure that the clamping ring 20 cannot expand in the axial direction because of Axial force emanating from it ensures that the caulking ring 66 digs even more into the circular cylindrical surface 64 of the coupling body 62.
  • the clamp connection 61 comes into consideration for such pipe connections which no longer have to be loosened after their assembly and which even require additional protection against unintentional loosening of the pipe clamp connection, for whatever reason.
  • FIG. 8 shows a pipe coupling 71, which is modified compared to the pipe couplings previously explained, for example the pipe couplings according to FIGS. 1 and 4, in view of the fact that their two pipe clamp connections 72 and 73 are not are equipped with union screws, but each with a union nut 74.
  • the length of the coupling housing 75 at both ends is missing, which in the coupling housing 46 has the internal thread for the coupling screws.
  • the inside of the clutch housing 75 in the area of the clamping ring 20 is largely designed in the same way as the clutch housing 46 (FIG. 4), the explanation of which is therefore referred to.
  • the inner cone surface 76 for the clamping ring 20 has an axial length that is shorter than the inner cone surface 51 on the clutch housing 46.
  • the inner cone surface 76 is so short that, in the operating position or clamping position of the gill ring 20 (FIG. 8), its rear unprotected longitudinal section 35 partially protrudes from the coupling housing 75.
  • the external thread 77 for the union nuts 74 is arranged on the outside of the coupling housing 75 in approximately the same length section as the inner conical surface 76.
  • the coupling housing 75 has between the two longitudinal sections with the internal thread 77 for the two union nuts 74 a length section 78, which is provided with key surfaces 79, which are designed as hexagonal surfaces or as octagonal surfaces.
  • the union nut 74 has a circular collar, the clear width of which is not less than the nominal diameter of the pipe 12 to be coupled and is expediently even slightly larger.
  • a collar-shaped extension 82 adjoins the inner end face collar 81 in the axial direction.
  • the extension 82 has the same clear width as the collar 81.
  • the outside diameter of the extension 82 i is not greater than the outside diameter of the rear unprotected length section 35 of the clamping ring 20.
  • the axial length of the extension 82 is generally between 0.5 mm and 2.0 mm.
  • the end face of the collar-shaped for set 82 forms the contact surface 83 for the clamping ring 20.
  • the collar-shaped extension 82 provides a greater axial actuation path for the union nut 74, because if necessary the extension 82 can be moved into the coupling housing 75, so that the union nut 74 can still exert an axial force on the rear contact surface of the clamping ring 20 when the rear longitudinal section 35 of the clamping ring 20 has already been completely immersed in the coupling housing 75. This could happen if the manufacturing tolerances of all interacting parts, in particular those of the diameter dimensions of the inner cone surface 76, the clamping ring 20 and the tube 12, meet in an unfavorable manner.
  • the pipe coupling 85 is externally identical to the pipe coupling 71 (FIG. 8).
  • Your two pipe clamp connections 86 and 87 also each have a union nut 88, which are designed like the union nuts 74.
  • the clutch housing 89 is on the inside, namely in the middle longitudinal section modified the clutch housing 75. This has been done in view of the fact that the pipe coupling 85 is intended for the coupling of plastic tubes 91 and 92 which are made of a thermoplastic. Because of the lower strength of their material, such pipes have a considerably greater wall thickness than is the case with the GRP pipes 11 and 12.
  • the coupling housing 89 has in its middle length section 93 on the inside a collar 94, the clear width of which is not less than the clear width of the two plastic tubes 91 and 92.
  • an outer ring area On each end face of the collar 94, an outer ring area has an at least approximately flat end face 95, which is aligned normal to the longitudinal axis of the clutch housing 89.
  • An axial extension 96 is formed on both sides of the inner ring region adjoining it.
  • the inner circumferential surface 97 of the extensions 96 is at least approximately designed as a circular cylindrical surface, the clear width of which is equal to the clear width of the collar 94.
  • Circumferential surface 98 is designed as a lateral surface of a truncated cone, the surface lines of which have an inclination angle between 20 ° and 45 ° with respect to the longitudinal axis of the coupling housing 89, an inclination angle of 30 ° being shown in FIG. 9.
  • Each of the two tubes 91 and 92 is provided on the inside with a recess 99 at the end cooperating with the tube coupling 85 with a recess 99 which is matched to the axial extension 96 and which accordingly appears as the outer surface of a hollow truncated cone.
  • the extension 96 has an outer diameter at the transition point to the collar 94, ie at its thickest point, which is smaller than the outer diameter of the tubes 91 and 92. This keeps on the front of the tubes 91 and 92 outside of the truncated cone-shaped recess 99 there is also a flat annular end face 100.
  • the recess 99 on the tube 91 or. 92 can interact with the extension 96 on the coupling housing 89 in the correct manner and the extension 96 can act as a support collar for the pipe in question
  • the recess 99 is produced, for example by means of a conical countersinking tool , the end face 100 is also machined. This ensures that the end face 100 is smooth and flat and that there are no irregularities left after sawing off the pipe, which prevent the pipe end from being pushed towards the collar 94 until its recess 99 abuts the extension 96.
  • the simplest way to achieve this is to combine the conical countersinking tool with a flat countersink and to make the recess 99 in a single operation and at the same time to process the end face 100. It is important to ensure that the recess 99 does not become deeper than the extension 96 so that when the tube is pushed in, the recess 99 is already seated on the extension 96 before the end face 100 can abut the collar 94.
  • the pipe end is centered on the inside by the conical extension 96.
  • the outer guide surface which is formed in the embodiment according to FIG. 4 by the circular cylindrical surface 49, which is preceded by the inner conical surface 50, can therefore be omitted.
  • the embodiment according to FIG. 9 corresponds to the embodiment according to FIG. 1.
  • the axial extension on the collar 94 can also have a circular cylindrical peripheral surface instead of the frustoconical peripheral surface 98, but the outer edge on the free end face of the extension is expediently beveled, so that a kind of insertion cone is created.
  • the recess on the inside of the tubes must then also be of circular cylindrical design.
  • the shape of the two contact surfaces is more sensitive to manufacturing tolerances of the diameter dimensions.

Description

Rohrklemmverbindung
Rohrleitungssysteme sind im allgemeinen aus einzelnen Rohren unterschiedlicher Länge und manchmal auch unterschiedlichen Durchmessers zusammengesetzt, die an ihren Enden mittels Rohrkupplungen miteinander verbunden sind. Meist sind noch an verschiedenen Stellen des Rohrleitungssystems Armaturen unterschiedlicher Art, beispielsweise Hähne, Ventile oder Absperrschieber vorhanden, die in gleicher Weise mit den daran anschließenden Rohren verbunden sind. Alle diese Verbindungsstellen müssen die gleiche Dichtigkeit und Festigkeit wie die einzelnen Rohrabschnitte haben. Das gilt sowohl für Metallrohre wie auch für Rohre aus Kunststoff. Letztere können ausschließlich aus Kunststoff, und zwar aus einem thermoplastischen Kunststoff, hergestellt sein. Sie können aber auch aus einem Verbundwerkstoff bestehen, bei dem in einem duroplastischen Kunststoff Verstärkungen und Verstärkungselemente, insbesondere in Form von Glasfasern, eingebettet sind. Diese werden kurz als GFK-Rohre bezeichnet. Da die GFK-Rohre ohnehin schichtweise herge¬ stellt werden, gibt es die Möglichkeit, verschiedene Schichten des Rohres aus verschiedenen Kunststoffen herzu¬ stellen, die für die ihnen jeweils zugedachte Aufgabe besonders gut geeignet sind.
Bei Metallrohren großer Festigkeit werden meist Kupplungs- elemente aus Metall, sogenannte Fittings, verwendet, bei denen die Rohrenden und die Kupplungsteile mit darin einge¬ schnittenen Gewinden versehen sind, so daß die Rohre und die Kupplungsteile unmittelbar miteinander verschraubt werden können. Daneben gibt es noch Schneidringverbindungen, bei denen ein Schneidring mit seiner Stirnschneide in einen Innenkonus hineingedrückt wird, so daß die Stirnschneide sich verengt und in das Rohr einschneidet, das sie umgibt. Diese Art der Rohrverbindung kann allenfalls noch bei Rohren aus Metallen geringerer Festigkeit, nicht aber mehr für Rohre aus Kunststoff verwendet werden.
Bei Kunststoffrohren gibt es unlösbare Verbindungen, bei denen die Rohrabschnitte durch Schweißen unmittelbar mitein- ander verbunden werden oder durch .Verkleben entweder unter¬ einander oder mittels Kupplungselementen miteinander verbunden werden. Beim Verschweißen zweier Rohrenden tritt auf der Innenseite der Schweißstelle meist ein stärkerer
Schweißgrat auf, der den Durchlaßquerschnitt des Rohres an der Verbindungsstelle erheblich einengt und bei der Durch- leituπg eines Fluids auf jeden Fall zu Turbulenzen in dem Fluid führt. Klebeverbindungen erfordern eine große Sorgfalt bei ihrer Ausführung. Dazu wird geschultes Fachpersonal benötigt. Selbst beim Vorhandensein von solchem Fachpersonal können auf einer Baustelle die Klebeverbindungen dennoch nicht immer mit ausreichender Zuverlässigkeit hergestellt werden. Die Klebeverbindung ist außerdem anfällig gegen bestimmte Fluide und/oder gegen bestimmte Inhaltsstoffe der Fluide, so daß sie schon deshalb nicht immer angewandt werden kann. Dabei ist es von großem Nachteil, daß diese Anfälligkeit gegen das Fluid selbst oder gegen Inhaltsstoffe des Fluids sich erst nach dem Herstellen der Verbindung im Laufe der Zeit herausstellen kann und daß dann unter
Umständen das ganze Leitungssystem ausgetauscht werden muß. Ein weiterer großer Nachteil sowohl der Schweißverbindung, wie auch der Klebeverbindung ist der, daß die Verbindungs¬ stellen sich nachträglich nicht mehr lösen lassen, selbst dann nicht, wenn Änderungen der Leitungsführung erforderlich werden oder wenn nachträglich weitere Anschlüsse hergestellt werden müssen.
Für Rohrleitungssysteme aus Kunststoffrohren gibt es auch lösbare Verbindungen, und zwar als Rohrklemmverbindungen unterschiedlicher Bauart. Allen gemeinsam ist, daß irgend ein ringförmiges in sich verformbares Klemmteil, ein Klemm¬ ring, zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren konischen Anlageflächen axial eingeklemmt wird und daß dabei, das heißt durch die dabei auftretende elastische Formänderung, der Klemmring sich einerseits an dem Rohr und andererseits an einem anderen Teil der Rohrkupplung dicht anlegt und dadurch die Stoßstelle der Rohre miteinander dicht ver¬ bindet.
Bei einem Großteil dieser Rohrklemmverbindungen ist häufig eine Stützhülse erforderlich, die entweder als loses TeiJ i das Rohrende eingeschoben wird, oder die am Kupplungskörper angeformt ist und beim Zusammenfügen des Rohres mit. dem Kupplungsteil in das Rohr hineingeschoben wird.
Diese Stützhülsen jeglicher Art haben den großen Nachteil, daß sie eine beträchtliche Querschnittsverengung der Rohr¬ leitung ergeben, was stets mit einem entsprechend großen Druckabfall und häufig auch mit höherer Geräuschbildung verbunden ist. Bei Rohrleitungssystemen mit einer großen Anzahl von in das System einbezogenen Armaturen kann sich der Druckabfall bei -den einzelnen Kupplungsstellen zu einem sehr hohen Wert summieren. Die Verwendung von Stützhülsen hat noch den weiteren großen Nachteil, daß für das Einschieben der Stützhülse in das Rohr oder umgekehrt, für das Einschieben des Rohres in den Kupplungskörper mit ange¬ formter Stützhülse, zuerst das Rohrende erwärmt werden muß. Bei unsachgemäßer Erwärmung kann das Rohr beschädigt werden Es gibt auch Rohrklemmverbindungen ohne Stützhülse. Bei ihnen sind die Klemmringe stets an einer Umfangsstelle durchgehend geschlitzt, weil wegen des Fehlens der Stütz¬ hülse die elastische Verformung des Rohres, insbesondere im Bereich der Konusflächen zwischen Stützring und Überwurf¬ schraube verhältnismäßig groß sind. Hinzu kommt, daß ins- besondere bei thermoplastischen Kunststoffröhren die Ma߬ toleranzen bekanntermaßen sehr groß sind und daher insgesamt eine große Durchmesserveränderung und/oder Durchmesser¬ toleranz überbrückt werden muß. Wegen dieses Längsschlitzes vermögen die Klemmringe die Abdichtung nicht zu übernehmen, weshalb zusätzlich ein Rundschnurring als eigentliches Dichtungselement erforderlich ist. Er wird in eine Aus¬ nehmung am Kupplungskörper eingelegt.
Bei einer Art dieser Rohrklemmverbindungen wird der Rund¬ schnurring in eine auf der Innenseite des Kuppluπgskörpers angeordnete Nut mit zwei Schultern eingelegt und durch das Fluid selbst gegen die in der Druckrichtung außen gelegene Schulter gedrückt und dadurch die Dichtwirkung erzeugt. Bei einer anderen Art dieser Rohrklemmverbindungen wird der Rundschnurring in eine axiale Ausnehmung des Kuppluπgs- körpers eingelegt, wo er sich an einer Schulter der Aus¬ nehmung anlegt. Außerdem wird auf der anderen Seite des Rundschnurringes ein Anlaufring eingelegt, der von der Über¬ wurfschraube der Rohrklemmverbindung gegen den Rundschnur¬ ring gedrückt wird, so daß er in dem verbleibenden Hohlraum elastisch verformt wird und er in radialer Richtung sich einerseits am Kupplungskörper und andererseits an der Rohr¬ außenseite dicht anlegt.
Bei der erstgenannten Rohrklemmverbindung wird das Rohr durch einen Klemmring festgehalten, der außerhalb des Rund- schnurringes auf dem Rohr sitzt und durch eine Überwurf¬ mutter gegen den Kuppluπgskörper gedrückt wird, wobei die Überwurfmutter eine Innenkonusfläche aufweist, die mit eine Außenkonusflache am Klemmring zusammenwirkt und beim Anziehen der Überwurfmutter dafür sorgt, daß die auf der Innenseite des Klemmringes vorhandenen umlaufenden Ring¬ rippen mit scharfer Innenkante infolge der elastischen Ver¬ formung des Klemmrings sich in die Außenseite des Rohres eindrücken und eingraben. Bei der zweitgenannten Rohrklemm- Verbindung liegt der Klemmring zwischen dem Anlaufring für den Rundschnurring und einer davon entfernt angeordneten Innenkonusfläche einer Überwurfschraube. Dieser Klemmring wird beim Anziehen der Überwurfschraube ebenfalls radial einwärts elastisch verformt, so daß auch bei ihm die innen gelegenen Ringrippen sich in die Außenseite des Rohres ein¬ graben. Durch den Hals der Überwurfschraube wird gleich- zeitig der Anlaufring gegen den Rundschnurring gedrückt.
Bei diesen beiden Arten der* Rohrklemmverbindungen sorgt der Rundschnurring für die Abdichtung der Verbindungsstelle, während die Ringrippen an der Innenseite des Klemmringes für die nötige Haltekraft zwischen dem Rohr und der Kupplung sorgen, die der Rundschnurring alleine nicht aufbringen kann, die aber erforderlich ist, damit das Rohrsystem nicht unter der Druckwirkung des Fluids auseinandergezogen wird. Diese Rohrklemmverbindungen mit Rundschnurring haben den großen Nachteil, daß die Rundschnurringe keine sehr große Dauerstandfestigkeit haben und sie sich vor allem bei Fluiden mit wechselndem Druck und insbesondere wechselnder Temperatur, wie das zum Beispiel bei WarmwasserJ eitungen in Haushaltungen der Fall ist, nach einer mehr oder minder langen Zeitspanne verändern, wodurch ihre Dichtwirkuπg nach¬ läßt oder ganz verschwindet. Insbesondere ist hierbei das zunehmende Kriechen des Werkstoffes der Rundschnurringe von Nachteil .
Diese Rohrklemmverbindungen haben noch den Nachteil , daß der Klemmring zwischen dem Rohr und einer Innenkonusfläche der Überwurfmutter oder Überwurfschraube eingeklemmt wird, so daß beim Anziehen der Überwurfmutter oder Überwurfschraube über die aneinander anliegenden Konusflächen ein erhebliches Drehmoment auf das Rohr ausgeübt wird. Für den Fall, daß mit der Rohrleitung bereits Armaturen verbunden sind, muß das Verdrehen des Rohres verhindert werden. Wenn das Rohr an den bereits vorhandenen Armaturen festgehalten wird, kann es vorkommen, daß deren Klemmverbindung wieder gelockert wird. Wenn das Rohr selbst festgehalten wird, kann es vorkommen, daß das Rohr beschädigt wird, weil dafür Zangen eingesetzt werden müssen. Bei diesen Rohrklemmverbindungen wird die Klemmkraft des Klemmringes durch das Zusammenwirken der Konusflächen einer¬ seits am Klemmring und andererseits an der Überwurfmutter oder Überwurfschraube erzeugt. Da der Flankeπwinkel gegen- über der Längsachse der Rohrkupplung verhältnismäßig steil ist, haben die Konusflächen nur eine sehr geringe axiale Erstreckung, so daß die vom Klemmring auf das Rohr ausgeübte Radialkraft sich auf einen sehr kurzen Längenabsclinitt des Rohres konzentriert. Dadurch wird das Rohr örtlich einer sehr hohen Beanspruchung ausgesetzt, was dazu führt, daß das Rohr an dieser Stelle elastisch verhältnismäßig stark einge¬ schnürt wird. Außerdem besteht dabei die Gefahr, daß die Ringrippen des Schneidringes auf diesem kurzen Längen- abschπitt sich sehr stark in die Rohraußenseite eingraben und sie dadurch eine erhebliche Kerbwirkung am Rohr hervor¬ rufen, die sich auf einen relativ kurzen Längenabschnitt konzentriert. Das vermindert die mechanische Dauerstands¬ festigkeit des Rohres ganz erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrklemm¬ verbindung zu schaffen, die eine größere Dauerstaπd- festigkeit als die bekannten Rohrklemmverbindungen hat.
Beim Anziehen der Überwurfschraube oder Überwurfmutter als Betätigungsglied der Rohrklemmverbindung wird zunächst der Klemmring in axialer Richtung in den sehr schlanken Innen¬ konus des Kupplungskörpers hineingedrückt. Dabei verengter sich zunächst elastisch In dem Maße, in dem am Klemmring am ungeschlitzten Läπgenabschnitt an seinem vorderen Ende der Verschiebewiderstaήd größer wird, nimmt die axiale Anlage¬ kraft zwischen der ebenen Anlagefläche am hinteren Ende des Klemmriπgs und der ebenfalls ebenen Anlagefläche am Betätigungsglied zu. Das erhöht die Reibkraft zwischen diesen beiden Anlageflächen in Umfangsrichtung. Infolge des Wendelschlitzes verengen sich dabei die bandartig neben¬ einander liegenden Windungen des Klemmringes. Dadurch liegt ihre Außeπkonusfl che weniger stark an der Innenkonusfläche des Kupplungskörpers an, während ihre zylindrische Innen¬ seite mit den Ringrippen sich immer stärker am Rohr anlegt. Dabei wird der ungeschlitzte Längenabschnitt am vorderen Ende des Klemmringes immer weiter in den Innenkonus des Kupplungskörpers hineingeschoben, bis er infolge seiner in radialer Richtung einwärts erfolgenden elastischen Verformung voll am Rohr anliegt. Bei größerem Untermaß des Rohres in Bezug auf den Nenndurchmesser des Klemmrings und/oder bei größerer radialer Nachgiebigkeit des Rohres kann der ungeschlitzte Längenabschnitt sich auch plastisch verfor en, d.h. bleibend verengen. Bei der Verengung des ungeschlitzten Längenabschnittes graben die Ringrippen dieses Längenabschnittes sich in die Außenseite des Rohres ein und sorgen für eine gute Abdichtung zwischen dem Rohr und dem Klemmring. Auf der Außenseite sorgen die aneinander anliegenden sehr schlanken Konusflächen einerseits des unge¬ schlitzten Längenabschnittes des Klemmringes und anderer¬ seits des Kupplungskörpers für eine sehr gute Abdichtung zwischen diesen beiden Teilen, ohne daß es dafür eines weiteren Dichtungselementes, etwa in Form eines Rundschnur¬ ringes, bedarf.
Bei diesem Vorgang gelangen auch die an den ungeschlitzten Läπgenabschnitt sich anschließenden Windungen des Klemm- ringes allmählich in einen Axialbereich des Kupplungsringes, in dem sie sich nicht nur infolge der Einschnürung mit ihrer Innenseite am Rohr fest anlegen, sondern indem ihre Außen- konusflächen sich an der Innenkonusfläche des Kupplungs¬ körpers fest anlegt. Dabei graben sich auch die an der Innenseite der Windungen des Klemmringes vorhandenen die
Ringrippen in die Außenseite des Rohres ein. Da bei den an den ungeschlitzten Längenabschnitt anschließenden Windungen des geschlitzten Längenabschnittes des Klemmringes die Wand¬ stärke zum hinteren Ende hin stetig zunimmt, nimmt bei diesen Windungen auch das Widerstandsmoment gegen Biegung stetig zu, und zwar progressiv. Das hat zur Folge, daß die unter der Wirkung der beim Anziehen der Überwurfschraube oder Überwurfmutter auftretende Umfangskraft an der hinteren Stirnseite des Klemmringes die Windungen des geschlitzten Längeriabschπittes sich mit abnehmender Intensität am Rohr anlegen und ihre Ringrippen sich dementsprechend mit abnehmender Intensität in die Rohrwandung eingraben. Dadurch wird das Rohr wohl auf der ganzen Länge des Klemmringes eingespannt und festgehalten. Es tritt aber an .keiner Stelle im Axialbereich des Klemmringes eine örtliche mechanische Überbeanspruchung des Rohres ein. Wegen der nach dem hinteren Ende des Klemmringes hin abnehmenden Eingrabungs- tiefe der Ringrippen wird eine ungünstige Kerbwirkung dieser Ringrippen am Übergang zum freien Rohrabschnitt außerhalb des Klemmringes vermieden. Durch die große Anzahl der in die Außenseite des Rohres mehr oder weniger stark einge- grabenen Ringrippen oder Ringrippenabschnitte wird ein sehr hoher Ausziehwiderstand erreicht, der verhindert, daß das Rohr von den Druckkräften des Fluids im Rohrleitungssystem aus den Kupplungen herausgezogen wird.
Infolge des Fehlens von Dichtungselementen aus elastromeren Werkstoffen können Alterungsprozesse an der Dichtung nicht auftreten. Infolge der Eiπspannung des Rohrendes in einem größeren Längenabschnitt mit entsprechend weitläufiger Verteilung der dort wirkenden radialen und axialen Klemm-und Haltekräfte sind örtliche Überbeanspruchungen des Rohres nicht zu befürchten. Dadurch erreicht eine solche Rohrklemm¬ verbindung eine Dauerstandsfestigkeit, die derjenigen des Rohres außerhalb der Rohrklemmverbindung zumindest nahe¬ kommt, wenn nicht gar gleichkommt und damit weit über die- jenige hinausgeht, die bei herkömmlichen Rohrklemm¬ verbindungen erwartet werden kann.
Ein weiterer Vorzug dieser Rohrklemmverbindung liegt darin, daß der ungeschlitzte Längenabschnitt des Klemmringes die geringste Wandstärke hat und daher selbst bei der geschlossenen Ringform leicht verformbar ist. Aufgrund dessen und aufgrund der großen Nachgiebigkeit der Windungen im geschlitzten Bereich des Klemmringes kann das Gewinde für die überwurfschraube oder Überwurfmutter verhältnismäßig grob gehalten werden. Es kann sogar das bei Metallfittings für den betreffenden Rohrdurchmesser übliche Rohrgewinde verwendet werden. Das wiederum ermöglicht es, im Bedarfs¬ falle beispielsweise in den Kupplungskörpern einen normalen Verschlußstopfen einzuschrauben oder eine Armatur mit dem üblichen Rohrgewinde am Kupplungskörper anzuschrauben. Dadurch können Übergangsstücke mit unterschiedlicher Gewindeausbildung eingespart werden.
Bei einer Ausgestaltung der Rohrklemmverbindungen nach Anspruch 2 wird die Herstellung des Wendelschlitzes erleichtert, weil der Klemmring an beiden Enden eingespannt werden kann. Der ungeschlitzte Längenabschnitt verhindert auch das Auslaufen der letzten Windung in einem spitzen Ende, das infolge des abnehmenden Biegewiderstandsmomentes verstärkt einer einschnürenden Wirkung des Reibschlusses mit der Überwurfschraube oder Überwurfmutter ausgesetzt wäre. Außerdem wird dadurch eine scharfe Spitze am hinteren Ende der Klemmringe vermieden, die beim Handhaben der Klemmringe zu Verletzungen Anlaß geben könnte, und zwar insbesondere dann, wenn die Spitze durch Beschädigungen verbogen sein würde. Durch die zylindrische Außenfläche des ungeschützten Längenabschnittes wird vermieden, daß dieser Längenabschnitt sich im Außenkonus des Kupplungskörpers verklemmt, ehe die übrigen Teile des Klemmringes ausreichend weit in den Innen¬ konus des Kupplungskörpers hineingeschoben worden sind.
Durch eine* Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach
Anspruch 3 wird ein ausgewogenes Verhältnis zwischen einer¬ seits der axialen Verschiebung und axialen Verschiebekraft und andererseits einer ausreichend großen radialen und axialen Einspannungskraft erreicht. Das gilt insbesondere für die GFK-Rohre, die sich mit verhältnismäßig geringen Maßtoleranzen herstellen lassen. Bei Rohren, die aus¬ schließlich aus einem thermoplastischen Kunststoff herge¬ stellt sind, die in der Regel größere Maßtoleranzen auf¬ weisen, kann es zweckmäßig sein, den Neigungswinkel der Innenkonusfläche- am Kupplungsring größer zu machen, und zwar bis etwa 10°«, Durch die Verringerung des Neigungswinkels der Außenkonusfläche des Klemmringes wird erreicht, daß die beim axialen Zusammenschieben der Windungen des geschlitzten Läπgenabschnittes des Klemmringes eintretende Vergrößerung des Neigungswinkels einer den Klemmring umhüllenden Mantel¬ fläche wieder ausgeglichen wird und an den gleichbleibenden Neigungswinkel der Innenkonusfläche des Kupplungskörpers angeglichen wird.
Durch die Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach
Anspruch 4 wird eine besonders gute Dichtwirkung des unge¬ schlitzten Längenabschnittes des Klemmringes erreicht.
Bei einer Ausgestaltung der Rohrklemmverbinduπg nach Anspruch 5 wird erreicht, daß beim Anziehen der Überwurf¬ schraube oder Überwurfmutter die Ringrippen des Klemmringes sich einerseits ausreichend weit in die Außenseite des betreffenden Rohres eingraben und dieses nach außen sowohl gut abdichten, wie auch mechanisch festhalten und anderer- seits, insbesondere bei GFK-Rohren, deren Glasfaserarmierung nicht oder zumindest nicht in schädlicher Weise durch¬ schneiden. Die normal ausgerichtete Vorderflanke der Ring¬ rippen sorgt für einen sehr hohen Ausziehwiderstand für das eingeklemmte Rohr. Die Ausrundung der Rückenflanke sorgt dafür, daß der Werkstoff an der Außenseite des Rohres nicht zu sehr zur Seite verdrängt wird und dabei sich möglicher¬ weise von den darunterliegenden Werkstoffschichten ablöst.
Durch eine Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach Anspruch 6 wird sowohl eine gute Einspannmöglichkeit für das Schlitzen des mittleren L ngenabschnit tes geschaffen, wie auch eine ausreichende Stabilisierung der Windungen mit einer mittigen Führung erreicht.
Durch eine Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach Anspruch 7 wird ein ausgeglichenes Verhältnis zwischen j einerseits einer sicheren Einspannung und Halteruhg des
Rohres und andererseits einer Beschränkung der Gesamtlänge der Rohrklemmverbindung erreicht.
Bei einer Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach
Anspruch 8 wird erreicht, daß die Ringrippen eine aus¬ reichende Festigkeit für das Eindringen in die Außenseite des Rohres und eine ausreichende Biegefestigkeit beim Auf¬ treten von Ausziehkräften erreichen.
Mit einer Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach Anspruch 9 kann durch das Korrosionsschutzmittel der Klemm¬ ring an der Stirnseite und an dem abgesetzten Abschnitt seiner Umfangsflache gezielt oder allgemein prophylaktisch gegen korrodierende Angriffe des Fluids oder von Inhalts¬ stoffen des Fluids geschützt werden. Dadurch kann beispiels¬ weise ein Klemmring aus Messing gegen Entzinkungs- erscheinungen geschützt werden, ohne daß beim Vorhandensein entweder sehr reiner Wässer oder spezieller aggressiver Wässer gleich ein Sonderwerkstoff für den Klemmring verwendet werden muß. Der abgesetzte Abschnitt der Außen¬ konusfläche am ungeschlitzten Längenabschnitt des Klemm¬ ringes dient dazu, das Korrosionsschutzmittel mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 0,1 mm aufzunehmen, ohne daß es beim Einschieben und vor allen Dingen beim Einpressen des Klemmringes in den Außenkonus des Kupplungsgehäuses von letzterem abgeschabt wird. Die Rille am Ende des abgesetzten Abschnittes dient dazu, die Teile des Korrosionsschutz¬ mittels aufzunehmen, die über die geometrische Mantelfläche der Außenkonusfl che des Klemmringes überstehen und dadurch beim Einpressen des Klemmringes weggeschoben werden. Der scharfkantige Übergang von der hinten gelegenen Wand der Rille zur nicht abgesetzten Außenkonusfläche sorgt dafür, daß an der Innenkonusfläche des Kupplungskörpers haftendes Korrosionsschutzmittel davon abgeschabt wird, wenn der Klemmring eingepreßt wird, so daß diese Teile des Rost- Schutzmittels nicht die gleichmäßige satte Anlage des nicht abgesetzten Abschnittes des ungeschlitzten Längenabschnittes des Klemmriπges beeinträchtigen können. Dadurch daß das Ende des Wendelschlitzes um ein gewisses Maß von der Rille entfernt festgelegt wird, wird sichergestellt, daß eine ausreichend breite Anlagefläche des ungeschlitzten Läπgen- abschnittes des Klemmringes an der Innenkonusfläche des Kupplungskörpers gewährleistet ist, die der äußeren Abdichtung des Klemmringes dient. Mit einer Weiterbildung der Rohrklemmverbindung nach Anspruch 10 läßt sich das Korrosionsschutzmittel verhältnismäßig einfach und sicher aufbringen, wobei die Auswahl des Korrosionsschutzmittels von den Gegebenheiten des Einsatzortes abhängt.
Durch eine Ausgestaltung der Rohrklemmverbinduπg nach Anspruch 11, und zwar insbesondere bei der Verwendung von glasfaserverstärktem Kunststoff für den Klemmring und den Kupplungskörper, haben diese Teile die gleichen oder zumindest ähnliche Eigenschaften in Bezug auf elastische Verformungen und/oder Form- und Maßänderungen aufgrund von Temperaturänderungen. Dadurch wird das Verhalten der Rohr¬ klemmverbindung und das der damit gekuppelten Rohre einander angenähert. Bei einer Weiterbildung der Rohrklemmverbindung nach Anspruch 12 wird erreicht, daß die Ringrippen an der Innenseite des Klemmringes eine verhältnismäßig hohe Form- festigkeit haben, die ein sicheres Eindringen und Eingraben an der Außenseite der festzuhaltenden Rohre gewährleistet, deren äußere Schicht in der Regel eine vergleichsweise geringere Festigkeit hat.
Mit einer Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach
Anspruch 13 wird erreicht, daß die Rohre auch dann noch leicht und ohne Beschädigung einerseits des Klemmringes und andererseits des Rohres selbst in die Rohrklemmverbindung eingeschoben werden können, wenn letztere bereits vor¬ montiert ist und der Klemmring locker im Innenkonus des Kupplungskörpers sitzt und von der teilweise eingeschraubten überwurfschraube oder der teilweise aufgeschraubten Über¬ wurfmutter gehalten und abgedeckt wird.
Durch eine Rohrklemmverbindung nach Anspruch 14 läßt der Klemmring sich leichter in den Kupplungskörper einsetzen, zumal durch den Wendelschlitz der Klemmring eine geringere Formfestigkeit hat, als ein ungeschützter Ring und er dadurch bei der Lagerung und bei der Handhabung eher gering¬ fügigen Formänderungen ausgesetzt ist.
Bei einer Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach
Anspruch 15 wird beim Anziehen der Überwurfschraube oder Überwurfmutter der zwischen ihr und dem Klemmring eingelegte Stemmring so verformt, daß seine Außenkante sich an der darauf abgestimmten Kreiszylinderfläche des Kupplungskörpers eingräbt, der Stemmring gewissermaßen mit dem Kupplungs¬ körper verstemmt, so daß der das Rohr festklemmende und abdichtende Klemmring auch dann in seiner Klemm- und Dicht¬ stellung festgehalten wird, wenn die Überwurfschraube oder Überwurfmutter, aus welchem Grunde auch immer, sich lockert oder sonstwie nachgibt. Diese Ausgestaltung kommt dement¬ sprechend für solche Rohrverbindungen in Betracht, die einerseits nicht mehr gelöst werden müssen und die anderer¬ seits einen erhöhten Sicherheitsgrad gegen Lösen und/oder Undichtwerden erfordern. Das gilt vor allem für verdeckt verlegte Rohrleitungen oder für solche Rohrleitungen, die später nicht mehr ohne weiteres zugänglich sind.
Mit einer Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach Anspruch 16 folgt die radiale Tiefe der Ausnehmungen zwischen den Ringrippen der vom vorderen zum hinteren Ende des Klemmrings abnehmenden Eindringtiefe der Ringrippen in die Außenseite des Rohres. Dadurch wird im mittleren und hinteren Bereich des Klemmringes die Umfangsfläche der Aus¬ nehmungen zum Führen und Halten des eingespannten Rohres mit herangezogen, das damit in diesem Bereich zwischen den Ring¬ rippen nicht hohl liegt. Dadurch wird einer möglichen Kerb- Wirkung der Rinrippen, vor allem im hinteren Bereich des Klemmringes, bei einer Biegebelastung des eingespannten Rohres vorgebeugt. Das trifft vor allem für diejenigen Aus¬ führungsformen des Klemmringes zu, bei denen am Ende ein ungeschlitzter Längenabschnitt vorhanden ist, der bei der Ausgestaltung nach Anspruch 16 eine glatte Innenfläche erhält.
Durch die Verwendung einer Überwurfmutter anstelle einer Überwurfschraube kann der Kupplungskörper im allgemeinen deswegen erheblich kürzer ausgeführt werden, weil das
Gewinde dafür auf der Außenseite des Kupplungskörpers in etwa in demselben Längenabschnitt angebracht werden kann, in dem auf der Innenseite die Innenkonusfläche für den Klemm¬ ring gelegen ist. Außerdem läßt sich dabei meist auch der Außendurchmesser des Kupplungskörpers verringern, weil das Innengewinde für die Überwurfschraube eine größere lichte Weite als die Innenkonusfläche bei ihrem großen Durchmesser haben muß. Bei einer Ausgestaltung einer solchen Rohrklemm¬ verbindung nach Anspruch 17 wird durch den kragenförmigen Fortsatz an der Überwurfmutter ein größerer axialer Betätigungsweg für das hintere Ende des Klemmringes ermöglicht, weil im Bedarfsfalle der Fortsatz bis in den Kupplungskörper hineinbewegt werden kann. Das vermindert die Abhängigkeit von der Einhaltung geringer Fertigungs- toleranzen bei der Rohrklemmverbindung und vor allem beim Rohr.
Bei einer Ausgestaltung der Rohrklemmverbindung nach Anspruch 18 wird durch den Bund sichergestellt, daß ein in die Rohrklemmverbindung eingeschobenes Rohr gerade so weit eingeschoben wird, wie es für ein sicheres Einklemmen und Abdichten erforderlich ist, und dadurch zugleich vermieden, daß das Rohr aus Versehen bis über die richtige Stellung hinaus in den Bereich der anschließenden Rohrklemmverbindung hinübergeschoben wird, wo dann das dort einzuschiebende Rohr nicht mehr die richtige Stellung erreichen könnte. Dadurch, daß an den Bund eine Kreiszylinderfläche anschließt, die auf den Außendurchmesser des Rohres abgestimmt ist, wird das in die Rohrklemmverbindung eingeschobene Rohr im Kupplungs¬ körper selbst genau zentriert, also unabhängig von der zufällig vorhandenen axialen und radialen Stellung des Klemmringes im Kupplungskörper. Durch die an die Kreis¬ zylinderfläche anschließende Innenkonusfläche wird das Einschieben des Rohres in den Läπgenabschnitt mit der Kreis¬ zylinderfläche erleichtert und zugleich verhindert, daß das Rohr bereits vor Erreichen der Kreiszylinderfläche anstößt. Diese Ausgestaltung wird anstelle der Grundform immer dann bevorzugt verwendet, wenn die bei ihr sich ergebende Verlängerung des Grundkörpers für ihren Einsatz nicht hinderlich ist.
Mit einer nach Anspruch 19 ausgestalteten Rohrklemm¬ verbindung können auch Kunststoffrohre mir einer größeren elastischen Nachgiebigkeit, wie z.B. Rohre aus einem thermo¬ plastischen Kunststoff, sicher miteinander verbunden werden oder an eine Armatur angeschlossen werden. Dabei dient der axiale Fortsatz am Kupplungskörper als Stützkragen für das Röhrende, das sich mit der darauf abgestimmten Ausnehmung auf seiner Innenseite am Stützkragen in radialer Richtung abstützt. Dadurch wird erreicht, daß beim Anziehen der Über¬ wurfschraube oder Überwurfmutter die Rohrwand unter der Wirkung der Radialkraft des Klemmringes nicht nach innen ausweichen kann und daß die Ringrippen des ungeschützten Längenabschnittes des Klemmringes sich in die Rohrwand ein¬ graben können und das Rohr sicher abdichten können. Außerdem wird dadurch das Rohr sicher festgehalten. Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der
Zeichnung dargestellter Ausführuπgsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Rohrkupplung mit zwei Rohrklemmverbindungen mit je einem Klemmring;
Fig. 2 einen Längsschnitt eines der Klemmringe;
Fig. 3 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt des Klemmringes nach Fig. 2;
Fig. 4 einen ausschnittweise dargestellten Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Rohrklemm¬ verbindung;
Fig. 5 einen ausschnittweise und vergrößert dargestellten Längsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform des Klemmringes; Fig. 6 einen ausschnittweise dargestellten Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Rohrklemm¬ verbindung im vormontierten Zustand;
Fig. 7 einen ausschnittw.eise dargestellten Längsschnitt der Ausführungsform der Rohrklemmverbindung nach- Fig. 6 im fertigmontierten Zustand.
Fig. 8 teils einen Längsschnitt und teil eine Ansicht einer Ausführungsform der Rohklemmverbindung mit Überwurfmutter;
Fig. 9 teils eine'n Längsschnitt und teils eine Ansicht einer Ausführungsform der Rohrklemmverbindung mit
Stützkragen.
Die aus Fig. 1 ersichtliche Rohrkupplung 10 verbindet zwei Rohre 11 und 12 miteinander. Diese beiden Rohre sind aus einem Verbundwerkstoff hergestellt, nämlich aus glasfaser¬ verstärktem Kunststoff, weshalb diese Rohre auch kurz als GFK-Rohre bezeichnet werden.
Die Rohrkupplung 10 weist für jedes der beiden Rohre 11 und 12 je eine Rohrklemmverbindung 13 bzw. 14 auf, von denen je eine an je einem der Enden der Rohrkupplung 10 in spiegelbildlicher Anordnung zur anderen angeordnet ist. Die folgenden Ausführungen in Bezug auf die Rohrklemm¬ verbindungen 13 und 14 gelten in gleicher oder zumindest in sinngemäßer Weise auch für andere Arten von Rohrkupplungen, etwa solche in T-form, oder für Armaturen unterschied- lichster Art, die mit wenigstens je einer Rohrklemm¬ verbindung entsprechend den Rohrklemmverbinduπgen 13 und 14 ausgerüstet sind.
Jede der beiden Rohrklemmverbiπdungen 13 und 14 weist je ein Kupplungsgehäuse 15 bzw. 16 auf. Sie sind untereinander gleich gestaltet. Sie bilden je einen Teil eines ein¬ stückigen Grundkörpers 17. Dieser ist aus Metall herge¬ stellt, insbesondere aus Messing. Dafür kommen aber auch andere Werkstoffe in Betracht, wie sie bei Rohrleitungs- Systemen üblicherweise verwendet werden. Der Grundkörper 17 ist ein langgestreckter Hohlkörper mit näherungsweise zylindrischer Gestalt. In der Längsmirte des Grund¬ körpers 17, und damit am inneren Ende eines jeden der beiden Kupplungskörper 15 und 16, ist am Grundkörper ein Innen- bund 18 vorhanden. Dessen innengelegene kreiszylindrische Umfangsflache hat eine lichte Weite, die zweckmäßigerweise nicht kleiner als die lichte Weite der miteinander zu kuppelnden GFK-Rohre 11 und 12 ist, sondern allenfalls etwas größer ist. Der Innenbund 18 stellt mit seinen beiden ebenen Stirnflächen, die normal zur Längsachse des Grundkörpers 17 ausgerichtet sind, einen Anschlag für die Stirnseiten der beiden GFK-Rohre 11 und 12 dar, der dazu dient, daß die beiden GFK-Rohre 11 und 12 nur je bis zur Mitte des Grund¬ körpers 17 in diesen hineingeschoben werden können und nicht etwa vom Bereich der einen Rohrklemmverbindung bis in den Bereich der anderen Rohrklemmverbindung hinübergeschobeπ werden können.
Im Hinblick darauf, daß die beiden Rohrklemmverbindungen 13 und 14 untereinander spiegelbildlich gleich ausgebildet sind, beschränkt sich die nachfolgende Erläuterung auf die in Fig.. 1 rechts gelegene Rohrklemmverbindung 14, die ent¬ sprechend auch für die Rohrklemmverbindung 13 giJt. Die Rohrklemmverbindung 14 weist neben dem Kupplungs¬ gehäuse 16 als weitere Teile eine Überwurfschraube 19 und einen Klemmring 20 auf.
Der Kupplungskörper 16 weist zwei Längenabschnitte 21 und 22 auf. Die Innenfläche des an den Innenbund 18 anschließenden Läπgenabschnittes 21 wird durch eine sehr schlanke Innen¬ konusfläche 23 gebildet. Sie hat einen Neigungswinkel gegen¬ über der Längsachse des Kupplungskörpers 16 von zumindest annähernd 4,5°. Der zweite Längeπabschnitt 22 des Kupplungs¬ körpers 16 hat eine kreiszylindrische Innenfläche, die mit einem Muttergewinde 24 versehen ist. Dieses ist auf das Schraubengewinde 25 der Überwurfschraube 19 abgestimmt. Diese Gewinde sind im allgemeinen zylindrische Rohrgewinde, wie sie bei Rohrleitungssystemen mit Metallrohren üblich sind.
Die Überwurfschraube 19 ist an ihrem außeπgelegenen Ende mit einem Außensechskant versehen. Am innengelegenen Ende weist die Überwurfschraube 19 einen gewindefreien zylindrischen Hals 26 auf, dessen freie Stirnseite eine ebene und recht¬ winklig zur Längsachse des Kupplungskörpers 16 ausgerichtete Aπlagefläche 27 für den Klemmring 20 bildet. Der Außendurch¬ messer des Halses 26 ist zumindest im Bereich seiner Stirn- seite so bemessen, daß er im Betriebszustand, d.h. bei fest angezogener Überwurfschraube 19, die Innenkonusfläche 23 des Kupplungskörpers 16 noch nicht berührt. Die Länge des Halses 26 richtet sich vor allem nach den Maßtoleranzen und nach der Verformbarkeit der Rohre 11 und 12, die durch die Rohrkupplung 10 miteinander gekuppelt werden sollen.
Die Überwurfschraube 19 ist wie der Kupplungskörper 16 aus Metall, und zwar ebenfalls insbesondere aus Messing herge¬ stellt. Das gleiche gilt für den Klemmring 20. Der Klemmring 20 hat eine kreiszylindrische Innenseite 28. Auf seiner Außenseite weist er eine sehr schlanke Außen¬ konusfläche 29 auf. Deren Neigungswinkel gegenüber der Längsachse des Klemmringes 20 ist etwas kleiner, und zwar bis zu 1° kleiner, als der Neigungswinkel der Innenkonus¬ fläche 28 des Kuppluπgskörpers 16.
Die am hinteren Ende des Klemmringes 20 mit dem größeren Konusdurchmesser gelegene Stirnfläche dient als Anlage- fläche 31 für die Anlage der Überwurfschraube 19, und zwar deren Anlagefläche 27. Daher ist die Anlagefläche 31 am Klemmring 20 ebenfalls eben und zumindest annähernd recht¬ winklig zur Längsachse des Klemmringes ausgerichtet. Am vorderen Ende des Klemmringes 20 mit dem kleineren Konus- durchmesser ist die Stirnfläche 32 ebenfalls eben und zumindest annähernd rechtwinklig zur Längsachse des Klemmrings 20 ausgerichtet.
Die lichte Weite des Klemmringes 20 ist. zumindest• annähernd gleich dem Außendurchmesser der zu kuppelnden Rohre 11 und 12. Diese lichte Weite wird im folgenden als Nennweite der Rohrkupplung 10 bezeichnet.
Die axiale Länge des Klemmringes 20 beträgt zweckmäßiger- weise zumindest annähernd das 0,5-fache seiner Nennweite.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist der Klemmring 20 in seinem mittleren Längenbereich einen schraubenförmig verlau¬ fenden, in radialer Richtung durchgehenden Schlitz auf, der im folgenden als Wendelschlitz 33 bezeichnet wird. Der
Wiπdungssinn des Wendelschlitzes 33 ist entgegengesetzt zum Windungssinn des Muttergewindes 24 am Kupplungskörper 16 und des Schraubengewindes 25 an der Überwurfschraube 19. Dieser Wendelschlitz 33 hat zweckmäßigerweise vier volle Windungen, so daß der geschlitzte Längenabschnitt des Klemmrings 20 etwa in drei nebeneinander liegende volle Windungen 34 auf¬ geteilt ist. Der Wendelschlitz 33 endet in axialer Richtung sowohl am hinteren wie auch am vorderen Ende des Klemm¬ ringes 20 in einer gewissen Entfernung von der Stirnseite des Klemmringes, so daß am hinteren Ende ein Längen¬ abschnitt 35 und am vorderen Ende ein Längenabschnitt 36 ungeschützt bleiben. Die axiale Erstreckung dieser unge¬ schützten Läπgenabschnitte 35 und 36 beträgt zumindest annähernd das 0,1-fache der Nennweite des Klemmringes 20. Die Steigung des Wendelschlitzes 33 beträgt damit zumindest . annähernd das 0,10-fache der Nennweite des Klemmringes 20.
Der ungeschützte Längenabschπitt 35 am hineren Ende des Klemmringes 20 hat abweichend vom übrigen Teil des Kle m- ringes 20 eine kreiszylindrische Außenfläche, die sich in axialer Richtung mindestens bis zum Beginn des Wendel¬ schlitzes 33 erstreckt, der aber auch geringfügig darüber hinausgehen kann.
Bei der vergrößerten Ausschnittsdarstellung in Fig. 3 ist gegenüber dem normalen Klemmring 20 gemäß Fig. 2 insoweit eine Abwandlung in die Darstellung mit einbezogen, als im Bereich des ungeschützten vorderen Längenabschnittes 36 in einem an die vordere Stirnseite 32 anschließenden Abschnitt 38 die Außenfläche gegenüber der übrigen Außen¬ konusfläche 29 um ein gewisses Maß von zumindest annähernd 0,1 mm im Halbmesser einwärts abgesetzt ist. Die axiale Erstreckung dieses abgesetzten Abschnittes 38 beträgt vorzugsweise 2,0 mm. Als weiterer Teil dieser Abwandlung ist am Ende des abgesetzten Abschnittes 38 eine umlaufende Rille 39 vorhanden, die gegenüber dem abgesetzten Abschnitt 38 zumindest annähernd 0,1 mm tief ist und zumindest annähernd 0,5 mm breit ist. Die von der vorderen Stirnseite 32 am weitesten entfernt gelegene hintere Wand der Rille 39 schließt scharfkantig an die Außernkonus- fläche 29 des Klemmringes an. Wenn beim Klemmring 20 die abgewandelte Auführung -mit dem abgesetzten Abschnitt 38 und der Rille 39 gewählt -wird, ist darauf zu achten, daß der Wendelschlitz 33 in axialer Richtung zumindest annähernd 0,5 mm vor der Rille 39 endet, so daß am vorderen ungeschützten Läπgenabschnitt 36 des Klemmringes 20 ein nicht abgesetzter Abschnitt der Außen¬ konusfläche 29 von 0,5 mm Länge bestehen bleibt, der zwischen dem Wendelschlitz 33 und der Rille 39 sich über den gesamten Umfang des Klemmringes 20 erstreckt.
Bei der abgewandelten Ausführungsform des Klemmringes 20 dient der abgesetzte Abschnitt 38 dazu, ein Korrosions¬ schutzmittel aufzunehmen, das über den abgesetzten Abschnitt 38 hinaus auch auf der gesamten Stirnseite 32 angebracht wird. Beim Einschieben eines solchen Klemmringes in den Kupplungskörper 16 bleibt selbst beim Anziehen der Überwurfschraube 19 zumindest ein Teil der Kossosionsschutz- schicht im Bereich des abgesetzten Abschnittes 38 an der Außenfläche haften, wobei das davon verdrängte Korrosions- Schutzmittel sich in der Rille 39 ansammeln kann. Als
Korrosionsschutzmittel kommen Polyäthylen, Polytetrafluor- äthylen, Polyamid oder auch ein anderer thermoplastischer Kunststoff in Betracht, dessen Auswahl davon abhängt, gegen welches Fluid oder gegen welche Inhaltsstoffe des Fluids das vordere Ende des Klemmringes 20 geschützt werden soll. Das Korossionsschutzmittel wird zweckmäßigerweise in pulvriger Ausgangsform im Wirbelsinterverfahren auf die zu schützenden Flächenbereiche aufgebracht.
Wie schon in Fig. 2 angedeutet ist und noch deutlicher in Fig. 3 dargestellt ist, weist der Klemmring 20 auf seiner kreiszylindrischen Innenseite eine Anzahl umlaufender, in sich geschlossener Ringrippen 41 auf, die in je einer Normalebene zu seiner Längsachse angeordnet sind. Diese Ringrippen 41 haben eine radiale Höhe von zumindest an¬ nähernd 0,4 mm. Sie haben untereinander einen axiaJen Abstand (oder axiale Teilung) der bevorzugt zwischen 1,2 und 1,4 mm liegt, wobei die kleiner Teilung bei kürzeren Ringen und kleinerer Nennweite und die größere Teilung bei längeren Klemmriπgen und größerer Nennweite gewählt wird. Die der Stirnseite 32 zugekehrte Vorderflanke 42 der Ringrippen 41 ist zumindest annähernd normal zur Längsachse des Klemm¬ rings 20 ausgerichtet. Die Rückenflanke 43 ist von der scharfen Ringschneide aus bis zum Fuß der Vorderflanke der nächstfolgenden Ringrippe 41 zumindest annähernd stetig aus- gerundet. Das gilt vor allem für die kleinere Längsteilung der Ringrippe 41. Bei größerer Teilung und vor allem bei größerer Nennweite, kann es zweckmäßig sein, die Krümmung der Rückenflanke 43 schon vor der nächst folgenden Vorder¬ flanke in eine Kreiszylinderfläche auslaufen zu lassen.
Am hinteren Ende des Klemmriπges 20 ist der ungeschützte Längenabschnitt 35 auf seiner Innenseite konisch angefast. Der Neigungswinkel der Anfasung 44 beträgt etwa 30° gegenüer der Längsachse des Klemmrings 20. Die axiale Erstreckung der Anfasung 44 beträgt etwa 1,0 mm. Durch diese Anfasung 44 wird das Einschieben des zu kuppelnden Rohres in den Klemm¬ ring 20 erleichtert.
Die Rohrkupplung 10 wird zweckmäßigerweise bereits vor- montiert ausgeliefert. Dabei ist in jedem Kupplungskörper 15 und 16 je ein Klemmring 20 lose eingesetzt und die Überwurf¬ schraube 19 gerade so weit in den Kupplungskörper 16 einge¬ schraubt, daß ihre stirnseitige Anlagefläche 27 an der stirnseitigen Anlagefläche 31 des Klemmringes 20 anliegt. Die Windungen 34 des Klemmringes 20 sollten dabei noch nicht aneinander anliegen oder, mit anderen Worten, der Wendel¬ schütz 33 wenigstens noch zum Teil offen sein. Die zu kuppelnden Rohre 11 und 12 werden in. den zugehörigen Kupplungskörper 15 bzw. 16 eingeschoben, bis ihre Stirnseite an dem Innenbund 18 lose anliegt. Wenn anschließend die Überwurfschraube 19 in den Kupplungskörper 16 hineinge¬ schraubt wird, legen sich zunächst die Windungen 34 des Klemmringes 20 aneinander an. Danach wird der vordere ungeschützte Längenabschnitt 34 des Klemmringes 20 entlang der Innenkonusfläche 23 des Kupplungskörpers 16 axial ver¬ schoben. Dabei verengt er sich aufgrund seiner geringen Wanddicke zunächst elastisch, später aber zusätzlich auch plastisch. Entsprechend dieser Verengung schneiden die Ring¬ rippen 41 auf der Innenseite des Längenabschnittes. 36 in die Außenseite des Rohres 12 ein und graben sich dabei, in die äußere Schicht des GFK-Röhres ein. In dem Maße, iη dem der axiale Widerstand beim Einpressen des vorderen unge¬ schützten Läπgenabschnittes 36 zunimmt, nimmt die Reibkraft zwischen der Anlagefläche 31 am Klemmring und der Anlage¬ fläche 27 an der Überwurfschraube 19 zu. Dadurch werden die an den hinteren ungeschützten Längenabschnitt 35 anschließenden Windungen 34 des Klemmringes 20 von vorn nach hinten in zunehmendem Maße mitgenommen, wobei die Windungen sich verengen und die auf ihrer Innenseite vorhandenen Ring¬ rippen 41 sich ebenfalls in zunehmendem Maße in die Außen¬ seite des GFK-Rohres 12 eingraben. Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, ist der Endabschnitt des Rohres 12 mit der Rohrkupplung 10 dicht und fest verbunden.
Die bisherigen Erläuterungen waren auf die Verbindung von GFK-Rohren abgestellt, die sich mit verhältnismäßig engen Maßtoleranzen herstellen lassen und die eine verhältnismäßig geringe elastische Dehnung aufweisen. Rohre, die ausschlie߬ lich aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt sind, bei denen also eine Glasfaserarmierung fehlt, haben erstens größere Maßtoleranzen und zweitens eine größere Dehnung.
Für das Verbinden solcher Rohre kann es zweckmäßig sein, die Rohrklemmverbindung in einer abgewandelten Ausführungsform zu verwenden. Bei ihr ist der Neigungswinkel der Innenkonus- fläche am Kupplungsgehäuse größer, und zwar bis zu 10°, damit die Innenkonusfläche am Kupplungskörper, aber auch die Länge des Muttergewindes nicht übermäßig lang ausgeführt werden müssen. Infolge des größeren Neigungswinkels der beiden Konusflächen kann es weiterhin zweckmäßig sein, anstelle des normalen Rohrgewindes zwischen dem Kupplungs¬ körper und der Überwurfschraube ein Feingewinde z .\ ver- wenden, damit bei der Überwurfschraube die Übersetzung zwischen der Umfangskraft am Außensechskant und ihrer Vorschubkraft erhöht wird, um die höhere Radialkraft beim Verengen des vorderen ungeschützten Längenabschni tes des Kiemmringes wieder auszugleichen.
Eine andere Abwandlung der Rohrklemmverbindung kann darin bestehen, daß sowohl der Kupplungskörper, wie auch der Klemmring in GFK-Ausführung verwendet werden. Das kann dann zweckmäßig, wenn nicht gar norwendig, sein, wenn das durch das Rohrleituπgssystem hindurchgeleitete Fluid die
Verwendung von Metallen nicht erlaubt oder den Übergang zu Kunststoffteilen nahelegt. Bei GFK-Verbundwerkstoffeπ kann die dem Fluid ausgesetzte innerste Wandbeschichtung in weiten .Grenzen an die Erfordernisse des Fluids angepaßt werden, ohne daß die übrigen Schichten des Verbundwerk¬ stoffes in nennenswertem Umfange verändert werden müssen.
Der Übergang zur GFK-Ausführung kann auch dann angezeigt sein, wenn, insbesondere bei einer höheren Anzahl von Verbindungsstellen und/oder von Armaturen im Rohrleitungs¬ system, das Gesamtgewicht des Rohrleitungssystems oder auch nur das "Metallgewicht" der Rohrklemmverbindungen sehr hoch wird oder wenn aus sonstigen Gründen die Verringerung des Metallanteils im Rohrsystem erwünscht oder notwendig ist.
Bei der GFK-Ausführung der Rohrklemmverbinduπg ist es von großem Vorteil, wenn am Klemmring im Bereich der Ringrippen die Glasfaserarmierung zumindest stärker oder besser noch vollständig in Umfangsrichtung ausgerichtet ist. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, im Werkstoff der Ringrippen den Glasfaseranteil größer als im Werkstoff der übrigen Teile des Klemmringes zu wählen. Dadurch erhalten die Ringrippen eine höhere Formfestigkeit, die es ihnen trotz der GFK- Ausführung ermöglicht, sich ausreichend weit in die Außen- * seite, d.h. in die Außenschicht, der zu kuppelnden Rohre einzugraben und diese sowohl gut abzudichten wie auch sicher festzuhalten.
Aus Fig. 4 ist eine Rohrklemmverbindung 45 als weitere Ausführungsform zu ersehen, bei der das Kupplungsgehäuse 46 gegenüber dem Kupplungsgehäuse 16 der Grundversion zum Teil abgewandelt ist.
An den Bund 47, genauer gesagt an dessen ebene Stirn¬ fläche 48, schließt zunächst eine Kreiszylinderfläche 49 und daran eine Innenkonusfläche 50 an. Die Kreiszyünder- fläche 49 hat eine gewisse axiale Erstreckung, die zweck¬ mäßigerweise nicht kleiner als 2 mm ist. Ihre lichte Weite ist zumindest annähernd gleich oder gerinfügig größer als die Nennweite der Rohrklemmverbindung 45 oder des Außen¬ durchmessers des Rohres 12. Diese Kreiszylinderfläche 49 dient als Führungsfläche für das vordere Ende des Rohres 12, insbesondere dann, wenn es in die bereits vormontierte Rohr¬ klemmverbindung 45 eingeschoben wird. Dadurch wird sicher¬ gestellt, daß das Rohr 12 an seinem vorderen Ende mittig zur Längsachse des Kupplungsgehäuses 46 geführt ist. Die Innen- konusfläche 50 dient als Einführkonus für das vordere Ende des Rohres 12. Der Neigungswinkel dieser Innenkonusfläche 50 liegt daher vorzugsweise im Winkelbereich von 30°-45°. An diesen Einführkonus schließt bei der Rohrklemmverbindung 45 die Innenkonusfläche 51 für den Klemmring 20 an, die gleich gestaltet ist wie die entsprechende Innenkonusfläche 23 am Kupplungsgehäuse 16 (Fig. 1). Auch die übrigen Teile des Kupplungsgehäuses 46 sind, ebenso wie die Überwurf¬ schraube 19, gleich den entsprechenden Teilen der Aus¬ führungsform nach Fig. 1. Aus Fig. 5 ist ein Klemmring 52' zu ersehen, der gegenüber dem Klemmring 52 abgewandelt ist. In dem durch den Wendel¬ schütz 53 geschlitzten mittleren Läπgenabschnitt 54 des Klemmringes 52 nimmt die radiale Tiefe der ringförmigen Aus- nehmungen 55 zwischen je zwei Ringrippen 76 vom vorderen Ende des Längenabschnittes 54 bis zu seinem hinteren Ende hin von einem Größtwert bis auf Null hin ab. Der Größtwert der Tiefe der Ausnehmungen 55 ist zumindest annähernd gleich der radialen Tiefe der entsprechenden Ausnehmungen 57 im vorderen ungeschützten Läπgenabschnitt 58 des Klemm¬ ringes 52. Da die radiale Tiefe der Ausnehmungen 55 am hinteren Ende des geschlitzten Langenabschnitt.es 54 den Wert Null erreicht hat, sind im hinteren ungeschützten Längen¬ abschnitt 59 des Klemmringes 52 an seiner Innenseite keine Ausnehmungen und damit auch keine Ringrippen mehr vorhanden. Diese Innenseite bildet daher eine glatte Kreiszylinder¬ fläche 60.
Aus Fig. 6 und 7 ist eine Rohrklemmverbindung 61 als weiteres Ausführungsbeispiel zu ersehen. Bei der Rohrklemm¬ verbindung 61 schließt auf der Innenseite des Kupplungs¬ körpers 62 am außen gelegenen Ende der Innenkonusfläche 63 für den Klemmring 20 eine Kreiszylinderfläche 64 an, deren lichte Weite größer als der Außendurchmesser des hinteren Endes des Klemmringes 20 ist, die also größer als der Außen¬ durchmesser des ungeschützten hinteren Läπgenabschnittes 35 des Klemmringes 20 ist. Der Außendurchmesser dieser Kreis- zyünderflache 64 ist auf die Innenkonusfläche 63 so abge¬ stimmt, daß die Übergangsstelle 65 zwischen der Inπenkonus- fläche 63 und der Kreiszylinderfläche 64 innerhalb des¬ jenigen Längenabschnittes des Kupplungskörpers 62 gelegen ist, den der Klemmring 20 nach dem Anziehen der Überwurf¬ schraube 19 einnimmt (Fig. 7). Die axiale Erstreckuπg der Kreiszylinderfläche 64 ist, ausgehend von er Übergangs- stelle 65, so bemessen, daß sie bei ungespannt eingesetztem Klemmring 20 noch über das hintere Ende des Klemmringes 20 hinaus übersteht (Fig. 6). Zwischen der hinteren Stirnfläche 31 des Klemmringes 20 und der vorderen Stirnfläche 27 der Überwurfschraube 19 ist ein Stemmring 66 eingelegt oder eingefügt. Die lichte Weite des Stemmringes 66 ist nicht kleiner als die Nennweite des Klemmringes 20, besser sogar nicht kleiner als die lichte Weite der überwurfschraube 19. Der Stemmring 66 hat zwei Stirnflächen 67 und 68, die parallel zueinander verlaufen. Der Stemmring 66 ist kegelförmig geprägt, so daß seine beiden Stirnflächen 67 und 68 die Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes haben. Die Neigung der Maπtelünie der beiden kegelstumpfförmigen Stirnflächen 67 und 68 liegt im Bereich von 60°-75° und beträgt vorzugsweise etwa 68°. Die Umfangsflache 69 des Stemmringes 66 ist im ungespannten Ruhezustand des Stemmringes 66 (Fig. 6) als Kreiszyünder- fläche in Bezug auf die Mittelachse des Stemmringes 66 aus¬ gebildet. Dabei ist vor allem die Umfangskante 70 zwischen der Umfangsflache 69 und der innengelegenen Stirnfläche 68 scharfkantig ausgebildet.
Beim Anziehen der Rohrklemmverbindung 61 wird der Stemm¬ ring 66 von der Überwurfschraube 19 zunächst gegen den Klemmring 20 gedrückt und mit diesem zusammen eine gewisse Strecke in den Kupplungskörper 62 hineingeschoben (Fig. 7). Sobald der Klemmring 20 an seinem nicht dargestellten vorderen Ende sich so weit verengt hat, daß er das Rohr 12 fest und dicht einspannt und daher am hinteren Ende des Klemmringes 20 der Verschiebewiderstand auf einen höheren Wert ansteigt, wird der Stemmring 66 zwischen der hinteren Stirnfläche 31 des Klemmringes 20 und der vorderen Stirn- fläche 27 der Überwurfschraube 19 flachgedrückt (Fig. 7), wobei die Umfangsflache 69 nach außen gedrückt wird und ihre Umfangskante 70 sich in die Kreiszylinderfläche 64 des Kupplungskörpers 62 eingräbt. Dadurch wird der Stemmring 66 gewissermaßen mit dem Kupplungskörper 62 verstemmt. Selbst wenn die Überwurfschraube 19 sich einmal lockern würde, würde der Stemmriπg 66 dafür sorgen, daß der Klemmring 20 sich in axialer Richtung nicht ausdehnen kann, weil die von ihm ausgehende axiale Kraft dafür sorgt, daß der Stemm¬ ring 66 sich noch stärker in die Kreiszylinderfläche 64 des Kuppluhgskörpers 62 eingräbt.
Die Klemmverbindung 61 kommt für solche Rohrverbiπdungen in Betracht, die nach ihrer Montage nicht mehr gelöst werden müssen und bei denen sogar zusätzlich gefordert wird, daß eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen der Rohrklemm¬ verbindung, aus welchen Gründen auch immer, vorhanden ist.
Aus Fig. 8 ist eine Rohrkupplung 71 zu ersehen, die gegen¬ über den bisher erläuterten Rohrkupplungen, etwa den Rohr¬ kupplungen nach Fig. 1 und Fig. 4, im Hinblick darauf abge¬ wandelt ist, daß ihre beiden Rohrklemmverbindungen 72 und 73 nicht mit Überwurfschrauben sondern mit je einer Überwurf¬ mutter 74 ausgerüstet sind. Dadurch fehlen am Kupplungs¬ gehäuse 75 an beiden Enden diejenigen Längenabschnitte, die bei dem Kupplungsgehäuse 46 das Innengewinde für die Über¬ wurfschrauben aufweisen. Davon abgesehen ist das. Kupplungs- gehäuse 75 in seinem Inneren im Bereich des Klemmringes 20 weitgehend in der gleichen Weise ausgebildet, wie das Kupplungsgehäuse 46 (Fig. 4), auf dessen Erläuterung deshalb Bezug genommen wird.
Am Kupplungsgehäuse 75 hat die Innenkonusfläche 76 für den Klemmring 20 eine axiale Länge, die kürzer als die Innen¬ konusfläche 51 am Kupplungsgehäuse 46 ist. Die Innenkonus¬ fläche 76 ist so kurz, daß in der Betriebsstellung oder Klemmstellung des Kiemringes 20 (Fig. 8) sein hinterer ungeschützter Längenabschnitt 35 aus dem Kupplungs¬ gehäuse 75 zum Teil herausragt.
Etwa im gleichen Längenabschnitt wie die Innenkonusfläche 76 ist auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses 75 das Außen- gewinde 77 für die Überwurfmuttern 74 angeordnet. Zwischen den beiden Längenabschnitten mit dem Innengewinde 77 für die beiden Überwurfmuttern 74 weist das Kupplungsgehäuse 75 einen Längenabschnitt 78 auf, der mit Schlüsselflächen 79 versehen ist, die als Sechskantflächen oder als Achtkaπt- flächen ausgebildet sind.
Die Überwurfmutter 74 weist einen kreisriπgförmigen Bund auf, dessen lichte Weite nicht kleiner als der Nenndurch¬ messer des zu kuppelnden Rohres 12 ist und zweckmäßigerwe sogar geringfügig größer ist. An der inneren Stirnfläche Bundes 81 schließt in axialer Richtung ein kragenförmiger Fortsatz 82 an. Der Fortsatz 82 hat die gleiche lichte We wie der Bund 81. Der Außendurchmesser des Fortsatzes 82 i nicht größer als der Außendurchmesser des hinteren unge¬ schützten Längenabschnittes 35 des Klemmringes 20. Die axiale Länge des Fortsatzes 82 liegt im allgemeinen zwisc 0,5 mm und 2,0 mm. Die Stirnfläche des kragenförmigen For satzes 82 bildet die Anlagefläche 83 für den Klemmring 20. Durch den kragenförmigen Fortsatz 82 wird ein größerer axialer Betätigungsweg für die Überwurfmutter 74 erreicht, weil im Bedarfsfall der Fortsatz 82 bis in das KuppJungs- gehäuse 75 hineinbewegt werden kann, so daß die Überwurf¬ mutter 74 auch dann noch auf die hintere Anlagefläche des Klemmringes 20 eine Axialkraft ausüben kann, wenn der hintere Längenabschnitt 35 des Klemmringes 20 schon voll¬ ständig in das Kupplungsgehäuse 75 eingetaucht ist. Dieser Fall könnte dann einmal eintreten, wenn die Fertigungs¬ toleranzen aller zusammenwirkenden Teile, und zwar insbesondere diejenigen der Durchmessermaße der Innenkonus fläc e 76, des Klemmringes 20 und des Rohres 12, in ungünstiger Weise zusammentreffen.
Aus Fig. 9 ist eine weitere Abwandlung der Rohrklemm¬ verbindung zu ersehen. Die Rohrkupplung 85 ist äußerlich gleich der Rohrkupplung 71 (Fig. 8) gestaltet. Ihre beiden Rohrklemmverbindungen 86 und 87 weisen ebenfalls je eine Überwurfmutter 88 auf, die gleich den Überwurfmuttern 74 gestaltet sind. Das Kupplungsgehäuse 89 ist jedoch im Inneren, und zwar im mittleren Längenabschnitt, gegenüber dem Kupplungsgehäuse 75 abgewandelt. Das ist im Hinblick darauf geschehen, daß die Rohrkupplung 85 für das Kuppeln von Kunststoffröhren 91 und 92 bestimmt ist, die aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt sind. Solche Rohre haben wegen der geringeren Festigkeit ihres Werkstoffes eine erheblich größere Wanddicke, als das bei den GFK-Rohren 11 und 12 der Fall ist.
Das Kupplungsgehäuse 89 weist in seinem mittleren Längen- abschnitt 93 auf der Innenseite einen Bund 94 auf, dessen lichte Weite nicht kleiner als die lichte Weite der beiden Kunststoffrohre 91 und 92. An jeder Stirnseite des Bundes 94 hat ein äußerer Ringbereich eine zumindest annähernd ebene Stirnfläche 95, die normal zur Längsachse des Kupplungs- gehäuse 89 ausgerichtet ist. An dem daran nach innen anschließenden inneren Ringbereich ist nach beiden Seiten hin je ein axialer Fortsatz 96 angeformt. Die innere Umfangsflache 97 der Fortsätze 96 ist zumindest annähernd als Kreiszylinderfläche ausgebildet, deren lichte Weite gleich der lichten Weite des Bundes 94 ist. Die äußere
Umfangsfläche 98 ist als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet, dessen Mantellinien gegenüber der Längsachse des Kupplungsgehäuse 89 einen Neigungswinkel zwischen 20° uπd 45° haben, wobei in Fig. 9 ein Neigungswinkel von 30° dargestellt ist.
Jedes der beiden Rohre 91 und 92 ist an dem mit der Rohr¬ kupplung 85 zusammenwirkenden Ende auf seiner Innenseite mi einer Ausnehmung 99 versehen, die auf den axialen Fort- satz 96 abgestimmt ist und die dementsprechend als Mantel¬ fläche eines hohlen Kegelstumpfes erscheint.
Wie aus Fig. 9 zu ersehen ist, hat der Fortsatz 96 an der Übergangsstelle zum Bund 94, d.h. an seiner dicksten Stelle, einen Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser der Rohre 91 und 92 ist. Dadurch bleibt an der Stirnseite der Rohre 91 und 92 außerhalb der kegelstumpfförmigen .Aus¬ nehmung 99 noch eine ebene kreisringförmige Stirnfläche 100 stehen.
Damit die Ausnehmung 99 am Rohr 91 oder. 92 mit dem Fort¬ satz 96 am Kupplungsgehäuse 89 in der richtigen Weise zusammenwirken kann und dabei der Fortsatz 96 als Stütz¬ kragen für das betreffende Rohr wirken kann, ist es zweck¬ mäßig, daß beim Herstellen der Ausnehmung 99, etwa mittels eines kegeligen Senkwerkzeuges, zugleich auch die Stirn¬ fläche 100 bearbeitet wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Stirnfläche 100 glatt und eben ist und daß nicht vom Absägen des Rohres irgendwelche Unregelmäßigkeiten zurück¬ geblieben sind, die verhindern, daß das Rohrende bis zur Anlage seiner Ausnehmung 99 am Fortsatz 96 zum Bund 94 hin¬ geschoben werden kann. Am einfachsten wird das dadurch erreicht, daß das kegelige Senkwerkzeug mit einem ebenen Stirnsenker kombiniert wird und daß in einem einzigen Arbeitsgang die Ausnehmung 99 hergestellt wird und zugleich die Stirnfläche 100 bearbeitet wird. Dabei ist darauf zu achten, daß die Ausnehmung 99 nicht tiefer wird, als der Fortsatz 96 lang ist, damit beim Einschieben des Rohres die Ausnehmung 99 schon am Fortsatz 96 aufsitzt, ehe die Stirnfläche 100 am Bund 94 anstoßen kann.
Bei der Ausführungsform der Rohrklemmverbindungen nach Fig. 9 wird das Rohrende durch den kegeligen Fortsatz 96 innen zentriert. Daher kann die äußere Führungsfläche ent¬ fallen, die bei der Ausführungsform nach Fig. 4 durch die Kreiszylinderfläche 49 gebildet wird, der die Innenkonus¬ fläche 50 vorausgeht. In soweit entspricht die Ausführungs¬ form nach Fig. 9 der Ausführungsform nach Fig. 1.
Der axiale Fortsatz am Bund 94 kann anstelle der kegel- stumpfförmigen Umfangsfläche 98 auch eine kreiszylindrische Umfangsflache haben, wobei aber zweckmäßigerweise der Außen¬ rand an der freien Stirnseite des Fortsatzes angefast wird, damit eine Art Einführkonus entsteht. Entsprechend der Zyünderform des Fortsatzes muß dann auch die Ausnehmung auf der Innenseite der Rohre kreiszylindrisch ausgebildet werden. Die Zyünderform der beiden Anlageflächen ist jedoch empfindlicher gegenüber Fertigungstoleranzen der Durch¬ messermaße.

Claims

Patentansprüche
1. Rohrklemmverbindung mit den Merkmalen:
- ein hohler Kupplungskörper weist für die Anlage eines Klemmringes eine Innenkonusfläche auf, deren großer Durchmesser der freien Stirnseite des Kupplungskörpers an der Mündung seines Hohlraumes zugekehrt ist,
- der Kupplungskörper weist im Anschluß an seine freie Stirnseite ein mittig zur Innenkonusfläche ange¬ ordnetes Innengewinde für eine Überwurfschraube oder ein Außengewinde für eine Überwurfmutter auf, - die Überwurfschraube oder Überwurfmutter weist eine stirnseitige Anlagefläche für den Klemmring auf,
- der Klemmring weist auf seiner kreiszylindrischen Innenseite eine Anzahl umlaufender, in sich geschlossener Ringrippen auf, die in je einer Normal-** ebene zu seiner Längsachse angeordnet sind,
- die Ringrippen weisen am innen gelegenen Rand eine scharfe Kante auf,
- der Klemmring weist auf seiner Außenseite eine Außen¬ konusfläche auf, die zumindest näherungsweise auf die Innenkonusfläche des Kupplungskorpers abgestimmt ist, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- die Innenkonusfläche (23) am Kupplungskörper (16) und die Außenkonusfläche (29) am Klemmring (20) haben einen sehr kleinen Neigungswinkel gegenüber der Längs- achse,
- am Klemmring (20) ist die Anlagefläche (31) für die Überwurfschraube (19) oder Überwurfmutter und an der Überwurfschraube (19) oder Überwurfmutter ist die Anlagefläche (27) für den Klemmring (20) zumindest annähernd eben ausgebildet und normal zur Längsachse des Klemmrings (20) ausgerichtet, - der Klemmring (20) weist einen schraubenförmig ver¬ laufenden, radial durchgehenden Schlitz (33) (Wendel¬ schlitz) auf, der in. axialer Richtung am vorderen Ende des Klemmrings (20) mit dem kleineren Konusdurchmesser in einer gewissen Entfernung von der Stirnseite (32) des Klemmringes (20) endet,
- der Windungssinn des Wendelschlitzes (33) ist entgegengesetzt zum Windungssinn des Gewindes zwischen dem Kupplungskörper (16) und der Überwurfschraube (19) oder Überwurfmutter.
2. Rohrklemmverbindung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- der Klemmring (20) weist auch an seinem hinteren Ende mit dem größeren Konusdurchmesser einen Längen¬ abschnitt (35) von einer gewissen Länge auf, der ungeschützt ist,
- vorzugsweise weist dieser ungeschützte hintere Längenabschnitt (35) des Klemmringes (20) eine kreis- zylindrische Außenfläche (37) auf.
3. Rohrklemmverbindung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale: - die Innenkonusfläche (23) des Kupplungskörpers (16) hat einen Neigungswinkel gegenüber seiner Längsachse der zumindest annähernd 4,5° beträgt,
- die Außenkonusfläche (29) des Klemmringes (20) hat einen Neigungswinkel gegenüber seiner Längsachse der bis zu 1° kleiner als der Neigungswinkel der Innen¬ konusfläche (23) des Kupplungskörpers (16) ist.
4. Rohrklemmverbiπdung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- der ungeschützte Längenabschnitt (36) am vorderen Ende des Klemmringes (20) hat eine axiale Erstreckung, die mindestens gleich dem axialen Abstand zweier einander benachbarter Ringrippen (41) auf der Innen¬ seite des Klemmringes (20) ist,
- bevorzugt beträgt die axiale Erstreckung des unge- schlitzten Längenabschnittes (36) am vorderen Ende des
Klemmringes (20) zumindest annähernd das 0,1-fache der lichten Weite (Nennweite) des Klemmringes (20) (Nennweite) und zugleich Außendurchmesser des Rohres (12)).
5. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- die Ringrippen (41) haben eine radiale Höhe von zumindest annähernd 0,4 mm,
- die Ringrippen (41) haben bevorzugt einen axialen Abstand zwischen 1,2 und 1,4 mm,
- bevorzugt ist die der vorderen Stirnseite (32) zuge¬ kehrte Vorderflanke (42) der Ringrippen (41) normal zur Längsachse des Klemmrings (20) ausgerichtet und die Rückenflanke (43) von der scharfen Kante der Ring¬ rippe (41) aus bis zum Grund der Vorderflanke (42) der nachfolgenden Ringrippe (41) im Längsschnitt zumindest annähernd stetig konkav ausgerundet.
6. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t durch das Merkmal:
- der ungeschützte Längenabschnitt (35) am hinteren Ende des Klemmringes (20) hat eine axiale Erstreckung, die zumindest annähernd das 0,1-fache der Nennweite des Klemmringes (20) ist.
7. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- der Wer.delschütz (33) hat 4 volle Windungen, - die Steigung des Wendelschlitzes (33) beträgt vorzugs¬ weise das 0,1-fache der Nennweite.
8. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t durch das Merkmal:
- der Kupplungskörper (16) und der Klemmring (20) sind aus einem Metall hergestellt, dessen Festigkeit höher als diejenige des Werkstoffes der Außenseite des zu kuppelnden Rohres (12) oder zumindest dessen Außen- seite ist.
9. Rohrklemmverbindung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- der Klemmring (20) ist im Bereich des ungeschützten vorderen Längenabschnittes (36) in einem an die vordere Stirnseite (32) anschließenden Abschnitt (38) seiner Außenkonusfläche (29) parallel zu dieser um ein gewisses Maß einwärts abgesetzt,
- das Untermaß dieses abgesetzten Abschnittes (38) gegenüber der übrigen Außenkonusfläche (29) beträgt vorzugsweise 0,1 mm im Halbmesser,
- die axiale Erstreckung des abgesetzten Abschnittes (38) beträgt vorzugsweise 2,0 mm,
- bevorzugt schließt an den abgesetzten Abschnitt (38) eine umlaufende Rille (39) an, die vorzugsweise gegen¬ über dem abgesetzten Abschnitt (38) 0,1 mm tief ist und die vorzugsweise 0,5 mm breit ist,
- die hinten gelegene Wand der Rille (39) schließt scharfkantig an die Außenkonusfläche (29) des Klemm- ringes (20) an, - die vordere Stirnseite (32) des Klemmringes (20) ist vollständig und der abgesetzte Abschnitt (38) ist bis annähernd zur Rille (39) hin mit einem Korrosions¬ schutzmittel beschichtet. - der Wendelschlitz .(33) endet am vorderen Ende des
Klemmringes (20) zumindest annähernd 0,5 mm vor der Rille (39).
10. Rohrklemmverbindung nach Anspruch 8, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- das Korrosionsschutzmittel besteht aus Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen, Polyamid oder aus einem anderen thermoplastischen Kunststoff,
- das Korrosionsschutzmittel ist vorzugsweise in pulver- förmiger Ausgangsform im Wirbelsinterverfahren auf dem
Klemmring (20) aufgebracht.
11. Rohrklemmverbindung nach einem doder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, g e k e n n z e i c h n e t durch das Merkmal:
- der Klemmring und vorzugsweise auch der Kupplungs¬ körper sind aus Kunststoff, insbesondere aus glas¬ faserverstärktem Kunststoff (GFK), hergestelt.
12. Rohrklemmverbindung nach Anspruch 11 aus GFK, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- am Klemmring ist im Bereich der Ringrippen die Glasfaserarmierung in Umfangsrichtung ausgerichtet,
- vorzugsweise ist im Werkstoff der Ringrippen der Glasfaseranteil größer als im Werkstoff der übrigen
Teile des Klemmringes.
13. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, g e k e n n z e i c h n e durch die Merkmale:
- der Klemmring (20) ist an seinem hinteren Ende auf der Innenseite angefast, - die Anfasung (44) hat vorzugsweise einen Neigungs¬ winkel von 30° gegenüber der Längsachse des Klemm¬ ringes (20) und vorzugsweise eine axiale Erstreckung von 1 ,0 mm.
14. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- der Klemmring (20) ist an seinem vorderen Ende auf der Außenseite angefast,
- die Anfasung (45) hat vorzugsweise einen Neigunswinkel von 30° gegenüber der Längsachse des Klemmringes (20) und vorzugsweise eine axiale Erstreckung von 0,5 mm.
15. Rohrklemmverbihdung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, g e k e π n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- am Kupplungskörper (62) schließt an die Innenkonus¬ fläche (63) für den Klemmring (20) eine Kreiszyünder- fläche (64) an, deren lichte Weite größer als der
Außeπdurchmesser des hinteren Endes des Klernrn- ringes (20) ist,
- die Übergangsstelle (65) zwischen der Innenkonus¬ fläche (63) und der Kreiszylinderfläche (64) ist innerhalb des Längenabschnittes des Kupplungs¬ körpers (62) gelegen, den der Klemmring (20) nach dem Anziehen der Überwurfschraube (19) oder Überwurfmutter einnimmt,
- zwischen der hinteren Stirnfläche (31) des Klemm- ringes (20) und der vorderen Anlagefläche (27) der
Überwurfschraube (19) oder Überwurfmutter ist ein Stemmring (66) eingefügt, dessen lichte Weite nicht kleiner als die Nennweite des Klemmringes (20) ist und dessen Außendurchmesser im ungespannten Ruhezustand zumindest annähernd gleich der lichten Weite der
Kreiszylinderfläche (64) am Kupplungskörper (62) ist, - die beiden Stirnflächen (67; 68) des Stemmringes (66) verlaufen parallel zueinander und haben die Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes,
- die Neigung der Mantellinien der beiden kegelstumpf- förmigen Stirnflächen (67; 68) des Stemmringes (66) gegenüber der Mittelachse des Stemmringes (66) liegt vorzugsweise im Bereich von 60° - 75°,
- die Umfangsfläche (69) des Stemmringes (66) ist im ungespannten Ruhezustand als Kreiszylinderfläche ausgebildet und zumindest die Umfangskante (70) am Übergang zur in-nengelegenen Stirnfläche (68) des Stemmringes (66) scharfkantig ausgebildet.
16. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, g e k e n n z e i c h n e t durch das Merkmal:
- in dem geschützen Längenabschnitt (54) des Klemm¬ ringes (52) nimmt die radiale Tiefe der Aus¬ nehmungen (55) zwischen den Ringrippen (56) vom Größtmaß am vorderen Ende des geschützen Längen¬ abschnittes (54) bis auf null am hinteren Ende des geschlitzten Längenabschnittes (54) ab.
17. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 mit einer Überwurfmutter, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- an der Überwurfmutter (74) wird die Anlagefläche (83) für den Klemmring (20) durch die Stirnfläche eines kragenförmigen Fortsatzes (82) gebildet, der an dem kreisringförmigen Bund (81) der Überwurfmutter (74) in axialer Richtung anschließt und sich in Richtung des Innengewindes der Überwurfmutter (74) erstreckt, - der kreisringförmige Fortsatz hat
- - eine lichte Weite, die nicht kleiner als die lichte
Weite des hinteren Endes des Klemmringes (20) ist, und - - einen Außendurchmesser, der nicht größer als der Außendurchmesser des hinteren Endes des Klemmringes (20) ist.
18. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale :
- der Kupplungskörper (46) weist auf seiner Innenseite einen Bund (47) auf, dessen lichte Weite nicht kleiner als die lichte Weite des Rohres (12) ist, - die dem Rohr (12) zugekehrte Stirnfläche des
Bundes (47) ist zumindest annähernd eben ausgebildet und normal zur Längsachse des Kupplungskörpers (46) ausgerichtet,
- bevorzugt weist die Innenseite des Kupplungs- körpers (46) im Anschluß an den Bund (47) eine Kreis- zyünderfläche (49) auf, die eine gewisse axiale Erstreckung hat und deren lichte Weite zumindest annähernd gleich oder geringfügig größer als der Außendurchmesser des Rohres (12) ist, - an die Kreiszylinderfläche (49) schließt eine Innen¬ konusfläche (50) an, deren Neigungswinkel gegenüber der Längsachse des Kupplungskörpers (46) vorzugsweise im Winkelbereich von 30° - 45° liegt,
- an die Innenkonusfläche (50) schließt die Innenkonus- fläche (51) für den Klemmring (20) an.
19. Rohrklemmverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, g e k e π n z e i c h n e t durch die Merkmale:
- das Kupplungsgehäuse (89) weist auf seiner Innenseite einen Bund (94) auf, dessen lichte Weite nicht kleiner als die lichte Weite des Rohres (91; 92) ist,
- von der dem Rohr (91; 92) zugekehrten Stirnseite des Bundes (94) hat ein äußerer Ringbereich zumindest annähernd die Form einer ebenen Stirnfläche (95), die normal zur Längsachse des Kupplungsgehäuses (89) aus¬ gerichtet ist,
- an dem daran nach innen anschließenden inneren Ring¬ bereich des Bundes (94) ist ein axialer Fortsatz (96) angeordnet oder angeformt, - - dessen innere Umfangsfläche (97) zumindest annähernd als Kreiszylinderfläche ausgebildet ist, deren lichte Weite nicht kleiner als die lichte Weite des Rohres (91; 92) ist, und
- - dessen äußere Umfangsflache (98) entweder als Kreis- zylinderfläche oder, bevorzugt, als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet ist, dessen Mantel¬ linien gegenüber der Längsachse des Kupplungs¬ gehäuses (89) einen Neigungswinkel zwischen 20° und 45° haben, - das mit dem Kupplungsgehäuse (89) zusammenwirkende
Ende des Rohres (91; 92) ist auf seiner Innenseite mit einer auf den axialen Fortsatz (96) am Kupplungs¬ gehäuse (89) abgestimmten Ausnehmung (99) versehen.
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