WO2001038774A1 - Klemmverbinder - Google Patents

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Christoph Hennig
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L33/00—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
    • F16L33/22—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts
    • 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
    • F16L33/00—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
    • F16L33/22—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts
    • F16L33/225—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts a sleeve being movable axially

Definitions

  • the invention relates to a clamp connector (fitting) for pipes or hoses made of polymeric material or of a composite material with a base pipe made of polymeric material.
  • Clamp connector known with a support sleeve which has a plurality of circumferential ribs and which is delimited at one end by a collar with an annular surface oriented towards the push-on end, the annular surface lying in a plane perpendicular to the cylinder axis, while on the other end (push-on end) a tubular or hose end with a widened cross section can be plugged onto the support sleeve.
  • a displaceable clamping sleeve pushed onto the pipe or hose end is pressed over the attached pipe or hose end to make the connection.
  • the stroke of the pressing tool, with which the clamping sleeve is pressed over the tube, is designed so that the clamping sleeve comes to rest on the collar.
  • the tool will experience a very large increase in force, which can lead to deformation and / or material damage to the clamping sleeve and / or the collar.
  • the press-on process only works safely if the widened pipe end has shrunk onto the support sleeve.
  • composite pipes e.g. consisting of a base pipe made of PE-X and an intimately applied sheathing with a metal foil, e.g. made of aluminium.
  • the advantages of the composite pipes are: temperature-related changes in length are slight, the pipe is stable against sag between two pipe clamps, bending e.g. a permanent 90 ° deflection is possible.
  • the known stops on the support sleeve are not sufficient for pipes of this type, the pipe end can spill over the stops. The resulting disadvantages have been described above. If the sleeve of a pipe made of composite materials after the stops
  • clamp connector is designed according to the characterizing part of claim 1.
  • FIG. 1 is a side view of a support sleeve with a widened tube end shown in section in the upper half
  • Fig. 2 shows a longitudinal section of the finished
  • FIGS. 1 and 2 show the half-sectioned side view of the support sleeve according to FIGS. 1 and 2,
  • 3B shows the view from the direction of the plane IIIB - IIIB of FIG. 3A
  • 4A is the half-sectional view of a second support sleeve
  • 4B is the view from the direction of the plane IVB - IVB of Figure 4A,
  • Fig. 5A is the half-sectional side view of a third
  • 5B shows the view from the direction of the plane VB - VB of FIG. 5A and
  • 5C shows the side view of the finished one
  • the clamp connector 1 for pipes or hoses made of polymeric material or of a composite material with a base pipe made of polymeric material consists of a cylindrical support sleeve 11 which has a plurality of circumferential ribs 111, 112, 113, 114 and at its end by a collar 12 with a ring surface 121 oriented to the push-on end is limited.
  • the annular surface 121 lies in a plane perpendicular to the cylinder axis CA.
  • a pipe or hose end 151 with a widened cross section is plugged onto the push-on end of the support sleeve 11.
  • a displaceable clamping sleeve 14 according to FIG. 2 is pressed over the attached pipe or hose end 151.
  • a plurality of webs 13 are located on the annular surface 121, of which the three webs 13, 13a, 13b are shown in FIG.
  • Each web 13 has a flat end surface element 131 parallel to the ring surface 121.
  • the end surface elements 131 of all the webs 13, 13a, 13b, 13c lie in a plane parallel to the ring surface 121.
  • the widened hose end 151 is pushed over the support sleeve 11 until it abuts the end face elements 131.
  • the clamping sleeve 14 is pressed with a tool over the pipe or hose end 151 until the clamping sleeve 14 has assumed the position shown in FIG. 2.
  • the excess pipe or hose material 152 escapes into the spaces between two webs.
  • FIGS. 4A, 4B, webs 13 are shown with an approximately rectangular or square end face element 131. However, if a more rigid collar 12 is required for the attachment of the tool for pressing on the clamping sleeve 14, then according to FIGS. 4A, 4B webs 132 with an approximately triangular shape can also be used.
  • the webs 13, 13a, 13b, 13c have a height which corresponds to the A ußen preparer of the expanded pipe or hose end 151st
  • Figure 2 it is shown that the excess pipe or hose material 152 is pressed between the webs 13.
  • a uniform path and stop of the clamping sleeve 14 is very important to reduce the forces on the clamping connector 1 and tool for pressing the clamping sleeve 14 on.
  • FIGS. 5A, 5B, 5C therefore show a support sleeve 11 with a collar 12, on which there are, for example, four webs 16, 16a, 16b, 16c, the upper edges 162 of which end with the outer edge 122 of the collar 12.
  • the entire edge of the front edge of the tube or hose end 171 thus abuts against the end surface elements 161 of the webs 16-16c even during the pressing-on process.
  • the risk of spilling over the webs 16 and of a separation of the different layers 172, 173 of a composite pipe 17 is therefore much less than in the case of

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Abstract

Ein Klemmverbinder (1) (Fitting) für Rohre oder Schläuche aus polymeren Werkstoff oder aus einem Verbundwerkstoff mit einem Basisrohr aus polymerem Werkstoff besteht aus einer zylindrischen Stützhülse (11), die mehrere umlaufende Rippen (111, 112, 113, 114) aufweist und an ihrem einen Ende durch einen Bund (12) mit einer zum Aufsteckende orientierten Ringfläche (121) begrenzt ist, wobei die Ringfläche in einer auf der Zylinderachse senkrecht stehenden Ebene liegt. Auf das andere Ende (Aufsteckende) der Stützhülse ist ein Rohr- oder Schlauchende (151) mit aufgeweitetem Querschnitt aufsteckbar. eine auf das Rohr oder den Schlauch geschobene verschiebbare Klemmhülse (14) wird zur Herstellung der Verbindung über das aufgesteckte Rohr- oder Schlauchende gepresst. An der Ringfläche sind Stege (13) von jeweils gleichen Abmessungen angeformt, wobei jeder Steg ein planes und zur Ringfläche paralleles Stirnflächenelement (131) aufweist und die Stirnflächenelemente sämtliche Stege in einer zur Ringfläche parallelen Ebene liegen.

Description

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Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Klemmverbinder (Fitting) für Rohre oder Schläuche aus polymerem Werkstoff oder aus einem Verbundwerkstoff mit einem Basisrohr aus polymerem Werkstoff.
Aus DE 195 14 210 C2 (IVT) ist ein gattungsgemäßer
Klemmverbinder mit einer Stützhülse bekannt, die mehrere umlaufende Rippen aufweist und die an ihrem einen Ende durch einen Bund mit einer zum Aufsteckende orientierten Ringfläche begrenzt ist, wobei die Ringfläche in einer auf der Zylinderachse senkrecht stehenden Ebene liegt, während auf das andere Ende (Aufsteckende) der Stützhülse ein Rohroder Schlauchende mit aufgeweitetem Querschnitt aufsteckbar ist. Eine auf das Rohr- oder Schlauchende geschobene verschiebbare Klemmhülse wird zur Herstellung der Verbindung über das aufgesteckte Rohr- oder Schlauchende gepreßt.
Bei diesem Klemmverbinder ist davon ausgegangen worden, daß das zwischen der Stützhülse und der Klemmhülse eingespannte Rohrende möglichst keine Hohlräume vorfindet, in die hinein es ausweichen kann. Dadurch ist gesichert, daß die Pressung des Rohres an den Rippen bzw. den Kanten der Rippen immer größer ist als der Innendruck des Durchflußmediums .
Bei der Auslegung der Bauteile Stützhülse, Klemmhülse und aufgeweitetem Rohrende sind in der Realität jedoch die Toleranzen zu berücksichtigen. Zu berücksichtigen ist die "kleinste" Stützhülse, die "größte" Klemmhülse und das "dünnste" Rohr. Stützhülse und Klemmhülse sind Starr. Das Rohrende aus polymerem Werkstoff oder polymerem, metallenem Verbundwerkstoff ist zwar inkompressiebel aber verformbar. Beim Aufpressen der Klemmhülse wird zwar ein Teil der überschüssigen Rohrmasse in das Rohr vor der Stützhülse zurückgedrängt, der größte Teil wird jedoch vor dem Bund angehäuft. Aus der angehäufte Rohrendmasse vor dem Bund können folgende Nachteile entstehen :
- die Klemmhülse kann nicht bis zum Anschlag am Bund aufgepreßt werden, da überschüssige Rohrendenmasse den Weg versperrt. Dadurch wird die bestimmungsgemäße Klemmlänge zwischen Stützhülse und Klemmhülse nicht erreicht und
- der Hub des Preßwerkzeuges, mit dem die Klemmhülse über das Rohr gepreßt wird, ist so ausgelegt, daß die Klemmhülse an Bund zur Anlage kommt. Versperrt jedoch überschüssige Rohrendmasse den Weg, dann kommt es zu einem sehr starken Kraftanstieg durch das Werkzeug, wodurch es zur Verformung und/oder Materialschädigung von Klemmhülse und/oder dem Bund kommen kann .
In DE 38 36 124 C2 (Rehau) und DE 295 13 105 Ul (Rehau) sind Vorschläge zur Abführung von überschüssiger Rohrendmasse gemacht worden. Es werden ein ringförmiger Anschlag oder stegförmige Anschläge für das aufgesteckte Rohrende vorgeschlagen, deren Höhe in beiden Fällen jedoch kleiner ist als die Wanddicke des Rohrendes. Bei dem für Klemmhülsen- Verbindungen besonders geigneten Werkstoff vernetztes Polyethylen (PE-X) , schrumpft das ohne Erwärmen muffenförmig aufgeweitete Rohrende in angemessener Zeit auf die Stützhülse auf. Beim anschließenden Aufpressen der Klemmhülse kommt es dann zum kreisringförmigen Überquellen der überschüssigen Rohrendmasse über die Anschläge.
Der Aufpreßvorgang funktioniert nur dann sicher, wenn das aufgeweitete Rohrende auf die Stützhülse geschrumpft ist.
Wird das vollständige Aufschrumpfen nicht abgewartet, ist also noch Spiel zwischen der Muffe und der Stützhülse vorhanden, dann kann das Rohrende durch den Aufpreßvorgang der Klemmhülse über die Anschläge geschoben werden. Das Aufpressen der Klemmhülse bis zum Anschlag am Bund ist dann kaum mehr möglich.
Die Entwicklung geht zum Einsatz von Verbundrohren, u.a. bestehend aus einem Basisrohr aus PE-X und einer innig aufgebrachten Ummantelung mit einer Metallfolie, z.B. aus Aluminium. Die Vorteile der Verbundrohre sind : temperaturbedingte Längenänderung ist gering, das Rohr ist stabil gegen Durchhang zwischen zwei Rohrschellen, ein Biegen z.B. von bleibender 90° Umlenkung ist möglich. Nachteilig ist jedoch, daß kein Schrumpfen des aufgeweiteten Rohrendes mehr stattfindet. Die bekannten Anschläge an der Stützhülse reichen für derartige Rohre nicht aus, das Rohrende kann über die Anschläge schappen. Die daraus entstehenden Nachteile wurden vorstehend beschrieben. Wenn die Muffe eines Rohres aus Verbundwerkstoffen an die Anschläge nach
DE 38 36 124 oder DE 295 13 105 angepreßt wird, dann quillt im Normalfall ein Teil der Muffe kreisringförmig über die Anschläge. Das kann zur Trennung der Schichten des Rohrmaterials führen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für gattungsgemäße Klemmverbinder die vor dem Bund auftretende überschüssige Rohrendmasse gezielt abzuleiten.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Klemmverbinder auch nach dem Kennzeichen von Anspruch 1 ausgelegt ist.
In den Unteransprüchen werden Fortbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung beansprucht.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben. Es zeigen :
Fig. 1 die Seitenansicht einer Stützhülse mit einem in der oberen Hälfte im Schnitt eingezeichneten aufgeweiteten Rohrende,
Fig. 2 einen Längsschnitt der fertig gestellten
Klemmverbindung mit einem Vollschnitt in der oberen Hälfte und einem Schnitt der Klemmhülse in der unteren Hälfte,
Fig. 3A die halbgeschnittene Seitenansicht der Stützhülse nach den Figuren 1 und 2,
Fig. 3B die Ansicht aus Richtung der Ebene IIIB - IIIB von Figur 3A,
Fig. 4A die halbgeschnittene Ansicht einer zweiten Stützhülse,
Fig. 4B die Ansicht aus Richtung der Ebene IVB - IVB von Figur 4A,
Fig. 5A die halbgeschnittene Seitenansicht einer dritten
Stützhülse ,
Fig. 5B die Ansicht aus Richtung der Ebene VB - VB von Figur 5A und
Fig. 5C die Seitenansicht der fertiggestellten
Klemmverbindung der dritten Stützhülse nach den Figuren 5A, 5B mit der oberen Hälfte als Längsschnitt. Der Klemmverbinder 1 für Rohre oder Schläuche aus polymerem Werkstoff oder aus einem Verbundwerkstoff mit einem Basisrohr aus polymerem Werkstoff , besteht aus einer zylindrischen Stützhülse 11, die mehrere umlaufende Rippen 111, 112, 113, 114 aufweist und an ihrem Ende durch einen Bund 12 mit einer zum Aufsteckende orientierten Ringfläche 121 begrenzt ist. Die Ringfläche 121 liegt in einer zur Zylinderachse CA senkrecht stehenden Ebene. Auf das Aufsteckende der Stützhülse 11 ist ein Rohr-oder Schlauchende 151 mit aufgeweitetem Querschnitt aufgesteckt. Zur Herstellung der dichten Verbindung zwischen dem Rohr- oder Schlauchende 151 und der Stützhülse 11 wird eine verschiebbare Klemmhülse 14 entsprechend der Figur 2, über das aufgesteckte Rohr- oder Schlauchende 151 gepreßt.
Auf der Ringfläche 121 befinden sich mehrere Stege 13, von denen in Figur 1 die drei Stege 13, 13a, 13b dargestellt sind. Jeder Steg 13 hat ein planes und zur Ringfläche 121 paralleles Stirnflächenelement 131. Die Stirnflächenelemente 131 sämtlicher Stege 13, 13a, 13b, 13c (Figur 3B) liegen in einer zur Ringfläche 121 parallelen Ebene. Das aufgeweitete Schlauchende 151 wird soweit über die Stützhülse 11 geschoben, bis es an die Stirnflächenelemente 131 anstößt. Danach wird die Klemmhülse 14 mit einem Werkzeug so über das Rohr- oder Schlauchende 151 gepreßt, bis die Klemmhülse 14 die in Figur 2 gezeigte Stellung eingenommen hat. Bei diesem Anpreßvorgang weicht das überschüssige Rohr- oder Schlauchmaterial 152 in die Räume zwischen jeweils zwei Stegen aus.
In den Figuren 3A, 3B sind Stege 13 mit einem etwa rechteckigen oder quadratischen Stirnflächenelement 131 dargestellt. Wenn jedoch für den Ansatz des Werkzeuges zum Anpressen der Klemmhülse 14 ein biegesteiferer Bund 12 benötigt wird, dann können entsprechend den Figuren 4A, 4B auch Stege 132 mit etwa dreieckiger Form verwandt werden.
Die Stege 13, 13a, 13b, 13c haben eine Höhe, die mit dem Außendurchmesser des aufgeweiteten Rohr- oder Schlauchendes 151 übereinstimmt. In Figur 2 wird dargestellt, daß das überschüssige Rohr- oder Schlauchmaterial 152 zwischen die Stege 13 gedrückt wird. Das bedeutet, wie in Figur 2 dargestellt ist, daß die Klemmhülse 14 über die Oberkante der Stege 13, 13a, 13b, 13c bis zum Anschlag an die Fläche 121 des Bundes 12 gepreßt werden kann. Es ist somit sichergestellt, daß kein überschüssiges Rohr- oder Schlauchmaterial über die Stege 13 gedrückt wird und den Anschlag der Klemmhülse 14 an die Ringfläche 121 verhindert. Ein einheitlicher Weg und Anschlag der Klemmhülse 14 ist jedoch zur Verminderung der Kräfte am Klemmverbinder 1 und Werkzeug zum Aufpressen der Klemmhülse 14 sehr wichtig.
Problematisch ist jedoch die Verwendung von Stegen mit einer vorbeschriebenen Höhe dann, wenn es sich um ein Verbundrohr 17 (Fig. 5c) handelt, wenn das Rohr oder der Schlauch aus zwei oder mehreren Schichten besteht. Wegen ihrer beträchtlichen Vorteile werden immer häufiger Verbundrohreoder Schläuche 17 verwendet, die aus einem Kunststoff- Innenrohr 172 mit einer Metallummantelung 173, vorzugsweise einer Aluminiumummantelung, versehen sind. Wird ein derartiges nicht schrumpffähiges Verbundrohr 17 mit einem aufgeweiteten aber ebenfalls nicht schrumpffähigen Verbundrohrende 171 verwendet, dann besteht beim Aufpreßvorgang der Klemmhülse 14 und bei einer geringen Steghöhe, wie diese in den Figuren 3A bis 4B dargestellt ist, die Gefahr, daß das Rohrende 171 über die Stege schwappt, die Schichten 172, 173 des Rohres 17 voneinander abgerissen und getrennt werden und die Weiterführung der Klemmhülse 14 bis zum Anschlag am Bund 12 verhindert wird. Daher ist in den Figuren 5A, 5B, 5C eine Stützhülse 11 mit einem Bund 12 dargestellt, an dem sich beispielsweise vier Stege 16, 16a, 16b, 16c befinden, deren Oberkanten 162 mit dem äußeren Rand 122 des Bundes 12 abschließen. Die Vorderkante des Rohr- oder Schlauchendes 171 stößt somit auch beim Aufpreßvorgang mit seiner gesamten Stirnfläche gegen die Stirnflächenelemente 161 der Stege 16 - 16c an. Die Gefahr eines Uberschwappens über die Stege 16 und einer Trennung der verschiedenen Schichten 172, 173 eines Verbundrohres 17 ist daher viel geringer als bei den
Stegen 13 - 13c nach den Figuren 3A, 3B; 4A, 4B. Da jetzt jedoch, wie aus Figur 5C zu ersehen ist, die Klemmhülse 14 an die Stege 16, 16a, 16b, 16c anstößt, bleiben zwischen der Stirnfläche der Klemmhülse 14 und der Ringfläche 121 Teilringspalten bestehen. Das überschüssige Rohr- oder Schlauchmaterial 174 ist sichtbar.
Bezugszeichenliste
I Klemmverbinder
II Stützhülse
III Rippe 112
113 114 115
12 Bund
121 Ringfläche
122 Rand des Bundes
13 Steg
13a 13b 13c
131 rechteckiges Stirnflächenelement
132 dreieckiges Stirnflächenelement
14 Klemmhülse
15 Rohr oder Schlauch
151 Rohr- oder Schlauchende
152 überschüssiges Rohr- oder Schlauchmaterial
16 Steg 16a
16b 16c
161 Stirnflächenelement
162 Oberkante des Steges
17 Verbundrohr
171 Verbundrohrende
172 Kunststoff-Innenrohr
173 Metal lummantelung
174 überschüssiges Verbundrohrmaterial
CA Zylinderachse

Claims

Patentansprüche
1. Klemmverbinder (Fitting) für Rohre oder Schläuche aus polymerem Werkstoff oder aus einem Verbundwerkstoff mit einem Basisrohr aus polymerem Werkstoff mit einer zylindrischen Stützhülse, die mehrere umlaufende Rippen aufweist und an ihrem einen Ende durch einen Bund mit einer zum Aufsteckende orientierten Ringfläche begrenzt ist, wobei die Ringfläche in einer auf der Zylinderachse senkrecht stehenden Ebene liegt, während auf das andere Ende (Aufsteckende) der Stützhülse ein Rohr- oder Schlauchende mit aufgeweitetem Querschnitt aufsteckbar ist und einer auf das Rohr oder den Schlauch geschobenen verschiebbaren Klemmhülse, wobei die Klemmhülse zur Herstellung der Verbindung über das aufgesteckte Rohroder Schlauchende gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ringfläche (121) Stege (13; 16) von jeweils gleichen Abmessungen angeformt sind, wobei jeder Steg
(13; 16) ein planes und zur Ringfläche (121) paralleles Stirnflächenelement (131, 132; 161) aufweist und die Stirnflächenelemente (131, 132; 161) sämtliche Stege
(13, 13a, 13b, 13c; 16, 16a, 16b, 16c) in einer zur Ringfläche (121) parallelen Ebene liegen.
2. Klemmverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnflächenelement (131, 161) eine etwa rechteckige oder quadratische Form hat.
3. Klemmverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnflächenelement (132) eine etwa dreieckige Form hat.
4. Klemmverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (13, 16) symmetrisch auf der Ringfläche (121) verteilt sind.
5. Klemmverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Stege (13) dem äußeren Durchmesser des aufgeweiteten und aufgeschobenen Rohr- oder Schlauchendes (151) entspricht.
6. Klemmverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante (162) der Stege (16) mit dem Rand (122) des Bundes (12) übereinstimmt.
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