WO2017108169A1 - Verbindungselement sowie dieses umfassende rohrverbindung - Google Patents

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WO2017108169A1
WO2017108169A1 PCT/EP2016/002130 EP2016002130W WO2017108169A1 WO 2017108169 A1 WO2017108169 A1 WO 2017108169A1 EP 2016002130 W EP2016002130 W EP 2016002130W WO 2017108169 A1 WO2017108169 A1 WO 2017108169A1
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connecting element
circumferential
tube
sliding sleeve
pipe
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PCT/EP2016/002130
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French (fr)
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Dörte HUNDESHAGEN
Thomas Schaaf
Hansi Homburg
Oliver Vocks
Andreas Kirchberger
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Rehau Automotive SE and Co KG
Rehau Construction LLC
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Rehau AG and Co
Rehau Construction LLC
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    • F16L13/00—Non-disconnectable pipe joints, e.g. soldered, adhesive, or caulked joints
    • F16L13/14—Non-disconnectable pipe joints, e.g. soldered, adhesive, or caulked joints made by plastically deforming the material of the pipe, e.g. by flanging, rolling
    • F16L13/146—Non-disconnectable pipe joints, e.g. soldered, adhesive, or caulked joints made by plastically deforming the material of the pipe, e.g. by flanging, rolling by an axially moveable sleeve
    • 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
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F16L47/20—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics based principally on specific properties of plastics
    • F16L47/22—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics based principally on specific properties of plastics using shrink-down material

Definitions

  • the present invention relates to a connecting element for producing a pipe connection between the connecting element and a plastic pipe or a metal-plastic composite pipe by means of axial compression, wherein the connecting element has at least one provided with circumferential outer ribs supporting body for pushing a flared end of the tube, and at least one circumferential collar includes.
  • the present invention relates to a pipe joint between a flared end of a solid plastic pipe or a plastic composite pipe and a connecting element, wherein the pipe joint comprises a flared end of a solid plastic pipe or a plastic composite pipe and such a connecting element.
  • Such Axialpresssystem with a sliding sleeve is described for example in DE 101 30 858 A1.
  • the sliding sleeve described therein is made of an elastically deformable polymeric material.
  • the connecting element has a circumferential collar, which surrounds the sliding tool when sliding the sliding sleeve.
  • the sliding sleeve is elastically on both sides of the circumferential outer ribs on the expanded tube end, whereby a kind of positive engagement is produced, by which the sliding sleeve is held in its axial position in the sliding sleeve connection.
  • a disadvantage of the pipe connection described in DE 101 30 858 A1 and the associated connecting element is that, when the sliding sleeve is pushed axially, there is the risk that the widened pipe end will continue to run in Direction of the circumferential collar is moved, resulting in a weakening of the axial fixation of the sliding sleeve. This increases the risk of loosening the pipe connection.
  • the object of the present invention is to provide a connecting element and a pipe joint comprising it which overcome the disadvantages of the prior art.
  • the connecting element according to the invention should ensure increased resistance of the pipe connection according to the invention, and the pipe connection according to the invention should have a reduced tendency to a relative movement of the sliding sleeve on the widened pipe end.
  • the stability of a pipe joint can also be increased by virtue of the fact that the fixing sleeve used therein is curved in the finished connection on the side of the supporting body facing the peripheral collar towards the supporting body.
  • this is achieved in that an estimate is provided between the circumferential collar and the outer circumferential rib surrounding it.
  • the preliminary stop represents a limitation of the pushing on of the widened pipe end in the axial direction. This results in a cavity between the front stop and the circumferential collar which can spatially receive the section of the sliding sleeve which is curved towards the supporting body.
  • the distance between the edge of the preliminary stop facing the circumferential outer ribs and the edge of the circumferential collar facing the preliminary stop amounts to 0.10 times to 0.30 times the length of the supporting body. A distance in this area has been found sufficient to form a curvature of the fixing sleeve during the manufacture of the pipe joint according to the invention, while the stability of the connecting element is maintained.
  • the present invention is to provide a connection element for producing a pipe connection between the connection element and a nem plastic pipe or a metal-plastic composite tube by means of axial compression
  • the connecting element has at least one provided with circumferential outer ribs supporting body for pushing a flared end of the tube, and at least one circumferential collar, wherein the connecting element between the circumferential collar and the next to this circumferential outer rib further comprises an estimate to limit the pushing of the flared end of the tube, wherein the distance between the circumferential outer ribs facing edge of the preliminary stop and the estimate facing edge of the circumferential collar, the 0.10-fold to 0.30-fold Length of the support body is.
  • the present invention relates to a pipe joint between a flared end of a solid plastic pipe or a plastic composite pipe and a connecting element comprising a flared end of a solid plastic pipe or a plastic composite pipe and a connecting element according to the invention.
  • length of the support body means the distance between an open end of a support body of the connection member and the edge of the circumferential collar facing the open end.
  • outer diameter of the base of the support body as used herein means twice the distance between a longitudinal axis of a supporting body of the connecting element and the lowest point of the respective supporting body between the preliminary stop and the peripheral circumferential rib adjacent thereto.
  • the distance between the edge of the preliminary stop facing the circumferential outer ribs and the edge of the circumferential collar facing the preliminary stop is 0.12 times to 0.25 times the length of the supporting body and preferably 0.13 times. times up to 0.20 times the length of the support body.
  • the circumferential collar is connected to the preliminary stop via a plurality of webs.
  • Such connecting webs between the encircling collar and the preliminary stop give the connecting element additional stability in that the forces which act on the circulating collar during the axial pushing on of the fixing sleeve or sliding sleeve, on which the corresponding sliding tool acts, are also partly dissipated to the preliminary stop.
  • even greater stability can also be achieved. can be achieved by that the preliminary stop is formed stepwise to the circumferential collar as its integral part.
  • the outside diameter of the preliminary stop is 1, 1 to 1, 5 times, preferably 1, 15 to 1, 4 times and particularly preferably 1, 2 to 1, 3. times the outer diameter of the circumferential outer rib having the largest outer diameter.
  • the distance between the preliminary projection of the connecting element and the outer rib running around to this point is 0.10 to 0.50 times, particularly preferably 0.20 times to 0.36 times the length of the support body makes.
  • the distance between the preliminary stop of the connecting element and a circumferential outer rib to this next creates a region of the support body in which the pushed onto the support body tube end can partially absorb the shape of the curvature of the sliding sleeve in the pipe connection according to the invention.
  • the stability of the pipe connection according to the invention is further increased.
  • the width of the circumferential collar is 0.050 times to 0.20 times the length of the support body, in particular 0.060 times to 0.15 times the length of the support body, and preferably 0.070 times is up to 0.1 1 times the length of the support body.
  • a width of the circumferential collar provides sufficient power when applying the sliding sleeve tool with low material costs.
  • the outer diameter of the circumferential collar is 1, 1 to 2 times, in particular 1, 1 to 1, 8 and preferably 1, 2 to 1, 5 times the outer diameter of the circumferential outer rib having the largest outer diameter. If the outside diameter of the rotating collar is within this range, there is the risk of the pressing tool slipping off from the circumferential collar during pressing low, the strength of the circumferential collar is given.
  • At least one of the circumferential outer ribs of the support body has a sawtooth-like cross-section and at least one of the circumferential outer ribs has a substantially rectangular cross-section.
  • the presence of a rectangular sealing rib contributes to a secure seal between the pipe and the connecting element according to the invention in the pipe joint according to the invention, while a sawtooth-shaped circumferential rib in the pipe joint according to the invention effectively prevents the pipe end from slipping off the supporting body of the connecting element according to the invention.
  • At least one sawtooth-shaped circumferential rib in particular all sawtooth-shaped circumferential ribs are arranged such that the chamfered side of the sawtooth points in the direction of the open end of the support body.
  • the support body starting from its open end on two circumferential outer ribs with sawtooth-like cross section and a circumferential outer rib with a rectangular cross-section.
  • the support body can also have, starting from its open end, a circumferential outer rib with a sawtooth-like cross section, two circumferential outer ribs with a rectangular cross section, and again a circumferential outer rib with a sawtooth cross section.
  • the distance between two adjacent circumferential outer ribs in each case measured from the edge facing the circumferential collar, is from 0.10 times to 0.50 times, particularly preferably from 0.20 times to 0, 25 times the length of the supporting body.
  • a distance between two adjacent circumferential outer ribs within said area allows the circumferential outer ribs of the connecting element to be able to press into the tube end pushed onto the supporting body, the spacing having a desired distribution of a preferred number of (in particular three or four) circumferential outer ribs determined the support body of the connecting element according to the invention.
  • the outer diameter of the circumferential outer ribs is independently from 1, 03-fold to 1, 3 times the outer diameter of the base surface of the support body. If the outer diameter of the circumferential outer ribs lies in relation to the outer diameter of the base surface of the support body Within this range, ensures low leakage of material for the circumferential outer ribs to a sufficient tightness of the pipe joint according to the invention.
  • the outer diameter of the circumferential outer ribs is particularly preferably from 1, 05 times to 1, 2 times the outer diameter of the base of the support body, in particular from 1, 07 times to 1, 1 times the outer diameter of the base of the support body.
  • the outer diameter of a circumferential outer rib having a sawtooth-shaped cross section corresponds to the outer diameter of the peripheral outer ribs with a rectangular cross-section.
  • the length of the support body is from 0.60 to 2.0 times, in particular 0.90 times to 1, 8 times, and preferably 1, 1 to 1, 5 times the outer diameter of the circumferential outer rib having the largest outer diameter.
  • the connecting element has a good resistance to bending stress at a reasonable cost of materials.
  • the width of at least one of the circumferential outer ribs of substantially rectangular cross-section is 0.01 to 0.08 times, more preferably 0.02 to 0.06 times, the length of the support body is. If the width of the encircling outer ribs lies within the stated range, the circumferential outer ribs of the connecting element can, with sufficient sealing action, press sufficiently far into the tube end pushed onto the supporting body in order to ensure secure seating of the tube end on the supporting body of the connecting element according to the invention.
  • the ratio of the height of the preliminary stop to the wall thickness of the tube is in a range of 0.40 to 1.0, in particular in a range of 0.50 to 0.98 and preferably in a range of 0, 60 to 0.96.
  • a relative height of the preliminary stop allows the use of pipes with different wall thicknesses in the pipe joint according to the invention.
  • the pipe connection comprises a sliding sleeve of an elastically deformable polymeric material which is axially pushed onto the flared end. This will cause the curvature of the Sliding sleeve and accordingly the stability of the pipe joint according to the invention further increased.
  • the circumferential collar facing the end of the sliding sleeve protrudes beyond the circumferential outer rib facing edge of the preliminary stop.
  • This arrangement also favors the curvature of the sliding sleeve and accordingly the stability of the pipe joint according to the invention.
  • the ratio of the height of the preliminary stop to the wall thickness of the tube is in a range of 0.40 to 1.0, in particular in a range of 0.50 to 0.98 and preferably in a range of 0, 60 to 0.96.
  • a relative height of the preliminary stop allows the use of pipes with different wall thicknesses in the pipe joint according to the invention.
  • the expansion ratio R (of) of the pipe connection according to the invention is in the range from 0.10 to 0.35, particularly preferably in the range from 0.15 to 0.25. If the expansion ratio of the pipe connection according to the invention using a plastic pipe is within this range, a sufficiently tight pipe connection is achieved, with no excessive moderate workload when expanding the tube is required.
  • a metal-plastic composite pipe it has proved to be favorable in terms of improved tightness of the pipe joint according to the invention and an integrity of the metal layer contained in the tube when the expansion ratio R (on) of the inventive pipe joint in the range of 0.05 to 0.25, more preferably in the range of 0, 10 to 0.20.
  • the inner surface of the sliding sleeve has a center roughness R a in a range from 1 to half of the mean wall thickness of the sliding sleeve.
  • Inner surface of the sliding sleeve has a mean roughness R a in a range of 3 ⁇ to 1000 ⁇ , preferably of in a range of 5 ⁇ to 50 ⁇ owns.
  • R a mean roughness
  • the term "average roughness” or “average roughness” (represented by the symbol “R a ”) of a surface means the arithmetic mean of the absolute deviations of all measurement points on the surface from the centerline of the surface, alternatively or additionally, effects be reinforced or achieved by the fact that the inner surface of the sliding sleeve has a plurality of macroscopic irregularities whose depth does not exceed half the average wall thickness of the sliding sleeve.
  • R z average roughness
  • polymeric materials such as polypropylene and glass reinforced polypropylene, polyamides and glass fiber reinforced polyamides, temperature resistant thermoplastics such as polyphenylsulfone (PPSU), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), polyphenylene sulfide (PPS), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and polyester carbonate (PESC) and copolymers and blends of these polymers, these polymer materials can also be fiber-reinforced, in particular glass fiber reinforced used, and metallic materials such as brass, especially Ecobrass®, Gunmetal and stainless steel are used.
  • PPSU polyphenylsulfone
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PES polyethersulfone
  • PSU polysulfone
  • PPS polyphenylene sulfide
  • ABS acrylonitrile-butadiene-
  • Temperature-resistant thermoplastics in particular polyphenylsulfone and polyvinylidene fluoride, are particularly preferred for the production of the connecting element according to the invention.
  • the term "temperature resistant thermoplastics” as used herein refers to the heat resistance and thermal stability of this group of materials and refers to thermoplastic polymer materials having a heat distortion temperature at temperatures of at least 150 ° C. The upper limit of the temperature at which such a temperature resistant plastic can be used is dependent on the material used, the applicability of such polymeric materials ends at 260 ° C maximum.
  • plastic pipes full plastic pipes preferably made of polyethylene (PE, in particular PE 100 and PE-RT), cross-linked polyethylene
  • PE-X in particular PE-Xa, PE-Xb and PE-Xc
  • polypropylene in particular polypropylene random PP-R
  • polybutylene PB
  • plastic composite pipes preferably with layers of polyethylene (PE, in particular PE 100 and PE-RT), crosslinked polyethylene (PE-X, in particular PE-Xa, PE-Xb and PE-Xc), polypropylene (in particular polypropylene random polypropylene). R), and / or polybutylene (PB) are used.
  • PE-X polypropylene random polypropylene
  • PB polybutylene
  • a layer of ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) may be present.
  • Metal-plastic composite pipes preferably comprise layers of polyethylene (PE, in particular PE 100 and PE-RT), cross-linked polyethylene (PE-X, in particular PE-Xa, PE-Xb and PE-Xc ), Polypropylene (in particular random polypropylene PP-R) and / or polybutylene (PB) and at least one layer of metals, preferably aluminum.
  • the metal layer is preferably butt-welded.
  • adhesion promoter layers can be introduced between individual layers.
  • all tubes of a pipe joint according to the invention may be identically constructed, or one or more of the pipes may have different pipe configurations.
  • the tubes according to the present invention may also be fiber reinforced.
  • the fiber reinforcement of the pipes can be present in individual or in all pipes, over the entire pipe length or even in sections.
  • at least one layer of the respective pipe comprises cross-linked polyethylene (in particular PE-Xa, PE-Xb and PE-Xc).
  • the material "cross-linked polyethylene” is a material that has a shape memory or a so-called "memory effect". This memory effect is that the cross-linked polyethylene tries to return to its original shape after changing its outer geometry. When expanding pipes, this will cause a PE-X-containing pipe after expansion to retry to reach the pipe inside diameter prior to expansion. Since, after expansion, a supporting body of a connecting element is inserted into the widened pipe end, the memory effect when using a pipe comprising at least one layer of cross-linked polyethylene leads to a particularly high tightness of the pipe joint according to the invention.
  • the connecting element according to the invention of the pipe connection according to the invention may be a thread forming part or a threadless shaped part, that is to say a connecting element which has no thread.
  • This includes in particular connection pieces, connection angles, multiple distributors, T-pieces, wall T-pieces, wall angles, system transitions, transition pieces, angled transition pieces, each of which has no thread.
  • the term "thread forming part” refers to a connecting element which has at least one thread-forming part, this includes, in particular, connecting pieces, connection angles, multiple distributors, T-pieces, wall T-pieces, wall pieces. Angle, system transitions, transition pieces and angled transition pieces, each having at least one internal and / or external thread.
  • suitable materials for the sliding sleeve are preferably those materials which are mentioned in relation to the connecting element of the pipe connection according to the invention.
  • Temperature resistant plastics and in particular polyphenylsulfone and polyvinylidene fluoride are particularly preferred as materials for the sliding sleeve.
  • Crosslinked polyethylene especially PE-Xa, PE-Xb and PE-Xc is also particularly preferred as the material for the sliding sleeve.
  • the pipe joint according to the present invention is used in particular in pipe and connection systems in drinking water installations, in sprinkler systems, in radiator connections, in concrete core tempering systems, as well as in surface heating and / or surface cooling systems.
  • FIG. 1 shows a side view of a connecting element for use in a pipe connection according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view of a pipe joint according to an embodiment of the present invention, in which a plastic tube is pushed onto a support body of the connecting element shown in Figure 1, wherein the pipe end and the sliding sleeve are shown cut.
  • FIG. 3 is a side view of a connector for use in a pipe joint according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of a connector for use in a pipe joint according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 an inventive connecting element 1 according to an embodiment of the present invention is shown in a side view.
  • the connecting element 1 according to the invention is a connecting piece with two supporting bodies 2, 2a, wherein in the embodiment shown in Fig. 1, each of the support bodies 2, 2a has three circumferential outer ribs 3, 3a, 3b. These three circumferential outer ribs 3, 3a, 3b extend in the axial direction from the open end of the connecting element 1 according to the invention starting so arranged that two successive sawtooth circumferential outer ribs 3, 3a is followed by a circumferential outer rib 3b with a substantially rectangular cross-section. This is followed in each case by an estimate 4, 4a on each of the two support bodies 2, 2a.
  • the connecting element 1 according to the invention for each support body 2, 2a on a circumferential collar 5, 5a, which terminates the respective support body 2, 2a.
  • FIG. 2 shows a side view of an embodiment of a connecting element 1 according to the invention, shown in FIG. 1, according to the invention.
  • This is a sliding sleeve 9, which is shown in Fig. 2 in a sectional view, on the maximum up to the estimate 4 reaching, pushed onto the support body 2, expanded pipe end 8 of the solid or metal-plastic composite pipe 7, which in Fig. 2 is also shown in a sectional view, pushed out in the direction of the circumferential collar 5 of the connecting element according to the invention. Since the preliminary stop 4 is arranged at a distance from the circumferential collar 5, a cavity is formed between the preliminary stop 4 and the circumferential collar 5.
  • the distance between the circumferential collar 5 of the connecting element 1 according to the invention and the associated preliminary stop 4 is 0.20 times the length of the supporting body 2.
  • the distance between the preliminary stop 4 and the circumferential collar 5 be 0.10 times to 0.30 times the length of the support body 2.
  • the term "length of the support body 2" respectively represents the distance between the open end of the Supporting body 2 of the connecting element 1 and the circumferential collar 5.
  • the outer diameter of the preliminary stop 4 is in the illustrated embodiment of the connecting element 1 according to the invention 1, 25 times the outer diameter of the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b.
  • the outer diameter of the preliminary stop 4 may be 1, 1 to 1, 5 times the outer diameter of the outer circumferential circumferential rib 3, 3a, 3b having the largest outer diameter.
  • the preliminary stop 4 represents a sufficiently high obstacle for the expanded pipe end 8 without impairing the stability of the pipe joint 6 according to the invention.
  • the ratio of the height of the preliminary stop 4 over the base area of the Support body 2 to the wall thickness of the solid or metal-plastic composite pipe 7 0.75 is preferably in a range of 0.40 to 1, 0th
  • the connecting element 1 and this to the next circumferential outer rib 3b Connecting element 1 and this to the next circumferential outer rib 3b, the 0.18- times the length of the support body 2.
  • the sliding sleeve 9 more in the pushed onto the support body 2, flared pipe end 8 of Solid or metal-plastic composite pipe 7 presses as over the portion on which the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b are arranged (Fig. 2).
  • the distance between the preliminary stop 4 and the outer circumferential rib 3b surrounding this may be from 0.10 to 0.50 times the length of the Support body 2 amounts.
  • the wall thickness or width of the circumferential collar 5 amounts to 0.11 times the length of the support body 2, wherein in alternative embodiments of the connecting element 1, the width of the circumferential collar 5 is 0.050 times to 0.20 times the length of the support body can amount.
  • the outer diameter of the circumferential collar 5 is 1, 4 times the outer diameter of the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b, which have the same maximum outer diameter in the illustrated embodiment.
  • the Outer diameter of the circumferential collar 5 is 1, 0 to 2.0 times the outer diameter of the circumferential outer rib 3, 3a, 3b with the largest outer diameter.
  • the length of the support body 2 is 1, 4 times the outer diameter of the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b, wherein in alternative embodiments of the inventive connecting element 1, the length of the support body 2 from 0.60 to 2.0 times of the outer diameter of the circumferential outer rib 3, 3a, 3b with the largest outer diameter.
  • the connecting element 1 according to the invention has a good resistance to bending stress with a reasonable cost of materials.
  • the outer diameter of the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b is measured in each case to 1, 1 times the outer diameter of the base of the support body 2.
  • the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b of the connecting element 1 according to the invention at reasonable Material expenditure sufficiently far pushed into the pushed onto the support body 2 pipe end 8 to ensure a secure and tight fit of the pipe end 8 on the support body 2.
  • the maximum outer diameter of the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b is from 1. 03 times to 1.3 times the outer diameter of the supporting body 2.
  • the outer circumferential ribs 3, 3a, 3b may have different outer diameters However, it is preferred if the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b have the same outside diameter.
  • the distance between the two sawtooth-shaped circumferential outer ribs 3, 3a is 0.25 times the length of the support body 2, while the distance between the sawtooth-shaped circumferential outer rib 3a and circumferential outer rib 3b having a substantially rectangular cross-section is 0.2 times the length of the support body 2, in each case measured from the circumferential collar facing edges.
  • the distribution of the three circumferential outer ribs 3, 3a, 3b on the corresponding section of the supporting body 2 is also as uniform as possible.
  • the distance between two of the circumferential outer ribs 3, 3a, 3b in alternative embodiments of the connecting element 1 according to the invention, respectively measured from the edges facing the circumferential collar also be 0.10 times to 0.50 times the length of the support body 2.
  • the connecting element 1 according to the invention shown in Fig. 1 is mirror-symmetrical to a plane formed centrally between the two circumferential collars 5, 5a and perpendicular to the axis of the connecting element 1.
  • the connecting element 1 according to the invention is a component made of polyphenylsulfone (PPSU).
  • PPSU polyphenylsulfone
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • PES polyethersulfone
  • PSU polysulfone
  • PPS polyphenylene sulfide
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • PESC polyester carbonate
  • the tube 7 according to this embodiment of the present invention is a solid plastic tube 7 made of cross-linked polyethylene (PE-X, in particular PE-Xa, PE-Xb or PE-Xc).
  • PE-X cross-linked polyethylene
  • the layer facing the clear diameter of the pipe 7 is preferably a layer of crosslinked polyethylene (PE-X), in particular PE-Xa, PE-Xb or PE-Xc.
  • a further tube 7 can be connected to the second supporting body 2 a by a pipe connection 6 according to the invention.
  • the further tube 7 can have a tube structure identical to the tube 7 on the support body 2 or can be constructed differently from the tube 7 of the support body 2.
  • the sliding sleeve 9 used for fixing the widened pipe end 8 on the supporting body 2 is a sleeve made of cross-linked polyethylene (in particular PE-Xa, PE-Xb or PE-Xc), which remains uniform over its entire length Cross section has.
  • sliding sleeves 9 can be made of other ren materials, in particular polyvinylidene fluoride (PVDF) can be used advantageously.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the sliding sleeve 9 has an inner surface with a mean roughness R a in a range of 4 pm, wherein the roughness of the inner surface in alternative embodiments of the sliding sleeve 9 preferably in a range of 1 pm to half the average wall thickness of the sliding sleeve 9 has ,
  • a higher roughness on the inner surface of the sliding sleeve 9 leads to a reduction of the force against sliding sleeves with a smooth inner surface, which must be applied to the axial sliding of the respective sliding sleeve 9 on the flared pipe end 8 with inserted support body 2.
  • a sliding sleeve 9 with a higher roughness of the inner surface has a reduced tendency to a relative movement of the sliding sleeve 9 on the widened tube end 8, in particular under thermal cycling.
  • the sliding sleeve 9 is first pushed over the end 8 of the plastic pipe 7. Then a widening tool is inserted into the end of the plastic tube 8 and the plastic tube 7 is widened at one end by means of a widening tool. Then the support body 2 of the connecting element 1 according to the invention is introduced into the flared end 8 of the plastic tube 7 until the flared end 8 of the plastic tube 7 approximately abuts the preliminary stop 4. Due to the memory effect of the tube material, the flared end 8 of the plastic tube 7 contracts, wherein the plastic material of the plastic tube 7 presses into the outer contour of the support body 2 of the connecting element 1 according to the invention.
  • the sliding sleeve 9 is pushed by a suitable sliding tool in the axial direction on the flared end 8 of the plastic tube 7 with inserted support body 2, so that the flared end 8 of the plastic tube 7 is fixed to the support body 2.
  • the expansion ratio is about 0.25. This value is particularly preferred for a pipe joint 6 between a connecting element 1 and a solid plastic pipe 7, while for a connection between a connecting element 1 according to the invention and a metal-plastic composite pipe 2 a value of about 0.15 is particularly preferred.
  • FIG. 3 A further preferred embodiment of a connecting element 1 according to the invention for forming a pipe connection 6 according to the invention is again shown in FIG. 3 in a side view.
  • the connection element 1 according to the invention according to FIG. 3 differs from the connection element 1 shown in FIG. 1 only in that the two prongs 4, 4 a are respectively connected to the associated circumferential collar 5, 5 a via integrally formed webs 10. This results in a higher mechanical stability of the connecting element 1 according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 also apply correspondingly to the connecting element 1 according to FIG.
  • FIG. 4 shows a side view of a connecting element 1 according to the invention for forming a pipe connection 6 according to the invention in accordance with a further preferred embodiment.
  • the connecting element according to the invention according to FIG. 4 differs from the connecting element 1 according to the invention shown in FIG. 1 only in that the preliminary stop 4, 4 a is in each case formed adjacent to the associated circumferential collar 5, 5 a.
  • the preliminary stop 4, 4a and the associated peripheral collar 5, 5a of a support body form a two-stage staircase-shaped arrangement. In this way, a higher mechanical stability of the connecting element 1 according to the invention is produced.
  • the statements relating to FIGS. 1 and 2 also apply correspondingly to the connecting element 1 according to the invention as shown in FIG. 4.
  • the connecting element 3 of the pipe connection 6 according to the invention is a pipe connector with two pipe connection sections or supporting bodies.
  • the connecting element 3 according to the invention can be in the form of a connection piece, connection bracket, multiple distributor, T piece, wall T piece, wall bracket, system transition, transition piece and angled transition piece, each of which can have at least one internal and / or external thread or without threading can, be trained.

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Abstract

Verbindungselement (1) zur Herstellung einer Rohrverbindung (6) zwischen dem Verbindungselement (1) und einem Kunststoffrohr (7) oder einem Metall-Kunststoff-Verbundrohr mittels Axialpresstechnik, wobei das Verbindungselement (1) mindestens einem mit umlaufenden Außenrippen (3, 3a, 3b) versehenen Stützkörper (2, 2a) zum Aufschieben eines aufgeweiteten Endes (8) des Rohrs (7) aufweist, und mindestens einen umlaufenden Kragen (5, 5a) umfasst, wobei das Verbindungselement (1) zwischen dem umlaufenden Kragen (5, 5a) und der zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe (3b) weiter einen Voranschlag (4, 4a) zur Begrenzung des Aufschiebens des aufgeweiteten Endes (8) des Rohrs (7) umfasst, wobei der Abstand zwischen dem den umlaufenden Außenrippen (3, 3a, 3b) zugewandten Rand des Voranschlags (4, 4a) und dem dem Voranschlag (4, 4a) zugewandten Rand des umlaufenden Kragens (5, 5a) das 0,10-fache bis 0,30-fache der Länge des Stützkörpers (2, 2a) beträgt.

Description

Verbindungselement sowie dieses umfassende Rohrverbindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Herstellung einer Rohrverbindung zwischen dem Verbindungselement und einem Kunststoffrohr oder einem Metall- Kunststoff-Verbundrohr mittels Axialpresstechnik, wobei das Verbindungselement mindestens einem mit umlaufenden Außenrippen versehenen Stützkörper zum Aufschieben eines aufgeweiteten Endes des Rohrs aufweist, und mindestens einen umlaufenden Kragen um- fasst. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Rohrverbindung zwischen einem aufgeweiteten Ende eines Vollkunststoffrohrs oder eines Kunststoff-Verbundrohrs und einem Verbindungselement, wobei die Rohrverbindung ein aufgeweitetes Ende eines Vollkunststoffrohrs oder eines Kunststoff-Verbundrohrs und ein derartiges Verbindungselement umfasst.
Derartige Rohrverbindungen und Verbindungselemente dafür sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Fixierung des Rohrendes an dem Verbindungselement erfolgt über eine über dem Rohrende angeordnete Fixierhülse, durch die das Rohrende an die Außen- kontur des mit umlaufenden Außenrippen versehenen Stützkörpers gedrückt wird. Je nach Art der Aufbringung der verwendeten Fixierhülse unterscheidet man verschiedene Arten von Verbindungstechniken. In Schiebehülsenverbindungen, die auch als Axialpresssysteme bezeichnet werden, ist der Stützkörper des Verbindungselements in ein aufgeweitetes Rohrende eingesteckt und eine außen am Rohrende anliegende Schiebehülse ist mittels eines speziellen Schiebewerkzeugs in axialer Richtung auf das Rohrende mit eingeschobenen Stützkörper des Verbindungselements aufgeschoben. Ein derartiges Axialpresssystem mit einer Schiebehülse ist beispielsweise in der DE 101 30 858 A1 beschrieben. Die darin beschriebene Schiebehülse ist aus einem elastisch verformbaren polymeren Material hergestellt. Das Verbindungselement weist einen umlaufenden Kragen auf, den das Schiebe- Werkzeug beim Aufschieben der Schiebehülse umgreift. Um eine axiale Fixierung der Schiebehülse zu erzielen, liegt die Schiebehülse auf beiden Seiten der umlaufenden Außenrippen an dem aufgeweiteten Rohrende elastisch an, wodurch eine Art Formschluss erzeugt wird, durch den die Schiebehülse in ihrer axialen Position in der Schiebehülsenverbindung gehalten wird. Nachteilig an der in der DE 101 30 858 A1 beschriebenen Rohrver- bindung und dem zugehörigen Verbindungselement wird gesehen, dass beim axialen Aufschieben der Schiebehülse die Gefahr besteht, dass das aufgeweitete Rohrende weiter in Richtung des umlaufenden Kragens verschoben wird, was zu einer Schwächung der axialen Fixierung der Schiebehülse führt. Dadurch erhöht sich die Gefahr des Lösens der Rohrverbindung. Damit liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verbindungselements und einer dieses umfassenden Rohrverbindung, die die Nachteile des Stands der Technik überwinden. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verbindungselement für eine erhöhte Beständigkeit der erfindungsgemäßen Rohrverbindung sorgen, und die erfindungsgemäße Rohrverbindung soll eine verringerte Tendenz zu einer Relativ- bewegung der Schiebehülse auf dem aufgeweiteten Rohrende besitzen.
Diese und andere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Rohrverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einer Rohrverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungselement und der erfindungsgemäßen Rohrverbindung sind in den davon jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass die Stabilität einer Rohrverbindung auch dadurch erhöht werden kann, dass die darin verwendete Fixierhülse in der fertigen Verbindung an der zum umlaufenden Kragen liegenden Seite des Stützkörpers zum Stützkörper hin gekrümmt ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, dass zwischen dem umlaufenden Kragen und der zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe ein Voranschlag vorgesehen ist. Der Voranschlag stellt eine Begrenzung des Aufschiebens des aufgeweiteten Rohrendes in axialer Richtung dar. Dadurch entsteht zwischen dem Voran- schlag und dem umlaufenden Kragen ein Hohlraum, der den zum Stützkörper hin gekrümmten Abschnitt der Schiebehülse räumlich aufnehmen kann. Der Abstand zwischen dem den umlaufenden Außenrippen zugewandten Rand des Voranschlags und dem dem Voranschlag zugewandten Rand des umlaufenden Kragens beträgt dabei erfindungsgemäß das 0,10-fache bis 0,30-fache der Länge des Stützkörpers. Ein Abstand in diesem Bereich ist zur Ausbildung einer Krümmung der Fixierhülse während der Herstellung der erfindungsgemäßen Rohrverbindung als ausreichend erwiesen, während die Stabilität des Verbindungselements gewahrt bleibt.
Dementsprechend liegt die vorliegende Erfindung in der Bereitstellung eines Verbindungs- element zur Herstellung einer Rohrverbindung zwischen dem Verbindungselement und ei- nem Kunststoffrohr oder einem Metall-Kunststoff-Verbundrohr mittels Axialpresstechnik, wobei das Verbindungselement mindestens einem mit umlaufenden Außenrippen versehenen Stützkörper zum Aufschieben eines aufgeweiteten Endes des Rohrs aufweist, und mindestens einen umlaufenden Kragen umfasst, wobei das Verbindungselement zwischen dem umlaufenden Kragen und der zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe weiter einen Voranschlag zur Begrenzung des Aufschiebens des aufgeweiteten Endes des Rohrs umfasst, wobei der Abstand zwischen dem den umlaufenden Außenrippen zugewandten Rand des Voranschlags und dem dem Voranschlag zugewandten Rand des umlaufenden Kragens das 0,10-fache bis 0,30-fache der Länge des Stützkörpers beträgt. Darüber hinaus betrifft die die vorliegende Erfindung eine Rohrverbindung zwischen einem aufgeweiteten Ende eines Vollkunststoffrohrs oder eines Kunststoff-Verbundrohrs und einem Verbindungselement, die ein aufgeweitetes Ende eines Vollkunststoffrohrs oder eines Kunststoff- Verbundrohrs und ein erfindungsgemäßes Verbindungselement umfasst. Wie hierin verwendet bedeutet der Begriff„Länge des Stützkörpers" den Abstand zwischen einem offenen Ende eines Stützkörpers des Verbindungselements und dem dem offenen Ende zugewandten Rand des umlaufenden Kragens. Weiter bedeutet der Begriff„Außendurchmesser der Grundfläche des Stützkörpers" wie hierin verwendet den doppelten Abstand zwischen einer Längsachse eines Stützkörpers des Verbindungselements und der tiefsten Stelle des betreffenden Stützkörpers zwischen dem Voranschlag und der diesem benachbarten umlaufenden Außenrippe.
Es kann von Nutzen sein, wenn der Abstand zwischen dem den umlaufenden Außenrippen zugewandten Rand des Voranschlags und dem dem Voranschlag zugewandten Rand des umlaufenden Kragens das 0,12-fache bis 0,25-fache der Länge des Stützkörpers und vorzugsweise das 0, 13-fache bis 0,20-fache der Länge des Stützkörpers beträgt.
Es kann sich auch als hilfreich erweisen, wenn der umlaufende Kragen über eine Mehrzahl von Stegen mit dem Voranschlag verbunden ist. Derartige Verbindungsstege zwischen dem umlaufenden Kragen und dem Voranschlag verleihen dem Verbindungselement zusätzliche Stabilität, indem die Kräfte, die während des axialen Aufschiebens der Fixierhülse bzw. Schiebehülse auf dem umlaufenden Kragen einwirken, an dem das entsprechende Schiebewerkzeug angreift, teilweise auch auf den Voranschlag abgeführt werden. In alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine noch höhere Stabilität auch da- durch erzielt werden, dass der Voranschlag stufenförmig zum umlaufenden Kragen als dessen integraler Bestandteil ausgebildet ist.
Es kann auch günstig sein, wenn der Außendurchmesser des Voranschlags das 1 ,1 -fache bis 1 ,5-fache, vorzugsweise das 1 ,15-fache bis 1 ,4-fache und besonders bevorzugt 1 ,2- fache bis 1 ,3-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippe mit dem größten Außendurchmesser beträgt. Bei einem Außendurchmesser des Voranschlags innerhalb des genannten Bereichs stellt der Voranschlag ein ausreichend großes Hindernis für das Rohr beim axialen Aufschieben der Schiebehülse dar. Ein Voranschlag mit zu großem Außen- durchmesser außerhalb des genannten Bereichs hätte zur Folge, dass die Schiebehülse in der erfindungsgemäßen Rohrverbindung am Voranschlag anliegen könnte und so die Stabilität der erfindungsgemäßen Rohrverbindung nicht erhöht, ggf. sogar verschlechtert wird.
Es kann auch bevorzugt sein, wenn der Abstand zwischen dem Voranschlag des Verbin- dungselements und der zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe das 0,10-fache bis 0,50-fache, besonders bevorzugt das 0,20-fache bis 0,36-fache der Länge des Stützkörpers ausmacht. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Abstands zwischen dem Voranschlag des Verbindungselements und einer zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe entsteht ein Bereich des Stützkörpers, in dem das auf den Stützkörper aufgeschobene Rohrende die Form der Krümmung der Schiebehülse in der erfindungsgemäßen Rohrverbindung teilweise aufnehmen kann. Dadurch wird die Stabilität der erfindungsgemäßen Rohrverbindung weiter erhöht.
Es kann auch von Nutzen sein, wenn die die Breite des umlaufenden Kragens das 0,050- fache bis 0,20-fache der Länge des Stützkörpers, insbesondere das 0,060-fache bis 0,15- fache der Länge des Stützkörpers und vorzugsweise das 0,070-fache bis 0,1 1 -fache der Länge des Stützkörpers beträgt. Eine Breite des umlaufenden Kragens bietet eine ausreichende Kraftaufnahme beim Anlegen des Schiebehülsenwerkzeugs bei geringem Materialaufwand.
Es kann auch von Nutzen sein, wenn der Außendurchmesser des umlaufenden Kragens das 1 ,1 -fache bis 2,0-fache, insbesondere das 1 ,1 -fache bis 1 ,8-fache und vorzugsweise das 1 ,2-fache bis 1 ,5-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippe mit dem größten Außendurchmesser beträgt. Liegt der Außendurchmesser des umlaufenden Kra- gens innerhalb dieses Bereichs ist die Gefahr des Abrutschens des Verpresswerkzeugs vom umlaufenden Kragen während des Verpressens gering, wobei die Festigkeit des umlaufenden Kragens gegeben ist.
Darüber hinaus kann es sich als hilfreich erweisen, wenn mindestens eine der umlaufenden Außenrippen des Stützkörpers einen sägezahnartigen Querschnitt aufweist und mindestens eine der umlaufenden Außenrippen einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Das Vorhandensein einer rechteckigen Dichtrippe trägt zu einer sicheren Abdichtung zwischen dem Rohr und dem erfindungsgemäßen Verbindungselement in der erfindungsgemäßen Rohrverbindung bei, während eine sägezahnförmige Umfangrippe in der erfin- dungsgemäßen Rohrverbindung wirksam verhindert, dass das Rohrende vom Stützkörper des erfindungsgemäßen Verbindungselements abrutscht. In diesen Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn mindestens eine sägezahnförmige Umfangrippe, insbesondere alle sägezahnförmigen Umfangrippen derart angeordnet sind, dass die abgeschrägte Seite des Sägezahns in Richtung des offenen Endes des Stützkörpers weist. Vorzugsweise weist der Stützkörper beginnend von seinem offenen Ende zwei umlaufende Außenrippen mit sägezahnartigem Querschnitt und eine umlaufende Außenrippe mit rechteckigem Querschnitt auf. In alternativen Ausführungsformen kann der Stützkörper auch beginnend von seinem offenen Ende eine umlaufende Außenrippe mit sägezahnartigem Querschnitt, zwei umlaufende Außenrippen mit rechteckigem Querschnitt und wieder eine umlaufende Au- ßenrippe mit sägezahnartigem Querschnitt aufweisen.
Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn der Abstand zwischen zwei benachbarten umlaufenden Außenrippen, jeweils gemessen von deren dem umflaufenden Kragen zugewandten Kante, das 0, 10-fache bis 0,50-fache, besonders bevorzugt das 0,20-fache bis 0,25-fache der Länge des Stützkörpers beträgt. Ein Abstand zwischen zwei benachbarten umlaufenden Außenrippen innerhalb des genannten Bereichs ermöglicht es, dass sich die umlaufende Außenrippen des Verbindungselements in das auf den Stützkörper aufgeschobenen Rohrende eindrücken können, wobei der Abstand eine gewünschte Verteilung einer bevorzugten Anzahl an (insbesondere drei oder vier) umlaufenden Außenrippen auf dem Stütz- körper des erfindungsgemäßen Verbindungselements bestimmt.
Es hat sich auch als günstig erwiesen, wenn der Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen unabhängig voneinander das 1 ,03-fache bis 1 ,3-fache des Außendurchmessers der Grundfläche des Stützkörpers beträgt. Liegt der Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen bezogen auf den Außendurchmesser der Grundfläche des Stützkörpers in- nerhalb des genannten Bereichs, sorgt bei geringem Materialverbrauch für die umlaufenden Außenrippen zu einer ausreichenden Dichtheit der erfindungsgemäßen Rohrverbindung. Diesbezüglich beträgt der Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen besonders bevorzugt das 1 ,05-fache bis 1 ,2-fache des Außendurchmessers der Grundfläche des Stützkörpers, insbesondere das 1 ,07-fache bis 1 ,1 -fache des Außendurchmessers der Grundfläche des Stützkörpers. Vorzugsweise entspricht der Außendurchmesser einer umlaufenden Außenrippe mit sägezahnförmigem Querschnitt dem Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen mit rechteckigem Querschnitt. Ebenso kann es sich als günstig erweisen, wenn die Länge des Stützkörpers das 0,60- fache bis 2,0-fache, insbesondere das 0,90-fache bis 1 ,8-fache und vorzugsweise das 1 ,1- fache bis 1 ,5-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippe mit dem größten Außendurchmesser beträgt. Bei einer Länge des Stützkörpers innerhalb des genannten Bereichs verfügt das Verbindungselement über eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegebeanspruchung bei vertretbarem Materialaufwand.
Es kann auch von Nutzen sein, wenn die Breite mindestens einer der umlaufenden Außenrippen mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt das 0,01 -fache bis 0,08-fache, besonders bevorzugt das 0,02-fache bis 0,06-fache, der Länge des Stützkörpers beträgt. Liegt die Breite der umlaufenden Außenrippen innerhalb des genannten Bereichs, können sich die umlaufenden Außenrippen des Verbindungselements bei ausreichender Dichtwirkung hinreichend weit in das auf den Stützkörper aufgeschobenen Rohrende eindrücken, um einen sicheren Sitz des Rohrendes auf dem Stützkörper des erfindungsgemäßen Verbindungselements zu gewährleisten.
Es kann auch hilfreich sein, wenn das Verhältnis der Höhe des Voranschlags zu der Wandstärke des Rohres in einem Bereich von 0,40 bis 1 ,0, insbesondere in einem Bereich von 0,50 bis 0,98 und bevorzugt in einem Bereich von 0,60 bis 0,96 liegt. Eine relative Höhe des Voranschlags ermöglicht die Verwendung von Rohren mit unterschiedlichen Wandstärken in der erfindungsgemäßen Rohrverbindung.
In Bezug auf die erfindungsgemäße Rohrverbindung kann es bevorzugt sein, wenn die Rohrverbindung eine auf das aufgeweitete Ende axial aufgeschobene Schiebehülse aus einem elastisch verformbaren polymeren Material umfasst. Dadurch wird die Krümmung der Schiebehülse und dementsprechenden die Stabilität der erfindungsgemäßen Rohrverbindung weiter erhöht.
Darüber hinaus kann es sich als hilfreich erweisen, wenn das dem umlaufenden Kragen zugewandte Ende der Schiebehülse über den der umlaufenden Außenrippe zugewandten Rand des Voranschlags hinausragt. Auch diese Anordnung begünstigt die Krümmung der Schiebehülse und dementsprechenden die Stabilität der erfindungsgemäßen Rohrverbindung. Ebenso kann es bevorzugt sein, wenn das Verhältnis der Höhe des Voranschlags zu der Wandstärke des Rohres in einem Bereich von 0,40 bis 1 ,0, insbesondere in einem Bereich von 0,50 bis 0,98 und bevorzugt in einem Bereich von 0,60 bis 0,96 liegt. Eine relative Höhe des Voranschlags ermöglicht die Verwendung von Rohren mit unterschiedlichen Wandstärken in der erfindungsgemäßen Rohrverbindung.
Weiter kann es hilfreich sein, wenn für das Aufweitverhältnis R(auf) der Rohrverbindung gilt:
0,05 < R(auf)= [D(max)/D(innen)] - 1 < 0,35 worin D(max) für den maximalen Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen und D(innen) für den Innendurchmesser des Rohres steht. Ein Aufweitverhältnis in diesem Bereich ist im Falle der Verwendung von Kunststoffrohren groß genug, um für eine ausreichende Dichtheit der Verbindung zu sorgen. Darüber hinaus ist das Aufweitverhältnis im Fall der Verwendung von Metall-Kunststoff-Verbundrohren ausreichend klein, damit eine Schädigung der Metallschicht des MKV-Rohres aufgrund einer zu starken lokalen Dehnung nicht auftreten kann. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verbindungselement bei gegebenem Außendurchmesser des verwendeten Rohres für alle Rohrwandstärken universell einsetzbar. Somit wird die Anzahl der zu bevorratenden Fittings für den Installateur reduziert und die Verwechslungsgefahr bei der Auswahl der Fittings wird verringert.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn bei Verwendung eines Kunststoffrohrs das Aufweitverhältnis R(auf) der erfindungsgemäßen Rohrverbindung im Bereich von 0,10 bis 0,35, besonders bevorzugt im Bereich von 0,15 bis 0,25 liegt. Liegt das Aufweitverhältnis der erfindungsgemäßen Rohrverbindung unter Verwendung eines Kunststoffrohrs innerhalb dieses Bereichs, wird eine ausreichend dichte Rohrverbindung erreicht, wobei kein über- mäßiger Arbeitsaufwand beim Aufweiten des Rohres erforderlich ist. Im Falle der Verwendung eines Metall-Kunststoff-Verbundrohres hat es sich hinsichtlich einer verbesserten Dichtheit der erfindungsgemäßen Rohrverbindung und einer Unversehrtheit der im Rohr enthaltenen Metallschicht als günstig erwiesen, wenn das Aufweitverhältnis R(auf) der er- findungsgemäßen Rohrverbindung im Bereich von 0,05 bis 0,25, besonders bevorzugt im Bereich von 0, 10 bis 0,20 liegt.
Es ist auch bevorzugt, wenn die Innenoberfläche der Schiebehülse eine Mittenrauwert Ra in einem Bereich von 1 im bis zur Hälfte der mittleren Wandstärke der Schiebehülse aufweist. Eine höhere Rauheit an der Innenoberfläche der Schiebehülse gegenüber den bislang gemäß Stand der Technik glatten Innenoberflächen von Schiebehülsen für Axialpresssysteme führt zu einer Reduzierung der Kraft, die zum axialen Aufschieben der entsprechenden Schiebehülse auf das aufgeweitete Rohrende mit eingeschobenem Stützkörper aufgebracht werden muss. Gleichzeitig geht mit einer Innenoberfläche der Schiebehülse mit erhöhter Rauheit eine verringerte Tendenz zu einer Relativbewegung der Schiebehülse auf dem aufgeweiteten Rohrende insbesondere bei Temperaturwechselbeanspruchung einher. Diese beiden signifikanten Vorteile der rauen Innenoberfläche der Schiebehülse sind ab einem
Mittenrauwert Ra der Innenoberfläche der Schiebehülse von 1 μητι zu beobachten. Übersteigt dieser Mittenrauwert Ra der Innenoberfläche der Schiebehülse die Hälfte der mittleren Wandstärke der Schiebehülse kann der Fall eintreten, dass durch die Schiebehülse kein ausreichender Druck auf das aufgeweiteten Rohrende mit dem darin eingesetzten Stützkörper des erfindungsgemäßen Verbindungselements ausgeübt wird. Dies könnte zu einer weniger dichten Rohrverbindung führen. Diesbezüglich kann es von Vorteil sein, wenn die
Innenoberfläche der Schiebehülse einen Mittenrauwert Ra in einem Bereich von 3 μιη bis 1000 μιη, vorzugsweise von in einem Bereich von 5 μηι bis 50 μηι besitzt. In den genannten Mittenrauwert-Bereichen wird ein besonders ausgewogenes Verhältnis zwischen reduzierter, zum Aufschieben aufzubringender Kraft und ausreichender Stabilität der resultierenden erfindungsgemäßen Rohrverbindung erzielt. Wie hierin verwendet bedeutet der Begriff„Mittenrauwert" oder„mittlere Rauheit" (dargestellt durch das Symbol„Ra") einer Oberfläche das arithmetische Mittel der betragsmäßigen Abweichungen aller Messpunkte auf der Oberfläche von der Mittellinie der Oberfläche. Alternativ oder zusätzlich dazu können dies Effekte auch dadurch verstärkt oder erzielt werden, dass die Innenoberfläche der Schiebehülse eine Mehrzahl von makroskopischen Unebenheiten aufweist, deren Tiefe die Hälfte der mittleren Wandstärke der Schiebehülse nicht übersteigt. Ebenso kann erweist es sich erfindungsgemäß als günstig, wenn die Innenoberfläche der Schiebehülse über eine gemittelte Rautiefe Rz in einem Bereich von 5 μηι bis zur Hälfte der mittleren Wandstärke der Schiebehülse, vorzugsweise in einem Bereich von 10 μηι bis 2000 μιτΊ verfügt. In den genannten Bereichen der gemittelten Rautiefe resultiert ein ausgewogenes Verhältnis zwischen reduzierter, zum Aufschieben aufzubringender Kraft und ausreichender Eigenelastizität der Schiebehülse. Dabei bedeutet der Begriff„gemittelte
Rautiefe" (dargestellt durch das Symbol„Rz") einer Oberfläche die Rautiefe gemäß DIN EN ISO 4287/4288.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kommen als bevorzugte Materialien für das erfindungsgemäße Verbindungselement polymere Werkstoffe wie beispielsweise Polypropylen und glasfaserverstärktes Polypropylen, Polyamide und glasfaserverstärkte Polyamide, temperaturbeständige Thermoplaste wie Polyphenylsulfon (PPSU), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSU), Polyphenylensulfid (PPS), Acrylnitril-Butadien- Styrol-Copolymerisat (ABS) und Polyestercarbonat (PESC) sowie Copolymere und Blends dieser Polymere, wobei diese Polymermaterialien auch faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkt zum Einsatz kommen können, sowie metallische Werkstoffe wie beispielsweise Messing, insbesondere Ecobrass®, Rotguss und Edelstahl zum Einsatz. Temperaturbe- ständige Thermoplaste wie insbesondere Polyphenylsulfon und Polyvinylidenfluorid sind zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungselements besonders bevorzugt. Der Begriff„temperaturbeständige Thermoplaste", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf die Wärmeformbeständigkeit und Thermostabilität dieser Werkstoffgruppe und bezeichnet thermoplastische Polymermaterialien mit einer Wärmeformbeständigkeit bei Temperaturen von mindestens von 150°C. Die Obergrenze der Temperatur, bei der ein derartiger temperaturbeständiger Kunststoff einsetzbar ist, ist vom verwendeten Material abhängig, wobei die Einsetzbarkeit derartiger Polymermaterialien bei maximal 260°C endet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kommen als Kunststoffrohre Vollkunststoffrohre, bevor- zugt aus Polyethylen (PE, insbesondere PE 100 und PE-RT), vernetztem Polyethylen
(PE-X, insbesondere PE-Xa, PE-Xb und PE-Xc), Polypropylen (insbesondere statistischem Polypropylen PP-R) und Polybutylen (PB); sowie Kunststoff-Verbundrohre, bevorzugt mit Schichten aus Polyethylen (PE, insbesondere PE 100 und PE-RT), vernetztem Polyethylen (PE-X, insbesondere PE-Xa, PE-Xb und PE-Xc), Polypropylen (insbesondere statistischem Polypropylen PP-R), und/oder Polybutylen (PB) zum Einsatz. Als Sauerstoffsperrschicht kann zusätzlich eine Schicht aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) vorhanden sein. Metall-Kunststoff-Verbundrohre (MKV-Rohre) umfassen gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt Schichten aus Polyethylen (PE, insbesondere PE 100 und PE-RT), vernetztem Polyethylen (PE-X, insbesondere PE-Xa, PE-Xb und PE-Xc), Polypropylen (insbesondere statistischem Polypropylen PP-R) und/oder Polybutylen (PB) und mindestens eine Schicht aus Metallen, vorzugsweise Aluminium. Die Metallschicht ist vorzugsweise stumpfgeschweißt. Bei Kunststoff-Verbundrohren und MKV-Rohren können zwischen einzelnen Schichten Haftvermittlerschichten eingebracht sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung können alle Rohre einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung identisch aufgebaut sein oder eines oder mehrere der Rohre können unterschiedliche Rohraufbauten aufweisen. Darüber hinaus können die Rohre gemäß der vorliegenden Erfindung auch faserverstärkt sein. Die Faserverstärkung der Leitungsrohre kann in einzelnen oder in allen Rohren, über die gesamte Rohrlänge oder auch nur in Abschnitten, vorhanden sein. Hinsichtlich des Kunststoffrohres oder des Metall-Kunststoff-Verbundrohres der erfindungsgemäßen Rohrverbindung ist es besonders bevorzugt, dass mindestens eine Schicht des jeweiligen Rohres vernetztes Polyethylen (insbesondere PE-Xa, PE-Xb und PE-Xc) umfasst. Der Werkstoff„vernetztes Polyethylen" ist ein Werkstoff, der über ein Formgedächtnis bzw. einen sog.„Memory- Effekt" verfügt. Dieser Memory-Effekt liegt darin, dass das vernetzte Polyethylen nach einer Veränderung seiner äußeren Geometrie versucht, wieder in seine ursprüngliche Form zu- rückzukehren. Beim Aufweiten von Rohren führt dies dazu, dass ein PE-X-umfassendes Rohr nach dem Aufweiten wieder versucht, den Rohrinnendurchmesser vor dem Aufweiten zu erreichen. Da nach dem Aufweiten ein Stützkörper eines Verbindungselements in das aufgeweitete Rohrende eingesetzt wird, führt der Memory-Effekt beim Einsatz eines Rohres, das zumindest eine Schicht mit vernetztem Polyethylen umfasst, zu einer besonders hohen Dichtheit der erfindungsgemäßen Rohrverbindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verbindungselement der erfindungsgemäßen Rohrverbindung kann es sich um ein Gewindeformteil oder um ein gewindeloses Formteil, also um ein Verbindungselement, das kein Gewinde aufweist, handeln. Dies beinhaltet insbesondere An- schlussstücke, Anschlusswinkel, Mehrfachverteiler, T-Stücke, Wand-T-Stücke, Wandwinkel, Systemübergänge, Übergangsstücke, gewinkelte Übergangsstücke, die jeweils kein Gewinde aufweisen. Dementsprechend bezieht sich der Begriff„Gewindeformteil" auf ein Verbindungselement, das mindestens ein Gewindeformteil besitzt. Dies beinhaltet insbesondere Anschlusstücke, Anschlusswinkel, Mehrfachverteiler, T-Stücke, Wand-T-Stücke, Wand- Winkel, Systemübergänge, Übergangsstücke und gewinkelte Übergangsstücke, die jeweils mindestens ein Innen- und/oder Außengewinde aufweisen.
Erfindungsgemäß eignen sich als Materialien für die Schiebehülse vorzugsweise diejenigen Materialien, die in Bezug auf das Verbindungselement der erfindungsgemäßen Rohrverbindung genannt sind. Temperaturbeständige Kunststoffe und insbesondere Polyphenylsulfon und Polyvinylidenfluorid sind als Materialien für die Schiebehülse besonders bevorzugt. Vernetztes Polyethylen (insbesondere PE-Xa, PE-Xb und PE-Xc) ist als Material für die Schiebehülse ebenfalls besonders bevorzugt.
Die Rohrverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung wird insbesondere in Leitungs- und Anschlusssystemen in der Trinkwasserinstallation, in Sprinkleranlagen, in Heizkörperanbin- dungen, in Betonkerntemperierungen sowie in Flächenheizungs- und/oder Flächenkühlungssystemen eingesetzt.
Im Folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellte Ausführungsform im Detail erläutert werden. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Verbindungselements zur Verwendung in einer Rohrverbin- dung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Rohrverbindung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der an einen Stützkörper des in Fig. 1 dargestellten Verbindungselements ein Kunststoffrohr aufgeschoben ist, wobei das Rohrende und die Schiebehülse ge- schnitten dargestellt sind;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Verbindungselements zur Verwendung in einer Rohrverbindung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 4 eine Seitenansicht eines Verbindungselements zur Verwendung in einer Rohrverbindung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Seitenansicht gezeigt. Bei dem erfindungsgemäßen Verbindungselement 1 handelt es sich um ein Verbindungsstück mit zwei Stützkörpern 2, 2a, wobei in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform jeder der Stützkörpern 2, 2a drei umlaufende Außenrippen 3, 3a, 3b aufweist. Diese drei umlaufende Außenrippen 3, 3a, 3b erstrecken sich in axialer Richtung vom offenen Ende des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 ausgehend so angeordnet, dass auf zwei aufeinanderfolgende sägezahn- förmige umlaufende Außenrippen 3, 3a eine umlaufende Außenrippe 3b mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt folgt. Daran schließt sich auf jedem der beiden Stützkörper 2, 2a jeweils ein Voranschlag 4, 4a an. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 für jeden Stützkörper 2, 2a einen umlaufenden Kragen 5, 5a auf, der den jeweiligen Stützkörper 2, 2a abschließt.
Die Geometrie des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 und eine dieses umfassende erfindungsgemäße Rohrverbindung 6 sind im Folgenden in Bezug auf den in Fig. 1 linken Stützkörper 2 detailliert beschreiben, wobei es sich versteht, dass diese Ausführungen für den in Fig. 1 rechten Stützkörper 2a sowie in anderen Ausführungsformen ggf. vor- handene weitere Stützkörper entsprechend gelten.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Verbindungselement 1 umfassenden, erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 in einer Seitenansicht gezeigt. Darin ist eine Schiebehülse 9, die in Fig. 2 in einer Schnittansicht gezeigt ist, über das maximal bis zum Voranschlag 4 reichende, auf den Stützkörper 2 aufgeschobene, aufgeweitete Rohrende 8 des Voll- oder Metall-Kunststoff-Verbundrohres 7, das in Fig. 2 ebenfalls in einer Schnittansicht gezeigt ist, hinaus in Richtung des umlaufenden Kragens 5 des erfindungsgemäßen Verbindungselements geschoben. Da der Voranschlag 4 beabstandet vom umlaufenden Kragen 5 angeordnet ist, ist zwischen dem Voranschlag 4 und dem umlaufenden Kragen 5 ein Hohlraum ausgebildet. Dieser Hohlraum ermöglicht eine Krümmung des über das Rohrende 8 hinausreichenden Abschnitts der Schiebehülse 9 in Richtung des Stützkörpers 2. Hieraus resultiert eine mechanische Fixierung der Schiebehülse 9 und damit eine erhöhte Stabilität der erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 be- trägt der Abstand zwischen umlaufendem Kragen 5 des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 und dem zugehörigen Voranschlag 4 das 0,20-fache der Länge des Stützkörpers 2. In alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 kann der Abstand zwischen dem Voranschlag 4 und dem umlaufenden Kragen 5 das 0, 10- fache bis 0,30-fache der Länge des Stützkörpers 2 betragen. Wie hierin verwendet steht der Begriff„Länge des Stützkörpers 2" jeweils für den Abstand zwischen dem offenen Ende des Stützkörpers 2 des Verbindungselements 1 und dem umlaufenden Kragen 5. Der Außendurchmesser des Voranschlags 4 beträgt in der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 das 1 ,25-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b. In alternativen Ausführungsformen kann der Außen- durchmesser des Voranschlags 4 das 1 ,1-fache bis 1 ,5-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippe 3, 3a, 3b mit dem größten Außendurchmesser betragen. Bei einem Außendurchmesser des Voranschlags 4 innerhalb des genannten Bereichs stellt der Voranschlag 4 ein ausreichend hohes Hindernis für das aufgeweitete Rohrende 8 ohne Beeinträchtigung der Stabilität der erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 dar. In der darge- stellten Ausführungsform beträgt Verhältnis der Höhe des Voranschlags 4 über der Grundfläche des Stützkörpers 2 zur Wandstärke des Voll- oder Metall-Kunststoff-Verbundrohres 7 0,75 und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,40 bis 1 ,0.
In der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbin- dungselements 1 beträgt der Abstand zwischen Voranschlag 4 des erfindungsgemäßen
Verbindungselements 1 und der zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe 3b das 0,18- fache der Länge des Stützkörpers 2. Dadurch ist es möglich, dass sich in der erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 die Schiebehülse 9 stärker in das auf den Stützkörper 2 aufgeschobene, aufgeweitete Rohrende 8 des Voll- oder Metall-Kunststoff-Verbundrohres 7 ein- drückt als über dem Abschnitt, an dem die umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b angeordnet sind (Fig. 2). Hieraus resultiert eine weiter erhöhte Stabilität der erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6. In alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 kann sich der Abstand zwischen dem Voranschlag 4 und der zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe 3b auf das 0,10-fache bis 0,50-fache der Länge des Stützkör- pers 2 belaufen. Die Wandstärke bzw. Breite des umlaufenden Kragens 5 beläuft sich auf 0,11 -fache der Länge des Stützkörpers 2, wobei in alternativen Ausführungsformen des Verbindungselements 1 die Breite des umlaufenden Kragens 5 das 0,050-fache bis 0,20- fache der Länge des Stützkörpers betragen kann. Der Außendurchmesser des umlaufenden Kragens 5 beträgt das 1 ,4-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b, die in der dargestellten Ausführungsform den gleichen maximalen Außendurchmesser aufweisen. Dadurch ist die Gefahr des Abrutschens des Verpresswerkzeugs vom umlaufenden Kragen 5 während des
Verpressens gering, wobei die Festigkeit des umlaufenden Kragens 5 gegeben ist. In alter- nativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 beträgt der Außendurchmesser des umlaufenden Kragens 5 das 1 ,0-fache bis 2,0-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippe 3, 3a, 3b mit dem größten Außendurchmesser. Die Länge des Stützkörpers 2 beträgt das 1 ,4-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b, wobei in alternativen Ausführungsformen des erfindungsge- mäßen Verbindungselements 1 die Länge des Stützkörpers 2 das 0,60-fache bis 2,0-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippe 3, 3a, 3b mit dem größten Außendurchmesser ausmacht. Dadurch verfügt das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 über eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegebeanspruchung bei vertretbarem Materialaufwand. Der Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b bemisst sich jeweils auf das 1 , 1 -fache des Außendurchmessers der Grundfläche des Stützkörpers 2. Damit können sich in einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 die umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 bei vertretbarem Materialaufwand ausreichend weit in das auf den Stützkörper 2 aufgeschobene Rohrende 8 eindrücken, um einen sicheren und dichten Sitz des Rohrendes 8 auf dem Stützkörper 2 zu gewährleisten. In alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 beträgt der maximale Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b das 1 ,03-fache bis 1 ,3-fache des Außendurchmessers des Stützkörpers 2. Dabei können die umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen, bevorzugt ist es jedoch, wenn die umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b gleiche Außen- durchmesser besitzen. Der Abstand zwischen den beiden sägezahnförmigen umlaufenden Außenrippen 3, 3a beträgt das 0,25-fache der Länge des Stützkörpers 2, während der Abstand zwischen der sägezahnförmigen umlaufenden Außenrippe 3a und umlaufenden Außenrippe 3b mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt das 0,2-fache der Länge des Stützkörpers 2 beträgt, jeweils gemessen von den dem umlaufenden Kragen zugewandten Kanten. Dadurch können sich die die umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 in das auf den Stützkörper 2 aufgeschobene Rohrende 8 weit genug eindrücken, um eine fest sitzende Abdichtung zu gewährleisten. Bevorzugt ist aber auch eine möglichst gleichmäßige Verteilung der drei umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b auf dem entsprechenden Abschnitt des Stützkörpers 2. Mit diesen Vorteilen kann der Abstand zwischen zwei der umlaufenden Außenrippen 3, 3a, 3b in alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 , jeweils gemessen von den dem umlaufenden Kragen zugewandten Kanten, auch das 0,10-fache bis 0,50-fache der Länge des Stützkörpers 2 betragen. Das in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Verbindungselement 1 ist spiegelsymmetrisch zu einer Ebene ausgebildet, die mittig zwischen den beiden umlaufenden Krägen 5, 5a und senkrecht zur Achse des Verbindungselements 1 verläuft. Damit gelten die in Bezug auf den Stützkörper 2 getätigten Ausführungen für den Stützkörper 2a entsprechend in analo- ger Weise.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verbindungselement 1 um ein Bauteil aus Polyphenylsulfon (PPSU). In alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 können auch Polypropylen, glasfaserverstärktes Polypropylen, Polyamide, glasfaserverstärkte Polyamide,
Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSU), Polyphenylensulfid (PPS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) und Polyestercarbonat (PESC) sowie Copolymere und Blends dieser Polymere, wobei diese Polymermaterialien auch faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkt zum Einsatz kommen können, oder metallische Werkstoffe wie Messing, insbesondere Ecobrass®, Rotguss und Edelstahl zum Einsatz kommen.
Bei dem Rohr 7 handelt es sich gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um ein Vollkunststoffrohr 7 aus vernetztem Polyethylen (PE-X, insbesondere PE-Xa, PE-Xb oder PE-Xc). Alternativ dazu sind als Rohr 7 in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch Vollkunststoffrohre aus anderen Materialien sowie Kunststoff- Verbundrohre und Metall-Kunststoff-Verbundrohre verwendbar. Bevorzugt ist die dem lichten Durchmesser des Rohrs 7 zugewandte Schicht im Fall von Kunststoffverbundrohren und Metall-Kunststoff-Verbundrohren jedoch eine Schicht aus vernetztem Polyethylen (PE- X), insbesondere PE-Xa, PE-Xb oder PE-Xc.
An den zweiten Stützkörper 2a kann erfindungsgemäß ein weiteres Rohr 7 durch eine erfindungsgemäße Rohrverbindung 6 angeschlossen werden. Das weitere Rohr 7 kann dabei einen zum Rohr 7 am Stützkörper 2 identischen Rohraufbau besitzen oder aber unter- schiedlich zum Rohr 7 des Stützkörpers 2 aufgebaut sein.
Die zur Fixierung des aufgeweiteten Rohrendes 8 auf dem Stützkörper 2 eingesetzte Schiebehülse 9 ist in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform eine Hülse aus vernetztem Polyethylen (insbesondere PE-Xa, PE-Xb oder PE-Xc), die über ihre gesamte Länge einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Alternativ können auch Schiebehülsen 9 aus ande- ren Materialien, insbesondere Polyvinylidenfluorid (PVDF) vorteilhafterweise verwendet werden. In dieser Ausführungsform weist die Schiebehülse 9 eine Innenoberfläche mit einem Mittenrauwert Ra in einem Bereich von 4 pm auf, wobei die Rauheit der Innenoberfläche in alternativen Ausführungsformen der Schiebehülse 9 bevorzugt in einem Bereich von 1 pm bis zur Hälfte der mittleren Wandstärke der Schiebehülse 9 aufweist. Eine höhere Rauheit an der Innenoberfläche der Schiebehülse 9 führt zu einer Reduzierung der Kraft gegenüber Schiebehülsen mit glatter Innenoberfläche, die zum axialen Aufschieben der jeweiligen Schiebehülse 9 auf das aufgeweitete Rohrende 8 mit eingeschobenem Stützkörper 2 aufgebracht werden muss. Gleichzeitig besitzt eine Schiebehülse 9 mit höherer Rau- heit der Innenoberfläche eine verringerte Tendenz zu einer Relativbewegung der Schiebehülse 9 auf dem aufgeweiteten Rohrende 8 insbesondere bei Temperaturwechselbeanspruchung.
Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 wird zunächst die Schiebehül- se 9 über das Ende 8 des Kunststoffrohres 7 geschoben. Dann wird ein Aufweitwerkzeug in das Ende des Kunststoffrohres 8 eingeführt und das Kunststoffrohr 7 an einem Ende mithil- fe eines Aufweitwerkzeugs aufgeweitet. Daraufhin wird der Stützkörper 2 des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 in das aufgeweitete Ende 8 des Kunststoffrohres 7 eingeführt, bis das aufgeweitete Ende 8 des Kunststoffrohres 7 am Voranschlag 4 annähernd anliegt. Aufgrund des Memory-Effekts des Rohrmaterials zieht sich das aufgeweitete Ende 8 des Kunststoffrohres 7 zusammen, wobei sich das Kunststoffmaterial des Kunststoff- rohres 7 in die Außenkontur des Stützkörpers 2 des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 eindrückt. Abschließend wird die Schiebehülse 9 durch ein geeignetes Schiebewerkzeug in axialer Richtung auf das aufgeweitete Ende 8 des Kunststoffrohres 7 mit einge- führtem Stützkörper 2 geschoben, so dass das aufgeweitete Ende 8 des Kunststoffrohres 7 am Stützkörper 2 fixiert ist. Ggf. können nun in gleicher Weise weitere Kunststoffrohre 7 oder Metall-Kunststoff-Verbundrohre 7 an weiteren Stützkörpern 2a unter Ausbildung einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 angeschlossen werden. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform beträgt das Aufweitverhältnis etwa 0,25. Dieser Wert ist für eine Rohrverbindung 6 zwischen einem Verbindungselement 1 und einem Vollkunststoffrohr 7 besonders bevorzugt, während für eine Verbindung zwischen einem erfindungsgemäßen Verbindungselement 1 und einem Metall-Kunststoff-Verbundrohr 2 ein Wert von etwa 0,15 besonders bevorzugt ist. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 zur Bildung einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 ist in Fig. 3 wiederum in einer Seitenansicht gezeigt. Das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Verbindungselement 1 lediglich darin, dass die beiden Voranschläge 4, 4a jeweils mit dem zugehörigen umlaufenden Kragen 5, 5a über einstückig angeformte Stege 10 verbunden sind. Daraus resultiert eine höhere mechanische Stabilität des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1. Hinsichtlich weiterer Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 sowie der damit gebildeten erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 gelten die Ausführungen zu Fig. 1 und Fig. 2 auch für das Verbindungselement 1 gemäß Fig. 3 entsprechend.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 zur Bildung einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Das erfindungsgemäße Verbindungselements gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Verbindungselement 1 allein dahingehend, dass der Voranschlag 4, 4a jeweils an dem zugehörigen umlaufenden Kragen 5, 5a anliegend ausgebildet ist. Damit stellt der jeweilige Voranschlag 4, 4a einen integralen Bestandteil des zugehörigen umlaufenden Kragens 5, 5a dar. In dieser Ausführungsform bilden der Voranschlag 4, 4a und der zugehörigen umlaufende Kragen 5, 5a eines Stütz- körpers eine zweistufige treppenförmige Anordnung. Auch auf diese Weise wird eine höhere mechanische Stabilität des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 erzeugt. Hinsichtlich weiterer Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 sowie der damit gebildeten erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 gelten die Ausführungen zu Fig. 1 und Fig. 2 auch für das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 gemäß Fig. 4 entspre- chend.
In den in Fig. 1 , Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Ausführungsformen handelt es sich bei dem Verbindungselement 3 der erfindungsgemäßen Rohrverbindung 6 um einen Rohrverbinder mit zwei Rohranschlussabschnitten bzw. Stützkörpern. Alternativ dazu kann das er- findungsgemäße Verbindungselement 3 als Anschlussstück, Anschlusswinkel, Mehrfachverteiler, T-Stück, Wand-T-Stück, Wandwinkel, Systemübergang, Übergangsstück und gewinkeltes Übergangsstück, die jeweils mindestens ein Innen- und/oder Außengewinde aufweisen können oder gewindelos sein können, ausgebildet sein. Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern sich der Umfang der vorliegenden Erfindung aus den beiliegenden Ansprüchen ergibt.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
Verbindungselement (1) zur Herstellung einer Rohrverbindung (6) zwischen dem Verbindungselement (1) und einem Kunststoffrohr (7) oder einem Metall-Kunststoff- Verbundrohr mittels Axialpresstechnik, wobei das Verbindungselement (1) mindestens einem mit umlaufenden Außenrippen (3, 3a, 3b) versehenen Stützkörper (2, 2a) zum Aufschieben eines aufgeweiteten Endes (8) des Rohrs (7) aufweist, und mindestens einen umlaufenden Kragen (5, 5a) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (1) zwischen dem umlaufenden Kragen (5, 5a) und der zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe (3b) weiter einen Voranschlag (4, 4a) zur Begrenzung des Aufschiebens des aufgeweiteten Endes (8) des Rohrs (7) umfasst, wobei der Abstand zwischen dem den umlaufenden Außenrippen (3, 3a, 3b) zugewandten Rand des Voranschlags (4, 4a) und dem dem Voranschlag (4, 4a) zugewandten Rand des umlaufenden Kragens (5, 5a) das 0,10-fache bis 0,30-fache der Länge des Stützkörpers (2, 2a) beträgt.
Verbindungselement (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Kragen (5, 5a) über eine Mehrzahl von Stegen (10) mit dem Voranschlag (4, 4a) verbunden ist oder der Voranschlag (4, 4a) stufenförmig zum umlaufenden Kragen (5, 5a) als dessen integraler Bestandteil ausgebildet ist.
Verbindungselement (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Voranschlags (4, 4a) das 1 ,1-fache bis 1 ,5-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippe (3, 3a, 3b) mit dem größten Außendurchmesser beträgt.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Voranschlag (4, 4a) und der zu diesem nächsten umlaufenden Außenrippe (3b) das 0,10-fache bis 0,50-fache der Länge des Stützkörpers (2, 2a) beträgt.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des umlaufenden Kragens (5, 5a) das 0,050-fache bis 0,20- fache der Länge des Stützkörpers (2, 2a) beträgt.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des umlaufenden Kragens (5, 5a) das 1 ,1 -fache bis 2,0-fache des Außendurchmessers der umlaufenden Außenrippen (3, 3a, 3b) mit dem größten Außendurchmesser beträgt.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der umlaufenden Außenrippen (3, 3a) einen sägezahn- artigen Querschnitt aufweist und mindestens eine der umlaufenden Außenrippen (3b) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den dem Kragen zugewandten Kanten zweier benachbarten umlaufenden Außenrippen (3, 3a, 3b) das 0,10-fache bis 0,50-fache der Länge des Stützkörpers (2, 2a) beträgt.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen (3, 3a, 3b) unabhängig voneinander jeweils das 1 ,03-fache bis 1 ,3-fache des Außendurchmessers der Grundfläche des Stützkörpers (2, 2a) beträgt.
10. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Stützkörpers (2, 2a) das 0,60-fache bis 2,0-fache des Au ßendurchmessers der umlaufenden Außenrippe (3, 3a, 3b) mit dem größten Außendurchmesser beträgt.
11. Rohrverbindung (6) zwischen einem aufgeweiteten Ende (8) eines Vollkunststoffrohrs (7) oder eines Kunststoff-Verbundrohrs (7) und einem Verbindungselement (1 ), umfassend:
ein aufgeweitetes Ende (8) eines Vollkunststoffrohrs (7) oder eines Kunststoff- Verbundrohrs (7); und
ein Verbindungselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Rohrverbindung (6) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrverbindung (6) eine auf das aufgeweitete Ende (8) axial aufgeschobene Schiebehülse (9) aus einem elastisch verformbaren polymeren Material umfasst.
13. Rohrverbindung (6) nach Anspruch 1 1 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das dem umlaufenden Kragen (5, 5a) zugewandte Ende der Schiebehülse (9) über den der umlaufenden Außenrippe (3b) zugewandten Rand des Voranschlags (4, 4a) hinausragt.
14. Rohrverbindung (6) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Höhe des Voranschlags (4, 4a) zu der Wandstärke des Rohres (7) in einem Bereich von 0,40 bis 1 ,0, vorzugsweise in einem Bereich von 0,50 bis 0,98 liegt.
15. Rohrverbindung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass für das Aufweitverhältnis R(auf) der Schiebehülsenverbindung (6) gilt:
0,05 < R(auf)= [D(max)/D(innen)] - 1 < 0,35 worin D(max) für den maximalen Außendurchmesser der umlaufenden Außenrippen (3, 3a, 3b) und D(innen) für den Innendurchmesser des Rohres (7) steht.
16. Rohrverbindung (6) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Rohr (7) um ein Vollkunststoffrohr (7) handelt und das Aufweitverhältnis R(auf) der Schiebehülsenverbindung (6) im Bereich von 0,10 bis 0,35, vorzugsweise im Bereich von 0,15 bis 0,25 liegt oder es sich bei dem Rohr (7) um ein Metall-Kunststoff- Verbundrohr (7) handelt und das Aufweitverhältnis R(auf) der Schiebehülsenverbindung (6) im Bereich von 0,05 bis 0,25, vorzugsweise im Bereich von 0, 0 bis 0,20 liegt.
17. Rohrverbindung (6) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche der Schiebehülse (9) eine Mittenrauwert Ra in einem Bereich von 1 pm bis zur Hälfte der mittleren Wandstärke der Schiebehülse (9) aufweist.
18. Rohrverbindung (6) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche der Schiebehülse (9) eine Mehrzahl von makroskopischen Unebenheiten aufweist, deren Tiefe die Hälfte der mittleren Wandstärke der Schiebehülse (9) nicht übersteigt.
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