CH632574A5 - Rohrverbindung mit zwei rohrenden. - Google Patents

Rohrverbindung mit zwei rohrenden. Download PDF

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CH632574A5
CH632574A5 CH810178A CH810178A CH632574A5 CH 632574 A5 CH632574 A5 CH 632574A5 CH 810178 A CH810178 A CH 810178A CH 810178 A CH810178 A CH 810178A CH 632574 A5 CH632574 A5 CH 632574A5
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insert sleeve
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CH810178A
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Karl Heinz Vahlbrauk
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Karl Heinz Vahlbrauk
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Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung mit zwei Rohrenden, bei der entweder das eine Rohrende als mit einem thermoplastischen Kunststoffbeschichtetes Rohreinsteckende in einer als Aufnahmerohrabschnitt dienenden muffenförmigen Erweiterung des anderen Rohrendes angeordnet ist oder beide Rohrenden als mit einem thermoplastischen Kunststoffbeschichtete Einsteckrohrenden in einer als Aufnahmerohrabschnitte für diese Rohreinsteckenden dienenden Verbindungshülse gehalten sind, wobei die Innenwandung des Aufnahmerohrabschnitts bzw. der Aufnahmerohrabschnitte mit einem thermoplastischen
Kunststoff beschichtet sind, und bei der im Ringspalt zwischen dem jeweiligen Einsteckrohrende und dem jeweiligen Aufnahmerohrabschnitt ein heizbarer, das Einsteckrohrende umschliessender Einsatzkörper angeordnet ist.
Insbesondere bei kunststoffbeschichteten Metallrohren für die Installationstechnik ist es erforderlich, Rohrenden dicht und zugleich druckfest miteinander zu verbinden und dabei eine für den jeweiligen Anwendungsfall ausreichende Elastizität und Dehnfähigkeit zu gewährleisten, um gebrauchsbedingte Beschädigungen der Verbindungzu vermeiden. Der Aufnahmerohrabschnitt solcher Verbindungen wird entweder durch eine muffen-förmige Aufweitung des einen Rohrendes gebildet, oder es werden zwei entgegengesetzte Aufnahmerohrabschnitte in einer geeigneten Verbindungshülse gebildet, also in einem Fitting oder einer sogenannten Doppelmuffe. Von solchen sogenannten Einsteckmuffenverbindungen geht die Erfindung aus.
Es ist bereits bekannt (OE-PS 239 018, CH-PS 507081), zur Verbindung von ganz aus einem Thermoplast bestehenden Kunststoffrohren einen heizbaren Einsatzkörper in Gestalt einer in der Rohrmuffe eingebetteten Heizeinlage zu verwenden, die metallische und elektrisch gespeiste Heizdrähte enthält. Solche Einsatzkörper aus Kunststoff mit elektrischen Heizelementen erfordern einerseits einen nicht unerheblichen Fertigungsaufwand einschliesslich der aus der Verbindung herauszuführenden Anschlussklemme od. dgl. und erfordern andererseits die Bereitstellung und den Anschluss einer besonderen elektrischen Spannungsquelle an derBaustelle, was sorgfältige Montagearbeiten mit elektrischen Quellen mit sich bringt. Zum dritten ist es bei diesen bekannten Verbindungsvorrichtungen in vielen Anwendungsfällen notwendig, zusätzliche Verriegelungskörper zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit solcher Verbindungen einzubringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art insbesondere für kunststoffbeschichtete Metallrohre zu schaffen, bei der ein sehr einfacher Einsatzkörper ohne zusätzliche Heizelemente verwendet und entsprechend einfach beheizt werden kann und die ausser dem Einsatzkörper keine zusätzlichen Verriegelungsmittel und auch Dichtungsmittel benötigt. Vielmehr soll der Einsatzkörper nicht nur die Schmelzverschweissung der Verbindung ermöglichen, sondern auch zusätzlich eine mechanische und insbesondere druckfeste Verriegelung der Verbindung sicherstellen. Der Einsatzkörper selbst und die für die Herstellung der Verbindung erforderlichen Arbeiten sollen weitestgehend vereinfacht werden.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass der heizbare Einsatzkörper als eine ganz aus einem wärmeleitenden Werkstoff geformte Einsatzhülse ausgebildet ist, deren dem Rand des Aufnahmerohrabschnitts zugekehrtes äusseres Ende sich in Rohrlängsrichtung über diesen Rand hinaus erstreckt, und dass die Einsatzhülse in ihrem im Ringspalt verlaufenden Bereich mit auf ihrem Umfang verteilt angeordneten Durchbrüchen versehen ist. Die Einsatzhülse besteht zweckmässig aus einem guten Wärmeleiter, insbesondere aus Aluminium oder dessen geeigneten Legierungen. Das über den Rand des Aufnahmerohrabschnitts vorstehende Ende dient ohne zusätzliche Kontaktie-rungsmassnahmen selbst zur Einleitung der Wärme in die Einsatzhülse, insbesondere über eine geeignete Wärmezange oder dergleichen, die an derBaustelle einfach aufgesetzt werden kann. Nach dem Einfügen der Einsatzhülse in den Aufnahmerohrabschnitt und dem Einschieben des Einsteckrohrendes wird so die Einsatzhülse aufgeheizt. Durch die Erwärmung der Einsatzhülse schmelzen die jeweils zugekehrten Kunststoffschichten des Aufnahmerohrabschnitts und des Einsteckrohrendes. Der geschmolzene Kunststoff füllt in homogener Verschweissung den Ringspalt aus und tritt dabei durch die Durchbrüche der Einsatzhülse hindurch. Durch diese Verschmelzung und die eingetretene Verbindung über die Durchbrüche wird eine sichere und
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feste mechanische Verriegelung der gesamten Verbindung erzielt. Bei geeigneter Wahl der Kunststoffe kann zugleich die geforderte Dichtung der Verbindung erreicht werden. Nachdem Erstarren der Kunststoffmasse innerhalb des Ringspalts ist eine Rohrverbindung hergestellt, die je nach der Wahl der Kunststoffe die gewünschte thermische, chemische und mechanische Festigkeit aufweist, ohne dass zusätzliche Dichtungs- oder Verriegelungsmittel in den Ringspalt eingebracht werden müssten. Die Einsatzhülse übernimmt sowohl die Funktion des Heizelements als auch die Verriegelungsfunktion.
Die geschilderten Vorteile der Erfindung wirken sich ganz besonders aus, wenn nach einer Ausführungsform der Erfindung wenigstens die Aussenbeschichtung des Einsteckrohrendes aus einem treibmittelhaltigen thermoplastischen Elastomer besteht, also einem sogenannten thermoplastischen Kautschuk. Bei der geschilderten Erwärmung der Einsatzhülse expandiert dieser Elastomer der Aussenbeschichtung des Einsteckrohrendes und füllt gleichzeitig mit der geschmolzenen Kunststoffschicht des Aufnahmerohrabschnitts den gesamten Ringspalt elastisch aus, insbesondere bringt er gleichzeitig durch die Durchbrüche in der Einsatzhülse hindurch, so dass sich insgesamt eine elastische und zugleich feste und verriegelte Verbindung ergibt, die zugleich eine hohe Dichtungswirkung aufweist. Werden thermoplastische Elastomere mit hohem Schmelzpunkt verwendet, ergibt sich auch bei sogenannten warmgehenden Leitungen ein zuverlässiges Verriegelungs- und Dichtungssystem. Eine solche Verbindung kann hohen thermischen, chemischen und mechanischen Anforderungen entsprechen.
Eine besonders zweckmässige Bauform der Einsatzhülse und der Verbindung ergibt sich nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wenn das äussere Ende der Einsatzhülse den Rand des Aufnahmerohrabschnitts kappenförmig übergreift. Hierdurch wird einerseits eine besonders geschlossene Ausbildung der Verbindung erzielt, da die Einsatzhülse den gesamten Ringspalt einschliesslich des Randes des Aufnahmerohrabschnitts abdeckt. Zum anderen kann bei dem geschilderten Schmelzvorgang die Kunststoffmasse auch in den Raum zwischen dem Rand des Aufnahmerohrabschnitts und dem übergreifenden Abschnitt der Einsatzhülse eindringen und eine zusätzliche Dichtung herbeiführen. Es wird somit ein besonders guter mechanischer Abschluss der Verbindung erzielt. Zum anderen ist es möglich, wenn der übergreifende Teil der Einsatzhülse in wärmeleitendem Kontakt mit dem Rand des Aufnahmerohrabschnitts steht, auch zumindest diesen Rand über die Einsatzhülse zu erwärmen und somit dem oberen Bereich den Schmelzvorgang zu begünstigen. Schliesslich wird eine besonders zweckmässige Ansatzfläche für das jeweilige Wärmewerkzeug, insbesondere eine Wärmezange, erzielt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung übergreift zweckmässig das innere Ende der Einsatzhülse die Stirnfläche des Einsteckrohrendes. Hierdurch wird einerseits eine sichere Einschubbegrenzung für das Einsteckrohrende gebildet, insbesondere auch in Zusammenwirken mit dem Übergreifen des Randes des Aufnahmerohrabschnittes. Zum anderen wird ein sicherer Abschluss des Ringspalts nach unten hin erzielt, so dass keine geschmolzene Kunststoffmasse in den Leitungsinnenraum eintreten kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Äussere, über den Rand des Aufnahmerohrabschnitts sich erstreckende Ende der Einsatzhülse, mit auf dem Umf ang verteilt angeordneten Kontrolldurchbrüchen versehen, die innen in den Ringspalt münden. Diese Kontrolldurchbrüche werden ebenfalls von der geschmolzenen Kunststoffmasse ausgefüllt und machen, sobald geschmolzene Kunststoffmasse austritt, insbesondere der expandierende Elastomer, den abgeschlossenen Schmelzvorgang sichtbar, so dass der Heizvorgang rechtzeitig beendet werden kann.
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Zur Förderung der Verriegelungswirkung der Einsatzhülse ist es zweckmässig, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Einsatzhülse auf ihrem inneren und äusseren Umfang mit jeweils gegensinnig und einer Öffnungsbewegung der Verbindung entgegengerichteten Vorsprüngen, insbesondere einer Ringverzahnung, versehen ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Einsatzhülse wenigstens auf ihrer Aussenwandung im Ringspalt sich nach innen konisch verjüngend ausgebildet. Hierdurch wird eine gewisse selbst klemmende Wirkung der Einsatzhülse erzielt, die die Dichtungs- und Verriegelungswirkung fördert.
Wird die Erfindung bei einer Verbindungsvorrichtung verwendet, bei der zwei Einsteckrohrenden von einer jeweils einen zugeordneten Aufnahmerohrabschnitt aufweisenden Verbindungshülse (Fitting, Doppelmuffe) umschlossen sind, dann ist zweckmässig nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwischen den einander zugekehrten inneren Enden der Einsatzhülsen ein ringförmiger Ausgleichskörper aus elastischem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer, angeordnet. Hierdurch wird die Fähigkeit der Verbindung, Schwingungen und Dehnungen aufzunehmen noch verbessert.
Die erfindungsgemäss ausgestaltete Verbindung und insbesondere die Einsatzhülse bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass Fertigungstoleranzen der zu verbindenden Rohre und insbesondere des Einsteckrohrendes und des Aufnahmerohrabschnitts oder der Aufnahmerohrabschnitte aufgenommen werden. Diese Ausgleichswirkung kann infolge der durch die Erfindung erzielten guten Verriegelungs- und Dichtungswirkung noch erhöht werden, wenn der Aufnahmerohrabschnitt mit Längs wellen versehen ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt eine zur Hälfte längsgeschnittene Seitenansicht einer Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden zwei glatte Rohreinsteckenden 1 und 2 aus metallenem Werkstoff, z. B. Stahl oder Aluminium, miteinander verbunden, wozu jeweils ein Aufnahmerohrabschnitt 3 bzw. 4 an einer gemeinsamen Verbindungshülse 5 aus metallenem Werkstoff, z. B. Stahl oder Aluminium, vorgesehen sind. Die Verbindungshülse 5 bildet daher einen Fitting oder auch eine Doppelmuffe. Die Einsteckrohrenden 1 und 2 sind innen und aussen mit Kunststoffbeschichtet, wobei die mit 6 bezeichneten Aussenbe-schichtungen aus einem treibmittelhaltigen thermoplastischen Elastomer bestehen. Die Verbindungshülse 5 ist ebenfalls innen und aussen mit Kunststoffbeschichtet, wobei wenigstens die Innenbeschichtung7aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, der in seinen wesentlichen Eigenschaften mit dem Kunststoff der Aussenbeschichtung 6 der Einsteckrohrenden 1 und 2 übereinstimmt.
Jeweils im Ringspalt zwischen dem Einsteckrohrende 1 bzw. 2 ist eine Einsatzhülse 8 angeordnet, die ganz aus einem wärmeleitenden Werkstoff geformt ist, insbesondere aus einem guten Wärmeleiter wie Aluminium oder dessen Legierungen. Wie zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung im oberen Teil der Zeichnung wiedergegeben, übergreift das äussere Ende der Einsatzhülse 8 den Rand 5a des jeweiligen Aufnahmerohrabschnitts 3 bzw. 4 der Verbindungshülse 5 kappenförmig. Der den Rand umschliessende Teil 9 der Einsatzhülse 8 liegt innen unmittelbar an der Aussenwandung des Randes 5a an, so dass auch dort ein Wärmeübergang gebildet ist. Wie der obere Teil der Zeichnung deutlich zeigt, erstreckt sich das dem Rand 5a des Aufnahmerohrabschnitts 3 bzw. 4 zugekehrte äussere Ende der Einsatzhülse 8 jeweils in Rohrlängsrichtung über diesen Rand 5a hinaus, im Ausführungsbeispiel mit kappenförmiger Ausgestaltung. Die Aussenwandung dieses ausserhalb des Ringspalts
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liegenden Teils jeder Einsatzhülse 8 dient zur Anlage des jeweils verwendeten Erwärmungswerkzeugs, z. B. einer Wärmezange.
Jede Einsatzhülse 8 ist in ihrem im Ringspalt zwischen dem Einsteckrohrende 1 bzw. 2 und dem Aufnahmerohrabschnitt 3 bzw. 4 verlaufenden Bereich mit auf ihrem Umfang verteilt angeordneten Durchbrüchen lOversehen. Ferner ist das äussere, über den Rand des Aufnahmerohrabschnitts 3 bzw. 4 sich erstreckenden Ende jeder Einsatzhülse 8 mit auf dem Umfang verteilt angeordneten Kontrolldurchbrüchen 11 versehen, die in den inneren Ringspalt münden, wie die Zeichnung zeigt.
Jede Einsatzhülse 8 weist ferner auf ihrem inneren und äusseren Umfang jeweils gegensinnig und einer Öffnungsbewegung der Verbindung entgegengerichtete Vorsprünge 12 in Gestalt einer Ringverzahnung auf. Schliesslich ist jede Einsatzhülse 8 auf ihre Aussenwandung im Ringspalt sich nach innen konisch verjüngend ausgebildet, z.B. mit einem Neigungswinkel von ca. 30°.
Sind die Einsatzhülsen 8 und die Einsteckrohrenden 1 bzw. 2 in der in der Zeichnung dargestellten Weise in die jeweiligen Aufnahmerohrabschnitte 3 bzw. 4 der Verbindungshülse 5 eingeschoben, so wird über ein geeignetes Erwärmungswerkzeug, dass am freien äusseren Ende der Einsatzhülsen 8 angreift, die Einsatzhülse 8 erwärmt. Da die Einsatzhülsen 8 aus gut wärmeleitendem Werkstoff, insbesondere einem geeigneten Metall,
bestehen, erfolgt eine gleichmässige Erwärmung der gesamten Einsatzhülse 8. Durch diese Erwärmung werden die zugekehrten Kunststoffschichten 6 und 7 geschmolzen. Bei Verwendung von treibmittelhaltigem Elastomer expandiert dieser Kunststoff. Der 5 erwärmte und geschmolzene Kunststoff füllt den gesamten Ringspalt aus und tritt durch die Durchbrüche 10 hindurch, so dass sich eine homogene Verschweissung der gesamten im Ringspalt befindlichen Kunststoffmasse ergibt, wobei die Durchbrüche 10 nach dem Erstarren der Kunststoffmasse eine Art Mehrfachver-10 Stiftung bilden. Während des Erwärmungs- und Schmelzvorgangs tritt ferner Kunststoffmasse aus dem Ringspalt in die Kontrolldurchbrüche 11 ein. Sobald diese Kunststoffmasse von aussen in den Kontrolldurchbrüchen sichtbar wird, signalisiert dies das Ende des Schmelzvorgangs, und es kann die Erwärmung 15 eingestellt werden.
Wie die Zeichnung zeigt, übergreift ferner das innere Ende jeder Einsatzhülse 8 die Stirnfläche des zugehörigen Einsteckrohrendes 1 bzw. 2, wie bei 13 dargestellt ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Verwendung der Verbindungshülse 5 20 mit zwei einander entgegengerichteten Aufnahmerohrabschnitten 3 und 4 ist zwischen den einander zugekehrten inneren Enden 13 der Einsatzhülsen 8 ein ringförmiger Ausgleichskörper 14 aus elastischem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer, angeordnet.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

632 574 PATENTANSPRÜCHE
1. Rohrverbindung mit zwei Rohrenden, bei der entweder das eine Rohrende als mit einem thermoplastischen Kunststoff beschichtetes Rohreinsteckende in einer als Aufnahmerohrabschnitt dienenden muffenförmigen Erweiterung des anderen Rohrendes angeordnet ist oder beide Rohrenden als mit einem thermoplastischen Kunststoffbeschichtete Einsteckrohrenden in einer als Aufnahmerohrabschnitte für diese Rohreinsteckenden dienenden Verbindungshülse gehalten sind, wobei die Innenwandung des Aufnahmerohrabschnitts bzw. der Aufnahmerohrabschnitte mit einem thermoplastischen Kunststoff beschichtet sind, und bei der im Ringspalt zwischen dem jeweiligen Einsteckrohrende und dem jeweiligen Aufnahmerohrabschnitt ein heizbarer, das Einsteckrohrende umschliessender Einsatzkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der heizbare Einsatzkörper als eine ganz aus einem wärmeleitenden Werkstoff geformte Einsatzhülse (8) ausgebildet ist, deren dem Rand (5a) des Aufnahmerohrabschnitts (3,4) zugekehrtes äusseres Ende sich in Rohrlängsrichtung über diesen Rand hinaus erstreckt, und dass die Einsatzhülse in ihrem im Ringspalt verlaufenden Bereich mit auf ihrem Umfang verteilt angeordneten Durchbrüchen (10) versehen ist.
2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Aussenbeschichtung (6) des Einsteckrohrendes (1,2) aus einem treibmittelhaltigen thermoplastischen Elastomer besteht.
3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Ende der Einsatzhülse (8) den Rand (5a) des Aufnahmerohrabschnittes (3,4) kappenförmig übergreift.
4. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ende (13) der Einsatzhülse (8) die Stirnfläche des Einsteckrohrendes (1,2) übergreift.
5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere, über den Rand des Aufnahmerohrabschnittes (3,4) sich erstreckende Ende der Einsatzhülse (8) mit auf dem Umfang verteilt angeordneten Kontrolldurchbrüchen (11) versehen ist, die innen in den Ringspalt münden.
6. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzhülse (8) auf ihrem inneren und äusseren Umfang mit jeweils gegensinnig und einer Öffnungsbewegung der Verbindung entgegengerichteten Vorsprüngen ( 12), insbesondere einer Ringverzahnung, versehen ist.
7. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzhülse (8) wenigstens auf ihrer Aussenwandung im Ringspalt sich nach innen konisch verjüngend ausgebildet ist.
8. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der beide Rohrenden als Einsteckrohrenden ausgebildet und von einer jeweils einen zugeordneten Aufnahmerohrabschnitt aufweisenden Verbindungshülse umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander zugekehrten inneren Enden ( 13) der Einsatzhülse (8) ein ringförmiger Ausgleichskörper (14) aus elastischem Kunststoff angeordnet ist.
CH810178A 1977-08-05 1978-07-27 Rohrverbindung mit zwei rohrenden. CH632574A5 (de)

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