DE10107465C1 - Steckverbindung für Rohrleitungen - Google Patents

Abstract

Bei einer Steckverbindung mit einem Rohrstück (12) und einem Anschlußteil (1) ist das Rohrstück mit einem Ringelement (9) versehen, das aus einem getrennt von dem Rohrstück (12) hergestellten Bauteil besteht und durch Löten, Schweißen, Kleben oder dergleichen Verbindungsmittel auf dem Rohrstück (12) befestigt ist. An dem Rohrstück ist eine Hülse (20) angeordnet, die durch formschlüssig ineinander greifende Befestigungsmittel unlösbar mit dem Ringelement (9) verbunden ist. Ein das Rohrstück (12) gegenüber dem Anschlußteil (1) abdichtender Dichtring (13) ist auf dem Einsteckende des Ringelements (9) angeordnet und axial an diesem abgestützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zwischen einem Rohrstück und einem Anschlußteil, wobei das Rohrstück mit einem Ringelement versehen ist und an dem Rohrstück eine Hülse angeordnet ist, die mit dem Ringelement formschlüssig in Eingriff bringbar ist und einen das Anschlußteil über­ greifenden, freien Endbereich mit einem Einschnitt auf­ weist, der im zusammengefügten Zustand der Steckverbindung mit einer am Umfang des Anschlußteils ausgebildeten Ausneh­ mung fluchtet und in den ein mit der Ausnehmung in Eingriff bringbares Federelement einsetzbar ist und wobei ein das Rohrstück gegenüber dem Anschlußteil abdichtender Dichtring vorgesehen ist.

Bei einer aus DE 38 37 492 A1 bekannten Steckverbindung der angegebenen Art besteht das Ringelement aus einer Ring­ wulst, die durch Stauchen des Rohrstücks gebildet ist. Die Hülse der bekannten Steckverbindung hat eine im wesentli­ chen zylindrische Form und ist an der dem Anschlußteil abgewandten Seite mit einem verengten Querschnitt ausgebil­ det, der so bemessen ist, daß die Hülse auf dem Rohr ver­ schiebbar ist und sich im zusammengefügten Zustand der Steckverbindung mit dem verengten Querschnitt in Anlage an der Ringwulst des Rohrstücks befindet. Das Anschlußteil der Steckverbindung weist eine zylindrische Bohrung auf, in welche der Endbereich des Rohrstücks einführbar ist und welcher in einer Ringnut der Dichtring zum Abdichten der zusammengefügten Steckverbindung angeordnet ist. Die bekannte Steckverbindung hat den Nachteil, daß sich ein galvanischer Korrosionsschutz auf dem Rohrstück nur dann aufbringen läßt, wenn die Hülse auch nach der Fertigstel­ lung des Rohrstücks über das der Steckverbindung entgegen­ gesetzte Ende noch auf dieses montiert werden kann. Als nachteilig wurde ferner angesehen, daß durch die Verschieb­ barkeit der Hülse auf dem Rohrstück der Korrosionsschutz des Rohrstücks beschädigt werden kann. Außerdem ist die Anordnung des Dichtrings in der Ringnut des Anschlußteils weniger montagefreundlich.

Aus DE 37 29 570 A1 ist eine Steckverbindung bekannt, bei der auf dem Einsteckende des Rohrstücks ein von einem sepa­ raten Bauteil gebildetes Ringelement befestigt ist, das in das Anschlußteil der Steckverbindung einsteckbar ist. Das Ringelement weist in seiner Mantelfläche eine Ringnut auf, die im eingesteckten Zustand mit Ausnehmungen im Anschluß­ teil fluchtet und in die eine in die Ausnehmung im Anschlußteil eingesetzte Feder zur Verbindung von Anschluß­ teil und Ringelement einrastet. Zwischen einer Schulter des Anschlußteils und einer Schulter des Ringelements ist bei dieser Steckverbindung eine als Dichtung ausgebildete Axi­ alfeder aus elastomerem Material angeordnet, durch die die Steckverbindung im Verriegelungszustand axial verspannt ist. Diese bekannte Steckverbindung hat den Nachteil, daß sie eine größere axiale Baulänge benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbin­ dung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich gut zur galvanischen Aufbringung eines Oberflächenschutzes eignet, die außerdem einfach und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann und die sich durch hohe mechani­ sche Beanspruchbarkeit und Betriebssicherheit und geringe Baulänge auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steckverbin­ dung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen oder eine Steckverbindung mit den in Patentanspruch 9 angegebe­ nen Merkmalen gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Steckverbindung können das Rohr­ stück und das Ringelement getrennt voneinander hergestellt, miteinander verbunden und anschließend unter Anwendung gal­ vanischer und/oder anderer Verfahren mit einer Korrosions­ schutzschicht überzogen werden. Als adhäsive oder cohäsive Verbindungsmittel kommen vorzugsweise Löten, Schweißen, Kleben oder dergleichen in Betracht. Das Ringelement kann als einfaches Drehteil ohne Hinterschnitte ausgebildet sein und daher sehr kostengünstig hergestellt werden. Das mit dem Ringelement zu verbindende Ende des Rohrstücks bedarf keiner besonderen Bearbeitung und auch keiner plastischen Umformung. Das Rohrstück kann daher auch aus einem nicht plastisch umformbaren Material bestehen. Durch die Ausbil­ dung des Ringelements als separates Drehteil wird weiterhin die Möglichkeit geschaffen, den Dichtring unverlierbar auf dem durch das Ringelement gebildeten Einsteckende des Rohr­ stücks anzuordnen, indem das Ringelement mit einer den Dichtring aufnehmenden Ringnut versehen wird. Durch diese Anordnung kann der Dichtring einfacher montiert werden und vor dem Zusammenfügen der Steckverbindung kann mit einem Blick überprüft werden, ob ein Dichtring vorhanden ist oder nicht.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung besteht darin, daß die Hülse nach der Fertig­ stellung der Einheit aus Rohrstück und Ringelement über das Einsteckende auf das Ringelement aufgesetzt und mit diesem formschlüssig verbunden werden kann. Die Hülse ist daher bei allen dem Montagevorgang vorausgehenden Fertigungs­ schritten nicht im Wege, wodurch diese Fertigungsschritte vereinfacht werden. Die galvanische Aufbringung eines Ober­ flächenschutzes wird durch das Vorhandensein der Hülse nicht beeinträchtigt und der Oberflächenschutz wird bei der Montage der Hülse nicht beschädigt. Weiterhin kann das der Steckverbindung entgegengesetzte Ende des Rohrstücks belie­ big ausgestaltet sein, da die Montage sowohl des Ringele­ ments als auch der Hülse vom Einsteckende des Rohrstücks aus erfolgt. Auch die Hülse ist einfach herstellbar sowohl als Drehteil als auch als Blechformteil und die Verbindung zwischen Hülse und Ringelement ist auf unterschiedliche Weise mit geringem Fertigungsaufwand möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Ringelement mit einem Abschnitt in eine Bohrungsfläche der Hülse einsetzbar ist, wobei in dem Abschnitt und in der Bohrungsfläche einander gegenüberlie­ gende Ringnuten ausgebildet sind, in denen ein Sprengring angeordnet ist, der in beide Ringnuten formschlüssig ein­ greift. Diese Ausgestaltung zeichnet sich vor allem durch eine einfache Montage aus, da keine bleibende Verformung von Bauteilen notwendig ist. Eine andere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, daß das Ringelement mit einem Abschnitt bis zur axialen Anlage an einer radialen Schulter der Hülse in eine Bohrungsfläche der Hülse eingesetzt ist und daß ein radial nach innen umgeformter Wandabschnitt der Hülse den Abschnitt des Ringelements auf der der Schulter abgekehrten Seite übergreift. Die Umformung des Wandab­ schnitts kann hierbei durch Aufbringen einer radialen und einer axialen Kraft oder durch eine radiale Kraft allein erfolgen.

Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung kann das Ring­ element mit einem ein Außengewinde aufweisenden Abschnitt in eine mit einem entsprechenden Innengewinde versehene Bohrung der Hülse eingeschraubt und die Hülse durch plasti­ sche Verformung im Bereich des Innengewindes gegen Losdre­ hen gesichert sein. Diese Ausgestaltung ist im Vergleich zu den vorgenannten etwas aufwendiger in der Herstellung, hat dagegen aber den Vorzug, daß die Hülse bei Bedarf ohne Zer­ störung von dem Ringelement wieder gelöst werden kann.

Anstelle einer formschlüssigen Befestigung kann erfindungs­ gemäß die Hülse, wie in Anspruch 9 angegeben, vor dem Auf­ bringen eines galvanischen oder anderen Oberflächenschutzes durch adhäsive oder cohäsive Verbindungsmittel, wie Löten, Schweißen, Kleben oder dergleichen an dem Ringelement befe­ stigt sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In den Fig. 1 bis 6 ist jeweils ein anderes Aus­ führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steckverbindung in zusammengefügtem Zustand geschnitten gezeigt.

Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist ein Anschlußteil 1, welches an ein Gehäuse oder eine Behälterwand ange­ flanscht oder mit einer Rohrleitung verbunden sein kann. Das Anschlußteil 1 besteht aus einem zylindrischen Mittel­ abschnitt 2, der auf beiden Stirnseiten koaxiale, rohrför­ mige Anschlußstutzen 3, 4 unterschiedlichen Durchmessers trägt, die durch eine den Mittelabschnitt 2 durchdringende Bohrung 5 miteinander in Verbindung stehen. Der Anschluß­ stutzen 4 größeren Durchmessers weist in seiner zylindri­ schen Mantelfläche eine Ringnut 6 auf und ist auf seiner Außenseite zu seinem freien Ende hin konisch verjüngt. Der Durchmesser der Bohrung 5 ist größer als der Durchmesser der Bohrung 7 des Anschlußstutzens 3 und kleiner als der Durchmesser der Bohrung 8 des Anschlußstutzens 4.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 greift in die Bohrungen 5 und 8 des Anschlußteils 1 ein rohrförmiges Ringelement 9 mit einer Durchgangsbohrung 10 ein. Das Ring­ element 9 hat eine an die Durchmesser der Bohrungen 5, 8 angepaßte, abgestufte Mantelfläche 11 und ist mit einem Rohrstück 12, beispielsweise durch eine Lötverbindung fest und druckdicht verbunden. In einem innerhalb der Bohrung 8 befindlichen Bereich der Mantelfläche 11 weist das Ringele­ ment 9 eine Ringnut auf, in der ein das Ringelement 9 gegenüber dem Anschlußteil 11 abdichtender Dichtring 13 angeordnet ist. Das Ringelement 9 ragt mit seinem mit dem Rohrstück 12 verbundenen Ende aus dem Anschlußteil 1 heraus und ist außerhalb des Anschlußteils 1 mit einem Abschnitt 14 größeren Durchmessers versehen, der eine zylindrische Mantelfläche 15 und in der Mitte derselben eine Ringnut 16 zur Aufnahme eines Sprengrings 17 hat. Die radiale Tiefe der Ringnut 16 ist mindestens ebenso groß wie die radiale Dicke des Sprengrings 17, so daß der Sprengring 17 in der Ringnut 16 soweit zusammengedrückt werden kann, daß sein Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Mantel­ fläche 15 ist.

Auf dem Abschnitt 14 ist eine Hülse 20 gelagert und mit Hilfe des Sprengrings 17 befestigt. Die Hülse 20 umgibt die Mantelfläche 15 mit einer Bohrungsfläche 21, in die eine der Ringnut 16 gegenüberliegende Ringnut 22 eingestochen ist. Der Nutgrund der Ringnut 22 hat einen Durchmesser, der etwa um die radiale Dicke des Sprengrings größer ist als der Durchmesser der Mantelfläche 15 dabei aber gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des entspannten Spreng­ rings 17. In dem in Fig. 1 gezeigten, zusammengefügten Zustand liegt daher der Sprengring 17 an dem Nutgrund der Ringnut 22 an, wobei er etwa je zur Hälfte in die Ringnut 22 und die Ringnut 16 eingreift und dadurch die Hülse 20 auf dem Abschnitt 14 des Ringelements 9 formschlüssig fest­ hält. Von dem Abschnitt 14 aus erstreckt sich die Hülse 20 in Richtung des Anschlußteils 1 und umgreift mit einem freien Endbereich 23 den Anschlußstutzen 4. Im Bereich der Ringnut 6 weist der Endbereich 23 einen oder mehrere Schlitze 24 auf, durch die ein außen auf der Hülse 20 anzu­ ordnendes, nicht dargestelltes Federelement hindurch bis in die Ringnut 6 eingreift und dadurch die Hülse 20 in der in Fig. 1 gezeigten Verriegelungsposition auf dem Anschluß­ teil 1 festhält.

Um eine Schwingungsbeanspruchung der Steckverbindung in der Verriegelungsposition zu vermeiden, ist zwischen der Stirn­ fläche des Anschlußstutzens 4 und der dieser gegenüberlie­ genden Seitenfläche des Abschnitts 14 eine von einem Dicht­ ring aus elastomerem Material gebildete Axialfeder 25 ange­ ordnet. Die Axialfeder 25 wird beim Zusammenfügen der Steckverbindung gespannt, so daß die Steckverbindung in der Verriegelungsposition ständig mit einer bestimmten Kraft axial belastet ist.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels ist die Hülse 20 durch bleibende Umformung ihres den Abschnitt 14 umgreifenden Wandbereichs 26 an dem Abschnitt 14 befestigt. Die Hülse 20 weist hierbei in ihrer Bohrung eine radiale Schulter 27 auf, die an die den Abschnitt 14 aufnehmende Bohrungsfläche 21 angrenzt und die sich an der dem Anschlußteil 1 zugekehrten Seitenfläche des Abschnitts 14 abstützt. Die Mantelfläche 15 des Abschnitts 14 ist an ihrem dem Rohrstück 12 zugekehrten Rand mit einer konvex gerundeten Verjüngung 28 versehen, die in die dem Rohrstück 12 benachbarte Stirnfläche 29 übergeht. Bei der Montage wird die Hülse 20 mit ihrem zunächst zylindrischen Wandbe­ reich 26 voran auf den Abschnitt 14 aufgesteckt. Anschlie­ ßend wird mittels radialer und axialer Verformungskräfte der Wandbereich 26 um die Verjüngung 28 herumgebogen und die Hülse 20 dadurch formschlüssig und unlösbar mit dem Ringelement 9 verbunden.

Fig. 2 zeigt auch, daß das Rohrstück 12 im wesentlichen nur in dem von dem Abschnitt 14 gebildeten Teil des Ringelements 9 befestigt ist, der eine größere radiale Wand­ stärke hat. Dies ermöglicht kleine Außendurchmesser für den vorderen, in das Anschlußteil 1 eingreifenden Teil des Ringelements 9 sowie den Anschlußstutzen 4 und die Hülse 20.

Die in Fig. 3 gezeigte Steckverbindung unterscheidet sich von der Steckverbindung gemäß Fig. 2 durch die Gestaltung der Mantelfläche des Abschnitts 14 und die Verformung des Wandbereichs 26. Die Mantelfläche des Abschnitts 14 besteht hierbei aus zwei zylindrischen Flächen 30, 31 unterschied­ lichen Durchmessers, zwischen denen eine in einem Winkel geneigte, konische Schulter 32 angeordnet ist, die dem Rohrstück 12 zugekehrt ist. Im Bereich der Schulter 32 und der Fläche 31 kleiner Durchmessers wird der Wandbereich 26 durch geeignete Werkzeuge radial nach innen plastisch ver­ formt und auf diese Weise die formschlüssige Verbindung zwischen den Ringelement 9 und der Hülse 20 hergestellt.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiels der Steckverbindung, bei dem die Hülse 20 als Blechformteil ausgestaltet und wie bei der Steckverbindung gemäß Fig. 2 durch Umformen eines Wandbereichs an dem Abschnitt 14 des Ringelements 9 befe­ stigt ist. Die Hülse 20 ist hierbei aus einem zylindrischen Rohrabschnitt geformt, wobei durch plastische Umformung des einen Endbereichs des Rohrabschnitts eine radiale Schulter 33 und ein Wandbereich 34 gebildet sind, der den ebenfalls mit einem größeren Durchmesser versehenen Abschnitt 14 auf­ nimmt. Die Mantelfläche 15 des Abschnitts 14 ist auf der der Schulter 33 abgekehrten Seite mit einer kegelstumpfför­ migen Verjüngung 28 versehen, an die zur Befestigung der Hülse 20 der Wandbereich 34 durch plastische Verformung radial nach innen angedrückt ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist der Abschnitt 14 des Ringelements 9 auf seinem Außenumfang mit einem Außengewinde 35 versehen. Entsprechend weist die Hülse 20 in einem an die Schulter 27 angrenzenden Bohrungsabschnitt ein Innengewinde 36 auf, mit welchem sie auf den Abschnitt 14 aufgeschraubt ist. Durch eine anschließende plastische Verformung der Hülse 20 im Bereich des Innengewindes 36 ist die Hülse 20 gegen Losdrehen gesichert.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4. Hierbei hat das Ringelement 9 auf seiner dem Einsteckende abgekehrten Seite einen sich an den Abschnitt 14 anschließenden zylindrischen Ansatz 37, der an seinem Ende durch eine Wand 38 verschlossen ist. In die Bohrung 39 des Ringelements 9 mündet eine Radialbohrung 40, deren Achse die Längsachse des Ringelements 9 rechtwinklig kreuzt und in die das Rohrstück 12 eingesetzt und durch Löten, Schweißen, Kleben oder dergleichen druckdicht befestigt ist. Auf die Weise wird mit einfachen Mitteln ein gewinkel­ ter Rohranschluß geschaffen, wobei das Rohrstück 12 auch in einem beliebigen anderen Winkel zur Längsachse des Ringele­ ments 9 angeordnet sein kann.

Die erfindungsgemäße Steckverbindung ist zum Verbinden von Rohren mit Rohren oder Schläuchen, von Schläuchen untereinander oder von Rohren oder Schläuchen mit einem Gehäuseteil geeignet. Zum Befestigen von Schläuchen können das Anschlußteil 1 und/oder das Ringelement 9 anstelle des Anschlußstutzens 3 bzw. des Rohrstücks 12 mit einer Schlauchtülle versehen sein, auf der der anzuschließende Schlauch befestigt wird.

Claims (9)

1. Steckverbindung zwischen einem Rohrstück und einem Anschlußteil, wobei das Rohrstück mit einem Ringelement versehen ist und an dem Rohrstück eine Hülse angeordnet ist, die mit dem Ringelement formschlüssig in Eingriff bringbar ist und einen das Anschlußteil übergreifenden, freien Endbereich mit einem Einschnitt aufweist, der im zusammengefügten Zustand der Steckverbindung mit einer am Umfang des Anschlußteils ausgebildeten Ausnehmung fluchtet und in den ein mit der Ausnehmung in Eingriff bringbares Federelement einsetzbar ist und wobei ein das Rohrstück gegenüber dem Anschlußteil abdichtender Dichtring vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (9) aus einem getrennt von dem Rohr­ stück (12) hergestellten Bauteil besteht, das durch adhäsive oder cohäsive Verbindungsmittel dicht auf dem Rohrstück (12) befestigt ist, daß die Hülse (20) durch formschlüssig ineinander greifende Befestigungsmittel mit dem Ringelement (9) verbunden ist und daß der Dichtring (13) auf dem Einsteckende des Rohrstücks (12) oder Ringelements (9) angeordnet und axial am Ringele­ ment (9) abgestützt ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ringelement (9) mit einem Abschnitt (14) in eine Bohrungsfläche (21) der Hülse (20) einsetzbar ist, wobei in dem Abschnitt (14) und in der Bohrungsfläche (21) einander gegenüberliegende Ringnuten (16, 22) ausgebildet sind, in denen ein Sprengring (17) angeordnet ist, der in beide Ringnuten (16, 22) formschlüssig eingreift.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ringelement (9) mit einem Abschnitt (14) bis zur axialen Anlage an einer radialen Schulter (27) der Hülse (20) in eine Bohrungsfläche (21) der Hülse (20) eingesetzt ist und daß ein radial nach innen umge­ formter Wandabschnitt (26) der Hülse (20) den Abschnitt (14) des Ringelements (9) auf der der Schulter (27) abgekehrten Seite übergreift.

4. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (20) ein Blechformteil ist und die Schulter (27) durch eine Einschnürung des Hülsendurch­ messers gebildet ist.

5. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ringelement (9) mit einem ein Außengewinde (35) aufweisenden Abschnitt (14) in eine mit einem ent­ sprechenden Innengewinde (36) versehenen Bohrung der Hülse (20) eingeschraubt ist.

6. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (20) durch plastische Verformung im Bereich des Innengewindes (36) gegen Losdrehen gesi­ chert ist.

7. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß eine im zusammengefüg­ ten Zustand der Steckverbindung gespannte Axialfeder (25) vorgesehen ist, die sich in axialer Richtung an dem Ringelement (9) einerseits und an dem Anschlußteil (1) andererseits abstützt.

8. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (9) eine auf der dem Einsteckende abgekehrten Seite durch eine Wand (38) verschlossene Bohrung (39) hat, in die eine im Winkel zur Bohrungsachse angeordnete Radialboh­ rung (40) zur Aufnahme eines Rohrstücks (12) mündet.

9. Steckverbindung zwischen einem Rohrstück und einem Anschlußteil, wobei das Rohrstück mit einem Ringelement versehen ist und an dem Rohrstück eine Hülse angeordnet ist, die mit dem Ringelement formschlüssig in Eingriff bringbar ist und einen das Anschlußteil übergreifenden, freien Endbereich mit einem Einschnitt aufweist, der im zusammengefügten Zustand der Steckverbindung mit einer am Umfang des Anschlußteils ausgebildeten Ausnehmung fluchtet und in den ein mit der Ausnehmung in Eingriff bringbares Federelement einsetzbar ist und wobei ein das Rohrstück gegenüber dem Anschlußteil abdichtender Dichtring vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (9) aus einem getrennt von dem Rohr­ stück (12) hergestellten Bauteil besteht und durch adhäsive oder cohäsive Verbindungsmittel dicht auf dem Rohrstück (12) befestigt ist, daß die Hülse (20) durch adhäsive oder cohäsive Verbindungsmittel mit dem Ringe­ lement (9) verbunden ist und daß der Dichtring (13) auf dem Einsteckende des Rohrstücks (12) oder des Ringele­ ments (9) angeordnet und axial an dem Ringelement (9) abgestützt ist.