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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung, mit welcher ein Rohrelement, beispielsweise ein Schlauch oder dergleichen, flüssigkeitsdicht oder luftdicht mit einer Fluidvorrichtung verbunden werden kann, um dadurch die Leitungsführung für eine hochreine Flüssigkeit oder ultrapures Wasser, das in einem Produktionsprozess verwendet wird, beispielsweise bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, der Produktion von medizinischer Ausrüstung und Medikamenten, der Lebensmittelverarbeitung und Prozessen in der chemischen Industrie, zu vereinfachen.
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Stand der Technik
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Als derartige Rohrkupplung ist eine Rohrkupplung bekannt, bei welcher ein Ende eines Rohrelements in einer Lücke zwischen einem Verbindergrundkörper und einem Mutternelement, das auf den Verbindergrundkörper auf- oder mit diesem verschraubt ist, gehalten wird.
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Beispielsweise ist in dem
japanischen Patent Nr. 3251196 eine Rohrkupplung beschrieben, bei der eine Öffnungskante einer Durchgangsöffnung der Rohrkupplung gegenüber einer hinteren Wand eines Mutternelements angeordnet ist. Ein abgestufter Abschnitt, der sich von einem allgemeinen Außendurchmesserabschnitt zu einem Abschnitt des Rohrelements mit erweitertem Durchmesser erstreckt, ist in einer Lücke zwischen der hinteren Wand und der Öffnungskante der Durchgangsöffnung positioniert. Wenn bei der Rohrkupplung das Mutternelement ein- oder aufgeschraubt wird, wird die Lücke zwischen der hinteren Wand und der Öffnungskante der Durchgangsöffnung schmaler, und ein vorstehender Grat, der an dem Öffnungskantenabschnitt ausgebildet ist, presst den gestuften Abschnitt des Rohrelements gegen die hintere Wand. Dementsprechend werden Lücken, die zwischen dem vorstehenden Grat, dem abgestuften Abschnitt des Rohrelements und der hinteren Wand ausgebildet sind, geschlossen und es wird ein ausreichend fester Kontakt zwischen diesen Elementen erreicht. Da außerdem der vorstehende Grat in den gestuften Teil des Rohrelements einbeißt, kann ein Abtrennen oder ein unbeabsichtigtes Entfernen des Rohrelements verhindert werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Wenn sich aber bei der Rohrkupplung gemäß dem
japanischen Patent Nr. 3251196 das Mutternelement durch externe Faktoren oder Nachlassen der Spannung löst, nimmt die Dichtfähigkeit ab und es kann zu der Leckage von Fluid kommen. Außerdem besteht die Befürchtung, dass sich das Rohrelement löst oder unbeabsichtigt entfernt wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Probleme gemacht und hat die Aufgabe, eine Rohrkupplung vorzuschlagen, bei welcher auch in dem Fall, dass sich ein Mutternelement durch externe Faktoren oder eine Verringerung der Belastung löst, die Dichtfähigkeit zuverlässig aufrechterhalten wird, und ein Lösen oder unbeabsichtigtes Entfernen des Rohres zuverlässig verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Rohrkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Verbinderkörper, in dem entlang einer axialen Richtung eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist und der ein Außengewinde und einen länglichen Wellenabschnitt an seiner einen Endseite aufweist, und ein Mutternelement mit einer Einsetzöffnung, durch welche ein Rohrelement eingesetzt wird, und mit darin ausgebildeten Innengewinden, die mit dem Außengewinde verschraubt werden. An einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts sind ringförmige Vorsprünge ausgebildet, und das Rohrelement, dessen Durchmesser erweitert wird, wird zwischen den ringförmigen Vorsprüngen und einer inneren Umfangsfläche des Mutternelements gehalten.
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Da bei der oben beschriebenen Rohrkupplung das Rohrelement zwischen den ringförmigen Vorsprüngen und der inneren Umfangsfläche des Mutternelements gehalten wird, werden auch in dem Fall, dass durch langandauernde Benutzung ein Lösen des Mutternelements auftritt, die Abdichtung zwischen distalen Enden der ringförmigen Vorsprünge und der inneren Umfangsfläche des Rohrelements sowie die Haltekraft des Rohrelements aufrecht erhalten. Somit ergibt sich eine stabile Dichtfähigkeit und das Lösen oder unbeabsichtigte Entfernen des Rohrelements wird zuverlässig verhindert.
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Bei der oben beschriebenen Rohrkupplung kann an einem Ende des Wellenabschnitts eine erste sich verjüngende, insbesondere konische Fläche ausgebildet sein. Ein ringförmiger Verriegelungsabschnitt kann an einer Kante der Öffnung der Einsetzöffnung in der Nähe der ersten konischen Fläche ausgebildet sein. Eine innere Wandfläche des Rohrelements mit erweitertem Durchmesser kann gegen die erste sich verjüngende Fläche gepresst werden, und der ringförmige Verriegelungsabschnitt des Mutternelements kann so angeordnet werden, dass er an einer äußeren Wandfläche des Rohrelements mit erweitertem Durchmesser anliegt. Da gemäß diesem Merkmal das Rohrelement zwischen der ersten sich verjüngenden Fläche des Wellenabschnitts und dem ringförmigen Verriegelungsabschnitt des Mutternelements gehalten wird, wird die Dichtfähigkeit weiter verbessert und das Lösen des Rohrelements kann noch zuverlässiger verhindert werden.
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Außerdem kann eine zweite sich verjüngende, insbesondere konische Fläche, die sich in einer Richtung zu dem Außengewinde nach außen erweitert, an einem Ende des Wellenabschnitts an einer Seite in der Nähe des Außengewindes ausgebildet sein. Eine dritte sich verjüngende, insbesondere konische Fläche kann an einer inneren Umfangsfläche des Mutternelements an einer Position, die der zweiten konischen Fläche zugewandt ist, ausgebildet sein. In diesem Fall wird das Rohrelement mit erweitertem Durchmesser zwischen der zweiten konischen Fläche und der dritten konischen Fläche gehalten. Da gemäß diesem Merkmal das Rohrelement zwischen der zweiten konischen Fläche des Wellenabschnitts und der dritten konischen Fläche des Mutternelements gehalten wird, wird das Lösen des Rohrelements zuverlässig verhindert.
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Außerdem sind Vorsprünge, die die Stärke des Festziehens des Mutternelements an dem Verbinderkörper regulieren, vorzugsweise an einer Endfläche des Mutternelements ausgebildet. Gemäß diesem Merkmal kann ein übermäßiges Festziehen des Mutternelements verhindert werden.
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Mehrere gekrümmte Nuten sind vorzugsweise an dem Verbinderkörper gegenüber den Vorsprüngen ausgebildet, wobei die mehreren gekrümmten Nuten Breiten haben, die das Einsetzen der Vorsprünge in die Nuten erlauben. Die Vorsprünge und die mehreren gekrümmten Nuten sind vorzugsweise auf einem gemeinsamen Umfang (gesehen in der axialen Richtung) angeordnet. Durch dieses Merkmal der Erfindung kann ein Arbeiter, der die Rohrkupplung verwendet, einfach darüber informiert werden, dass das Mutternelement ausreichend festgezogen ist.
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Außerdem können mutternseitige ringförmige Vorsprünge an der inneren Umfangsfläche des Mutternelements ausgebildet sein, so dass die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge gegen das Rohrelement mit erweitertem Durchmesser in Richtung zu Aussparungen pressen, die zwischen benachbarten ringförmigen Vorsprüngen ausgebildet sind. Da gemäß diesem Merkmal das Rohrelement zwischen den mutternseitigen ringförmigen Vorsprüngen und den ringförmigen Vorsprüngen, die an dem Wellenabschnitt ausgebildet sind, gehalten wird, kann die Dichtfähigkeit und die Haltekraft weiter verstärkt werden. Da die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge und die ringförmigen Vorsprünge, die an dem Wellenabschnitt ausgebildet sind, abwechselnd vorgesehen sind, kann außerdem das Deformieren des Rohrelements sanft durchgeführt werden.
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Des Weiteren können mutternseitige ringförmige Vorsprünge an der inneren Umfangsfläche des Mutternelements ausgebildet sein, so dass die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge gegen das Rohrelement mit erweitertem Durchmesser in Richtungen zu den ringförmigen Vorsprüngen pressen. Da gemäß diesem Merkmal das Rohrelement zwischen den mutternseitigen ringförmigen Vorsprüngen und den ringförmigen Vorsprüngen die auf dem Wellenabschnitt ausgebildet sind, gehalten wird, wird die Dichtfähigkeit und die Haltekraft weiter verbessert. Da die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge und die ringförmigen Vorsprünge, die an dem Wellenabschnitt ausgebildet sind, einander gegenüberliegen, wird die Kraft, mit welcher das Rohrelement gehalten wird, weiter erhöht.
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Mit der Rohrkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch in dem Fall, dass sich das Mutternelement durch externe Faktoren oder eine Verringerung der Belastung löst, eine stabile Dichtfähigkeit erreicht und das Herabfallen oder unbeabsichtigte Entfernen des Rohrelements wird zuverlässig verhindert.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Längsschnitt entlang einer axialen Richtung einer Rohrkupplung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein vergrößerter Längsschnitt eines Abschnitts A der Rohrkupplung gemäß 1;
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3 ist eine perspektivische Explosionsteildarstellung der Rohrkupplung gemäß 1;
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4 ist ein Längsschnitt entlang einer axialen Richtung einer Rohrkupplung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V der Rohrkupplung gemäß 4;
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6 ist ein vergrößerter Längsschnitt eines Abschnitts B der Rohrkupplung gemäß 4;
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7 ist ein vergrößerter Teillängsschnitt durch eine Rohrkupplung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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8 ist ein vergrößerter Teillängsschnitt durch eine Rohrkupplung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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9 ist ein vergrößerter Teillängsschnitt durch eine Rohrkupplung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen von Rohrkupplungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Eine Rohrkupplung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
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Die Rohrkupplung 10 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Kupplungs- oder Verbinderkörper 14 mit einer Durchgangsöffnung 12, die als ein Fluiddurchgang dient und in einer geraden Linie entlang einer axialen Richtung ausgebildet ist, und einer Einsetzöffnung 18, die einen kreisförmigen Querschnitt hat und in die ein Rohr (Rohrelement) 16 eingesetzt ist. Außerdem umfasst die Rohrkupplung 10 ein Mutternelement 20, welches das Rohr 16 dadurch hält, dass es auf den Verbinderkörper 14 aufgesetzt ist. Der Verbinderkörper 14, das Mutternelement 20 und das Rohr 16 können aus Kunststoff, insbesondere einem Fluorharz hergestellt sein.
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An dem Verbinderkörper 14 sind ein erster Außengewindeabschnitt 22 mit Gewinden, die einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt haben, an seiner äußeren Umfangsfläche in der Nähe eines Endes des Verbinderkörpers 14 und ein zweiter Außengewindeabschnitt 24 mit Gewinden, die einen gezackten Querschnitt haben, an der äußeren Umfangsfläche eines anderen Endes des Verbinderkörpers 14 vorgesehen. An einem Ende des ersten Außengewindeabschnitts 22 in der Nähe des zweiten Außengewindeabschnitts 24 sind ein ringförmiger Vorsprung 28, der über einen ringförmig abgestuften Teil 26, welcher durch eine ebene Fläche gebildet wird, die den Verbinderkörper 14 umkreist, radial nach außen vorsteht, und außerdem ein polygonaler Teil 30 zwischen dem ringförmigen Vorsprung 28 und dem zweiten Außengewindeabschnitt 24 ausgebildet. Der polygonale Teil 30 hat einen hexagonalen Querschnitt, damit ein Werkzeug, beispielsweise ein nicht dargestellter Schraubenschlüssel oder dergleichen, an dem Verbinderkörper 14 angreifen kann.
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An dem einen Ende des Verbinderkörpers 14 ist ein Wellenabschnitt 32 mit kleinem Durchmesser ausgebildet. Der Wellenabschnitt 32 mit kleinem Durchmesser weist eine Durchgangsöffnung 12 auf, die sich darin in der axialen Richtung erstreckt. Ein Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 kann auf den Wellenabschnitt 32 aufgesetzt werden. Eine erste konische Fläche 34, deren Durchmesser sich allmählich in der Richtung, in welcher das Rohr 16 eingesetzt wird, erweitert, ist an dem Ende des Wellenabschnitts 32 vorgesehen. Ein kleiner ringförmiger Vorsprung 36, der im Querschnitt die Form eines Sparren oder Sägezahns hat, ist an der ersten konischen Fläche 34 so ausgebildet, dass er von der ersten konischen Fläche 34 vorsteht (vgl. 2). In einem Übergangsbereich zwischen der ersten konischen Fläche 34 und der Durchgangsöffnung 12 ist ein erster abgeschrägter Abschnitt 38 ausgebildet, um das Auftreten von Flüssigkeitsansammlungen zu verhindern.
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Mehrere ringförmige Vorsprünge 40, die an einer inneren Wandfläche des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 anliegen, sind an einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 vorgesehen und gehen in die erste konische Fläche 34 über. Der Querschnitt des Umfangs der mehreren ringförmigen Vorsprünge 40 ist halbkreisförmig. Mehrere ringförmige Vorsprünge 40 sind in der axialen Richtung nebeneinander angeordnet, wobei zwischen ihnen jeweils festgelegte Abstände ausgebildet sind. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel sind fünf solcher ringförmigen Vorsprünge vorgesehen. Die Höhe der ringförmigen Vorsprünge 40 ist im Wesentlichen gleich. Außerdem müssen die ringförmigen Vorsprünge 40 nicht notwendigerweise mehrfach vorgesehen sein, sondern es kann auch lediglich ein solcher ringförmiger Vorsprung 40 vorgesehen sein.
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Ein Innengewindeabschnitt 42, der mit dem ersten Außengewindeabschnitt 22 des Verbinderkörpers 14 verschraubt werden kann, ist an einer inneren Umfangsfläche des Mutternelements 20 ausgebildet. Ein ringförmiger Vorsprung 44 ist an einer Außenseite des Mutternelements 20 angrenzend an die Einsetzöffnung 18 ausgebildet. Der Vorsprung 44 übernimmt eine Schutzfunktion für das Rohr 16, indem er das Abbrechen oder Umknicken des Rohres 16, das aus der Einsetzöffnung nach außen vorsteht, verhindert. Wenn sich der Durchmesser des distalen Endes des Vorsprungs 44 nach außen erweitert, wird der Vorteil erreicht, dass das Einsetzen des Rohres 16 vereinfacht wird.
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Ein ringförmiger Verriegelungsabschnitt 46, der als ein im Querschnitt spitzer Winkel ausgebildet ist, ist an einer Innenseite des Mutternelements 20 neben der Einsetzöffnung 18 ausgebildet. Der ringförmige Verriegelungsabschnitt 46 übernimmt die Funktion, mit der schrägen äußeren Umfangsfläche des Rohres 16 in Eingriff zu treten und das Rohr 16 zu der ersten konischen Fläche 34 des Verbinderkörpers 14 zu pressen, wenn das Mutternelement 20 an dem Verbinderkörper 14 festgezogen wird.
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An einer inneren Umfangsfläche des Mutternelements 20 ist zwischen dem ringförmigen Verriegelungsabschnitt 46 und dem Innengewindeabschnitt 42 ein ringförmiger Pressabschnitt 48 ausgebildet, der in Anlage gegen eine äußere Wandfläche des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 gepresst wird. Der ringförmige Pressabschnitt 48 hat eine zylindrische Oberfläche mit einem im Wesentlichen gleichmäßigen Innendurchmesser. Ein zweiter abgeschrägter oder abgerundeter Abschnitt 50, der einen festgelegten Krümmungsradius aufweist, ist an einem Ende des ringförmigen Pressabschnitts 48 in der Nähe des Innengewindeabschnitts 42 ausgebildet. Ein festgelegter Spalt oder Lücke ist zwischen dem ringförmigen Pressabschnitt 48 und allen ringförmigen Vorsprüngen 40 des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 vorgesehen. Die Abstände zwischen den jeweiligen Enden der ringförmigen Vorsprünge 40 und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 sind im Wesentlichen äquivalent zueinander, so dass, wie später beschrieben wird, zu der Zeit, zu welcher der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 ausgebildet wird, der Abstand zwischen den ringförmigen Vorsprüngen 40 und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 geringer ist als die Dicke des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser.
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Dementsprechend wird durch Festziehen des Mutternelements 20 auf dem Verbinderkörper 14 der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 zwischen den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 40 und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 gehalten und gegriffen. Hierdurch wird die innere Wandfläche des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser in engem Kontakt mit den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 40 gehalten und zwischen den jeweiligen distalen Enden der ringförmigen Vorsprünge 40 und der inneren Wandfläche des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser wird eine erste Dichtung gebildet.
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Indem die Festigkeit, mit welcher das Mutternelement 20 auf dem Verbinderkörper 14 festgezogen wird (Schraubtiefe), erhöht wird, wird das Rohr 16 zwischen dem ringförmigen Verriegelungsabschnitt 46 des Mutternelements 20 und der ersten konischen Fläche 34 des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 gegriffen. Hierdurch wird die erste konische Fläche 34 des Wellenabschnitts 32 mit Hilfe des ringförmigen Verriegelungsabschnitts 46 in engem Kontakt mit der schrägen inneren Wandfläche des Rohres 16 gehalten, und zwischen der ersten konischen Fläche 34 des Wellenabschnitts 32 und der schrägen inneren Wandfläche des Rohres 16 wird eine zweite Dichtung gebildet.
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Der Rohrverbinder 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweisen und Vorteile des Rohrverbinders 10 beschrieben.
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Zunächst wird das Rohr 16 entlang der Einsetzöffnung 18 des Mutternelements 20 eingesetzt, so dass das Ende des Rohres 16 bis zu einer festgelegten Länge auf der Innenseite des Mutternelements 20 positioniert wird.
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Als nächstes wird der Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 von der Seite des Innengewindeabschnitts 42 aus in das Mutternelement 20 eingesetzt, und der Innengewindeabschnitt 42 des Mutternelements 20 wird entlang des ersten Außengewindeabschnitts 22 des Verbinderkörpers 14 geschraubt.
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Wenn das Mutternelement 20 festgezogen wird, erfährt das Rohr 16 eine Erweiterung seines Durchmessers von seiner distalen Endseite entlang der ersten konischen Fläche 34 des Wellenabschnitts 32. Außerdem überlappen sich der ringförmige Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 und der Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 allmählich in axialer Richtung, wobei von der Seite, die der ersten schrägen Fläche 34 am nächsten liegt, einige der mehreren ringförmigen Vorsprünge 40 des Wellenabschnitts 32 gegenüber dem ringförmigen Pressabschnitt 48 platziert werden. Der ringförmige Pressabschnitt 48, der den ringförmigen Vorsprüngen 40 zugewandt ist, presst die Außenwandfläche mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 zu den ringförmigen Vorsprüngen 40.
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Im Einzelnen wird das Rohr 16, nachdem sein Durchmesser erweitert wurde, deformiert, wobei es von der Seite, die der ersten schrägen Fläche 34 am nächsten liegt, zusammengequetscht wird, und die Innenwand des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser wird in ihren Bereichen komprimiert, die in Kontakt mit den jeweiligen ringförmigen Vorsprüngen 40 stehen. An beiden Seiten dieser Bereiche erweitert sich dagegen die Innenwand diametral nach innen und wird in Zwischenräume zwischen den benachbarten ringförmigen Vorsprüngen 40 eingesetzt.
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Wenn dies durchgeführt wird, wird der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 ausgebildet und der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser wird zwischen den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 40 des Wellenabschnitts 32 und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 gehalten. Dementsprechend wird eine Abdichtung, nämlich die erste Abdichtung, zwischen den distalen Enden der mehreren ringförmigen Vorsprünge 40 und der Innenwandfläche des Rohres 16 erreicht.
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Wenn das Mutternelement 20 weiter festgezogen wird und das distale Ende des Mutternelements 20 an dem ringförmigen abgestuften Abschnitt 26 des Verbinderkörpers 14 zur Anlage kommt, tritt der ringförmige Verriegelungsabschnitt 46 des Mutternelements 20 in Eingriff mit der schrägen äußeren Umfangsfläche des Rohres 16 und presst das Rohr 16 zu der ersten konischen Fläche 34 des Verbinderkörpers 14. Hierdurch wird das Rohr 16 zwischen der ersten konischen Fläche 34 des Wellenabschnitts 32 und dem ringförmigen Verriegelungsabschnitt 46 des Mutternelements 20 gehalten und eine Dichtung, nämlich die zweite Dichtung, wird zwischen der ersten konischen Fläche 34 des Wellenabschnitts 32 und der schrägen inneren Wandfläche des Rohres 16 hergestellt.
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Wenn das Befestigen des Mutternelements 20 abgeschlossen ist, kann dementsprechend eine starke Dichtfähigkeit realisiert werden, da eine Abdichtung sowohl durch die erste Dichtung als auch durch die zweite Dichtung erreicht wird.
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Auch in dem Fall, dass eine Kraft zum Herausziehen des Rohres 16 in einer Richtung entgegen der Richtung, in welcher das Rohr 16 eingesetzt wurde, aufgebracht wurde, kann außerdem das Herausziehen des Rohres 16 aus dem Verbinderkörper 14 zuverlässig verhindert werden, weil das Rohr 16 zwischen dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 und den jeweiligen ringförmigen Vorsprüngen 40 des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 und auch zwischen dem ringförmigen Verriegelungsabschnitt 46 des Mutternelements 20 und der ersten konischen Fläche 34 des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 gehalten wird. Indem der kleine ringförmige Vorsprung 36, der an der ersten konischen Fläche 34 ausgebildet ist, in die innere Wandfläche des Rohres 16 einbeißt, wird außerdem erreicht, dass das Lösen oder unerwünschte Entfernen des Rohres 16 verhindert wird.
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Auch in dem Fall, dass sich die Befestigungskraft durch langandauernde Nutzung über einen ausgedehnten Zeitraum verringert und sich das Mutternelement 20 von dem Verbinderkörper 14 löst, werden hierdurch die jeweiligen ringförmigen Vorsprünge 40 des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 in einem festgelegten Abstand und in gegenüberliegender Beziehung zu dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 gehalten. Da ein Zustand aufrecht erhalten wird, in welchem der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 zwischen dem ringförmigen Pressabschnitt 48 und den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 40 gehalten wird, wird im Einzelnen wenigstens die Dichtkraft an der ersten Dichtung aufrecht erhalten und eine stabile Dichtfähigkeit kann kontinuierlich erreicht werden. Außerdem wird die Kraft, die das Rohr 16 zwischen den jeweiligen ringförmigen Vorsprüngen 40 und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 hält, aufrecht erhalten, so dass keine Gefahr besteht, dass sich das Rohr 16 von dem Verbinderkörper 14 trennt.
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Eine Rohrkupplung 60 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 4 bis 6 beschrieben. Diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei dem Rohrverbinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Die Rohrkupplung 60 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Rohrkupplung 10 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Rohrkupplung 60 Mittel zum Begrenzen der Festigkeit, mit welcher das Mutternelement 20 festgezogen wird (Aufschraubtiefe) aufweist und dass ein Arbeiter, welcher die Rohrkupplung 60 verwendet, darüber informiert wird, dass eine festgelegte Aufschraubtiefe erreicht wurde. Außerdem weist die Rohrkupplung 60 Mittel zum weiteren Greifen des Rohres 16 an einem distalen Ende des Abschnitts 16 amit erweiterten Durchmesser auf.
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An einer Endfläche des Mutternelements 20 an der Seite des Innengewindeabschnitts 42 sind einstückig mehrere zylindrische pfostenförmige Endflächenvorsprünge 62 ausgebildet. Die Endflächenvorsprünge 62 stehen um eine festgelegte Länge von der Endfläche des Mutternelements 20 vor. Andererseits sind an einem ringförmigen Vorsprung 28 des Verbinderkörpers 14 mehrere gekrümmte Nuten 64 vorgesehen, die sich an dem ringförmig abgestuften Abschnitt 26 öffnen. Die mehreren gekrümmten Nuten 64 haben jeweils die gleiche Form und eine Breite, die größer ist als der Durchmesser jeder der Endflächenvorsprünge 62. Sie sind gleichmäßig auf dem gesamten Umfang um die Achse des Verbinderkörpers 14 angeordnet. Gesehen entlang der axialen Richtung sind die jeweiligen Endflächenvorsprünge 62 auf dem gleichen Umfang positioniert wie der Umfang, auf dem die mehreren gekrümmten Nuten 64 angeordnet sind. Bei dem dargestellten Beispiel sind zwei Endflächenvorsprünge 62 an diametral gegenüberliegenden Seiten ausgebildet, während sechs gekrümmte Nuten 64, die jeweils eine Länge entsprechend einem zentralen Winkel von etwa 45° aufweisen, vorgesehen sind. Außerdem müssen die Endflächenvorsprünge 62 nicht notwendigerweise mehrfach vorgesehen sein, sondern es kann auch lediglich ein solcher Endflächenvorsprung 62 vorgesehen sein.
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An einem Ende des Wellenabschnitts 32 an einer Seite nahe den ersten Außengewindeabschnitt 22 des Verbinderkörpers 14 ist eine zweite konische Fläche 66 ausgebildet, die in einer Richtung zu dem ersten Außengewindeabschnitt 22 nach außen gespreizt ist. Eine dritte konische Fläche 68, die in einer Richtung zu dem Innengewindeabschnitt 42 nach außen gespreizt ist, ist zwischen dem Innengewindeabschnitt 42 und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 ausgebildet. Die zweite konische Fläche 66 des Verbinderkörpers 14 und die dritte konische Fläche 68 des Mutternelements 20 haben im Wesentlichen den gleichen Neigungswinkel, so dass dann, wenn das Mutternelement 20 auf den Verbinderkörper 14 festgezogen wird, beide konischen Flächen einander gegenüberliegen, wobei ein festgelegter Spalt dazwischen vorgesehen ist.
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Die Rohrkupplung 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweisen und Vorteile der Rohrkupplung 60 erläutert.
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Zunächst wird das Rohr 16 entlang der Einsetzöffnung 18 des Mutternelements 20 eingesetzt. Dann wird der Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 an der Seite des Innengewindeabschnitts 42 des Mutternelements 20 eingesetzt, und der Innengewindeabschnitt 42 des Mutternelements 20 wird entlang des ersten Außengewindeabschnitts 22 des Verbinderkörpers 14 gedreht und geschraubt.
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Wenn das Mutternelement 20 festgezogen wird, erfährt das Rohr 16 eine Erweiterung seines Durchmessers von seiner distalen Endseite her und der ringförmige Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 und der Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 überlappen einander allmählich in der axialen Richtung. Dementsprechend wird der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 zwischen den jeweiligen ringförmigen Vorsprüngen 40 des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 gegriffen.
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Wenn das Mutternelement 20 weiter festgezogen wird, bewegen sich die jeweiligen Endflächenvorsprünge 62, die an der Endfläche des Mutternelements 20 ausgebildet sind, in Richtung des ringförmigen abgestuften Abschnitts 26. Verbunden mit der Schraubbewegung des Mutternelements 20 und nachdem die jeweiligen Endflächenvorsprünge 62 sich an der ebenen Oberfläche des abgestuften Abschnitts 26 vorbeibewegt haben und in die jeweiligen gekrümmten Nuten 64 eingetreten sind (gesehen entlang der axialen Richtung), kollidieren die jeweiligen Endflächenvorsprünge 62 mit den inneren Seitenwänden der jeweiligen gekrümmten Nuten 64, wenn die jeweiligen Endflächenvorsprünge 62 an Positionen ankommen, an denen sie kurz davor sind, sich aus den jeweiligen gekrümmten Nuten 64 zu entfernen. Dadurch wird ein weiteres Festziehen des Mutternelements 20 über diese Position hinaus reguliert. Durch das Geräusch und das Gefühl eines Widerstandes, wenn die Endflächenvorsprünge 62 mit den inneren Seitenflächen der gekrümmten Nuten 64 kollidieren, wird der Arbeiter darüber informiert, dass das Festziehen des Mutternelements 20 eine festgelegte Größe erreicht hat. Anders ausgedrückt ist das Mutternelement 20 ausreichend festgezogen.
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Im Wesentlichen zu der gleichen Zeit, zu welcher die jeweiligen Endflächenvorsprünge 62 mit den inneren Seitenflächen der jeweiligen gekrümmten Nuten 64 kollidieren oder zu einem Zeitpunkt kurz vor dieser Kollision tritt der ringförmige Verriegelungsabschnitt 46 des Mutternelements 20 in Eingriff mit der schrägen äußeren Umfangsfläche des Rohres 16. Daraufhin wird das Rohr 16 zu der Seite der ersten konischen Fläche 34 des Verbinderkörpers 14 gepresst. Außerdem wird die distale Endseite des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 zwischen der zweiten konischen Fläche 66 des Verbinderkörpers 14 und der dritten konischen Fläche 68 des Mutternelements 20 gegriffen.
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Wenn das Festziehen des Mutternelements 20 in geeigneter Weise durchgeführt wurde, wird das Rohr 16 zwischen den jeweiligen ringförmigen Vorsprüngen 40 des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20, zwischen der ersten konischen Fläche 34 des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 und dem ringförmigen Verriegelungsabschnitt 46 des Mutternelements 20 und zwischen der zweiten konischen Fläche 66 des Verbinderkörpers 14 und der dritten konischen Fläche 68 des Mutternelements 20 gegriffen. Auch wenn eine Kraft zum Herausziehen des Rohres 16 in einer Richtung entgegen der Richtung, in welcher das Rohr 16 eingesetzt wurde, aufgebracht wird, kann auf diese Weise ein Herausziehen des Rohres 16 aus dem Verbinderkörper 14 zuverlässig verhindert werden.
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Eine Rohrkupplung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 7 beschrieben. Die Rohrkupplung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Rohrkupplung 60 gemäß der zweiten Ausführungsform lediglich im Hinblick auf einen Teil des Aufbaus des ringförmigen Pressabschnitts 48 des Mutternelements 20. 7 ist eine Ansicht entsprechend dem teilweise vergrößerten Längsschnitt der Rohrkupplung 60 gemäß der zweiten Ausführungsform, der in 6 gezeigt ist.
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An dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 sind mehrere mutternseitige ringförmige Vorsprünge 80 ausgebildet, die an der äußeren Wandfläche des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 anliegen. Die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 80 haben im Wesentlichen die gleiche Höhe und einen halbkreisförmigen Querschnitt und sind entlang der axialen Richtung angeordnet, wobei zwischen ihnen festgelegte Abstände vorgesehen sind. Die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 80 sind kleiner als die ringförmigen Vorsprünge 40, die an dem Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 ausgebildet sind. Wenn das Mutternelement 20 auf dem Verbinderkörper 14 festgezogen wird, werden die jeweiligen mutterseitigen ringförmigen Vorsprünge 80 an einer mittleren Position zwischen einem ringförmigen Vorsprung 40, der an dem Wellenabschnitt 32 ausgebildet ist, und einem danebenliegenden anderen ringförmigen Vorsprung 40 angeordnet.
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Wenn der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 über den Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 eingesetzt wird und das Mutternelement 20, das lose auf das Rohr 16 aufgesetzt ist, festgezogen wird, wird der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 zwischen den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 40, die auf dem Wellenabschnitt 32 ausgebildet sind, und den mehreren mutternseitigen ringförmigen Vorsprüngen 80, die auf dem ringförmigen Pressabschnitt 48 ausgebildet sind, gegriffen. Daher wird die Abdichtung zwischen den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 40 und der Innenwandfläche des Rohres 16 weiter erhöht, und die Kraft, mit welcher das Rohr 16 gehalten wird, wird weiter verbessert.
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Weil die mehreren ringförmigen Vorsprünge 40 und die mehreren mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 80 abwechselnd vorgesehen sind, baucht sich der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 an beiden Seiten jedes der ringförmigen Vorsprünge 40 radial nach innen aus, wobei er durch die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 80 gepresst wird, und wird so deformiert, dass er in die Zwischenräume zwischen den benachbarten ringförmigen Vorsprüngen 40 eintritt. Dadurch wird der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 einfach zu einer wellenförmigen Gestalt deformiert.
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Als nächstes wird eine Rohrkupplung gemäß einer vierten Ausführungsform mit Bezug auf 8 beschrieben. Die Rohrkupplung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Rohrkupplung 60 gemäß der zweiten Ausführungsform und von der Rohrkupplung gemäß der dritten Ausführungsform lediglich im Hinblick auf einen Teil des Aufbaus des ringförmigen Pressabschnitts 48 des Mutternelements 20. 8 ist eine Ansicht entsprechend dem teilweise vergrößerten Längsschnitt durch die Rohrkupplung 60 gemäß der zweiten Ausrührungsform, der in 6 gezeigt ist.
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An dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 sind mehrere mutternseitige ringförmige Vorsprünge 90 ausgebildet, die an der äußeren Wandfläche des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 anliegen. Die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 90 haben im Wesentlichen die gleiche Höhe mit halbkreisförmigem Querschnitt und sind entlang der axialen Richtung angeordnet, wobei zwischen ihnen festgelegte Abstände vorgesehen sind. Die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 90 sind kleiner als die ringförmigen Vorsprünge 40, die auf dem Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 ausgebildet sind. Wenn das Mutternelement 20 auf dem Verbinderkörper 14 festgezogen wird, werden die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 90 an Positionen angeordnet, die jeweils exakt einem der ringförmigen Vorsprünge 90 gegenüberliegen, welche auf dem Wellenabschnitt 32 ausgebildet sind.
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Wenn der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 auf den Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 aufgesetzt wird und das Mutternelement 20, das lose auf das Rohr 16 aufgesetzt ist, festgezogen wird, wird der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 zwischen den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 40, die auf dem Wellenabschnitt 32 ausgebildet sind, und den mehreren mutternseitigen ringförmigen Vorsprüngen 90, die auf dem ringförmigen Pressabschnitt 48 ausgebildet sind, gegriffen. Dadurch wird die Abdichtung zwischen den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 40 und der inneren Wandfläche des Abschnitts 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 weiter verbessert, und die Kraft, mit welcher das Rohr 16 gehalten wird, wird weiter verstärkt.
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Da die jeweiligen ringförmigen Vorsprünge und die jeweiligen mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 90 an Positionen angeordnet sind, die einander direkt gegenüberliegen, wird außerdem die Kraft, mit welcher das Rohr 16 durch die jeweiligen ringförmigen Vorsprünge 40 und die jeweiligen mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 90 gehalten wird, weiter erhöht.
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Als nächstes wird eine Rohrkupplung gemäß einer fünften Ausführungsform mit Bezug auf 9 beschrieben. Die Rohrkupplung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Rohrkupplung gemäß der ersten Ausführungsform lediglich im Hinblick auf Teile des Aufbaus des Wellenabschnitts 32 des Verbinderkörpers 14 und des ringförmigen Pressabschnitts 48 des Mutternelements 20. 9 ist eine Ansicht entsprechend dem teilweise vergrößerten Längsschnitt durch die Rohrkupplung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, der in 2 gezeigt ist.
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Mehrere ringförmige Vorsprünge 92, die an einer inneren Wandfläche des Abschnitts mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 anliegen, sind an einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 angrenzend an die erste schräge Fläche 34 ausgebildet. Jeder der ringförmigen Vorsprünge 92 hat einen sägezahnförmigen Querschnitt und umfasst an einer Seite in der Nähe des distalen Endes des Wellenabschnitts 32 eine schräge Fläche, die einen leicht ansteigenden Winkel relativ zu der axialen Richtung des Wellenabschnitts 32 aufweist. Er weist außerdem eine geneigte Fläche auf, die durch einen steil ansteigenden Winkel relativ zu der axialen Richtung des Wellenabschnitts 32 gebildet wird, an einer Seite, die von dem distalen Ende des Wellenabschnitts 32 entfernt ist. Hierdurch weisen die mehreren ringförmigen Vorsprünge 92 insgesamt eine Sägezahnform auf. Außerdem werden die Höhen der mehreren ringförmigen Vorsprünge 92 größer, je weiter sich ihre Positionen von dem distalen Ende des Wellenabschnitts 32 entfernen.
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Der ringförmige Pressabschnitt 48, der an der äußeren Wandfläche des Abschnitts mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 anliegt, umfasst eine konische Fläche 94, deren Durchmesser sich zu der Seite des zweiten abgeschrägten Abschnitts 50 erweitert, und eine zylindrische Fläche 96 mit einem gleichförmigen Innendurchmesser. In 9 verläuft eine Linie, welche die Spitzen der mehreren ringförmigen Vorsprünge 92 verbindet, im Wesentlichen parallel zu der Linie, welche die konische Fläche 94 definiert. Wenn das Mutternelement 20 auf dem Verbinderkörper 14 festgezogen wird, liegen von den mehreren ringförmigen Vorsprüngen 92 diejenigen, die dem distalen Ende des Wellenabschnitts 32 am nächsten liegen, gegenüber der zylindrischen Fläche 96, obwohl die Mehrzahl der mehreren ringförmigen Vorsprünge 92 der konischen Fläche 94 gegenüberliegt.
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Da der Abschnitt mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 zwischen den sägezahnförmigen ringförmigen Vorsprüngen 92, die auf dem Wellenabschnitt 32 des Verbinderkörpers 14 ausgebildet sind, und dem ringförmigen Pressabschnitt 48 des Mutternelements 20 gegriffen wird, wird insbesondere die Kraft, mit welcher das Rohr 16 gehalten wird, verstärkt.
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Die Rohrkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es versteht sich, dass verschiedene Alternativen oder zusätzliche Gestaltungen vorgesehen sein können ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können die mutternseitigen ringförmigen Vorsprünge 80, 90, die an dem Mutternelement 20 ausgebildet sind, so modifiziert werden, dass sie in einer helixförmigen oder spiralförmigen Gestalt vorstehen. Außerdem kann der Abschnitt 16a mit erweitertem Durchmesser des Rohres 16 durch eine separat vorgesehene Pressform ausgebildet werden, nachdem das Rohr 16 durch die Einsetzöffnung 18 des Mutternelements 20 eingesetzt wurde, aber bevor das Mutternelement 20 auf den Verbinderkörper 14 aufgesetzt wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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