DE102017119201A1

DE102017119201A1 - Steckverbinder und Rohrverbindung mit einem Steckverbinder

Info

Publication number: DE102017119201A1
Application number: DE102017119201.8A
Authority: DE
Inventors: Mladen Milosevic; Srdjan Uzelac; Naro Engi; Heiko Auber
Original assignee: Norma Germany GmbH
Current assignee: Norma Germany GmbH
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2019-02-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (1) mit einem Endstück (2) und einem Einführzapfen (10), wobei sich entlang einer Kanalachse (A) eine Durchgangsöffnung (3) vom Endstück (2) durch den Einführzapfen (10) erstreckt und an einem Einführende (4) des Einführzapfens (10) durch eine Austrittsöffnung (5) ausmündet, und wobei der Einführzapfen (10) auf seiner Außenseite einen ersten Einführzahn (13) aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung (5) weiter von der Kanalachse (A) wegerstreckt. Außerdem betrifft die Erfindung eine Rohrverbindung (100) mit einem solchen Steckverbinder (1) und einem ersten Rohr (50), das mit einem Rohrmantel (51) einen Rohrkanal (52) ausbildet, der an einem Rohrende (53) eine Einschuböffnung (58) ausbildet, wobei der Einführzapfen (10) des Steckverbinders (1) in die Einschuböffnung (58) des Rohrkanals (52) eingeschoben ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder gemäß Anspruch 1 und eine Rohrverbindung mit einem derartigen Steckverbinder gemäß Anspruch 15.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verbindungseinrichtungen bekannt, um ein Rohr an einem Bestimmungselement, zum Beispiel einem zweiten Rohr, anschließen zu können.
Nachteilhaft an den bekannten Verbindungseinrichtungen ist, dass diese aus einer Vielzahl an Bauteilen bestehen, was die Herstellung, Logistik und Montage erschwert und teuer macht. Außerdem sind oftmals Spezialwerkzeuge für die Montage notwendig und eine automatisierte Montage ist teilweise nicht möglich. Deshalb werden viele Rohre bereits in der bestimmungsgemäßen Länge vorproduziert und mit den Verbindungseinrichtungen versehen. Hierdurch existiert eine Vielzahl an Bauteilnummern, mit entsprechend hohen Fertigungs-, Lager- und Logistikaufwendungen.
Weitere Probleme im Stand der Technik sind zu geringe Ausziehkräfte zwischen der Verbindungseinrichtung und dem Rohr und eine mangelhafte Dichtigkeit.
Besonders aufwendig ist im Stand der Technik die Fertigung von Wellrohren mit Glattstutzen, um am Glattstutzen eine Verbindungseinrichtung anbringen zu können. Weil sehr viele verschiedene Rohrlängen benötigt werden, muss für jede einzelne Rohrlänge der Extruder zur Herstellung der Wellrohre umgerüstet werden. Dies führt zu Maschinenstandzeiten. Weil jede einzelne Rohrlänge auch verwaltet und gelagert werden muss, sind die Kosten hierfür hoch.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Verbindungseinrichtung bereitzustellen, mit der ein Rohr schnell, kostengünstig, komfortabel und mit geringem Logistikaufwand angeschlossen werden kann. Dies soll nach Möglichkeit werkzeuglos und automatisiert geschehen können. Außerdem soll die Rohrlänge flexibel auswählbar sein. Die Lösung soll eine zuverlässige Dichtigkeit und hohe Ausziehkräfte aufweisen.
Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 und 15 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 14 und 16 bis 18.
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Endstück und einem Einführzapfen, wobei sich entlang einer Kanalachse eine Durchgangsöffnung vom Endstück durch den Einführzapfen erstreckt und an einem Einführende des Einführzapfens durch eine Austrittsöffnung ausmündet, und wobei der Einführzapfen auf seiner Außenseite einen ersten Einführzahn aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung weiter von der Kanalachse weg erstreckt.
Vorteilhaft hieran ist, dass der Steckverbinder einfach mit dem Einführzapfen in ein Rohr eingesteckt werden kann. Das ist schnell, einfach und kostengünstig. Der erste Einführzahn verhakt sich im Rohr, wodurch hohe Ausziehkräfte erzielt werden. Es ist außerdem möglich, die Montage an einem individuell auf Länge zugeschnittenen Rohr durchzuführen. Damit kann Meterware eingesetzt werden und der Logistikaufwand ist gering.
Die Kanalachse kann gerade verlaufen oder einen Richtungswechsel durchführen. Im Bereich des Einführzapfens sollte die Kanalachse vorzugsweise im Wesentlichen gerade oder exakt gerade verlaufen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Einführzapfen rotationssymmetrisch ausgebildet. Damit kann er für runde Rohre eingesetzt werden, was die Mehrheit aller Rohre darstellt.
Vorzugsweise weist der erste Einführzapfen eine zylindrische äußere Basisfläche auf, über welche der erste Einführzahn hinaussteht. Damit wird das Rohr aufgespannt und der erste Einführzahn kann in dem Rohrmantel verhaken.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsoption weist der erste Einführzapfen am Einführende eine Einführschräge auf. Hierdurch lässt er sich einfach in ein Rohrende einschieben.
Eine einfache kostengünstige Konstruktion wird optional dadurch erreicht, dass der Einführzapfen einteilig bzw. einstückig mit dem Endstück ausgebildet ist. Des Weiteren weisen der Einführzapfen und das Endstück vorzugsweise Kunststoff oder Metall auf. Es sind zur Herstellung des Einführzapfens und des Endstücks insbesondere Spritz- und Gussverfahren geeignet.
Des Weiteren bildet das Endstück vorzugsweise einen Rohranschlag aus, der sich weiter von der Kanalachse weg erstreckt als der erste Einführzahn. Damit ist die Einschubtiefe des Steckverbinders definiert, wodurch auf einfache Weise eine korrekte Montage gelingt. Hierzu sollte der Rohranschlag quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Kanalachse ausgerichtet sein. Vorzugsweise ist der Rohranschlag von einem umlaufenden Absatz oder einer umlaufenden Rippe ausgebildet.
Der an das Einführende anschließende Abschnitt der Durchgangsöffnung ist bevorzugt zylindrisch ausgebildet, insbesondere bis zum Endstück bzw. dem optionalen Rohranschlag. Damit kann ein stabiler Einführzapfen bei maximal großem Querschnitt der Durchgangsöffnung bereitgestellt werden. Um eine Querschittsverengung des Strömungskanals auf das notwendigste zu beschränken, sollte sich der im Bereich des Endstücks liegende Abschnitt der Durchgangsöffnung in Richtung des Einführzapfens verjüngen, vorzugsweise kegelförmig bzw. kegelstumpfförmig.
Das Design des ersten Einführzahns ist bevorzugt so gewählt, dass der erste Einführzahn eine Einführschräge ausbildet. Damit lässt sich der Einführzapfen mit geringer Kraft in ein Rohr schieben.
Nach einer speziellen Ausformung weist der erste Einführzahn eine kegel(stumpf)förmige äußere Mantelfläche auf. Hierdurch gelingt ein harmonisches Aufschieben.
Fernerhin sollte die äußere Mantelfläche des ersten Einführzahns eine Steigung relativ zur Kanalachse aufweisen, die kleiner als 30 Grad und vorzugsweise kleiner als 25 Grad ist. Hierdurch ist die Steigung noch so gering, dass das Aufschieben leichtgängig ist.
Optional ist vorgesehen, dass der erste Einführzahn auf der zum Endstück ausgerichteten Seite quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Kanalachse zurückspringt. Damit ist der erste Einführzahn stabil und gleichzeitig wird eine scharfe Kante bereitgestellt, mit der sich der erste Einführzahn im Rohr verhaken kann.
In einer speziellen Ausführungsform ist der erste Einführzahn benachbart zu einem ersten Dichtring angeordnet, insbesondere entlang der Kanalachse benachbart, und insbesondere angrenzend benachbart. Mit einem solchen Dichtring lässt sich die Dichtigkeit der Steckverbindung mit einem Rohr erhöhen. Der erste Einführzahn hat dann nicht nur die Aufgabe des Verhakens, sondern auch des Hebens des Rohres auf den Dichtring, ohne letzteren zu beschädigen. Die Dichtung ermöglicht insbesondere in Kombination mit einem Wellrohr eine dichte Steckverbindung. Die Wellrohre können hierdurch ohne Glattrohrstutzen gefertigt und einfach als Coil gelagert werden. Umrüstzeiten des Extruders entfallen. In der Produktion lässt sich das Wellrohr dann auf Länge schneiden und direkt auf den Einführzapfen aufschieben. Mit dem Dichtring wird eine prozesssichere Dichtheit gewährleistet, wohingegen die Auszugfestigkeit gegen Abrutschen im Wesentlichen durch den Einführzahn oder optionale weitere Einführzähne bewirkt ist.
Gemäß einer Ausführungsoption weist der erste Dichtring einen Außendurchmesser auf, der vorzugsweise in etwa dem größten Durchmesser des ersten Einführzahns entspricht, weiter bevorzugt überragt maximal 20 % des Dichtringquerschnitts den ersten Einführzahn, und besonders bevorzugt weist der erste Dichtring einen Außendurchmesser auf, der maximal so groß ist wie der größte Durchmesser des ersten Einführzahns. Damit kann der erste Einführzahn das Rohr leichtgängig und komfortabel über den ersten Dichtring führen. Die Dichtung wird vor allem durch die Einschnürung des Rohres hinter dem Einführzahn bewirkt.
Bei einer speziellen Ausführungsform ist benachbart zum ersten Einführzahn sowie auf der zum Endstück ausgerichteten Seite des ersten Einführzahns ein erster Dichtungssitz ausgebildet.
Der erste Dichtring sollte im ersten Dichtungssitz angeordnet sein. Mit Hilfe des Dichtungssitzes wird der Dichtring entlang der Durchgangsöffnung bzw. Kanalachse in Position gehalten. Der erste Dichtring kann beispielsweise ein O-Ring sein. Dieser lässt sich zur Montage über den ersten Einführzahn hinwegschieben. Hierzu sollte der erste Dichtring ein elastisches Material aufweisen.
Hierzu trägt insbesondere auch ein Design bei, gemäß dem der erste Dichtungssitz zwischen dem ersten Einführzahn und einem ersten Absatz ausgebildet ist. Dieser erste Absatz weist vorzugsweise eine zylindrische Außenfläche auf. Damit wird der Dichtring über den gesamten Umfang gegen ein Verschieben gestützt, wodurch Schäden vermieden werden. Außerdem wird eine in Umfangsrichtung gleichmäßige Stützung des Rohres hinter dem Dichtring erzielt (sofern es anliegt), wodurch eine gleichmäßige Dichtung mit dem ersten Dichtring erzielt wird.
Vorzugsweise entspricht der Außendurchmesser des ersten Absatzes dem größten Durchmesser des ersten Einführzahns. Damit wird der Dichtring in beide Richtungen gleichermaßen gestützt und die Einschnürung und Quetschung des Dichtrings durch das Rohr ist gleichmäßig sowie gut vorgebbar. Eine platzsparende Ausgestaltung mit zusätzlichem Verhaken mit dem Rohr gelingt, wenn der erste Absatz von einer umlaufenden ersten Rippe ausgebildet ist.
Fernerhin ist gemäß einer optionalen Ausgestaltung vorgesehen, dass der Einführzapfen auf seiner Außenseite wenigstens einen zweiten Einführzahn, nämlich exakt einen zweiten Einführzahn oder exakt zwei zweite Einführzähne oder wenigstens zwei zweite Einführzähne, aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung weiter von der Kanalachse wegerstreckt. Mit dem zweiten Einführzahn wird die Dichtigkeit erhöht und es werden höhere Ausziehkräfte erzielt. Hierzu sollte der zweite Einführzahn entlang der Durchgangsöffnung versetzt zum ersten Einführzahn angeordnet sein. Der zweite Einführzahn weist vorzugsweise eine kegel(stumpf)förmige äußere Mantelfläche auf. Außerdem sollte der zweite Einführzahn eine Einführschräge ausbilden. Die Mantelfläche des zweiten Einführzahns weist bevorzugt eine Steigung relativ zur Kanalachse auf, die kleiner als 30 Grad, vorzugsweise kleiner als 25 Grad und weiter bevorzug kleiner als 20 Grad ist. Idealer Weise ist vorgesehen, dass der zweite Einführzahn auf der zum Endstück ausgerichteten Seite quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Durchgangsöffnung zurückspringt. Die Vorteile der einzelnen optionalen technischen Details des zweiten Einführzahns entsprechen denjenigen, die zu den sinngemäßen Ausgestaltungsoptionen des ersten Einführzahns beschrieben sind.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist der zweite Einführzahn benachbart zu einem zweiten Dichtring angeordnet, insbesondere benachbart entlang der Kanalachse, und insbesondere angrenzend benachbart. Dieser Dichtring erhöht die Dichtigkeit zwischen dem Einführzapfen und einem aufgeschobenen Rohr. Bei dem zweiten Dichtring kann es sich um einen O-Ring handeln. Außerdem kann der zweite Dichtring ein elastisches Material aufweisen. Bevorzugt ist entlang der Kanalachse benachbart zum zweiten Einführzahn sowie auf der zum Endstück ausgerichteten Seite des zweiten Einführzahns ein zweiter Dichtungssitz ausgebildet. Der zweite Dichtungssitz kann zwischen dem zweiten Einführzahn und einem zweiten Absatz ausgebildet sein. Außerdem kann der zweite Absatz eine zylindrische Außenfläche aufweisen. Dabei sollte der Außendurchmesser des zweiten Absatzes dem größten Durchmesser des zweiten Einführzahns entsprechen. Vorzugsweise ist der zweite Absatz von einer umlaufenden zweiten Rippe ausgebildet. Des Weiteren sollte der zweite Dichtring einen Außendurchmesser aufweisen, der vorzugsweise in etwa dem größten Durchmesser des zweiten Einführzahns entspricht, weiter bevorzugt überragt maximal 20 % des Dichtringquerschnitts den zweiten Einführzahn, und besonders bevorzugt weist der zweite Dichtring einen Außendurchmesser auf, der maximal so groß ist wie der größte Durchmesser des zweiten Einführzahns. Die Vorteile der einzelnen optionalen technischen Details des zweiten Dichtrings und zweiten Dichtungssitzes entsprechen denjenigen, die zu den sinngemäßen Ausgestaltungsoptionen des ersten Dichtrings und des ersten Dichtungssitzes beschrieben sind.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsvariante ist vorgesehen, dass der Einführzapfen auf seiner Außenseite wenigstens einen dritten Einführzahn, nämlich exakt einen dritten Einführzahn oder exakt zwei dritte Einführzähne oder wenigstens zwei dritte Einführzähne, aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung weiter von der Kanalachse wegerstreckt. Mit dem dritten Einführzahn wird die Dichtigkeit erhöht und es werden höhere Ausziehkräfte erzielt. Dabei sollte der dritte Einführzahn entlang der Kanalachse versetzt zum ersten und/oder zweiten Einführzahn angeordnet sein. Dieser dritte Einführzahn weist bevorzugt eine kegel(stumpf)förmige äußere Mantelfläche auf. Außerdem sollte der dritte Einführzahn eine Einführschräge ausbilden. Die Einführschräge des dritten Einführzahns weist vorzugsweise eine Steigung relativ zur Kanalachse auf, die kleiner als 30 Grad, vorzugsweise kleiner als 25 Grad und weiter bevorzug kleiner als 20 Grad ist. Die Vorteile der einzelnen optionalen technischen Details des dritten Einführzahns entsprechen denjenigen, die zu den sinngemäßen Ausgestaltungsoptionen des ersten Einführzahns beschrieben sind.
Des Weiteren bietet sich eine Ausführung an, bei der der dritte Einführzahn auf der zum Endstück ausgerichteten Seite quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Durchgangsöffnung zurückspringt. Hierdurch lässt sich eine scharfe Kante bereitstellen, mit der sich der dritte Einführzahn verhaken kann. Trotzdem ist der dritte Einführzahn stabil.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist benachbart (insbesondere entlang der Kanalachse) zum dritten Einführzahn sowie auf der zum Endstück ausgerichteten Seite des dritten Einführzahns kein Dichtring angeordnet, und vorzugsweise kein Dichtungssitz ausgebildet, insbesondere bis zum nächsten Einführzahn oder bis zum Rohranschlag. Ohne einen Dichtring kann der dritte Einführzahn tiefer in den Rohrmantel eingreifen, weil das Rohr hinter dem dritten Einführzahn einschnüren kann ohne auf einen Dichtring zu treffen, wodurch besonders hohe Ausziehkräfte erreicht werden.
Ferner ist in einer speziellen Ausgestaltung vorgesehen, dass das Endstück einen Rohranschlag ausbildet, der sich weiter von der Kanalachse wegerstreckt als der erste, zweite und dritte Einführzahn. Damit wird verhindert, dass das Rohr über den Rohranschlag hinweggeschoben wird.
Nach einer optionalen Ausgestaltung ist die Steigung der Einführschräge des ersten Einführzahns größer als die Steigungen der Einführschrägen des zweiten und/oder des dritten Einführzahns. Der vorzugsweise auf der Seite des Einführendes liegende erste Einführzahn bildet damit die größte Gegenkraft beim Aufschieben, sodass das Rohr nach Überwindung des ersten Einführzahns leicht aufgleitet. Die Steigungen der Einführschrägen des zweiten und des dritten Einführzahns sind vorzugsweise gleich groß.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist der kleinste Durchmesser des ersten Einführzahns kleiner als der jeweils kleinste Durchmesser des zweiten und des dritten Einführzahns. Damit kann der Einführzapfen mit dem schmalen Ende einfach eingeschoben werden und der Rohrmantel wird gedehnt. Die kleinsten Durchmesser des zweiten und des dritten Einführzahns sind vorzugsweise gleich groß. Damit können der zweite und dritte Einführzahn ähnlich wirken hinsichtlich der Ausziehkräfte und des Abdichtens.
In einer Ausgestaltungsvariante sind die größten Durchmesser des ersten, zweiten und des dritten Einführzahns gleich groß. Damit können alle drei Einführzähne hinsichtlich der Ausziehkräfte und des Abdichtens ähnlich wirken.
Der erste und der zweite Dichtungssitz sollten baugleich sein. Das gilt auch für den ersten und den zweiten Dichtring. Beides trägt jeweils zu einer einfachen kostengünstigen Ausgestaltung bei.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist der Steckverbinder exakt einen ersten Einführzahn, exakt einen zweiten Einführzahn und exakt einen dritten Einführzahn auf. Die drei Einführzähne erzielen eine hohe Dichtigkeit und widerstehen hohen Ausziehkräften. Außerdem können Einführzähne mit und ohne Dichtring bzw. Dichtungssitz miteinander kombiniert sein. Der zweite Einführzahn sollte zwischen dem ersten Einführzahn und dem Endstück angeordnet sein. Der dritte Einführzahn sollte zwischen dem ersten Einführzahn und dem Endstück angeordnet sein. Außerdem sollte der dritte Einführzahn zwischen dem ersten Einführzahn und dem zweiten Einführzahn angeordnet sein.
Hohe Ausziehkräfte und eine hohe Dichtigkeit lassen sich erzielen, wenn zwischen dem Rohranschlag und dem nächstliegenden Einführzahn ein zylindrischer äußerer Zwischenabschnitt angeordnet ist. Es ist ebenfalls zu bevorzugen, wenn zwischen benachbarten Einführzähnen, vorzugsweise zwischen allen benachbarten Einführzähnen ein zylindrischer äußerer Zwischenabschnitt angeordnet ist. Die hierdurch entstehenden Abstände ermöglichen dem Rohr eine große Einschnürung, wodurch die Ausziehkräfte durch gutes Verhaken hoch sind. Außerdem kann sich das Rohr gegebenenfalls auch abstützen. Vorzugsweise weist der erste Zwischenabschnitt vor dem ersten Einführzahn einen kleineren Durchmesser auf, als die weiteren Zwischenabschnitte. Damit braucht das Rohr an dieser Stelle nicht soweit gedehnt werden wie näher am Endstück und lässt sich leicht aufschieben.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Rohrverbindung mit einem Steckverbinder wie er vor- und nachstehend beschrieben ist, und einem ersten Rohr, das mit einem Rohrmantel einen Rohrkanal ausbildet, der an einem Rohrende eine Einschuböffnung ausbildet, wobei der Einführzapfen des Steckverbinders in die Einschuböffnung des Rohrkanals eingeschoben ist, insbesondere linear ohne Rotation, also vorzugsweise eingesteckt. Hierdurch wird eine einfache und kostengünstige Verbindung bereitgestellt, die insbesondere auch mit individuellen Rohrlängen aus Endlosrohren funktioniert. Dabei sollte das erste Rohr einen Innendurchmesser aufweisen, der kleiner ist als der größte Durchmesser des Einführzapfens. Hierdurch wird eine Klemmung erzielt, welche zur Dichtigkeit und zu hohen Ausziehkräften beiträgt. Für ein einfaches Aufschieben sollte der Außendurchmesser des Einführzapfens am Einführende allerdings kleiner sein als der Innendurchmesser des ersten Rohres, was sich insbesondere mit Hilfe der optionalen Einführschräge erzielen lässt. Sofern der Einführzapfen Zwischenabschnitte vorsieht, bietet sich eine Abstimmung an, bei welcher der Innendurchmesser des ersten Rohres kleiner ist als der Durchmesser des Einführzapfens im Bereich der Zwischenabschnitte. Damit kann sich das Rohr im Bereich der Zwischenabschnitte einschnüren und am Einführzapfen anlegen. Vorzugsweise erstreckt sich der Steckverbinder nicht in einen Bereich auf der Außenseite des Rohrmantels.
Bei einer besonderen Ausführungsvariante ist das erste Rohr ein Wellrohr. Bei einem solchen können sich einerseits die Einführzähne gut verhaken und zum anderen der oder die optionalen Dichtringe zum Abdichten anlegen. Der größte Vorteil liegt darin, dass endlos gefertigte Wellrohre ohne endseitige Glattabschnitte mit dem Steckverbinder kombinierbar sind. Diese sind günstig in der Herstellung und Verwaltung.
Dabei ist es für eine stabile Verbindung von besonderem Vorteil, wenn der erste Einführzahn in einen Wellenberg der Außenfläche des Rohrmantels hineinragt. Hier kann er sich nämlich formschlüssig einhaken.
Sofern der erste Einführzahn benachbart zu einem ersten Dichtring angeordnet ist, bietet sich eine Ausführung an, bei der der erste Dichtring an der Innenfläche des Rohrmantels anliegt. Vorzugsweise liegt er im Bereich eines Wellentals der Außenfläche an der Innenfläche des Rohrmantels an.
Des Weiteren kann die Durchgangsöffnung des Steckverbinders im Bereich des Endstücks eine Eintrittsöffnung aufweisen. Optional ist an die Eintrittsöffnung ein zweites Rohr oder ein Gehäuse oder ein Behältnis angeschlossen.
Bei Bedarf kann vorgesehen sein, dass das erste Rohr zwischen dem Einführzapfen und einer separaten Rohrschelle eingeklemmt ist. Hierdurch sind eine höhere Dichtigkeit und höhere Ausziehkräfte erzielbar. Aus Kostengründen ist es jedoch in vielen technischen Anwendungsfällen zu bevorzugen, wenn keine zusätzlichen Fixiermittel außer dem Steckverbinder vorhanden sind.
Zwischen dem Endstück und dem zweiten Rohr können Koppelelemente ausgebildet sein, über die das Endstück und das zweite Rohr miteinander verbunden sind. In ganz spezieller Ausführung weist der Steckverbinder einen zweiten Einführzapfen auf, welcher wiederum die einzelnen vorgenannten optionalen Merkmale aufweisen kann.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch einen Steckverbinder; und
2 einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung mit einem Steckverbinder und einem Rohr.

1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Steckverbinder 1 mit einem Endstück 2 und einem Einführzapfen 10, die einteilig bzw. einstückig miteinander sowie rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Der Einführzapfen 10 und das Endstück 2 können beispielsweise aus Kunststoff oder Metall bestehen. Eine Durchgangsöffnung 3 erstreckt sich durch das Endstück 2 und durch den Einführzapfen 10. Die Durchgangsöffnung 3 ist im Bereich des Einführzapfens 10 zylindrisch und im Bereich des Endstücks 2 kegelförmig bzw. kegelstumpfförmig ausgestaltet. Insbesondere verjüngt sich der im Bereich des Endstücks 2 liegende Abschnitt der Durchgangsöffnung 3 in Richtung des Einführzapfens 10.
An einem endseitigen Einführende 4 des Einführzapfens 10 mündet die Durchgangsöffnung 3 durch eine Austrittsöffnung 5 aus. An diesem Einführende 4 ist eine äußere Einführschräge 6 am Einführzapfen 10 ausgebildet.
Der Einführzapfen 10 weist auf seiner Außenseite exakt einen ersten Einführzahn 13, exakt einen zweiten Einführzahn 20 und exakt einen dritten Einführzahn 30 auf. Dabei sind der erste, zweite und dritte Einführzahn 20 jeweils entlang der Durchgangsöffnung 3 versetzt zueinander angeordnet. Insbesondere liegen der zweite und dritte Einführzahn 20 zwischen dem ersten Einführzahn 13 und dem Endstück 2, wobei der dritte Einführzahn 30 zwischen dem ersten Einführzahn 13 und dem zweiten Einführzahn 20 angeordnet ist.
Der erste, zweite und dritte Einführzahn 13, 20, 30 stehen jeweils mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung 5 weiter von der Durchgangsöffnung 3 bzw. deren Kanalachse A weg. Hierfür weisen der erste, zweite und dritte Einführzahn 13, 20, 30 jeweils eine kegelstumpfförmige äußere Mantelfläche auf, wodurch jeweils eine Einführschräge ausgebildet wird. Die äußeren Mantelflächen des ersten, zweiten und dritten Einführzahns 13, 20, 30 haben jeweils eine Steigung relativ zur Durchgangsöffnung 3 bzw. zur Kanalachse A der Durchgangsöffnung 3, die kleiner als 25 Grad ist. Die Steigungen des zweiten und dritten Einführzahns 20, 30 sind gleich groß sowie kleiner als 20 Grad. Erkennbar ist die Steigung der Einführschräge des ersten Einführzahns 13 größer als die Steigungen der Einführschrägen des zweiten und des dritten Einführzahns 20, 30. Außerdem ist der kleinste Durchmesser des ersten Einführzahns 13 kleiner als der jeweils kleinste Durchmesser des zweiten und des dritten Einführzahns 20, 30. Die kleinsten Durchmesser des zweiten und des dritten Einführzahns 20, 30 sind wiederum gleich groß. Demgegenüber sind die größten Durchmesser des ersten, zweiten und des dritten Einführzahns 13, 20, 30 jeweils gleich groß.
Ferner erkennt man, dass der Einführzapfen 10 auf seiner Außenseite jeweils vor den Einführzähnen 13, 20, 30, d.h. auf der in Richtung des Einführendes 4 weisenden Seite, einen zylindrischen Zwischenabschnitt 17, 24, 31 aufweist. Ein zylindrischer vierter Zwischenabschnitt 8 des Einführzapfens 10 ist auf dessen Außenseite direkt vor dem Endabschnitt 2 angeordnet, insbesondere zwischen dem zweiten Einführzahn 20 und dem Endstück 2. Der erste Zwischenabschnitt 17 vor dem ersten Einführzahn 13 hat einen kleineren Durchmesser als die weiteren Zwischenabschnitte 8, 24, 31, welche alle den gleichen Durchmesser haben. Die weiteren Zwischenabschnitte 8, 24, 31 bilden hierdurch eine zylindrische äußere Basisfläche des Einführzapfens 10 aus, über welche der erste, zweite und dritte Einführzahn 13, 20 ,30 hinausstehen.
Des Weiteren sind die Zahnflanken, welche auf der zum Endstück 2 ausgerichteten Seite am höchsten Punkt des jeweiligen Einführzahns 13, 20, 30 auf die Mantelfläche stoßen, bei dem ersten, zweiten und dritten Einführzahn 13, 20 ,30 jeweils quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Durchgangsöffnung 3 bzw. der Kanalachse A der Durchgangsöffnung 3 ausgerichtet.
Der erste Einführzahn 13 ist benachbart zu einem ersten Dichtring 14 und der zweite Einführzahn 20 benachbart zu einem zweiten Dichtring 21 angeordnet. Die Außendurchmesser des ersten und zweiten Dichtrings 14, 21 sind gleich groß und entsprechen im Wesentlichen dem größten Durchmesser des ersten und zweiten Einführzahns 13, 20. Benachbart zum ersten und zweiten Einführzahn 13, 20 ist jeweils auf der zum Endstück 2 ausgerichteten Seite des ersten und zweiten Einführzahns 13, 20 ein Dichtungssitz 15, 22 ausgebildet, in dem der erste und zweite Dichtring 14, 21 angeordnet ist. Der erste und der zweite Dichtungssitz 15, 22 sind baugleich.
Im Besonderen sind der erste Dichtungssitz 15 zwischen dem ersten Einführzahn 13 und einem ersten Absatz 16 sowie der zweite Dichtungssitz 22 zwischen dem zweiten Einführzahn 20 und einem zweiten Absatz 23 ausgebildet. Dabei sind der erste und zweite Absatz 16, 23 jeweils von einer umlaufenden Rippe mit zylindrischer Außenfläche ausgebildet. Die Außendurchmesser des ersten und zweiten Absatzes 16, 23 entsprechen dem größten Durchmesser des ersten und zweiten Einführzahns 13, 20.
Der erste und zweite Dichtring 14, 21 sind baugleich. Insbesondere wird jeweils ein O-Ring eingesetzt, der ein elastisches Material aufweist bzw. aus einem solchen besteht.
Fernerhin bildet das Endstück 2 einen Rohranschlag 7 aus, der sich radial weiter von der Kanalachse A wegerstreckt als der erste, zweite und dritte Einführzahn 13, 20, 30. Der Rohranschlag 7 ist quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Durchgangsöffnung 3 bzw. deren Kanalachse A ausgerichtet. Außerdem ist der Rohranschlag 7 von einem umlaufenden Absatz oder einer umlaufenden Rippe mit zylindrischer Außenfläche ausgebildet. Der Bereich, welcher mit einer Schnittlinie angedeutet ist und sich an das Endstück 2 anschließt, kann in vielfältiger Weise fortgesetzt sein. Hier können beispielsweise Dichtungen und Koppelmittel für ein zweites Rohr angeordnet sein. Es kann sich jedoch beispielsweise auch ein Gehäuse anschließen. Dieser Bereich ist nicht mehr als zum Steckverbinder gehörend anzusehen und kann auch unsymmetrisch ausgestaltet sein.
Im Gegensatz zum ersten und zweiten Einführzahn 13, 20 ist benachbart sowie auf der zum Endstück 2 ausgerichteten Seite des dritten Einführzahns 30 kein Dichtring angeordnet. Es ist benachbart zum dritten Einführzahn 30 nicht einmal ein Dichtungssitz ausgebildet.
2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung 100 mit einem Steckverbinder 1 wie er in 1 gezeigt ist und einem ersten Rohr 50.
Das erste Rohr 50 hat einen Rohrmantel 51 mit einer Außenfläche 56 und einer Innenfläche 57. Mit dem Rohrmantel 51 wird ein Rohrkanal 52 ausgebildet. Der Rohrkanal 52 endet an einem Rohrende 53, das eine Einschuböffnung 58 für den Steckverbinder 1 ausbildet. Das erste Rohr 50 ist ein Wellrohr, wobei auf der Außenfläche 56 Wellenberge 54 und Wellentäler 55 ausgebildet sind.
Der Einführzapfen 10 des Steckverbinders 1 ist in die Einschuböffnung 58 des Rohrkanals 52 eingeschoben, insbesondere linear ohne Rotation, das heißt eingesteckt. Das Rohrende 53 steht dabei stirnseitig mit dem Rohranschlag 7 in Kontakt. Das erste Rohr 50 ist in seiner gedehnten Form dargestellt. Der kleinere Rohrdurchmesser des ersten Rohres 50 im Bereich benachbart zum Einführzapfen 10 zeigt, wie stark das erste Rohr 50 über dem Einführzapfen 10 gedehnt ist. Der Einführzapfen 10 verformt sich maximal geringfügig, eher jedoch überhaupt nicht.
Erkennbar weist das erste Rohr 50 im ungedehnten Zustand einen Innendurchmesser auf, der kleiner ist als der größte Durchmesser des Einführzapfens 10. Insbesondere ist der Innendurchmesser des ersten Rohres 50 auch kleiner als der Durchmesser des Einführzapfens 10 im Bereich der Zwischenabschnitte 8, 14, 24, 31. Aufgrund der Einführschräge 6 ist der Durchmesser des Einführzapfens 10 am Einführende 4 allerdings kleiner als der Innendurchmesser des ersten Rohres 50.
Vorzugsweise ragt der erste, der zweite und der dritte Einführzahn 13, 20, 30 jeweils von innen in einen Wellenberg 54 der Außenfläche 56 des Rohrmantels 51 hinein. Damit ist der Rohrmantel 52 formschlüssig an den Einführzähnen 13, 20, 30 verhakt.
Der erste und zweite Dichtring 14, 21 liegt auch unabhängig von der gezeigten Ausführungsform bevorzugt jeweils im Bereich eines Wellentals 55 der Außenfläche 57 an der Innenfläche 57 des Rohrmantels 51 an. Vorzugsweise ist dabei das Wellental 55 auf der Innenseite des Rohrmantels 51 schmäler als die Dichtsitze 15, 22 breit sind. Damit kann das gesamte Wellental 55 in den Dichtsitz 15, 22 hineinfallen, insbesondere soweit, dass ein Kräftegleichgewicht zwischen der Einschnürkraft des Rohrmantels 51 und der Gegenkraft der Dichtringe 14, 21 hergestellt ist.
Wie man sieht, erstreckt sich der Steckverbinder 1 nicht in einen Bereich auf der Außenseite des Rohrmantels 51 beziehungsweise über die Außenfläche 56. Hierdurch liegt ein schlanker Aufbau vor.
In Abweichung zu 1 ist die Darstellung der 2 im Bereich des Endstücks 2 erweitert. Eine Eintrittsöffnung 9 der Durchgangsöffnung 3 im Bereich des Endstücks 2 liegt jedoch immer noch außerhalb der Darstellung auf. An die Eintrittsöffnung 9 ist ein zweites Rohr anschließbar, wofür optionale Koppelmittel zwischen dem Endstück 2 und dem zweiten Rohr ausbildbar sind.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
Insbesondere sind auch mehr als ein zweiter Einführzahn, nämlich zwei oder mehr zweite Einführzähne, und/oder mehr als ein dritter Einführzahn, nämlich zwei oder mehr dritte Einführzähne vorsehbar.
An das Endstück können sich außerdem Bauteile wie Koppelmittel oder ein Gehäuse anschließen. Diese können einteilig mit dem Endstück ausgebildet sein. Außerdem können diese eine unsymmetrische Form haben.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbinder
2: Endstück
3: Durchgangsöffnung
4: Einführende
5: Austrittsöffnung
6: Einführschräge
7: Rohranschlag
8: vierter Zwischenabschnitt
9: Eintrittsöffnung
10: Einführzapfen
13: erster Einführzahn
14: erster Dichtring
15: erster Dichtungssitz
16: erster Absatz
17: erster Zwischenabschnitt
20: zweiter Einführzahn
21: zweiter Dichtring
22: zweiter Dichtungssitz
23: zweiter Absatz
24: zweiter Zwischenabschnitt
30: dritter Einführzahn
31: dritter Zwischenabschnitt
50: erstes Rohr
51: Rohrmantel
52: Rohrkanal
53: Rohrende
54: Wellenberg (der Außenfläche)
55: Wellental (der Außenfläche)
56: Außenfläche
57: Innenfläche
58: Einschuböffnung
100: Rohrverbindung
A: Kanalachse

Claims

Steckverbinder (1) mit einem Endstück (2) und einem Einführzapfen (10), wobei sich entlang einer Kanalachse (A) eine Durchgangsöffnung (3) vom Endstück (2) durch den Einführzapfen (10) erstreckt und an einem Einführende (4) des Einführzapfens (10) durch eine Austrittsöffnung (5) ausmündet, und wobei der Einführzapfen (10) auf seiner Außenseite einen ersten Einführzahn (13) aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung (5) weiter von der Kanalachse (A) wegerstreckt.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführzapfen (10) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einführzapfen (10) am Einführende (4) eine Einführschräge (6) aufweist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (2) einen Rohranschlag (7) ausbildet, der sich weiter von der Kanalachse (A) wegerstreckt als der erste Einführzahn (13).
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einführzahn (13) eine kegelförmige äußere Mantelfläche aufweist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einführzahn (13) auf der zum Endstück (2) ausgerichteten Seite quer zur Kanalachse (A) zurückspringt.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einführzahn (13) benachbart zu einem ersten Dichtring (14) angeordnet ist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zum ersten Einführzahn (13) sowie auf der zum Endstück (2) ausgerichteten Seite des ersten Einführzahns (13) ein erster Dichtungssitz (15) ausgebildet ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dichtungssitz (15) zwischen dem ersten Einführzahn (13) und einem ersten Absatz (16) ausgebildet ist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführzapfen (10) auf seiner Außenseite wenigstens einen zweiten Einführzahn (20) aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung (5) weiter von der Kanalachse (A) wegerstreckt.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Einführzahn (20) benachbart zu einem zweiten Dichtring (21) angeordnet ist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführzapfen (10) auf seiner Außenseite wenigstens einen dritten Einführzahn (30) aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung (5) weiter von der Kanalachse (A) wegerstreckt.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zum dritten Einführzahn (30) sowie auf der zum Endstück (2) ausgerichteten Seite des dritten Einführzahns (30) kein Dichtring angeordnet ist.
Steckverbinder (1) gemäß einer Kombination der Ansprüche 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieser exakt einen ersten Einführzahn (13), exakt einen zweiten Einführzahn (20) und exakt einen dritten Einführzahn (30) aufweist.
Rohrverbindung (100) mit einem Steckverbinder (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einem ersten Rohr (50), das mit einem Rohrmantel (51) einen Rohrkanal (52) ausbildet, der an einem Rohrende (53) eine Einschuböffnung (58) ausbildet, wobei der Einführzapfen (10) des Steckverbinders (1) in die Einschuböffnung (58) des Rohrkanals (52) eingeschoben ist.
Rohrverbindung (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rohr (50) ein Wellrohr ist.
Rohrverbindung (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einführzahn (13) in einen Wellenberg (54) der Außenfläche (56) des Rohrmantels (51) hineinragt.
Rohrverbindung (100) nach einem der Ansprüche 16 oder 17 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dichtring (14) an der Innenfläche (57) des Rohrmantels (51) anliegt.