DE102018006256A1 - Rohrverbinder zur Verbindung von zwei Rohr Enden - Google Patents

Abstract

Ein Rohrverbinder zur Verbindung von zwei Rohr-Enden 3,4, von denen eines aus Kunststoff besteht, schlägt mit der Anlagefläche 10 seiner Mittelplatte, welche den Schraubansatz umgibt, an eine das Innengewinde umgebende Stirnfläche 8 des Kunststoff-Rohres an. Dabei weist der Schraubansatz unmittelbar im Anschluß an die Stirnfläche der Mittelplatte 6 einen kreiszylindrischen Stützbund 12 auf, dessen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Außengewindes ist. Die Gewindegänge des Außengewindes laufen,in dem zugewandten Ende des Stützbund aus. Das Rohr-Ende weist zwischen seiner Stirnfläche und dem Innengewinde unmittelbar im Anschluß an die Stirnfläche eine entsprechende kreiszylindrische Ausdrehung auf, deren Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser des Gewindegrundes des Innengewindes. In der Stirnfläche der Mittelplatte liegt eine Ringnut 11, in die ein die Stirnfläche der Mittelplatte überragender elastischer Stützring eingeklemmt ist.

Description

• Die Rohrverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind allgemein als Maschinenelemente bekannt. Sie sind als Nippel oder Muffen beschrieben. Derartige Rohrverbinder sind bei Druckleitungen hohen Belastungen unterworfen. In beweglichen Geräten sind sie außerdem durch Erschütterungen und sonstige Relativbewegungen der beiden Rohr-Enden der Gefahr ausgesetzt, sich zu lösen und undicht zu werden. Die Rohrverbinder können zwar aus einem geeigneten Material, Metall, Messing, Stahl, hergestellt sein. Die zu verbindenden Rohr-Enden und Rohre sind jedoch anderen Einsatzbedingungen unterworfen und werden heute nicht selten aus Kunststoff hergestellt, der andere und mindere Festigkeitseigenschaften hat. Diese Situation trifft z.B. bei einem Feuerlöscher zu, bei dem die Auslaß-Armaturen an dem aus Kunststoff bestehenden Verschlußdeckel zum Verschließen des Löschmittelbehälters angebracht sind. In dem Löschmittelbehälter ist eine mit flüssigem CO₂ geladene Druckpatrone untergebracht und mit einem in dem Verschlußdeckel angelegten Druckkanal verbunden. Die Verbindung zwischen dem Auslaß der Druckpatrone und dem Rohr-Ende des Druckkanals muß über lange Zeit druckdicht sein. Der Feuerlöscher ist jedoch -z.B. in einem Kraftfahrzeug evtl. sogar liegend -siehe z.B. DE 10 2010 015 459 B4 -angebracht und dort dauernden Erschütterungen und Belastungen unterworfen.
• Es wird deshalb hier wie auch in anderen Anwendungsfällen bei ähnlichen Belastungen erforderlich und vorgeschrieben, dass der Rohrverbinder mit einem bestimmten Drehmoment in das Rohr-Ende eingeschraubt wird, so dass der Rohrverbinder sich bei Gebrauch und insbesondere durch Erschütterungen nicht lösen kann. Um dieses Mindest-Drehmoment aufzubringen, ist jedoch eine bestimmte Anpresskraft zwischen den Stirnflächen an Rohr-Ende und Rohrverbinder erforderlich. Diese Anpresskraft wiederum bewirkt, dass das Gewinde in dem Rohr-Ende ausreißt, wenn das Rohr-Ende aus Kunststoff hergestellt ist.
• Der Nippel wurde bisher mit einem in eine Radialnut eingelegten O-Ring gesichert und gedichtet. Dabei konnte das Mindest-Drehmoment nicht erreicht werden, wenn das Rohr-Ende oder die zu verbindenden Rohr-Enden aus Kunststoff hergestellt sind, also das Ende eines Kunststoffrohres darstellen.
• Aufgabe der Erfindung ist, einen Rohrverbinder und das zu verbindende Kunststoff-Rohr-Ende so auszubilden, dass beide mit hohem Drehmoment verschraubt werden können, ohne dass das Gewinde in dem Kunststoff-Rohr-Ende ausreißt.
• Die Lösung geschieht durch Ausbildung des Rohrverbinders nach Anspruch 1. Damit läßt sich eine dauerhaft feste und druckdichte Verbindung zwischen Rohrverbinder und Rohr-Ende gewährleisten. Das Ausreißen des Innengewindes des Rohr-Endes wird verhindert, da der Stützbund die Gewindestege abstützt.
• In der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 wird dieses Ziel dadurch befördert, dass durch die Flächenpressung der auf einander liegenden Stirnflächen in dem Bereich des Innengewindes des Kunststoff-Rohr-Endes keine inneren Spannungen entstehen. Die Stirnfläche der Mittelplatte, welche die Flächenpressung auf das Rohr-Ende des Kunststoff-Rohres ausübt, wird durch die Ringnut mit dem darin liegenden Gummi- oder Kunststoffring, der zwischen der Mittelplatte und dem Rohr-Ende eingequetscht wird und die erforderliche Dichtung bewirkt, auf eine schmale Ringfläche begrenzt, die auf ihrem Innenumfang radial weit von dem Innengewinde des Rohrendes entfernt ist.
• Die Weiterbildung nach Anspruch 3 betrifft die andere Seite des Rohrverbinder, welche in diesem Falle konventionell ausgebildet ist.
• In dieser Ausgestaltung eignet sich die Erfindung insbesondere zur Verwendung nach Anspruch 4 in einem Feuerlöscher zur Verbindung der Druckbehälter mit einem Rohransatz an der Kunststoffarmatur.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
• 1 zeigt ein Detail des Ausführungsbeispiels,
• 2 zeigt vergrößert die Ansicht II-II (3) auf den Rohrverbinder von 1
• 3 zeigt den Axialschnitt durch den Rohrverbinder nach 1.
• In den Figuren werden Teile gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen belegt. Die Beschreibung gilt für alle Figuren, es sei denn die Abweichung werden ausdrücklich beschrieben.
• Das Ausführungsbeispiel zeigt als Detail ein Stück des Verschlussdeckels 1, mit welchem der Löschmittelbehälter eines Hand-Feuerlöschers verschlossen ist. An den Verschlußdeckel ist eine Druckpatrone 2 angeschlossen, so dass bei verschlossenem Löschmittelbehälter die Druckpatrone in dessen Innerem liegt. Ein solcher Hand-Feuerlöscher ist zum Beispiel dargestellt in DE10 2010 012 215B4 . Hierauf wird Bezug genommen, u.a.durch die folgende kurze Beschreibung:
• Der Verschlussdeckel 1 , der das Ventil für den Auslaß des Löschmittels enthält, ist aus einem Kunststoff hergestellt. Der Verschlussdeckel 1 weist einen Schlauchstutzen (nicht gezeigt) zum Anbringen eines Löschschlauches mit dem daran befestigten Dosierventil auf. Der Schlauchstutzen ist über Auslaßkanal und Steigrohr mit dem Innenraum des Löschmittelbehälters verbunden.
• Der Behälter wird unter Druck gesetzt durch eine Druckpatrone 2, in welcher ein Druckmittel, z.B. Druckluft, CO₂ gespeichert ist. Die Druckpatrone 2 ist derart mit der Mündung eines Druckkanals 15 an dem Verschlussdeckel 1 fest durch Rohrverbinder 5 verbunden und ragt bei aufgesetztem Verschlussdeckel 1 in den Löschmittelbehälter.
• Zum Öffnen der Druckpatrone 2 wird -hier nixht dargestellt- ein Ventil, welches die Druckpatrone 2 verschließt, mittels eines Schlagstößels geöffnet. Der Schlagstößel ist fluchtend zu der Zentralachse der Druckpatrone 8 und zu dem ebenfalls fluchtenden aufsteigenden Ast des Druckkanals 15 gleitend und zugleich dichtend in dem Verschlussdeckel 1 geführt. Der Druckkanal 15 ist in dem Verschlussdeckel 1 U-förmig geführt. Auf seine freie Mündung ist ein Druckrohr gesetzt, welche in den Löschmittelbehälter ragt. Nun zu der Erfindung:
• Wie gesagt, ist der Verschlussdeckel 1 ist aus einem Kunststoff hergestellt. Es kann sich dabei zum Beispiel um ein PA6 der Fa. Rhodia handeln. Zum Anschluß der Druckpatrone besitzt der Verschlussdeckel 1 ein Rohr mit Rohr-Ende 4 und die Druckpatronen ein Auslaßrohr mit Rohr-Ende 3.
• Zur Verbindung der Rohr-Enden 3 und 4 dient ein Rohrverbinder 5.
• Es handelt sich um ein kurzes Rohrstück mit einem seine Enden verbindenden Zentralkanal 14, welches eine Mittelplatte 6 aufweist und einerseits gegenüber Rohr-Ende 4 als Nippel, andererseits gegenüber Rohr-Ende 3 als Muffe ausgebildet ist. Die Mittelplatte 6 ist zylindrisch, auf ihrem Umfang vorzugsweise als Sechskant zum Angriff eines Schraubenschlüssels ausgebildet. Der Rohrverbinder 5 wird mit dem Rohr-Ende 4 der Kunststoff-Armatur durch einen Schraubansatz 7 verbunden, der auf eine Stirnseite der Mittelplatte aufgesetzt ist. Der Schraubansatz 7 hat auf seinem Außenumfang ein Schraubgewinde 9, also ein Außen-Gewinde. Es entspricht in seiner Ausbildung und seinen Dimensionen einem Innen-Gewinde in dem Rohr-Ende 4, so dass der Schraubansatz in das Rohr-Ende 4 geschraubt werden kann. Dabei schlägt die Anlagefläche 10 der Mittelplatte 6 an die Stirnfläche 8 des Rohr-Endes 4 an.
• Die Anlagefläche 10 der Mittelplatte ist jedoch nur sehr schmal:
• In ihrem Aussen-Umfang ist Anlagefläche 10 begrenzt durch den größten Innen-Kreis, welcher innen in den Sechskant der Mittelplatte eingeschrieben ist.
• In ihrem Innen-Umfang ist Anlagefläche 10 begrenzt durch eine kreisförmige Ringnut 11, welche in die Stirnseite der Mittelplatte in axialer Richtung eingestochen ist und, welche sich auf die Stirnfläche 8 des Rohr-Endes 4 legt. Die Ringnut 11 schmiegt sich mit ihrer inneren Öffnungskante eng an den Schraubansatz 7 an. Darauf wird noch eingegangen. In diese Ringnut 11 wird ein O-Ring eingedrückt. Dabei ist die Tiefe der Ringnut etwas größer als der Radius des O- Rings. Der O-Ring ragt also mit einem kleinen Kreisabschnitt seines Querschnitts aus der Nut heraus, so dass er beim Einschrauben des Schraubansatzes 7 in das Rohr-Ende 4 zwischen der Stirnfläche 8 des Rohr-Endes 4 und der gegenüber liegenden Stirnseite der Mittelplatte -radial: an dem Innen-Umfang der Anlagefläche 10- eingequetscht wird. Der O-Ring hat daher nicht nur eine Dichtfunktion sondern auch die Funktion, einen Teil des Drehmoments beziehungsweise der Anpresskraft zwischen Mittelplatte und Rohr-Ende 4 aufzunehmen bzw. zu übertragen.
• Hierzu sei folgende Erklärung wiederholt:
• Es ist erforderlich und vorgeschrieben, dass der Rohrverbinder mit einem bestimmten Drehmoment in das Rohr-Ende eingeschraubt wird.
• Diese Vorschrift soll verhindern, dass der Rohrverbinder sich löst, was zum Beispiel bei Gebrauch und insbesondere durch Erschütterungen geschehen kann. Um dieses Mindest-Drehmoment aufzubringen, ist jedoch eine bestimmte Anpresskraft zwischen den Stirnflächen 8 und 10 erforderlich. Diese Anpresskraft wiederum bewirkt, dass das Gewinde in dem Rohr-Ende 4 ausreißt, da das Rohr-Ende 4 aus Kunststoff hergestellt ist.
• Um dies zu vermeiden, schließt sich in axialer Richtung das Schraubgewinde 9 des Schraubansatzes 7 nicht unmittelbar an die Ebene der Anlagefläche 10 der Mittelplatte 6 an.
• Vielmehr ist zunächst noch ein sich axial erstreckender kreis-zylindrischer Stützbund 12 dazwischen geschaltet, welcher - wie die Figuren ersehen lassen- im wesentlichen unmittelbar aus der Innenflanke der Nut 11 aufsteigt, also im Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der inneren Begrenzungskante der Ringnut 11 entspricht, d.h nur circa ein Zehntel mm kleiner ist als die innen umlaufende Oberkante der Ringnut. Ringnut 11 schmiegt sich also mit ihrer inneren Öffnungskante eng an den Stützbund 12 des Schraubansatzes 7 an.
• Dieser Stützbund schließt sich einerseits unmittelbar d.h. ohne Einstich an die Ebene der Anlagefläche 10 an und geht andererseits unmittelbar d.h. ohne dazwischenliegenden Einstich in das axiale Schraubgewinde 9 über.
• Dabei ist dieser Stützbund im Durchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Innengewindes = Durchmesser des Gewindegrundes des Rohr-Endes 4. Er bildet also eine Ringfläche 13, deren Dicke im wesentlichen der Gangtiefe des Innengewindes des Rohr-Endes entspricht, wobei die Gewindegänge -vorzugsweise mehrgängig- in dieser Ringfläche auslaufen.
• Das Rohr-Ende 4 einschließlich seines Innengewindes entspricht in Dimensionen und Gangzahl dem Außengewinde und dem Stützbund des Schraubansatzes 7.
• Der Schraubansatz 7 des Rohrverbinders 5 kann so weit in das Rohr-Ende 4 geschraubt werden, daß er mit seiner schmalen Anlagefläche 10 und dem aus der Ringnut 11 ragenden O-Ring an der Stirnfläche 8 des Rohr-Endes 4 anschlägt, die kreiszylindrischen Ausdrehung des Rohr-Endes 4 auf dem Stützbund 12 eng aufliegt und sein Außengewinde mit dem Innengewinde des Rohr-Endes 4 kämmt. Dabei laufen die Gewindegänge des Innengewindes des Rohr-Endes 4 an und auf der ihnen zugewandten Ringfläche 13 des Stützbundes 12 aus.
• Durch den Druck des zusammenquetschbaren O-Rings der Ringnut 11 und durch die hohe Flächenpressung in der nur schmalen ringförmigen Anlagefläche 10 des Rohrverbinders auf der Stirnfläche 8 des Rohr-Endes 4 ein großes Drehmoment über den Sechskant auf den Rohrverbinder ausgeübt und auf das Außengewinde des Rohr-Endes 4 übertragen werden. Der Stützbund verhindert, dass das Außengewinde des Rohr-Endes 4 ausreißt, da er die in ihm auslaufenden Gewindestege abstützt.
• Die Stirnseiten von Schraubansatz 7 und Rohr-Ende 4 müssen sich nicht dichtend berühren, da die Dichtigkeit vor allem durch den O-Ring der Ringnut 11 und die hohe Flächenpressung in der nur schmalen ringförmigen Anlagefläche 10 des Rohrverbinders auf der Stirnfläche 8 des Rohr-Endes 4 gegeben ist.
• Das Auslaßrohr der Druckpatrone bildet das zu verbindende Rohr-Ende 3. Ihm ist der Rohrverbinder mit einer Muffe zugewandt, indem die Mittelplatte 6 in dem Einlaßstück 14.1 des Zentralkanals 14 ein Innengewinde aufweist, welches dem Außengewinde am Auslaßrohr der Druckpatrone angepasst ist. Da sowohl das Auslaßrohr als auch der Rohrverbinder aus Stahl hergestellt sind, kann die Druckpatrone mit einem ausreichend hohen Drehmoment in das Innengewinde eingeschraubt werden, so dass sie sicher gehalten wird und die erforderliche Dichtigkeit gegeben ist.
• Bezugszeichenliste

• Verschlussdeckel	1
  Druckpatrone	2
  Auslaßrohr mit Rohr-Ende	3.
  Rohr mit Rohr-Ende 4,	Innen-Gewinde in Rohr-Ende 4
  Rohrverbinder	5
  Mittelplatte	6
  Schraubansatz	7
  Stirnfläche 8	am Rohr-Ende 4
  Schraubgewinde	9
  Anlagefläche 10	der Mittelplatte 6
  Innen-Kreis in den Sechskant der Mittelplatte eingeschrieben
  Ringnut	11
  Stützbund	12 Stützbund
  Gangtiefe sowie Dicke des Stützbundes	13
  Zentralkanal	14
  Einlaßstück	14.1
  Auslaßstück	14.2
  Druckkanal	15

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102010015459 B4 [0001]
• DE 102010012215 B4 [0011]

Claims (4)

1. Rohrverbinder zur Verbindung von zwei Rohr-Enden, deren eines Rohr-Ende ein Innengewinde aufweist,in welches ein Schraubansatz mit einem Außengewinde passt und einschraubbar ist, wobei der Schraubansatz koaxial auf einer zylindrischen Mittelplatte des Rohrverbinders sitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrverbinder (5) beim Einschrauben des Schraubansatzes (7) in das Innengewinde eines Kunststoff_Rohr-Endes (4) mit der Stirnfläche (10) der Mittelplatte (6), welche den Schraubansatz (7) umgibt, an eine das Innengewinde umgebende Stirnfläche (8) des Kunststoff-Rohres (4) anschlägt, dass der Schraubansatz (7) unmittelbar im Anschluß an die Stirnfläche (10) der Mittelplatte (6) einen kreiszylindrischen Stützbund (12) aufweist, • dessen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Außengewindes (9) ist, • wobei die Gewindegänge des Außengewindes in dem zugewandten Ende des Stützbund auslaufen, dass das Rohr-Ende (4) zwischen seiner Stirnfläche (8) und dem Innengewinde unmittelbar im Anschluß an die Stirnfläche eine kreiszylindrische Ausdrehung aufweist, • welche hinsichtlich Durchmesser und axialer Erstreckung den Dimensionen des Stützbundes (12) angepasst ist und • deren Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser des Gewindegrundes des Innengewindes.
2. Rohrverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stirnfläche der Mittelplatte eine Ringnut (11) liegt, • deren innerer Ringnut-Rand einen Durchmesser im wesentlichen entsprechend dem Außendurchmesser des Stützbundes hat, • deren äußerer Ringnut-Rand einen Durchmesser geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Stirnfläche der Mittelplatte hat, • und deren axiale Tiefe im wesentlichen ½ ihrer radialen Weite (Durchmesser-Differenz äußerer - innerer Ringnut-Rand) ist, dass in die Ringnut ein die Stirnfläche der Mittelplatte überragender elastischer Stützring eingeklemmt ist, und dass Schraubansatz und Außengewinde einerseits und Rohr-Ende (4) mit Innengewinde andererseits so dimensioniert sind, dass der Rohrverbinder in das Rohr-Ende bis zum Anschlag des Schraubansatzes auf die Stirnfläche des Rohr-Endes einschraubbar ist.
3. Rohrverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Rohr-Ende ein Außengewinde und der Rohrverbinder an seiner Mittelplatte ein entsprechendes Innengewinde aufweist.
4. Rohrverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Der Rohrverbinder ein Nippel ist, welcher im Löschmittelbehälter eines Feuerlöschers zum Anschluss einer Metall- oder Stahlpatrone, insbesondere CO_s-Druckpatrone (2) oder Kartusche für Zusatzmittel an das Rohr-Ende eines Rohransatzes des aus Kunststoff hergestellten Verschlußdeckels (1) dient, wobei das Auslassrohr der Patrone (2) bzw. Kartusche mit einem Außengewinde versehen ist, welches in das Innengewinde der Mittelplatte des Nippels paßt.

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