DE19609257C2

DE19609257C2 - Rohrverbindung

Info

Publication number: DE19609257C2
Application number: DE19609257A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr Ing Diederichs
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Mapress GmbH and Co KG
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2016-02-29
Also published as: CZ276298A3; KR19990087281A; JP2000505531A; WO1997032153A1; US6059338A; PL328869A1; EP0883771A1; CA2248301A1; DE19609257A1; CN1212750A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches; sie betrifft ferner eine Rohrverbindung gemäß dem Gatttungsbegriff des Nebenanspruchs.

Eine gattungsmäßige Rohrverbindung ist unter der Bezeichnung "Geberit Mepla" aus der Praxis und aus einem Prospekt GD/1836/2.95/25.0 D der FA: Geberit GmbH, D-88630 Pfullendorf, bekannt. Bei diesem System wird auf einen Rotguß-Fitting ein sogenanntes Verbundrohr aufgeschoben, wobei das Verbundrohr aus einem die Flüssigkeit transportierenden Innenrohr mit einem Aluminiummantel und einem darüberliegenden, den Außenschutz übernehmenden Hüllrohr besteht. Innenrohr und Hüllrohr sind aus Kunststoff gefertigt. Der Fitting weist einen in Längsrichtung sich erstreckenden hülsenartigen Bereich auf, der mit einem Anschlag versehen ist, bis zu dem das zu verbindende Rohr aufgeschoben wird. Der dem Anschlag benachbarte Bereich weist zwei Innennuten auf, in denen je ein Dichtring angeordnet ist. Der restliche Abschnitt ist stark konturiert, so daß sich das aufgeschobene Rohr bei der Verpressung in die Kontur einformen kann. Nach dem Aufschieben wird von außen eine Preßzange angesetzt und das Rohr sowohl im Dichtringbereich als auch im konturierten Bereich aufgepreßt. Dabei übernimmt der Dichtringbereich die Dichtfunktion und der konturierte Bereich die axiale Sicherung. Nachteilig bei diesem System ist, daß das Verbundrohr nur für einen engen Temperatur- und Druckbereich einsetzbar ist. Weiterhin ist der Fitting in seiner Herstellung sehr aufwendig, da die konturierten Endbereiche sowie der Dichtringbereich präzise hergestellt werden müssen.

Ein anderes derartiges Preßverbindungssystem ist von der Firma Deutsche ALWA GmbH bekannt. Bei diesem System für Kupferrohre und Fittings aus Kupfer ist im fast glattbündigen Fitting innen eine durchgehende Gummi-Manschette angeordnet. In der Mitte weist die Manschette einen radial nach innen sich erstreckenden Steg auf, der als Anschlag für die eingeschobenen Rohre dient. Zur axialen Fixierung der eingelegten Gummi-Manschette sind die stirnseitigen Bereiche des Fittings nach innen umgebördelt. Mit einer eine breite Preßbacke aufweisenden Preßzange werden von außen auf dem Fitting zwei beabstandete Sicken angeformt und zwar so, daß das eingeschobene Rohr in diesem Bereich mit eingedrückt wird. Nachteilig bei diesem System ist, daß die Preßbacke viel Platz beansprucht, so daß die Verpressung in engen Bereichen unmöglich wird. Außerdem wird für den größten Teil der Fittings, insbesondere bei T-Stücken eine Verlängerung benötigt, damit die Preßzange angesetzt werden kann.

Der DE 91 13 050 U1 ist eine Verbindung für Leitungsrohre entnehmbar, bestehend aus einem einen Stutzen aufweisenden Fitting, auf dem lösbar im radialen Abstand zum Stutzen eine den Stutzen überdeckende Schutzhülse angeordnet ist und einem Verbundrohr, dessen Endbereich unter radialer plastischer Verformung mit dem einen Dichtring aufweisenden Stutzen verbindbar ist. Um das Ende des Verbundrohres mit dem Stutzen zu verbinden, wird die Schutzhülse vom Fitting getrennt und soweit auf das Rohr zurückgeschoben, daß das Ende des Verbundrohres mit einer Preßzange unter Deformation radial verpreßt werden kann. Nach dem Verpressen und Entfernen der Preßzange wird die Schutzhülse wie ursprünglich wieder mit dem Fitting verbunden, so daß der deformierte Bereich des Verbundrohres von außen nicht sichtbar ist, wobei die aufgeschobene Schutzhülse auch einen Knickschutz bildet. Diese Leitungsverbindung ist von der Herstellung her sehr aufwendig, da der Stutzen des Fittings besonders konstruiert sein muß, um das darauf verpreßte Verbundrohr ausreichend axial zu sichern und abzudichten. Darüber hinaus ist die Dichtstelle soweit von der Stirnseite des Stutzens des Fittings entfernt, daß eine Spaltbildung zwischen Außenoberfläche des Stutzens und Innenoberfläche des aufgehobenen Verbundrohres nicht ausgeschlossen ist.

Eine anders gestaltete Leitungsrohrverbindung, von dem die Rohrverbindung gemäß dem Nebenanspruch ausgeht, ist in der DE-GM 74 06 802 offenbart. Diese besteht aus einem aus thermoplastischem Kunststoff hergestellten Kupplungsring zum Verbinden stumpf aneinanderstoßender Rohrenden mit außenseitigen Verstärkungen wie Rippen, Wülsten oder dergleichen. Der Kupplungsring weist eine in dem Spalt der stumpf aneinanderstoßenden Rohrenden eingreifende umlaufende Sicke sowie nach den Kupplungsringenden hin konisch sich im Außendurchmesser verringernde Ringflächen auf. Der Kupplungsring ist in die Rohrenden einsteckbar und durch Einkleben vorzugsweise mittels eines Zweikomponentenklebers stoffschlüssig befestigbar. Diese Rohrverbindung hat den Nachteil, daß die zu verbindenden Rohre mit außenliegenden Verstärkungen versehen werden müssen, um die geforderte Steifigkeit der Verbindung zu gewährleisten. Außerdem muß der Kupplungsring mit konischen Ringflächen versehen werden, um eine einwandfreie Verklebung zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrverbindung der gattungsmäßigen Art anzugeben, die aus einfach herzustellenden Elementen besteht, die für höhere Drücke und Temperaturen geeignet ist und bei der die Gefahr einer Spaltbildung ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 4 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Rohrverbindung ist, daß die erforderliche Positionierung des aufgeschobenen Rohres auf den Fitting ohne weitere Hilfsmittel unmittelbar visuell erkennbar ist. Die seit Jahren bewährte metallische Preßverbindung durch Verformung von Rohr und Fitting wird beibehalten, so daß hohe axiale Längskräfte und damit hohe Innendrücke übertragen werden können. In besonderen Fällen bei extrem hohen Anforderungen an die axiale Sicherheit kann es erforderlich sein, zwei oder mehr beabstandet voneinander liegende sickenartige Eindrückungen vorzusehen. Dabei ist erfindungswesentlich, daß der Abstand von der Verformungsstelle bis zur Stirnseite des Fittings so gering ist, daß die in diesem Bereich liegende Dichtung von der Verformung miterfaßt wird. Auf diese Weise wird eine Spaltbildung zwischen Außenoberfläche des Fittings und Innenoberfläche des aufgeschobenen Rohres verhindert.

In vorteilhafter Weise wird der Anschlag als dachartiger oder flanschartiger Wulst ausgebildet, um diesen z. B. mit Preß- oder Drehmaschinen in einfacher Weise herzustellen. Die Dichtung wird vorzugsweise aus Elastomer, z. B. Butylkautschuk, EPDM, Fluorkautschuk usw. hergestellt. Je nach Verwendungszweck können auch andere Dichtmaterialien eingesetzt werden, insbesondere im Hinblick auf höhere Temperaturen und aggressive zu transportierende Medien. Um die Querschnittsveränderung im Verbindungsbereich möglichst gering zu halten, wird abgestimmt auf die Rohrdurchmesser für die Dicke der Dichtung ein Bereich von 0,5 bis 10 mm gewählt. Der Endbereich des Fittings einschließlich des Anschlages kann aus einem Rohrabschnitt gepreßt oder durch Drehen oder Fließpressen aus Vollmaterial hergestellt werden. Dieses Grundelement kann mit einem Bogen, T-Stück oder Gewindeteil durch Schweißen verbunden werden. Als Sonderfall kann sogar der Anschlag entfallen, wenn das zu verbindende Element, z. B. ein Gewindeteil, selbst einen Anschlag aufweist.

Eine weitere Möglichkeit, die gestellte Aufgabe zu lösen, ist eine Rohrverbindung, bei der im Kontaktbereich zwischen der Außenoberfläche des Fittings und der Innenoberfläche des aufgeschobenen Rohres ein aushärtender Kleber aufgebracht wird und wobei das Rohr eine zylindrische glatte Außenoberfläche und einen innen glatten Endabschnitt aufweist und Rohr und Fitting aus plastisch verformbarem Metall sind. Dadurch wird eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt, die sowohl die Dichtfunktion als auch die Sicherung gegen axiales Verschieben übernimmt. Vorzugsweise wird ein Spezialkleber, z. B. ein Zweikomponentenkleber auf Epoxyharzbasis verwendet. Der Vorteil dieser Verbindungstechnik ist darin zu sehen, daß bei geringen Leitungsdrücken kein Preßwerkzeug erforderlich ist. Die Wanddicken für Rohr und Fitting können in diesem Fall sehr gering gewählt werden, da sie nicht im Hinblick auf die Verpressung ausgelegt werden, sondern nur dem Innendruck standhalten müssen. Die Dünnwandigkeit auch des Fittings hat zudem den Vorteil, daß der Innendurchmesser der Leitung nur wenig vermindert wird. Werden höhere Leitungsdrücke gefordert, so kann diese Rohrverbindung zusätzlich zum Kleben mechanisch verpreßt werden.

Gegenüber den verklebten Rohrverbindungen bei aus Kunststoff hergestellten Fittings und Rohrleitungen hat das vorgeschlagene System den Vorteil, daß der Einsatzbereich hinsichtlich Temperatur und Innendruck erheblich größer ist. Bei der Verlegung von Rohren kann es je nach Einsatzbereich, z. B. in einem ständig feuchten Raum, erforderlich sein, die Außenoberfläche zu schützen. Als besonders vorteilhaft hat sich eine an sich bekannte Kunststoffbeschichtung der Rohre herausgestellt. Dies gilt auch für den äußeren Bereich des Anschlags des Fittings.

In der Zeichnung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele die erfindungsgemäße Rohrverbindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrverbindung,

Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch eine Variante der ersten Ausführungsform,

Fig. 3 wie Fig. 1, jedoch eine weitere Ausführungsform.

In Fig. 1 ist in einem Längsschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrverbindung dargestellt, wobei in der linken Bildhälfte der Zustand vor und in der rechten Bildhälfte der Zustand nach der Verpressung zu sehen ist. Kernstück der Verbindung ist ein Fitting 1 aus plastisch verformbarem Metall, der einen radial nach außen sich erstreckenden Anschlag 2 aufweist. Daran schließt sich wenigstens nach einer Seite ein in Längsrichtung sich erstreckender zylindrischer Abschnitt 3, 3' an. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei glattendige Leitungsrohre 4, 4' aus plastisch verformbarem Metall auf den Fitting 1 aufgeschoben, und zwar bis zum Anschlag 2. Im Kontaktbereich zwischen dem Fitting 1 und dem Leitungsrohr 4, 4' ist zwischen der Außenoberfläche des zylindrischen Abschnittes 3, 3' des Fittings 1 und der Innenoberfläche des aufgeschobenen Rohres 4, 4' eine Dichtung 5, 5' angeordnet. Diese Dichtung 5, 5' erstreckt sich über den gesamten Kontaktbereich. Zur Erleichterung des Aufschiebens kann die Außenoberfläche der Dichtung 5, 5' mit einer Flüssigkeit benetzt oder mit einem seifenähnlichen Mittel eingeschmiert werden. Die Dichtung 5,5' übernimmt bei dieser Ausführungsform die Abdichtung, so daß die zu transportierende Flüssigkeit nicht nach draußen dringen kann. Damit diese Verbindung auch die durch den Innendruck hervorgerufenen axialen Kräfte übertragen kann, werden ggf. und in Abhängigkeit vom Leitungsdruck nacheinander durch ein hier nicht dargestelltes Preßwerkzeug zwei sickenartige Verpreßstellen 6', 7' angeformt, von denen eine sickenartige Verpreßstelle 7' sich am Ende des zylindrischen Abschnittes 3, 3' befindet. Die Verpreßstellen 6', 7' sind dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Fitting 1 als auch das jeweilige aufgeschobene Rohr 4, 4' mit verformt wird. Die Art der Anpressung, z. B. sechskantförmige oder zitronenförmige Segmente, hängt ab von der Konturierung des Maules der hier nicht dargestellten Preßbacken.

Fig. 2 zeigt im gleichen Längsschnitt eine Variante der zuvor beschriebenen Ausführungsform, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Für Rohrverbindungen, bei denen z. B. ein unlegierter Stahl für den Fitting 1 und die Leitungsrohre 4, 4' verwendet wird, kann es je nach Einsatzbereich erforderlich sein, die Außenoberfläche vor einem Korrosionsangriff zu schützen. Dazu wird in an sich bekannter Weise das jeweilige Leitungsrohr 4, 4' mit einem Kunststoffmantel 9, 9' überzogen. Ebenso wird das Äußere außerhalb des zylindrischen Abschnittes 3, 3' des Fittings 1 mit Kunststoff 8 verkleidet oder mit Kunststoffarbe beschichtet. Beim Aufschieben der Leitungsrohre 4, 4' muß darauf geachtet werden, daß die jeweilige Stirnfläche des Leitungsrohres 4, 4' bis an die Umhüllung 8 des Anschlages 2 reicht. Bei der Anpressung der beiden sickenartigen Verpreßstellen 6', 7' wird der Kunststoffmantel 9, 9' mit verformt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß eine Nacharbeit nach der Verpressung nicht oder nur in geringem Umfang erforderlich ist.

Fig. 3 weist im gleichen Längsschnitt wie Fig. 1 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrverbindung auf, wobei ebenfalls für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im Unterschied zu Fig. 1 ist im Kontaktbereich zwischen der Außenoberfläche des Fittings 1 und der Innenoberfläche des jeweils aufgeschobenen Rohres 4, 4' nicht eine Dichtung, sondern z. B. ein aushärtbarer Kleber 10, 10' angeordnet. Nach dem Aushärten ergibt dies eine stoffschlüssige Verbindung, wobei der Kleber 10, 10' sowohl die Dichtfunktion als auch die axiale Sicherung übernimmt. Da die durch eine solche Verbindung zu übertragenden Kräfte begrenzt sind, kann vergleichbar wie in Fig. 1 zusätzlich eine sickenartige Verpressung angeformt werden. Für niedrigere Druckstufen wird die Kleberverbindung ausreichend sein, während man für höhere Drücke und möglicherweise zusätzliche Schwingungsbeanspruchungen der Leitungen die zusätzliche mechanische axiale Sicherung bevorzugen wird.

Claims

1. Rohrverbindung mit einem Rohr, dessen glattendiger Endabschnitt auf einen metallischen Fitting aufgeschoben ist, der mindestens einen in Längsrichtung sich erstreckenden hülsenartigen Bereich aufweist, der mit einem zu Beginn der Erstreckung liegenden, radial nach außen sich erstreckenden Anschlag versehen ist und bei der zwischen Rohr und Fitting eine Dichtung angeordnet ist und Rohr und Fitting mittels eines außen angesetzten das Rohr plastisch verformenden Preßwerkzeuges unlösbar miteinander verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Rohr (4, 4') und Fitting (1) in bekannter Weise aus plastisch verformbarem Metall sind und im Kontaktbereich zwischen der Außenoberfläche des Fittings (1) und der Innenoberfläche des aufgeschobenen Rohres (4, 4') eine über den gesamten Kontaktbereich sich erstreckende Dichtung (5, 5') angeordnet ist und der Kontaktbereich mindestens eine am Fittingende die axiale Sicherung bildende sickenartige auch den Fitting (1) miterfassende Verformungsstelle (7') aufweist und der Abstand von der Verformungsstelle (7') bis zur Stirnseite des Fittings (1) so gering ist, daß die in diesem Bereich liegende Dichtung (5') von der Verformung miterfaßt wird.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (5, 5') aus einem Elastomer besteht.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Dichtung (5, 5') je nach Abmessung der Rohre (4, 4') in einem Bereich von 0,5 bis 10 mm liegt.

4. Rohrverbindung mit einem Rohr, dessen Endabschnitt auf einen Fitting aufgeschoben ist, der mindestens einen in Längsrichtung sich erstreckenden, hülsenartigen Bereich aufweist, der mit einem zu Beginn der Erstreckung liegenden, radial nach außen sich erstreckenden Anschlag versehen ist und mittels eines über den gesamten Kontaktbereich zwischen der Außenoberfläche des Fittings und der Innenoberfläche des aufgeschobenen Rohres aufgebrachten Klebers eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4, 4') eine zylindrische glatte Außenoberfläche und einen innen glatten Endabschnitt aufweist und Rohr (4, 4') und Fitting (1) aus plastisch verformbarem Metall sind.

5. Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (10, 10') ein Zweikomponentenkleber auf Epoxyharzbasis ist.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohen Innendrücken der Kontaktbereich mindestens eine die axiale Sicherung unterstützende, das Rohr (4, 4') und den Fitting (1) miterfassende, sickenartige Verformungsstelle (6', 7') aufweist.

7. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Rohr (4, 4') und Fitting (1) aus nichtrostendem Stahl (Edelstahl) sind.

8. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Rohr (4, 4') und Fitting (1) aus Titan sind.

9. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fitting (1) außerhalb des zylindrischen Abschnittes (3, 3') mit einem Korrosionsschutzmittel (8) versehen ist.

10. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche des Rohres (4, 4') mit einem Korrosionsschutzmittel versehen ist.

11. Rohrverbindung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrosionsschutzmittel eine Kunststoffbeschichtung (10, 10') ist.