DE2054560C3 - Rohrkupplung, die einseitig für den Anschluß eines Kunststoffrohres ausgebildet ist - Google Patents
Rohrkupplung, die einseitig für den Anschluß eines Kunststoffrohres ausgebildet istInfo
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Description
fgrti herzustellende Kupplung für ein Kunststoffrohr zu
schaffen, die eine sichere zugfeste Verbindung des Kunststoffrohres mit einem Metallfitting onne Beeinträchtigung
des Kunststoffmaterials gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Zusammenhalten der einzelnen Elemente cer
Rohrkupplung nicht nur an einer scharfen Kante geschieht, die sich in das Kunststoffmaterial eingräbt, sondem
es sind mehrere dazu unterschiedliche Einzelelemente vorgesehen, die gemeinsam zu einer festen Haltung
des Kunststoffrohres innerhalb der Rohrkupplung führen, ohne daß das Kunststoffmaterial bei Zugbeanspruchungen
beeinträchtigt werden kann. Bei vollangeschraubter Überwurfmutter sind die Ringfläche und die
Innenfläche der Kompressionskammer geniu auf die Seitenflächen der Ringnutkammer ausgerichtet, die kegelstumpfförmig
ausgebildet sind. Das Kunststoffrohr wird deshalb in Richtung seiner Längsachse durch den
Dichtungsring so verformt, daß es die Ringnutkammer vollständig ausfüllt, ohne daß eine Verdünnung oder ein
Herausdrücken des Kunststoffmaterials nahe den Seitenflächen der Ringnutkammer auftritt. Deshalb kann
der Kunststoff auch nicht so verformt werden, daß der Dichtungsring geringer belastet würde und die Zugfestigkeit
der Rohrkupplung abnehmen würde. Es wird also durch die Erfindung eine besondere Formgebung
der Kompressionskammer vorgeschlagen, die in Wechselwirkung mit der Form der Ringnutkammer einen festen
und zuverlässigen sowie dauerhaften Sitz des Kunststoffrohrs in der Rohrkupplung gewährleistet.
Weitere Vorteile der Erfindung sowie vorteilhafte Ausbildungen nach den Unteransprüchen ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Figuren. Es zeigt
F i g. 1 den Querschnitt einer Rohrkupplung nach der Erfindung vor dem Zusammenschrauben,
F i g. 2 den Querschnitt der in F i g. 1 gezeigten Rohrkupplung nach dem Zusammenschrauben,
F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Rohrkupplung nach der Erfindung vor dem Zusammenschrauben,
Fig. 4 einen Teilschnitt der in F i g. 3 gezeigten Rohrkupplung nach dem Zusammenschrauben,
F i g. 5 eine perspektivische Darstellung eines hülsenförmigen Elements für Rohrkupplungen nach F i g. 1
oder 3,
F i g. 6 eine perspektivische Darstellung eines weiteren hülsenförmigen Elements für Rohrkupplungen nach
F i g. 1 oder 3,
F i g. 7 einen vergrößerten Teilschnitt zur Darstellung der kritischen Bereiche bei einer Verbindung innerhalb
der Rohrkupplung nach F i g. 1 oder 3,
Fig.8 eine Teilansicht einer fertigen Rohrkupplung
nach der Erfindung mit gegenüber F i g. 7 verkleinertem Maßstab zur Darstellung der relativen Lage des
hülsenförmigen Elements zur Kompressionskammer und dem Dichtungsring,
Fig.9 bis 12 Rohrkupplungen anderer Art, die im
Vergleich zu einer Rohrkupplung nach der Erfindung Nachteile der eingangs beschriebenen Art aufweisen,
Fig. 13a bis 13d Teildarstellungen der Rohrkupplung
in unterschiedlichen Zuständen,
Fig. 14 den Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer Rohrkupplung nach der Erfindung vor dem Zusammenschrauben,
Fig. 15 die Rohrkupplung nach Fig. 14 nach dem
Zusammenschrauben und
Fig. 16 de-: Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer Rohrkupplung nach der Erfindung nach dem Zusammenschrauben.
In F i g. 1 und 2 ist eine Rohrkupplung 10 nach der Erfindung dargestellt, die einseitig für den Anschluß
eines Kunststoffrohres P geeignet ist. Die andere Seite der Rohrkupplung ist allgemein mit einem Metallrohr
verbunden. Die Rohrkupplung 10 umfaßt im wesentlichen zwei relativ zueinander bewegliche Elemente,
nämlich einen Rohrfitting 12 und eine Überwurfmutter 14. Der Rohrfitting 12 und die Überwurfmutter 14 bilden
eine Kompressionskammer 16 mit veränderbarem Volumen, in die ein deformierbarer Dichtungsring 18
eingesetzt ist. Die Rohrkupplung 10 enthält ferner ein hülsenförmiges Element 20, das an dem Rohrfitting 12
befestigt ist und eine abstützende Innenbüchse für das Kunststoffrohr P bildet. Dadurch wird ein Zusammenquetschen
des Kunststoffrohrs P verhindert und dieses in seiner Lage in axialer Richtung fixiert. Der Rohrfitting
12 ist ein Rohrverbindungsstück, das einen Teil eines Ventilkörpers bilden kann oder auch zum direkten
Anschluß eines anderen Rohrs, beispielsweise an einem Tank od. ä., geeignet ist.
Das Kunststoffrohr P kann entweder aus einem harten oder aus einem weichen Kunststoffmaterial gebildet
sein, das bei der Verbindung innerhalb der Rohrkupplung verformbar ist. Typische Kunststoffe, die sich
für solche Rohre eignen, sind Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polybutylen od. ä.
Der Rohrfitting 12 der Rohrkupplung 10 ist am besten in F i g. t, 2 und 7 zu erkennen. Er hat eine durchgehende
Bohrung 22 für eine Flüssigkeitsströmung. An einem Ende kann ein Innengewinde 24 vorgesehen
sein, das zur Aufnahme eines Endes eines Rohrs oder eines anderen Fittings dienen kann, wie dies für Rohrkupplungen
bereits bekannt ist. Die Außenseite des Rohrfittings 12 hat eine vorstehende Kante 25, die
sechseckförmig oder allgemein von der Kreisform abweichend ausgebildet ist und als Angriffsfläche für ein
Werkzeug dient. Die Kante 25 bildet einen Anschlag, gegen den die Überwurfmutter 14 festgezogen werden
kann, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. Ein dem Innengewinde 24 abgewandtes Ende 26 des Fittings 12 ist mit
einem Außengewinde 28 versehen, das zum Aufschrauben der Überwurfmutter 14 dient. Das eigentliche Ende
des Endteils 26 hat eine nach außen gerichtete und sich nach außen hin erweiternde kegelstumpfförmige Ringfläche
30, die im einzelnen hinsichtlich ihrer Funktion noch beschrieben wird. Eine Erweiterungsbohrung 32,
die am inneren Ende in einer Ringfläche 34 endet, welche die Bohrung 22 umgibt, dient zur Befestigung eines
Endes 40 des hülsenförmigen Elements 20. Eine zweite Innenbohrung 36 mit gegenüber dem Durchmesser der
Bohrung 32 größerem Durchmesser, der im wesentlichen mit dem Außendurchmesser des Kunststoffrohrs
P übereinstimmt, verläuft von der Ringfläche 30 über eine relativ große axiale Länge nach innen, wobei sie
an ihrem inneren Ende in einer Ringfläche 38 endet, die das Ende der Bohrung 32 umschließt.
Kunststoffrohre P werden in genormten Größen geliefert, wobei der Außendurchmesser des jeweiligen
Rohrs vorgegeben ist. Die Wandstärke kann jedoch für einen vorgegebenen Außendurchmesser je nach dem
Material sowie aus anderen Gründen unterschiedlich sein. Da der Außendurchmesser für ein vorgegebenes
Format konstant ist, hat die Innenbohrung 36 des Fittings 12 einen Durchmesser, der im wesentlichen mit
dem Außendurchmesser eines Kunststoffrohrs übereinstimmt. Damit der Fitting 12 sich den unvermeidlichen
Schwankungen der Wandstärke anpassen kann, wird das hülsenförmige Element 20, welches in der Innenbohrung
32 zu befestigen ist, so vorgesehen, daß es wenigstens auf dem in den Innenteil der Rohrkupplung
hineinragenden Teil des Kunststoffrohrs P einen Außendurchmesser hat, der im wesentlichen mit dem
Innendurchmesser des Kunststoffrohrs P übereinstimmt, welches in der Rohrkupplung zu befestigen ist.
Der Raum zwischen der Außenseite des hülsenförmigen Elements 20 und der Mantelfläche der Innenbohrung
36 bildet eine langgestreckte ringförmige Kammer, die das Ende des Kunststoffrohrs P aufnehmen
kann, wenn die Rohrkupplung 10 gebildet wird. Wenn das Ende des Kunststoffrohrs Pin eine solche Kammer
eingepaßt wird, werden Herstellungsfehler dadurch kompensiert, daß man das Ende des Kunststoffrohrs P
nicht unbedingt bis zum Anschlag gegen die Ringfläche 38 schiebt, sondern es genügt, daß das Kunststoffrohr P
die ringförmige Kammer nur teilweise ausfüllt.
Aus Fig. 1, 2, 5, 6 und 7 ist zu erkennen, daß das hülsenförmige Element 20 mit seinem Ende 40 in der
Innenbohrung 32 gegen axiale Verschiebung und auch gegen Drehung relativ zum Fitting 12 fixiert ist.
Manchmal wird das hülsenförmige Element 20 mit Hilfe einer Preßpassung in der Bohrung 32 befestigt, so
daß es dann bleibend mit dem Fitting 12 verbunden ist. Es kann jedoch auch an seinem Ende mit einem Gewinde
42 versehen sein, das in F i g. 6 dargestellt ist. wenn die Bohrung 32 ein entsprechendes Gewinde aufweist,
so daß dann das hülsenförmige Element 20' eingeschraubt werden kann. Ferner ist es möglich, das hülsenförmige
Element 20 in der Bohrung 32 zu verlöten oder zu verschweißen. Wird es separat zum Fitting 12
hergestellt, so kann der Raum zwischen der Bohrung 36 und dem hülsenförmigen Element 20 mit einer größeren
Längsabmessung hergestellt werden, als wenn das hülsenförmige Element 20 mit dem Fitting 12 einstükkig
ausgeführt wäre. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Rohrkupplung besonders leicht zusammengesetzt
werden kann. Ein weiterer Vorteil der separaten Herstellung des hülsenförmigen Elements 20 besteht
darin, daß zur Anpassung an die Wanddicke eines Kunststoff roh rs P eine beliebige Größe des hülsenförmigen
Flements 20 vorgesehen werden kann, ohne daß entsprechend auch unterschiedliche Fittings 12 auszuwählen
sind.
Das hülsenförmige Element 20 besteht vorzugsweise aus Metall, das dem Verwendungszweck der Rohrkupplung
10 angepaßt ist Reiner Kohlenstoffstahl kann beispielsweise dann eingesetzt werden, wenn die Rohrkupplung
10 in einer Gasleitung vorzusehen ist Edelstahl kann dann vorgesehen werden, wenn die Rohrkupplung
innerhalb eines Wasserleitungssystems oder eines Leitungssystems für Chemikalien einzusetzen ist
solange diese Chemikalien den Edelstahl nicht angreifen.
Das andere Ende 44 des hülsenförmigen Elements 20 steht nach dem Zusammenschrauben der Verbindung
beträchtlich über die kegelstumpf form ige Ringfläche 30 des Fittings 12 und auch über die Überwurfmutter 14
hinaus, wie es in F i g. 2 gezeigt ist An der Außenseite des Endes 44, das über die Ringfläche 30 hinausgeht ist
eine ringförmige Verengung 45 vorgesehen, die eine Ringnutkammer 46 bildet Diese ist relativ lang und mit
einer gleichmäßigen Tiefe D (F i g. 7) ausgeführt Die Hefe D beträgt vorzugsweise etwa 0,8 mm, jedoch
kann sie abhängig von der Wandstärke und der Deformierbarkeit
des Kunststoffrohrs P auch anders bemessen sein. Eine Tiefe von 0,8 mm hat sich für ein Kunststoffmaterial,
aus dem gegenwärtig die meisten Kunststoffrohre gefertigt werden, als besonders zufriedenstellend
gezeigt.
Die Ringnutkammer 46 läuft in eine kegelstumpfförmig
ausgebildete Seitenfläche 48 aus, der eine entsprechende Außenfläche 50 zugeordnet ist. Wie aus F i g. 7
zu erkennen ist, hat die kegelstumpfförmige Seitenfläche 48 einen äußeren Rand 52 und einen inneren Rand
54, die beide mit einem Krümmungsradius R ausgeführt sind, wie noch beschrieben wird. Die Seitenfläche 50
hat eine innere Kante 56 und eine äußere Kante 58, die gleichfalls einen Krümmungsradius aufweisen. Aus
F i g. 7 ist zu erkennen, daß die äußere Kante 52 der inneren Seitenfläche 48 der Ringnutkammer 46 im wesentlichen
in der Verlängerung der kegelstumpfförmigen Ringfläche 30 des Fittings 12 angeordnet ist. Dadurch
und auch durch die Lage der Außenkante 58 der Seitenfläche 50 werden besonders kritische Stellen der
Rohrkupplung geschaffen, die im weiteren noch erläutert werden.
Das hülsenförmige Element hat an seinem äußeren Ende eine freie Kante 60, die leicht nach innen abgerundet
oder abgebogen ist. Dadurch kann das Kunststoffrohr Pleichter in den Fitting 12 eingeschoben werden,
da seine Innenfläche dann nicht zerkratzt oder eingedrückt wird. Dadurch könnten nämlich örtlich geschwächte
Stellen entstehen, die nach dem Zusammenbau der Rohrkupplung Funktionsfehler verursachen
würden. Außerdem könnte nach Fertigstellung der Rohrkupplung 10 und bei äußerer Belastung des Kunststoffrohrs
P eine geringfügige Auslenkung des Kunststoffrohrs P erfolgen. Im Hinblick auf die nach innen
abgebogene Kante 60 besteht dabei dann aber nicht die Gefahr, daß sich die Kante in die Innenwand des
Kunststoffrohrs Peingräbt, so daß auch hier Beschädigungen
vermieden werden.
Die Seitenflächen 48 und 50 am Ende der Ringnutkammer 46 des hülsenförmigen Elements 2C sind jeweils
gegenüber der Längsachse des hülsenförmigen Elements 20 unter einem Winkel von etwa 45° geneigt
angeordnet. Dieser Winkel gewährleistet einen guten Widerstand insbesondere bei Zugbeanspruchungen des
Kunststoffrohrs P. Wird der Winkel wesentlich größer als 45° ausgeführt, so tritt beim Zusammenbauen der
Rohrkupplung 10 ein Herauspressen des Kunststoffrohrs P auf, während bei einem Winkel, der wesentlich
kleiner als 45° ist, die Festigkeit gegenüber Zugbeanspruchung des Kunststoffrohrs P beträchtlich verrin
gert wird.
Wenn die Rohrkupplung 10 zusammengebaut wird so soll sich das Kunststoffrohr P innerhalb des hülsen
förmigen Elements 20 möglichst nicht drehen. Um die; zu gewährleisten, kann die Oberfläche der Ringnut
kammer 46 geriffelt ausgebildet sein, wie es in Fig.;
bei K dargestellt ist Ferner kann die Ringnutkamme 46 auch eine oder mehrere in Längsrichtung verlaufen
de Rippen R" aufweisen, wie es in F i g. 6 gezeigt isl
Wenn die Ringnutkammer 46 maschinell bearbeite wird, so wird dann zweckmäßig eine Riffelung K ver
wendet, während bei einer Herstellung der Ringnut kammer 46 durch Formtechnik zweckmäßig Rippen R
vorgesehen werden. Die Ringnutkammer 46 kann aucl mit einem druckempfindlichen Klebemittel beschichte
werden, in gleicher Weise kann auf die Durchmesser Verengung aber auch eine schrotartige Substanz hai
tend aufgebracht werden.
Die Riffelung K oder auch die Rippen R' können einerseits deshalb nicht zu einer Beschädigung des
Kunststoffrohrs P führen, weil sie die Drehung des Rohrs verhindern und somit ein statischer Zustand vorliegt,
andererseits weil dem Kunststoffrohr auf seiner Außenseite der elastische Dichtungsring 18 gegenüberliegt,
der durch sein immerhin noch mögliches Nachgeben eine Beschädigung des Kunststoffrohrs P verhindert.
Die Überwurfmutter 14 hat teilweise ein Innengewinde 62, teilweise eine glatte Innenbohrung 64, die in
einer nach innen geneigten Seitenfläche 68 ausläuft. Der Durchmesser der Öffnung 70 des Randes 66 der
Überwurfmutter 14 stimmt im wesentlichen mit dem Außendurchmesser des Kunststoffrohrs P überein, so
daß sich die Überwurfmutter 14 leicht auf das Kunststoffrohr P aufschieben läßt. Die Seitenfläche 68 und
die Innenfläche 64 der Überwurfmutter 14 bilden zusammen mit der gegenüberliegenden Ringfläche 30 des
Rohrfittings 12 die Kompressionskammer 16 mit veränderbarem Volumen, die im Längsschnitt im wesentlichen
trapezförmig ist und den Dichtungsring 18 aufnimmt. Die Neigung der Flächen 30 und 68 beträgt
etwa 30° gegenüber der Längsachse der Rohrkupplung 10, mit diesem Winkelwert wird die gleichmäßigste und
glatteste Verformung des Dichtungsringes 18 erzielt. Da die Überwurfmutter 14 an ihrer Innenfläche 64 und
der Seitenfläche 68 relativ zum Dichtungsring 18 gedreht wird, sind diese Flächen mit einem Schmiermittelfilm
geringer Reibung beschichtet, wodurch eine besondere Beanspruchung oder ein Drehmoment beim
Zusammenschrauben der Rohrkupplung 10 verringert wird.
Der Dichtungsring 18 hat in seiner entspannten Form einen Außendurchmesser, der mit dem Innendurchmesser
der Überwurfmutter 14 übereinstimmt. Sein Innendurchmesser stimmt im wesentlichen mit
dem Außendurchmesser des Kunststoffrohrs P überein. Im Längsschnitt ist' der Dichtungsring 18 trapezförmig,
so daß er vor der Verringerung des Volumens der Kompressionskammer 16 komplementär zu dieser
Kammer ausgebildet ist. Der Dichtungsring 18 besteht vorzugsweise aus einem elastomeren Material, das
nicht komprimierbar, jedoch unter Druckeinwirkung verformbar ist. Es hat sich gezeigt, daß Kautschuk und
ähnliche Ersatzmaterialien für den Dichtungsring 18 zufriedenstellende Ergebnisse liefern.
F i g. 1 zeigt die Rohrkupplung 10 vor dem Zusammenschrauben. Es ist zu erkennen, daß ein Ende des
Kunststoffrohrs P in der Ringnutkammer 46 bzw. in dem Raum zwischen dem hülsenförmigen Element 20
und der Innenbohrung 36 liegt, jedoch noch nicht deformiert
ist. Entsprechend befindet sich der Dichtungsring 18 in seiner entspannten Stellung, in der er im wesentlichen
die Kompressionskammer 16 ausfüllt. Wenn die Überwurfmutter 14 auf den Fitting 12 aufgeschraubt
wird, so wird das Volumen der Kompressionskammer 16 verringert. Da der Dichtungsring 18 nicht
komprimiert, sondern lediglich verformt werden kann, übt er auf die Außenseite des Kunststoffrohres P im
Bereich der Ringnutkammer 46 einen Druck aus, wodurch das Kunststoffrohr P herabgedrückt wird. Wie
aus F i g. 2 zu erkennen ist, ist die Rohrkupplung 10 vollständig zusammengeschraubt, wenn die Überwurfmutter
14 an die Kante 24 anschlägt. Die kegelstumpfförmige Seitenfläche 68 der Überwurfmutter 14 befindet
sich dann in einer solchen Stellung, daß JhreJ/erlSngerung
durch die äußere Verbindungsstelle bzw. den Rand 58 der Seitenwand 50 der Ringnutkammer 46
verläuft, gleiches gilt für die Außenkante 52 der Seitenfläche 48 in bezug auf die Seitenfläche 30. Bei einer
derartigen Anordnung ist die Kompressionskammer 16 in bezug auf die Ringnutkammer 46 so placiert, daß das
Kunststoffrohr P bei seiner Verformung die Ringnutkammer 46 vollständig füllt, ohne daß es dabei im Bereich
der Seitenflächen 48 und 50 der Ringnutkammer 46 dünner oder herausgepreßt wird. Dadurch, daß diese
Übergangsstellen einen Krümmungsradius aufweisen, kann eine vollständige Füllung der Ringnutkammer 46
erzielt werden, so daß bei Fertigstellung der Rohrkupplung 10 kein Kaltfließen des Kunststoffrohres P in
Leerräume hinein erfolgt und eine Verringerung des Widerstandes gegen Zugbeanspruchung bzw. gegen
Herausziehen aus der Rohrkupplung durch gleichbleibende Belastung des Dichtungsringes 18 verhindert
wird.
F i g. 8 zeigt eine Teilansicht einer fertigen Rohrkupplung 10, bei der der Dichtungsring 18 einen gleichmäßigen
Druck L auf das Kunststoffrohr P ausübt, und zwar rechtwinklig auf die Oberfläche des Kunsts'.offrohres
P. Dies gilt für die Ringnutkammer in gleicher Weise wie für die Seitenflächen.
Im Gegensatz dazu ist in F i g. 9 eine Rohrkupplung dargestellt, bei der die Kompressionskammer nicht
vollständig über der Ringnutkammer angeordnet ist, wie es an Hand der F i g. 8 beschrieben wurde. Dadurch
tritt eine Verdünnung des Kunststoffrohrs P an der Stelle 70 auf, was zu einer Schwächung des Kunststoffrohrs
P und zu einer vorzeitigen Beschädigung der Rohrkupplung führen kann, da hier der Widerstand gegen
das Herausziehen des Kunststoffrohrs P verringert ist.
F i g. 10 zeigt eine Rohrkupplung, bei der die Ringnutkammer gegenüber der Kompressionskammer in
entgegengesetztem Sinn, wie in F i g. 9 gezeigt, verlagert ist. Hier tritt eine Verdünnung oder ein Herauspressen
der Wandung des Kunststoffrohrs P an der Stelle 72 auf. An der Stelle 74 ist außerdem der Abstand
zwischen Ringnutkammer und Kompressionskammer so groß, daß dort ein Kaltfließen des Dichtungsringes
auftreten kann. Dadurch würde der Druck des Dichtungsringes verringert und eine Undichtigkeit
sowie eine Schwächung der Rohrkupplung gegen ein Herausziehen des Kunststoffrohrs Pverursacht.
F i g. 11 zeigt eine Rohrkupplung, bei der die Lage
und die Tiefe der Ringnutkammer ausreichend sind, jedoch das hülsenförmige Element zu lang relativ zur
Kompressionskammer ist. Bei dieser Anordnung wird ein unzureichender Druck des Dichtungsringes, insbesondere
auf die Seitenflächen der Ringnutkammer, ausgeübt, wodurch die Möglichkeit der Undichtigkeit unc
des geringen Widerstandes gegenüber Zugbeanspru chung auftritt. Die Bereiche 76 und 78 zwischen dei
Ringnutkammer und dem Fitting bzw. der Überwurf mutter 14 sind Stellen, wo ein Druckverlust an den
Dichtungsring auftreten kann.
In F i g. 12 ist eine Rohrkupplung dargestellt, bei de die Ringnutkammer zu kurz gegenüber der Länge de
Kompressionskammer nach Fertigstellung der Rohr kupplung ist Dadurch tritt eine Verdünnung des Kunsi
stoffrohrs P an den Stellen 80 und 82 oder auch ei Herauspressen des Kunststoffrohrs in diesen Bereiche
auf. Die hier von dem Dichtungsring ausgeübte Druckwerte sind zu groß, so daß die Rohrkupplung ir
folge der_Schwächung der Verbindung eine geringer
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■-*
Zugfestigkeit als das Kunststoffrohr P selbst aufweist und schließlich Fehler verursacht werden.
In Fig. 13a bis 13d ist ein hülsenförmiges Element innerhalb eines Kunststoffrohrs /^dargestellt, wobei im
einzelnen die Verformung des Kunststoffrohrs Pin die
Kompressionskammer hinein gezeigt ist. F i g. 13a zeigt ein hülsenförmiges Element, dessen Ringnutkammer
eine unter einem Winkel von 45° geneigte Seitenfläche aufweist. Die Übergänge der Seitenfläche mit einem
Krümmungsradius an den Rändern und der Neigungswinkel der Seitenfläche vermeiden eine Verdünnung
des Kunststoffrohrs P, ferner werden zwischen ihm und der Ringnutkammer bzw. dem hülsenförmigen Element
keine Leerräume gebildet.
F i g. 13b zeigt ein hülsenförmiges Element, dem die Seitenfläche der Ringnutkammer unter einem Winkel
von etwa 45° geneigt ist. Hierbei sind jedoch die Ränder der Seitenfläche nicht mit einem Krümmungsradius
versehen, sondern scharfkantig ausgebildet. Dadurch kann sich die Innenwand des Kunststoffrohrs P etwa
bei 84 so anlegen, daß ein Einschnitt entsteht. Dadurch wird das Kunststoffrohr beschädigt, wenn es einer Zugbelastung
ausgesetzt wird. Beim Zusammenbau einer Rohrkupplung nach F i g. 13b werden außerdem durch
die scharfen Kanten Leerräume zwischen dem Kunststoffrohr
P und den inneren Übergängen der Seitenfläche erzeugt, und das Kunststoffrohr Pkann gegebenenfalls
in diese Leerräume hineinfließen, wodurch der auf das Kunststoffrohr P einwirkende Druck des Dichtungsringes
verringert wird.
In Fig. 13c ist ein hülsenförmiges Element dargestellt,
dessen Ringnutkammer mit einer nur gering geneigten Seitenfläche versehen ist. Dadurch kann das
Kunststoffrohr P beim Zusammenbau der Rohrkupplung leicht in die Ringnutkammer hineinverformt werden,
jedoch wird die Festigkeit gegen das Auseinanderziehen der fertigen Rohrkupplung verringert.
Fig. 13d zeigt eine Anordnung, bei der die Seitenfläche
der Ringnutkammer des hülsenförmigen Elements senkrecht zur Längsachse verlaufen. Hierbei tritt eine
beträchtliche Verdünnung des Kunststoffrohrs P beim Zusammenbau der Rohrkupplung sowie ein Herauspressen
des Kunststoffrohrs P auf. Außerdem werden Leerräume an den beiden Enden der Ringnutkammer
gebildet, wodurch der vom Dichtungsring ausgeübte Druck allmählich schwindet, wenn das Kunststoffrohr P
diese Leerräume ausfüllt.
In F i g. 2 ist gezeigt, daß die Überwurfmutter 14 vorzugsweise
an den Rohrfitting 12 anschlagen soll, um die richtige Lage der Ringnutkammer 46 relativ zur Kornpressionskanimer
16 zu gewährleisten. Eine geeignete Lage der Kompressionskammer kann aber auch dadurch
erreicht werden, daß zur Herstellung von Rohrkupplungen vorgegebener Größe ein entsprechend bemessenes
Anzugmoment angewendet wird. 1st kein Anschlag vorhanden, so ist zur Bildung einer derartigen
Rohrkupplung etwas größere Erfahrung erforderlich.
In F i g. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Rohrkupplung 10' gezeigt, die im wesentlichen der in
F i g. 1 und 2 gezeigten entspricht, jedoch an ein Kunststoffrohr P angepaßt werden kann, dessen Außendurchmesser
leichten Änderungen unterworfen ist. Bei dieser Rohrkupplung 10' ist eine halbfeste Beilagsscheibe
100 vorgesehen, die einen L-förmigen Querschnitt sowie einen Innendurchmesser hat, der mindestens dem
Außendurchmesser des Rohrs P entspricht Diese Beilagsscheibe 100 ist zwischen dem äußeren End»" des
Dichtungsringes 18 und der Seitenfläche 68 der Überwurfmutter 14 angeordnet. Vorzugsweise besteht sie
aus einem Kunststoffmaterial mit geringer Reibung, um beim Zusammenschrauben besondere Beanspruchungen
und Momente zu verringern. Wie aus Fig.4 zu
erkennen ist, verbiegt sich die halbfeste Beilagsscheibe 100 beim Zusammenschrauben, so daß sie ein Herauspressen
des Dichtungsringes 18 aus der Überwurfmutter 14 heraus verhindert. Ein Kaltfließen des Dichtungsringes
18 nach dem Zusammenschrauben der Rohrkupplung 10' ist dadurch unmöglich. Zusätzlich
trägt die Beilagsscheibe 100 in der in F i g. 4 gezeigten Stellung dazu bei, daß das Kunststoffrohr P in der
Rohrkupplung 10' fixiert ist, da bei einer Zugbeanspruchung des Kunststoffrohrs P dieses durch die Beilagsscheibe
100 eingeklemmt wird. Der Innenflansch 102 der Beilagsscheibe 100 hat einen flachen Winkel gegenüber
dem Kunststoffrohr P, wodurch ein Rohr mit Übergröße in die Rohrkupplung 10' eingeschoben bzw.
gestoßen werden kann.
In Fig. 14 und 15 ist ein Ausführungsbeispiel einer Rohrkupplung 10" dargestellt, wobei Fig. 14 für den
Zustand vor dem Zusammenschrauben und F i g. 15 für den Zustand nach dem Zusammenschrauben gilt. Der
Rohrfitting 12" ist ähnlich dem bereits beschriebenen Fitting 12 nach F i g. 1 ausgebildet und hat eine durchgehende
Bohrung 22", eine erste Innenbohrung 32", die von einer Seitenfläche 34 nach außen hin verläuft, sowie
eine zweite Innenbohrung 36", die an einer Seitenfläche 38" am äußeren Ende der erstgenannten Innenbohrung
32" endet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Innenbohrung 32" mit einem Innengewinde versehen,
so daß sie in das mit Außengewinde versehene Ende 40" eines hülsenförmigen Elements 20" eingeschraubt
werden kann.
An der Außenseite des hülsenförmigen Elements 20" ist eine ringförmige Durchmesserverringerung 45" vorgesehen,
die aus zwei mit axialem Abstand zueinander angeordneten Ringnutkammern 46" gebildet ist. Diese
Anordnung 45" endet an einer inneren bzw. äußeren Seitenfläche 48" bzw. 50". Die Seitenflächen 48" und
50" stimmen hinsichtlich Anordnung und Funktion relativ zur Kompressionskammer 16" bei fertiger Rohrkupplung
10" mit den Seitenflächen 48 und 50 der Ringnutkammer 46 nach F i g. 1 und 2 überein. Obwohl
in Fig. 14 und 15 zwei mit Abstand zueinander angeordnete Ringnutkammern 46" vorgesehen sind, isi
deren analoge Funktion zu einer einzigen Ringnutkammer nach F i g. 1 und 2 dem Fachmann ersichtlich.
Die Rohrkupplung 10" hat keine Überwurfmuttei wie in F i g. 1 dargestellt, sondern ein dieser analog arbeitendes
Element, welches nach Art eines Schraubbol zens 14" ausgebildet ist. Der Rohrfitting 12" ist dahei
mit einer abgeschrägten Seitenfläche 30" am äußerer Ende der zweiten Innenbohrung 36" versehen. Die Sei
tenfläche 30" ist nach außen hin geneigt und erweitert sich in dieser Richtung, so daß sie eine nach außen ge
richtete Seitenfläche am Ende einer dritten Innenboh rung 37 im Fitting 12" bildet Die Innenbohrung 37 ist
teilweise mit einem Innengewinde 39 versehen.
Der Schraubbolzen 14" hat ein Außengewinde 41, das in das Gewinde 39 einzuschrauben ist. Ferner ist er
mit einer Kante 43 versehen, die gegen das Ende des Rohrfittings 12" anschlagen kann. Das Ende des einer
Überwurfmutter analogen Schraubbolzens 14" ist vorzugsweise mit einer kegelstumpfförmigen Stirnfläche
47 versehen, die gegen einen Metallring 49 geringer Reibung drück! Der Ring 49 :»i .nii einer Schicht cints
Schmiermittels versehen, so daß zwischen ihm und dem
Schraubbolzen 14" sowie dem Fitting 12" und dem Dichtungsring 18" eine nur geringe Reibung auftritt.
Der Ring 49 hat eine zur Stirnfläche 47 des Schraubbolzens 14" komplementäre kegelstumpfförmige Seitenfläche
51, während seine andere Seite 53 gleichfalls kegelstumpfförmig ist und der Seitenfläche 30" gegenüberliegt,
so daß so die Kompressionskammer 16" für den Dichtungsring 18" gebildet ist.
Die Funktion der Rohrkupplung 10" stimmt im wesentlichen mit der der Ausführungsbeispiele nach
F i g. 1 bis 4 überein. Sie hat jedoch noch den zusätzlichen Vorteil, daß der Schraubbolzen 14" einen wesentlich
längeren Leckweg zwischen dem Rohrfitting 12" und dem Dichtungsring 18" bildet. Ferner wird der
Dichtungsring 18" in dem Rohrfitting 12" und nicht innerhalb einer Überwurfmutter gehalten, weshalb eine
solche Rohrkupplung, insbesondere für Kunststoffrohre, geeignet ist, die einen größeren Außendurchmesser
besitzen. Der Berührungsbereich zwischen dem Schraubbolzen 14" und dem Dichtungsring 18" wire
außerdem beim Zusammensetzen der Rohrkupplung verringert. Damit verringert sich aber auch das zurr
Zusammenschrauben erforderliche Drehmoment, se daß sich der Dichtungsring 18" weniger verdreher
kann.
F i g. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einei
Rohrkupplung 10'" mit einem Rohrfitting 12'" unc einer dritten Innenbohrung 37'", die aber teilweise eine
glatte Innenwandung hat. Das Ende des Rohrfitting!
12'" ist mit einem Außengewinde 39'" verschen, auf da« eine Ringmutter 14'" aufgeschraubt werden kann. Die
se drückt einen die Reibung verringernden Ring 51" gegen einen Dichtungsring 16'". Die in F i g. 16 gezeig
te Rohrkupplung ist eine Kombination der Anordnun gen nach Fig.' und 14, sie wirkt gleichfalls nach derr
Prinzip der Verbindung mit einem Schraubbolzen an statt mit einer direkt koppelnden Überwurfmutter.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Rohrkupplung, die einseitig für den Anschluß eines Kunststoffrohres ausgebildet ist, bestehend
aus einem metallenen Rohrfitting mit Außen- oder Innengewinde, einer Innenbohrung und davon ausgehend
weiteren nach außen abgestuften Bohrungen, von denen eine zur Aufnahme des Endes des
Kunststoffrolires dient, während die im Anschluß
daran folgende zusammen mit den Innenflächen einer Überwurfmutter eine Kompressionskammer
zur Aufnahme eines deformierbaren Dichtungsringes bildet, der im Betriebszustand einen über einer
Ringnutkammer in einem länglichen, starren, hülsenförmigen Teil des Rohrfittings liegenden zunächst
zylindrischen Bereich des Kunststoffrohres in der Ringnutkammer verankert, gekennleichnet
durch die Kombination folgender Merkmale:
a) das hülsenförmige Element (20) ist in an sich bekannter Weise in der auf die Innenbohrung
folgenden Bohrung (32) des Rohrfittings (12) angeordnet und bildet zusammen mit der Ringfläche
(36) des Rohrfittings (12) eine langgestreckte Kammer zur Aufnahme des Kunststoffrohrendes;
b) die beiden Seitenflächen (48, 50) der Ringnutkammer (46) sind kegelstumpfförmig und weisen
einen Neigungswinkel von etwa 45° auf;
c) die Ringfläche (30) und die Innenfläche (68) der Überwurfmutter (14) sind in an sich bekannter
Weise ebenfalls kegelstumpfförmig;
d) der äußere Rand (52) der nach innen weisenden Seitenfläche (48) liegt in der Projektion der
Ringfläche (30) und der äußere Rand (58) der nach innen weisenden Seitenfläche (50) im Betriebszustand
im Bereich der Projektion der Innenfläche (68).
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenfläche (48, 50) der
Ringnutkammer (46) an ihren Rändern (52, 54, 56, 58) Rundungsradien (Tty aufweist.
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (30) und
die Innenfläche (68) einen Neigungswinkel von 30° gegenüber der Längsachse der Rohrkupplung aufweisen.
4. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnutkammer
(45") zumindest zwei in Längsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete Erweiterungen
(46") an der Außenseite des hülsenförmigen Elements (20) aufweist.
5. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnutkammer
(45) eine Tiefe in der Größenordnung von 0,8 mm hat.
6. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige
Element (20) im Bereich der Ringnutkammer (45) mit einer Oberfläche (46) versehen ist,
die eine auf die Innenseite des Kunststoffrohr (P) einwirkende Riffelung (TQ aufweist.
Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus. wie er aus der US-PS 29 78 262 bekannt und im
Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
Die US-PS 29 78 262 betrifft eine Rohrkupplung, die einseitig für den Anschluß eines Kunststoffrohres ausgebildet
ist Ihr hülsenförmiger Teil, der die Ringnutkammer bildet, hat eine die Kammer begrenzende
Ringwandung, deren radial verlaufende Fläche sich in das Kunststoffrohr eingräbt, um zu verhindern, daß die
ίο Rohrkupplung durch Zugbeanspruchung getrennt werden kann. Das Kunststoffrohr legt sich dabei um die
Kante der Ringwandung herum und an die Ringwandung fest an. Dieses Prinzip hat aber zur Folge, daß im
Bereich der Ringwandung die einzige Stelle gebildet ist, an der die gesamte Haltekraft der Rohrkupplung konzentriert
ist, wena nicht das Kunststoffrohr so weit in die Kupplung hineingeschoben wird, daß auch die
Längswandung des hülsenförmigen Elements durch auf den Dichtungsring ausgeübte Kräfte der Überwurfmutter
zur Halterung der Rohrkupplung beiträgt. Wird also auf diese Anordnung eine starke Zugbeanspruchung
ausgeübt, so kann nach längerer Beanspruchungszeit eine Beschädigung des Kunststoffrohrs im
Bereich seiner Verklemmung an der Riiigwandung eintreten.
Da dann auch der Dichtungsring nach außen gedrückt wird, nimmt die Zugfestigkeit immer mehr ab, so
daß die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Kunststoffrohres immer größer wird.
Durch das DT-Gbm 18 58 811 ist eine Rohrkupplung
bekannt, die gleichfalls für den Anschluß eines Kunststoffrohres ausgebildet ist. Sie enthält eine Hülse, die an
ihrem äußeren Ende leicht nach innen abgerundet ist, so daß sie dort einen Abstand zum Kunststoffrohr hat.
Obwohl das Kunststoffrohr durch einen Dichtungsring in diesen Abstandsraum hineingedrückt werden kann,
ist die Form des Dichtungsringes derart, daß beim Festziehen einer der Rohrkupplung zugeordneten Mutter
die ausgeübte Kraft im wesentlichen zur Änderung der Form und der Position des Dichtungsringes, nicht jedoch
zum Eindrücken des Kunststoffrohres in den genannten Abstandsraum ausgenutzt wird. Auch hier treten
also Nachteile auf, die bei längerer Beanspruchung der Rohrkupplung zu deren Beschädigung und/oder
Trennung führen können.
Durch die US-PS 24 70 546 ist eine Rohrkupplung bekannt, bei der eine Hülse mit drei flachen Vertiefungen
vorgesehen ist. Das Gesamtvolumen dieser Vertiefungen ist sehr gering im Vergleich zu einem Dichtungselement,
mit dem ein angeschlossenes Rohr gegen die Hülse gedrückt wird. Daher wird im Bereich des auf
das Rohr einwirkenden Dichtungselements eine nur sehr geringe Formänderung des Rohrs möglich, deren
unzureichende Klemmwirkung durch weitere Dichtungselemente erhöht werden muß, die den weiteren
Vertiefungen zugeordnet sind. Hierdurch entsteht ein hoher konstruktiver Aufwand, der zu hohen Herstellungskosten
von Rohrkupplungen führt. Außerdem sind durch mehrere hintereinander angeordnete Verformungen
des Rohrs Verhältnisse geschaffen, die bei Zugbeanspruchung der Rohrkupplung eine ähnliche
Wirkung wie Schraubengänge haben, d. h., die der Krafteinwirkung am nächsten liegende Stelle wird
ohne Rücksicht darauf, wieviel weitere Dichtungs- bzw. Verformungsstellen vorgesehen sind, zuerst zerstört.
Außerdem sind die Herstellungskosten dieser bekannten Rohrkupplung durch den Einsatz mehrerer separater
Dichtungselemente besonders hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ein-
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US87435169A | 1969-11-05 | 1969-11-05 | |
US87435169 | 1969-11-05 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2054560A1 DE2054560A1 (de) | 1971-05-19 |
DE2054560B2 DE2054560B2 (de) | 1975-10-23 |
DE2054560C3 true DE2054560C3 (de) | 1976-06-10 |
Family
ID=
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