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Sicherung der mechanischen Verbindung und Abdichtung der Enden von
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zylindrischen Rohren in Muffen aus Kunststoff gegenLösen bzw. Leckage
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= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = o Die Erfindung bezieht
sich auf eine Sicherung der mechanischen Verbindung und Abdichtung der Enden von
zylindrischen Rohren in Muffen aus Kunststoff gegen Lösen bzw. Leckage, insbesondere
in Doppelmuffen, die als Dichtungselemente Rollringe enthalten.
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Sicherungen für Muffenrohrverbindungen oder auch für gummigedichtete
Verbindungen glattzylindrischer Rohre in Doppelmuffen sind in zahlreichen unterschiedlichen
Ausführungen bekannt. Die bisher üblichen Sicherungskonstruktionen verwenden für
Muffe und Rohr das gleiche Material und in konstruktiver Hinsicht entweder Halte-
oder Überwurfringe mit Klammern, Schrauben und dgl. (vgl. z.S. DT OS 2 162 435,
DT OS 2 423 488 und DT OS 2 432 771) oder Rillen oder Nuten am Rohr-Außenumfang
und Innenumfang der Muffe zur Aufnahme von Einlegeteilen (DT-OS 2 357 260). Die
zuerst genannten Konstruktionen mit Halte- oder Überwurfringen erfordern in der
Regel zur Verankerung am Außenumfang des Rohrspitzendes aufgetragene Schweißwülste
oder dgl. Eine Bearbeitung des Außenumfanges der zu verbindenden Rohre erhöht jedoch
die Montagezeit und ist in vielen Fällen z.B.
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beiidünnwandigen Kunststoffrohren überhaupt nicht durchführbar. Generell
kann man feststellen, daß die bekannten Schub-Sicherungen sämtlich teileaufwendig
und/oder umständlich zu montieren sind.
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Durch die DT-AS 2 249 455 ist ferner eine Muffenrohrverbindung bekanntgeworden,
die teilesparender und durch einen einfachen Steckvorgang auch leichter und schneller
herzustellen ist. Die Sicherung dieser Rohrverbindung in achsialer Richtung und
gegen eine Abwinkelung der verbundenen Rohrenden erfolgt hier jedoclnfausschließlich
durch die Muffe in Verbindung mit Dichtungs-Rollringen. Aufgrund der relativ erheblichen
Maßabweichungen beim Außendurchmesser der üblichen Rohre, insbesondere aus Cußeisen,
Steinzeug
usw. ist es ferner erforderich, daß die Muffe bzw. Doppelmuffe
einen Eingangs-Durchmesser aufweist, der etwas größer als der zulässige größte Außendurchmesser
der Rohre ist. Bei Rohren mit dem kleinst zulässigen Außendurchmesser tritt dann
jedoch ein relativ großer ringförmiger Spalt zwischen dem Außenumfang eines solchen
Rohres und dem Muffeneingang auf, wodurch die Gefahr des Ausknickens der Rohre,
z.B. in einer Doppelmuffe bei entsprechend hohem Innendruck erhöht wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherung der
mechanischen Verbindung und Abdichtung derEnden von zylindrisden Rohren in Muffen
aus Kunststoff gegen Lösen bzw. Leckage zu schaffen, die baulich einfach, leicht
und schnell zu montieren ist sowie an der Muffenrohrverbindung auftretende Längs-
und Querkräfte, die zu einer unzulässig großen Abwinkelung der verbundenen Rohrenden
und dadurch zur Undichtigkeit führen könnten, zu-verlässig aufnimmt.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß neben einem
praktisch starren, im wesentlichen zylindrischen Haupt-Muffenabschnitt wenigstens
das eine Ende der Muffe entlang einer Umfangszone radial elastisch verformbar ausgebildet
und durch ein ringförmiges Spannelement, etwa eine Klemmbride in kraftschlüssige
Verbindung mit dem Außenumfang eines Rohres bringbar ist. Dadurch kann eine von
den Dichtungs-Rollringen unabhängige kraftschlüssige Verbindung zwischen den Rohrenden
über die Muffe bzw. Doppelmuffe hergestellt werden, wobei die radial elastisch verformbare
Umfangszone der Muffe unter dem Einfluß des ringförmigen Spannelements die zulässigen
Toleranzen bei den zu verbindenden Rohren, insbesondere Gußrohren, einwandfrei ausgleicht.
Die Muffe besteht unabhängig vom Werkstoff des Rohres stets aus Kunststoff. Das
oder die äußeren Enden der Muffe bzw. Doppelmuffe werden also durch das bzw. die
ringförmigen Spannelemente einfach zusammengezogen und gegen den Rohraußenumfang
gepreßt, so daß durch Reibung ein Kraftschiuß erfolgt, der sowohl Längskräfte als
auch ein durch Querkräfte verursachtes Biegemoment aufnimmt, um auch die Gefahr
des Ausknickena der verbundenen Rohre auszuschalten. Ein wesentlicher Vorteil der
Erfindung besteht ferner darin, daß bei ihrer Anwendung die Muffsnbaulängs nicht
vergrößert, wird. Dies bedeutet gerade bei Doppelmuffen, daß diese nach wie vor
mit sehr kurzen Baulängen hergestellt werden können, um auch den Anschluß von Rohren
an relativ kurze Schenkel von Abzwsigstücken
oder Rohrkrümmern zu
ermöglichen. Die Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung erfordert, je nach
Muffenart, lediglich die Befestigung von nur einem oder zwei ringförmigen Spannelementen,
etwa in Form von Klemmbriden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird am Übergang
zwischen der radial elastisch verformbaren Umfangszone und dem starren Haupt-Muffenabschnitt
eine ringförmige Sollbiegezone vnrgesehen, um die Herstellung der kraftschlüssigen
Verbindung zwischen Muffe und Außenumfang eines Rohres weiter zu erleichtern.
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Eine relativ einfach und dadurch preiswert herzustellende Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das eine Ende der aus zähhartem
Kunststoff bestehenden Muffe im Bereich der elastisch verformbaren Umfangszone eine
gegenüber dem Haupt-Muffenabschnitt geringere Wanddicke aufweist und mit zahlreichen
über dem Umfang gleichmäßig verteilten radialen Ausschnitten versehw##st, um eine
Reihe von radial beweglichen Befestigungszungen zu bilden. Diese Befestigungszungen
lassen sich bei relativ geringem Kraftaufwand mittels eines ringförmigen Spannelementes
in Eingriff mit dem Außenumfang eines Rohres bringen.
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Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist wenigstens das eine
Ende der Muffe im Bereich der elastisch verformbaren Umfangszone aus einem gegenüber
dem aus steifem Kunststoff bestehenden Haupt-Muffenabschnitt relativ weichelastischen,
angeformten Kunststoff gebildet.
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Wenn die erfindungsgemäße Sicherung bei Muffen angewendet wird, die
wenigstens einen in einem Bereitschaftsraum nahe dem Muffeneingang lösbar angeordneten
Dichtungs-Rollring, einen sich an diesem Bereitschaftsraum anschließenden Kompressionsbund
und einem diesem nachfolgenden Dichtungs-Ringraum aufweisen, in den beim Einstecken
eines Rohres der durch Reibung~ mitnahme aus dem Beraitschaftsraum herausgerollte
und durch den Kompressionsbund zusammengspreßte Dichtungs-Rollring einschnappt,
ist es, um die Muffenbaulänge möglichst kurz zu halten, zweckmäßig, wenn die radial
elastisch verformbare Umfangszone an wenigstens einem Ende der Muffe den Bereitschaftsraum
für den Dichtungs-Rollring in Achsrichtung überlappt.
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Wenn die erfindungsgemäße Sicherung bei Muffen angewendet wird, die
wenigstens einen Dichtungs-Rollring aufnehmenden Raum aufweisen, der nahe dem Muffeneingang
beginnt und an einem ringbundförmigen Anschlag fürldas Rohr endet, wobei beim Einstecken
eines Rohres der Dichtungs-Roll ring durch Reibungsmitnahme aus einer Bereitschaftsposition
innerhalb des Raumes heraus in eine Dichtungsposition nahe dem Anschlag gerollt
wird, ristes vorteilhaft, wenn zwischenider radial elastisch verformbaren Umfangszone
an wenigstens einem Ende der Muffe und dem Außenumfang des Rohres ein Füllring oder
-Ringsegmente angeordnet werden, dessen bzw. deren achsiale Länge mindestens derjenigen
der elastisch verformbaren Umfangszone der Muffe entspricht. Dieser Füllring oder
diese Füllringsegmente verbessern vorteilhaft die kraftschlüssige Verbindung zwischenMuffe
und Außenumfang des Rohres und sichern zugleich den Dichtungs-Rollring in seiner
Dichtungsposition.
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BeXeiner Sicherung der zuletzt genannten Bauart ist es zweckmäßig,
wenn ein nach innen gezogener Ringbund am äußeren Ende der radial elastisch verformbaren
Umfangszone der Muffe den Füllring oder die Füllringsegmente außen übergreift. Dadurch
wird nämlich die Montage erleichtert, wenn z.B.
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bei senkrechten Rohranordnungen aufgrund ungünstiger Toleranzverhältnisse
der Füllring oder die Füllringsegmente ein größereskadiales Spiel besitzen.
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Zum Ein-setzen des Füllringes oder der Füllringsegmente in den Muffenspalt
braucht man lediglich die elastisch verformbare Umfangszone der Muffe etwas radial
nach außen zu biegen.
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Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele
erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine auseinandergezogene Schrägansicht einer Doppelmuffe
mit dem Sicherungsmerkmal gemäß derErfindung, zweier ringförmiger Spannelemente
in Form von Klemmbriden und der Enden der in der Doppelmuffe abgedichtet zu verbindenden
Rohre; Figur 2 eine Schrägansicht der in Figur 1 gezeigtenTsile im montierten Zustand;
Figur 3 eine Längs-Schnittansicht der einen Hälfte der in Figur 2 gezeigten Rohrverbindung,
wobei jedoch das obere Rohr und der obere Teil der Doppelmuffe in einem Zustand
zu Beginn der Montage gezeigt sind und
Figur 4 eine der Figur 3
ähnliche Längs-Schnittansicht einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung,
bei der ein Füllring verwendet wird.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 - 3 erfolgt die abgedichtete
Verbindung der Enden zweier zylindrischer Rohre 10 durch eine Doppelmuffe 11 in
Verbindung mit zwei ringförmigen Spannelementen 12 in Form von Klemmbriden bzw.
Schnellverschlußbändern. Die Doppelmuffe 11 enthält zwei Dichtungs-Rollringe13,
die vor der Montage in je einem Bereitschaftraum 14 nahe dem Muffeneingang lösbar
angeordnet sind. Beim Einstecken eines Rohres 10 in die Doppelmuffe 11 wird der
betreffende Dichtungs-Roliring 13 aus seinem Bereitschaftsraum 14 durch Reibungsmitnahme
herausgerollt, durch einen neben dem Bereitschaftsraum 14 angeordneten Kompressionsbund
15 zusammengepreßt, und nach Überrollen dieses Kompressionsbundes schnappt der Dichtungs-Rollring
13 in einen sogenannten Dichtungs-Ringraum 16 ein, wobei zugleich die Stirnseite
des eingesteckten Rohres 10 gegen einen ringbundförmigen Anschlag 17 stößt. Dieser
Teil der Doppelmuffe 11 ist in der DT - AS 2 249 455 beschrieben und bildet kein
Teil der Erfindung.
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Die Doppelmuffe 11 ist aus zähhartem Kunststoff hergestellt und weist
an beiden Enden eine gegenüber dem Haupt-Muffenabschnitt 18 geringere Wanddicke
sowie zahlreiche über dem Umfang gleichmäßig verteilte radiale Ausschnitte 19 auf,
wodurch eine Reihe von in einem begrenzten Ausmaß radial bewegliche Befestigungszungen
20 gebildet sind. Diese Befestigunge zungen bilden an beiden Enden der Doppimuffe
11 elastisch verformbare Umfangezonen und können mittels der ringförmigen Spannelemente
12 soweit nach innen gebogen werden, daß die innere bogenförmige Fläche 21 der Befest
igungezun gen 20 in kraftschlüssiger Verbindung mit dem Außenumfang eines eingesteckten
Rohres 10 kommt. Dieser Zustand ist in Figur 2 und in der unteren Hälfte der Figur
3 gezeigt. Um die elastische Verformung der Befestigungszungen 20 radial nach innen
zu erleichtern, ist an ihrem Übergang zu dem praktischstarren Haupt-Muffenabschnitt
18 eine ringförmige Sollbiegezone 22 in Form eines ringförmigen Einschnitts vorgesehen.
Die ringförmigen Spannelemente 12 können mittels Schraubeinrichtungen 23 zusammengezogen
werden, um die Befestigungezungen 21 gegen den Außenumfang der Rohre 10 zu drücken
und dadurch die Doppelmuffe 11 an diesen Rohren mechanisch zu fixieren, Die radialen
Ausschnitte 19 sind zweckmäßig so bemessen, daß ihre äußeren Enden im montierten
Zustand seitlich aneinanderliegen, wie Figur 2 zeigt
Die Gesamt-Baulänge
der Doppelmuffe 11 wird möglichst kurz gehalten, so daß diese auch für den Anschluß
von Rohren an kurze Anschlußschenkeln von Abzweigstücken, Rohrkrümmern etc. geeignet
sind. In dieser Hinsicht förderlich ist das Merkmal, daß die Bereitschaftaräume
14 an beiden Enden der Doppelmuffe 11 zur Aufnahme der Dichtungs-Rollringe 13 an
der Innenseite der Befestigungszungen 20 ausgebildet sind.
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Der Muffen-Eingangsdurchmesser D (Figur 3) wird so bemessen, daß einerseits
ein Rohr mit dem größten zulässigen Außendurchmesser gerade noch in die Doppelmuffe
eingeschoben, andererseits auch eine kraftschlüssige Verbindung der Befestigungszungen
20 mit dem Außenumfang eines Rohres 10 hergestellt werden kann, das degkleinsten
zulässigen Außendurchmesser aufweist. Im montierten, in Figur 2und Figur 3 unten
gezeigten Zustand erfolgt die Abdichtung der Rohrverbindung durch die in den Dichtungs-Ringräumen
16 der Doppelmuffe befindlichen Dichtungs-Rollringe 13, während aufgrund der kraftschlüssigen
Verbindung der Befestigungszungen 20 mit den Rohren 10 die Doppelmuffe II Längs-
und Querkräfte zuverlässig aufnehmen kann und dadurch auch ein unzulässig großes
Ausknicken oder Abwinkeln der in der Doppelmuffe verbundenen Rohrenden vermeidet,
uagcru einer Leckage führen kann.
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Die Doppelmuffe 110 gemäß der Figur 4 entspricht im wesentlichen der
Doppelmuffe 11 der Figuren 1 - 3 und gleiche Teile sind daher auch mit den gleichen
Bezugszahlen gekennzeichnet. Jedoch fehlen hier die beiden Kompressionsbünde 15
und die disDichtungs-Rollringe 13 aufnehmenden Räume 25 beginnen nahe dem Muffeneingang
und enden am ringbundförmigen Anschlag 17. Beim Einstecken eines Rohres 10 in diese
Doppelmuffe wird der betreffende Dichtungs-Rollring 13 ebenfalls durch Reibungsmitnahme
aus einer Bereitschaftspositibn nahe dem Muffeneingang heraus idsine Dichtungsposition
nahe dem Anschlag 17 gerollt, die in der unteren Hälfte der Figur 4 gezeigt ist.
Die Sicherung jedes Dichtunge-Roliringes 13 in seiner Dichtungsposition erfolgt
hier durch einen Füllring 26, vorzugeweise aus zähhartem Kunststoff, der zwecks
Anpassung an den Rohrdurchiesser geschlitzt sein kann und bei nach augen abgebogenen
Befestigungezungen 20 in den Raum 25 eingeschoben werden kinn. Statt eines Füllringes
können auch mehrere Segments verwendet werden. Wenn die ringförmigen Spannelemente
12 am Außenumfang der Befestigungazungen 20 angezogen werden, erfolgt die
kraftschlüssige
Verbindung zwischen den Befestigungazungen 20 bzw.
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der Doppelmuffe 110 und dem Außenumfang der Rohre 10 über die Füllringe
26. Zweckmäßig wird jeder Füllring 26 an seiner Außenseite im montierten Zustand
durch nach innen gerichtete Abwinkelungen an den Befestigungszungen 20 erfaßt, die
im Montagezustand einen lediglich durch die radialen Ausschnitte 19 unterbrochenen,
nacqinnen gezogenen Ringbund 27 bilden.
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Im AusführungsbeispiEl ist die achsiale Länge des Füllrings 26 etwas
größer als diejenige der Befestigungezungen 20. Sie sollte jedoch nicht kleiner
als die achsiale Länge der Befestigungszungen sein, damit der Füllring einerseits
als Sicherungselement für den Dichtungs-Rollring 13 dienen kann und andererseits
den erforderlichen Kraftschluß zwischen Doppelmuffe und Rohr bei angezogenem Spannelement
gewährleistet.
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DieErfindung ist auch in Verbindung mit einfachen Muffen aus Kunststoff
anwendbar, die jeweils an einem Ende von glattzylindrischen Rohren aus Kunststoff
befestigt wurden, um Muffenrohre zu bilden (nicht gezeigt).