DE4141310A1 - Rohrverbindung mit axialer verpressung, insbesondere fuer verbundrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung mit axialer Verpressung, insbesondere für Verbundrohre, nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Rohrverbindung (EP-01 59 997) werden die auf ihrem Anschlußbereich der Stützhülse befindlichen Rohrenden durch eine Quetschhülse preßverformt, die ihrer­ seits durch einen Preßring bei dessen Aufschieben auf die Quetschhülse in axialer und radialer Richtung verformt wird. Die bekannte Preßhülse weist eine vordere Umformfläche mit konischer Anstellung auf, an die sich eine zylindrische Formfläche anschließt, die sich über dem Hauptteil der Länge der Preßhülse erstreckt. An diese zylindrische Form­ fläche schließt sich dann eine hintere konische Umformfläche an. Diese Preßhülse übt auf die Wandung der Rohrenden starke axiale und radiale Preßdrücke aus, welche die Struktur des Rohrmaterials beeinträchtigen und dessen Festigkeit und Dichtfunktion herabsetzen. Dementsprechend werden hohe axiale Werkzeugdrücke für die Montage der Rohrverbindung benötigt.

Beim Aufschieben der Preßhülse bildet sich vor der vorderen Umformfläche eine äußere wulstförmige Materialanstauchung, die von der vorderen Umformfläche über die Länge der Quetschhülse verlagert wird und einen diskontinuierlichen Druckaufbau zur Folge hat. Derartige in der Montage aufwen­ dige Rohrverbindungen sind kaum in der Lage, normgemäß zulässige Toleranzen in den Rohrquerschnittsabmessungen und/oder Abweichungen durch stirnseitig fehlerhafte Rohr­ endflächen auszugleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbin­ dung mit axialer Verpressung zu schaffen, die bei ihrer Herstellung mit einem geringen Preßdruck eine sichere und dauerhafte Verbindung der Rohre erbringt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Rohrverbindung, insbesondere für Verbundrohre, mit den Merkmalen des An­ spruchs 1. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestal­ tungen wird auf die Ansprüche 2 bis 20 verwiesen.

Die Erfindung schafft eine Rohrverbindung mit axialer Ver­ pressung, bei der die Preßhülse auf die Quetschhülse nahezu über ihre gesamte Länge verformend einwirkt und aufgrund ihrer beiden unmittelbar ineinander übergehenden konischen Umformabschnitte beim Aufschieben auf die Quetschhülse einen gleichmäßig fortschreitenden Preßdruck aufbaut, der eine sanfte und doch zuverlässige Verpressung des gesamten Rohrendbereiches erbringt. Durch diese schonende Umformung der Rohrendbereiche ist eine derartige Rohrverbindung be­ sonders für Verbundrohre, insbesondere Aluminium/Kunst­ stoff-Verbundrohre, einsetzbar, da keine die Dauerhaftigkeit der Abdichtung beeinflussenden Schäden durch Schneid-, Scher- oder Kerbwirkungen im Preßbereich auftreten.

Hinsichtlich wesentlicher weiterer Vorteile und Einzelheiten der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch näher veranschau­ licht ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung im unverpreßten Zustand,

Fig. 2 die Rohrverbindung gemäß Fig. 1 im verpreßten Zustand,

Fig. 3 eine geschnittene Einzeldarstellung einer Quetschhülse, und

Fig. 4 eine Preßhülse mit einer Innenbeschichtung in axialem Teilschnitt.

Die Fig. 1 zeigt eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Rohrver­ bindung für zwei Verbundrohre 2. Die Rohrverbindung 1 umfaßt eine Stützhülse 3 mit zwei Anschlußbereichen 4, auf denen die Rohrenden der Verbundrohre 2 aufgebracht werden, die eine im umverformten Zustand zylindrische äußere Mantelflä­ che 5 aufweisen. Die Rohrenden sind jeweils von einer Quetschhülse 6 umgriffen, an deren äußeren Ende in diesem vormontierten Zustand eine Preßhülse 7 anliegt. Das innere Ende der Quetschhülse 6 ist dabei auf die Stützhülse 3 soweit aufgeschoben, daß es, eine Stirnseite 8 der Verbund­ rohre 2 umfassend, an radial vorstehenden Seitenwänden 9 eines Mittelbundes 10 der Stützhülse 3 anliegt.

Die Darstellung gemäß Fig. 2 verdeutlicht, daß die Rohrver­ bindung 1 ausgehend vom umverformten Zustand der Teile gemäß Fig. 1 dadurch gebildet wird, daß die Preßhülsen 7 beim Aufschieben auf die Quetschhülsen 6 diese fortschrei­ tend einwärts umformen und das Rohrende der Verbundrohre 2 zwischen der Quetschhülse 6 und dem Anschlußbereich 4 der Stützhülse 3 unter konischer Umgestaltung der Quetsch­ hülse 6 fugenlos verpressen. Die Preßhülse 7 weist dazu eine vordere Umformfläche 11 und eine hintere Umformfläche 11a auf, die unmittelbar ineinander übergehend im wesent­ lichen die gesamte innere Mantelfläche der Preßhülse 7 bilden. Vor der vorderen Umformfläche 11 weist die Preßhülse 7 einen inneren zylindrischen Stauraum 12 auf, dessen Durch­ messer dem der benachbarten Umformfläche 11 an deren an­ grenzenden Ende entspricht (Fig. 1). Die hintere Umform­ fläche 11a erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des sich rückwärts an die vordere Umformfläche 11 anschließenden Teils der Preßhülse 7 und umfaßt im unver­ preßten Zustand einen konischen Preßraum 13.

An den zylindrischen Stauraum 12 schließt sich die vordere Umformfläche 11 unter einem Neigungswinkel von 15° bis 25°, vorzugsweise 20°, an, und die hintere Umformfläche 11a ist dabei unter einem Neigungswinkel von 2° bis 8°, vorzugsweise 5°, zur Mittelachse 14 angestellt. In vorteil­ hafter Gestaltung der Preßhülse 7 entspricht die Länge der hinteren Umformfläche 11a etwa dem 3- bis 5-fachen, vorzugsweise 4-fachen, der Länge der vorderen Umform­ fläche 11.

Die Darstellung gemäß Fig. 2 verdeutlicht, daß der Durchmes­ ser des zylindrischen Stauraumes 12 dem Außendurchmesser des Mittelbundes 10 entspricht, so daß in der dargestellten Endstellung der Rohrverbindung 1 die Preßhülse 7 den Mittel­ bund 10 zumindest teilweise umgreift. Zur weiteren Verbes­ serung der axialen Lagesicherung der Preßhülse 7 im Endzu­ stand der Rohrverbindung 1 kann die Preßhülse 7 mit dem Mittelbund 10 in Verriegelungseingriff stehen (nicht darge­ stellt), z. B. mittels eines Schnapprings, der an der Innen­ fläche der Preßhülse 7 angeformt ist und in eine Schnipp­ rille am Mittelbund 10 einrastet.

Der Mittelbund 10 der Stützhülse 3 ist an seinem äußeren Ende zur Verbesserung der Dichtigkeit der Rohrverbindung 1 mit einem axialen Ringflansch 15 versehen, an dem in Verbindungsendstellung die Preßhülse 7 umgeformte Bereiche der Quetschhülse 6 abgestützt sind (Fig. 2).

Zur Einleitung des axialen Preßdruckes beim Aufschieben der Preßhülse 7 auf die Quetschhülse 6 ist in der äußeren zylindrischen Mantelfläche der Preßhülse 7 ein radialer Absatz 16 für die Abstützung eines axial wirkenden Preß­ werkzeuges (nicht dargestellt) angeformt. Dieser radiale Absatz 16 ist vorteilhaft nahe dem Übergang von der vorderen zur hinteren Umformfläche 11,11a angeordnet, so daß in einer hier gebildeten Hauptumformzone für das Material der Quetschhülse 6 die Preßhülse 7 radial und axial stabili­ sierend abgestützt ist.

In Fig. 3 ist die Quetschhülse 6 im Ausgangszustand vor ihrer Verformung dargestellt. Die Quetschhülse 6 ist dabei innen und außen zylindrisch ausgebildet und weist an ihrem Innenende einen sich radial einwärts erstreckenden Ringbund 17 auf, der sich am Mittelbund 10 der Stützhülse 3 abstützt (Fig. 1, 2), wobei am Ringbund 17 innenseitig das Rohrende des Verbundrohres 2 mit seiner Stirnseite 8 anliegt. In radialer Ausdehnung ist der Ringbund 17 derart bemessen, daß er bis an die Mantelfläche der Stützhülse 3 im Anschluß­ bereich 4 heranreicht. Die Quetschhülse 6 weist an ihrem Außenende 18 eine konische Anschärfung 19 als Anlaufschräge auf, die mit einem Anstellwinkel von etwa 10° bis 15°, vorzugsweise 13°, versehen ist.

In einer zweckmäßigen Ausführung besteht die Quetsch­ hülse 6 aus unvernetztem Polyäthylen, dessen gute Umformbar­ keit bei niedrigen Umformkräften eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet. Insbesondere im Bereich der Berührungsfläche des Ringbundes 17 mit der Stirnseite 8 des Rohrendes sind Toleranzen im Verlauf der Rohrendfläche mit zuverlässiger Dichtung ausgleichbar, da das Material der Quetschhülse 6 diesen Bereich einformt.

Zur weiteren Verbesserung der Dichtigkeit der Rohrverbindung 1 kann zwischen den Berührungsflächen von Stützhülse 3 und Quetschhülse 6 ein Dichtungsring 24 vorgesehen sein. In der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist der Dichtungsring 24 im Bereich des Ringbundes 17 ange­ ordnet, wobei in einer nicht dargestellten Ausführungsform der Dichtungsring 24 weiter außen auch zwischen dem An­ schlußbereich 4 der Stützhülse 3 und dem Rohrende angeordnet sein kann.

In der Ausführungsform der Rohrverbindung 1 gemäß Fig. 1 und 2 ist die Stützhülse 3 im Anschlußbereich 4 im Bereich der mit dem Rohrende die Dichtfläche bildenden Mantelfläche mit Hauptringwülsten 20 versehen. Mit diesen im Abstand zueinander angeordneten Hauptringwülsten 20 werden sowohl innenseitig in die außen konisch umgeformte Quetschhülse 6 als auch in den Rohrendbereich radiale wellenförmige Um­ formungen eingebracht, die die Dichtigkeit der Rohrverbin­ dung 1 insbesondere bei axialer Belastung weiter verbessern.

In Fig. 4 ist in vergrößerter Darstellung die Preßhülse 7 veranschaulicht, die von einem Grundkörper 21 mit einer Innenbeschichtung 22 gebildet ist. Diese Preßhülse 7 weist in vorteilhafter Ausführung einen metallischen Grundkörper 21, z. B. aus Messing, und eine Innenschicht 22 aus Kunst­ stoff, z. B. glasfaserverstärktem Polyamid, auf, wobei zur Verbesserung der Gleiteigenschaften beim Verpressen diese Innenschicht 22 aus hochvernetztem Kunststoff gebildet sein kann.

Die dargestellte Rohrverbindung 1 schafft eine insbesondere auch für Aluminium/Kunststoff-Verbundrohre sichere und dauerhafte dichte Verbindung der Rohre, da die Gestaltung des Innenmantels der Preßhülse 7 in Kombination mit der Ausbildung der Quetschhülse 6 eine schonende Verpressung der Bauteile ermöglicht und mit einem gleichmäßig fort­ schreitenden Umformvorgang während der Verpresssung eine Einformung der Endbereiche der Verbundrohre 2 ermöglicht, die mit hoher Zuverlässigkeit ohne nennenswerte Material­ anstauchungen einhergeht.

Die dargestellte Rohrverbindung 1 ist als Verbindung für koaxiale Rohrenden ausgebildet; sie kann jedoch die Grund­ form anderer Fittings wie T-, Winkel- oder Bogenstücke annehmen und auch mit nur einem Anschlußbereich 4 für ein Rohrende ausgerüstet sein.

Claims (20)

1. Rohrverbindung mit axialer Verpresssung, insbesondere für Verbundrohre (2), mit einer inneren Stützhülse (3) mit zumindest einem von einem Mittelbund (10) begrenzten Anschlußbereich (4), einer jedem Anschlußbereich (4) zuge­ ordneten Quetschhülse (6) sowie einer Preßhülse (7), wobei die Stützhülse (3) auf jedem Anschlußbereich (4) mit im Abstand zueinander angeordneten Hauptringwülsten (20) ver­ sehen ist, die Quetschhülse (6) und die Preßhülse (7) in einer gemeinsamen Endstellung am Mittelbund (10) das auf dem Anschlußbereich (4) befindliche Rohrende umgreifen und die Preßhülse (7) mit der Quetschhülse (6) an konischen Umformflächen (11,11a) in Preßeingriff steht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vordere Umformfläche (11) der Preßhül­ se (7) unmittelbar in die hintere Umformfläche (11a) über­ geht, die hintere Umformfläche (11a) sich im wesentlichen über die gesamte Länge des sich rückwärts anschließenden Preßhülsenteils erstreckt, bei Aufschieben auf die Quetsch­ hülse (6) diese mitsamt dem Rohrende fortschreitend einwärts verlagert und das Rohrende zwischen Quetschhülse (6) und Anschlußbereich (4) der Stützhülse (3) fugenlos verpreßt.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Preßhülse (7) axial vor der vorderen Umform­ fläche (11) einen inneren zylindrischen Stauraum (12) auf­ weist, dessen Durchmesser dem der benachbarten Umform­ fläche (11) an deren angrenzenden Ende entspricht.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vordere Umformfläche (11) unter einem Neigungswinkel von 15° bis 25°, vorzugsweise 20°, angestellt ist.

4. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Umformfläche (11a) unter einem Neigungswinkel von 2° bis 8°, vorzugsweise 5°, angestellt ist.

5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der hinteren Umform­ fläche (11a) etwa dem 3- bis 5-fachen, vorzugsweise 4-fachen, der Länge der vorderen Umformfläche (11) ent­ spricht.

6. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindri­ schen Stauraums (12) dem Außendurchmesser des Mittelbundes (10) entspricht und in Endstellung der Preßhülse (7) den Mittelbund (10) teilweise umgreift.

7. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Endstellung der Preßhülse (7) diese mit dem Mittelbund (10) in Verriegelungseingriff steht.

8. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbund (10) der Stütz­ hülse (3) mit einem axialen Ringflansch (15) am äußeren Ende versehen ist.

9. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der äußeren zylindrischen Mantelfläche der Preßhülse (7) ein radialer Absatz (16) für die Abstützung eines Preßwerkzeuges angeformt ist.

10. Rohrverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absatz (16) nahe dem Übergang von der vorderen zur hinteren Umformfläche (11, 11a) angeordnet ist.

11. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschhülse (6) vor ihrer Verformung innen und außen zylindrisch ausgebildet ist und an ihrem Innenende einen sich radial einwärts er­ streckenden Ringbund (17) aufweist, mit dem sie sich am Mittelbund (10) der Stützhülse (3) abstützt.

12. Rohrverbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ringbund (17) bis an die Mantelfläche der Stützhülse (3) heranreicht und innenseitig das stirnseitige Ende (8) des Verbundrohres (2) abstützt.

13. Rohrverbindung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschhülse (6) an ihrem Außenende (18) eine konische äußere Anschärfung (19) mit einem An­ stellwinkel von etwa 10° bis 15°, vorzugsweise 13°, auf­ weist.

14. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschhülse (6) aus unver­ netztem Polyäthylen besteht.

15. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Berührungsflächen von Stützhülse (3) und Quetschhülse (6) ein Dichtungsring (24) angeordnet ist.

16. Rohrverbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß der Dichtungsring (24) im Bereich des Ringbundes (17) vorgesehen ist.

17. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungsring (24) zwischen dem Anschlußbereich (4) der Stützhülse (3) und dem Rohrende angeordnet ist.

18. Rohrverbindung nach ein einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßhülse (7) von einem Grundkörper (21) mit einer Innenbeschichtung (22) gebildet ist.

19. Rohrverbindung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Preßhülse (7) von einem metallischen Grundkör­ per (21) und einer Innenschicht (22) aus glasfaserverstärk­ tem Polyamid gebildet ist.

20. Rohrverbindung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (22) aus hochvernetztem Kunststoff besteht.