DE20010976U1

DE20010976U1 - Pipe joint seal

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Publication number: DE20010976U1
Application number: DE20010976U
Authority: DE
Original assignee: Fraenkische Rohrwerke Gebr Kirchner GmbH and Co KG
Current assignee: Fraenkische Rohrwerke Gebr Kirchner GmbH and Co KG
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2010-06-22

Description

Anwaltsakte 45 446 VIIIAttorney file 45 446 VIII

Fränkische Rohrwerke
Gebr. Kirchner GmbH + Co.Franconian Pipe Works
Gebr. Kirchner GmbH + Co.

Hellinger Str. 1
97486 KönigsbergHellinger Str. 1
97486 Koenigsberg

RohrverbindungsabdichtungPipe connection sealing

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung für Rohre, insbesondere eine Steckverbindung für Wellrohre, mit einem Umgriffselement und einem von dem Umgriffselement aufzunehmenden Stutzen.The present invention relates to a connection for pipes, in particular a plug connection for corrugated pipes, with a wraparound element and a nozzle to be received by the wraparound element.

Um ein Rohr mit einem Anschlussstutzen dicht zu verbinden, so dass beispielsweise Medien durch das Rohr in ein Behältnis befördert werden können, werden gemäß dem Stand der Technik Stutzen mit einer integrierten Nut zur Aufnahme eines O-Ringes als Abdichtungselement verwendet. Der O-Ring ist dabei das maßgeblich dichtende Element.In order to tightly connect a pipe to a connecting piece so that, for example, media can be transported through the pipe into a container, the state of the art uses pieces with an integrated groove to accommodate an O-ring as a sealing element. The O-ring is the main sealing element.

Solche Rohrverbindungen mit Dichtringen, die als separate Bauteile zwischen dem Stutzen und dem Umgriffselement eingebracht werden, sind beispielsweise aus der DE 298 18 787 Ul und der DE 298 18 788 Ul bekannt. Ein großer Nachteil dieser Abdichtungssysteme besteht darin, dass der O-Ring als separates Bauteil überhaupt benötigt wird, was die Herstellungskosten auf einem relativ hohen Niveau hält. Die Ringe müssen in einem eigenen Arbeitsgang montiert werden und es wird einige Montagekxaft benötigt, um den Stutzen in das Umgriffselement einzuschieben, wenn der Ring in einer Umfangsnut an einem Stutzen befestigt ist. Des Weiteren kann sich beim Einstecken der Ring aus seiner Nut herausziehen und somit Undichtigkeiten und Leckagen hervorrufen.Such pipe connections with sealing rings, which are inserted as separate components between the nozzle and the wraparound element, are known, for example, from DE 298 18 787 Ul and DE 298 18 788 Ul. A major disadvantage of these sealing systems is that the O-ring is required as a separate component, which keeps the manufacturing costs at a relatively high level. The rings must be assembled in a separate operation and some assembly force is required to push the nozzle into the wraparound element if the ring is attached to a nozzle in a circumferential groove. Furthermore, the ring can pull out of its groove when inserted, thus causing leaks and leaks.

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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindung für Rohre bereitzustellen, welche die oben aufgezählten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll eine kostengünstige Lösung zur Rohrverbindung vorgeschlagen werden, die bei akzeptablen Montagekräften eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistet.It is the object of the present invention to provide a connection for pipes which overcomes the disadvantages of the prior art listed above. In particular, a cost-effective solution for pipe connections is to be proposed which ensures sufficient tightness with acceptable assembly forces.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Innenaufnahme des Umgriffselementes und die Außenfläche des Stutzens im unverbundenen Zustand einen solchen Maßunterschied aufweisen, dass bei der Verbindung von Umgriffselement und Stutzen über mindestens einen Längenabschnitt eine umfänglich abdichtende Verpressung erfolgt.According to the invention, this object is achieved in that the inner receptacle of the encompassing element and the outer surface of the nozzle in the unconnected state have such a dimensional difference that when the encompassing element and nozzle are connected, a circumferentially sealing pressing takes place over at least one length section.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung beruhen insbesondere auf der Tatsache, dass alkine durch die Ausbildung von Stutzen und Umgriffselement bei der Herstellung der Erfindung eine Abdichtung erfolgt, und zwar in dem Bereich, wo die genannte umfängliche Verpressung stattfindet. Wegen der Verpressung zwischen Stutzen und Umgriffselement kann an dieser Stelle kein zu transportierendes Medium mehr zur Umgebung hin austreten. Hierzu werden keine zusätzlichen Bauteile benötigt, die Bereitstellung von teuren Elastomer-O-Ringen und deren Montage kann vermieden werden. Außerdem gestaltet sich die Montage weniger kraftaufwändig.The advantages of the present invention are based in particular on the fact that a seal is created by the formation of the nozzle and the surrounding element during the manufacture of the invention, namely in the area where the said circumferential pressing takes place. Due to the pressing between the nozzle and the surrounding element, no medium to be transported can escape to the environment at this point. No additional components are required for this, the provision of expensive elastomer O-rings and their assembly can be avoided. In addition, assembly is less strenuous.

Grundsätzlich ergeben sich zwei Möglichkeiten, eine erfindungsgemäße Rohrverbindung zu realisieren. Bei einer Möglichkeit weist das Umgriffselement im Bereich des Längenabschnittes eine gegenüber der Außenfläche des Stutzens kleinere Innenaufnahme auf, d.h. die Querschnitts verkleinerung findet durch eine Einengung des Umgriffselementes statt.There are basically two ways of realizing a pipe connection according to the invention. In one possibility, the wraparound element in the area of the longitudinal section has an internal receptacle that is smaller than the outer surface of the nozzle, i.e. the cross-section is reduced by narrowing the wraparound element.

Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Verbindung so hergestellt, dass der Stutzen im Bereich des Längenabschnittes eine gegenüber der Innenaufnahme des Umgriffselementes größere Außenfläche aufweist, d.h. der Stutzen ist im Ausgangszustand zumindest über eine gewisse Länge in seinen Außenabmessungen größer als die Innenaufnahme des Umgriffselementes. In beiden Fällen lässt sichIn a further preferred embodiment, the connection according to the invention is produced in such a way that the nozzle in the region of the longitudinal section has an outer surface that is larger than the inner receptacle of the encompassing element, i.e. the nozzle in the initial state is larger in its outer dimensions than the inner receptacle of the encompassing element at least over a certain length. In both cases,

eine erfindungsgemäße Verpressung erreichen, die auch über mehrere axial voneinander beabstandete Längsabschnitte realisiert werden kann.achieve a pressing according to the invention, which can also be realized over several axially spaced longitudinal sections.

Im letztgenannten Fall lässt sich eine erfindungsgemäße Verbindung vorteilhafterweise dann einsetzen, wenn das Umgriffselement und der Stutzen zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig ausgebildet sind, wobei der genannte Maßunterschied dann ein Unterschied im Radius bzw. im Durchmesser ist. Es sind ovalzylindrische Formen ebenso realisierbar wie kreiszylindrische Formen. Grundsätzlich ist aber festzuhalten, dass die Erfindung auch bei eckigen Rohren verwirklicht werden kann.In the latter case, a connection according to the invention can be used advantageously when the wraparound element and the nozzle are cylindrical, in particular circular cylindrical, with the dimensional difference mentioned then being a difference in radius or diameter. Oval-cylindrical shapes can be realized just as easily as circular-cylindrical shapes. In principle, however, it should be noted that the invention can also be realized with square pipes.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Stutzen im Bereich des Längenabschnittes eine nach außen aufgeweitete, gewölbte Form auf, die mit ihren Abmessungen dann die mögliche Verpresslänge bestimmt. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Stutzen an seiner Stirnseite und/oder an seinem der Stirnseite abgewandten Endbereich verkleinerte Außenflächen, insbesondere solche mit sich verringernden Durchmessern aufweist. An der Stirnseite hat dies den Vorteil, dass der Stutzen leichter in das Umgriffselement einführbar ist, während an dem der Stirnseite abgewandten Endbereich Platz geschaffen wird, so dass sich das Umgriffselement im verbundenen Zustand an einen Anschlag des Stutzens anlegen kann.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the nozzle has an outwardly widened, curved shape in the region of the longitudinal section, the dimensions of which then determine the possible pressing length. It is advantageous if the nozzle has reduced outer surfaces, in particular those with decreasing diameters, on its front side and/or on its end region facing away from the front side. On the front side, this has the advantage that the nozzle can be inserted more easily into the wraparound element, while space is created on the end region facing away from the front side, so that the wraparound element can rest against a stop on the nozzle when connected.

Um die Verbindung noch abzusichern, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verrastung zwischen dem Umgriffselement und dem Stutzen vorgesehen werden. Auch diese Verrastung lässt sich in vielfacher Weise umsetzen, beispielsweise dadurch, dass sie am Umfang des Stutzens angeordnete, insbesondere symmetrisch an einem Umfangsabschnitt verteilte Rastnocken aufweist, die beim Einbringen des Stutzens in das Umgriffselement in Ausnehmungen ausrasten, welche entsprechend am Umgriffselement vorgesehen sind.In order to further secure the connection, a locking mechanism can be provided between the encompassing element and the nozzle within the scope of the present invention. This locking mechanism can also be implemented in a variety of ways, for example by having locking cams arranged on the circumference of the nozzle, in particular distributed symmetrically on a circumferential section, which, when the nozzle is inserted into the encompassing element, disengage in recesses which are provided accordingly on the encompassing element.

Eine weitere Möglichkeit der Verrastung besteht darin, am Umfang des Stutzens, insbesondere im Bereich seines Stirnabschnittes eine Umfangsrille vorzusehen, in welche Vorsprünge eingreifen können, die an der Innenaufnahme des Umgriffselementes vorgesehenAnother possibility for locking is to provide a circumferential groove on the circumference of the nozzle, in particular in the area of its front section, into which projections can engage, which are provided on the inner receptacle of the encompassing element.

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werden. Diese Vorsprünge können beispielsweise um den Innenumfang herum angeordnete Punktansätze sein.These projections can, for example, be point projections arranged around the inner circumference.

Zur Größe des Maßunterschiedes lässt sich allgemein sagen, dass dieser in einem Bereich von 0,1 bis 1 %, bezogen auf die Größe der Innenaufnahme liegt. Beispielsweise liegt also das Übermaß des Stutzens bei Kreiszylinderform bezüglich der Innenaufnahme des Verbindungsteils in einem Bereich von 0,1 bis 1 % des Außendurchmessers des Dichtbereichs. Die exakte Festlegung dieser Maßüberschneidung hängt maßgeblich von der Werkstoffauswahl bzw. dem benötigten Durchmessers des Rohres ab. Versuche zeigten gute Dichtergebnisse für Polypropylen mit einer Nennweite von 17 mm, wobei in diesem Fall der Maßunterschied bei 0,3 % lag.In general, the size of the dimensional difference can be said to be in a range of 0.1 to 1 %, based on the size of the internal receptacle. For example, the oversize of the nozzle in a circular cylinder shape with respect to the internal receptacle of the connecting part is in a range of 0.1 to 1% of the external diameter of the sealing area. The exact determination of this dimensional overlap depends largely on the material selection and the required diameter of the pipe. Tests showed good sealing results for polypropylene with a nominal width of 17 mm, whereby in this case the dimensional difference was 0.3%.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. They show:

Fig. la ein Umgriffselement der erfindungsgemäßen Rohrverbindung;Fig. la a wraparound element of the pipe connection according to the invention;

Fig. Ib einen Stutzen an einem Wellrohr für eine erfindungsgemäße Rohrverbindung; Fig. 1b shows a nozzle on a corrugated pipe for a pipe connection according to the invention;

Fig. Ic Umgriffselement und Stutzen aus den Fig. la und Ib im verbundenenFig. Ic Wrap-around element and nozzle from Fig. la and Ib in the connected

Zustand;Condition;

Fig. 2a bis 2c Darstellungen gemäß den Fig. la bis Ic für eine Rohrverbindung mit Nockenverrastung; undFig. 2a to 2c representations according to Fig. la to Ic for a pipe connection with cam locking; and

Fig. 3a bis 3c Darstellungen gemäß den Fig. la bis Ic für eine Rohrverbindung mit einer Nutverrastung.Fig. 3a to 3c Representations according to Fig. la to 1c for a pipe connection with a groove locking mechanism.

In den Fig. la bis Ic ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand einer allgemeinen Ausführungsform dargestellt. Hierbei sind das Umgriffselement 10, ein rohrförmiger zylindrischer Körper, sowie der Stutzen 20 aufgezeigt, welcher den Abschluss eines Wellrohres 22 bildet. Um in einfacher Weise eine dichte Verbindung herstellen zu können, ist der Stutzen 20, der in das Umgriffselement 10 in Pfeilrichtung eingeschoben wird, erfindungsgemäß mit einer besonderen gewölbten Form ausgestattet, und zwar mitIn Fig. 1a to 1c, the device according to the invention is shown using a general embodiment. Here, the encompassing element 10, a tubular cylindrical body, and the nozzle 20 are shown, which forms the end of a corrugated pipe 22. In order to be able to easily produce a tight connection, the nozzle 20, which is inserted into the encompassing element 10 in the direction of the arrow, is equipped with a special curved shape according to the invention, namely with

einer Wölbung, die zum Mittelbereich hin ihren Durchmesser vergrößert. Dieser Mittelbereich ist mit dem Bezugszeichen 1 versehen und bezeichnet gleichzeitig in Fig. lc die Verpresslänge 4. Im Bereich 1 hat der Stutzen 20 einen größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Umgriffselementes 10, was dazu führt, dass im zusammengeschobenen Zustand über die mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnete Strecke eine Verpresslänge entsteht. Über diese durch die Verpresslänge 4 bestimmte Umfangsfläche kann die Verbindung sehr gut abdichten, ohne dass zusätzliche Dichtungselemente benötigt werden. Für das Material Polypropylen ergibt sich hier bei einer Nennweite von 17 mm eine gute Abdichtung bei einer Durchmesservergrößerung des Stutzens um 0,3 % gegenüber dem Innendurchmesser des Umgriffselements 10.a curvature that increases its diameter towards the middle area. This middle area is provided with the reference number 1 and at the same time designates the pressing length 4 in Fig. lc. In area 1, the nozzle 20 has a larger diameter than the inside diameter of the wraparound element 10, which means that when pushed together, a pressing length is created over the distance marked with the reference number 4. The connection can seal very well over this peripheral area determined by the pressing length 4 without the need for additional sealing elements. For the material polypropylene, a good seal is achieved here with a nominal width of 17 mm with an increase in the diameter of the nozzle by 0.3% compared to the inside diameter of the wraparound element 10.

In Fig. Ib und Ic ist noch zu sehen, dass der Stutzen 20 an seinem Stirnende eine Einengung 2 und an dem Ende 3 vor dem Absatz 21 im Durchmesser verringert ist. Dies erleichtert am Stirnende 2 naturgemäß das Einführen des Stutzens 20 in das Umgriffselement 10, während durch die Einengung 3 sichergestellt wird, dass das offene Ende des Umgriffselementes 10 ungehindert an den Anschlag 21 des Stutzens 20 anschlagen kann.In Fig. Ib and Ic it can also be seen that the nozzle 20 has a constriction 2 at its front end and is reduced in diameter at the end 3 in front of the shoulder 21. This naturally makes it easier to insert the nozzle 20 into the encompassing element 10 at the front end 2, while the constriction 3 ensures that the open end of the encompassing element 10 can strike the stop 21 of the nozzle 20 without hindrance.

Auch das Umgriffselement 10 ist beim Bezugszeichen 11 mit einem Reduktionsabsatz versehen, der im umgekehrten Fall ebenfalls als Anschlag dienen kann, falls der Stutzen 20 länger ist als der erweiterte Teil des Umgriffselementes 10.The wraparound element 10 is also provided with a reduction shoulder at reference number 11, which can also serve as a stop in the opposite case if the nozzle 20 is longer than the extended part of the wraparound element 10.

In den Fig. 2a bis 2c und 3a bis 3c sind Verbindungen dargestellt, die grundsätzlich derjenigen aus den Fig. la bis Ic entsprechen. Gleiche Bezugszeichen deuten hier auf gleiche Bauelemente hin.In Figs. 2a to 2c and 3a to 3c, connections are shown which basically correspond to those in Figs. 1a to 1c. The same reference symbols indicate the same components.

Bei der Aus runnings form nach den Fig. 2a bis 2c weist die Rohrverbindung eine Verrastung auf, die auf der Seite des Umgriffselementes aus dreieckigen Schlitzen 13 im Umfang in der Nähe des Einbringungsendes für den Stutzen und stutzenseitig aus vom Umfang abstehenden Rastnocken 23 besteht. Die Rastnocken 23 sowie die Ausnehmungen 13 sind jeweils um 90 ° beabstandet am Umfang angeordnet; bei dieser Ausführungsform sind also jeweils vier Verrastungselemente an jedem der Bauteile vorgesehen.In the embodiment according to Fig. 2a to 2c, the pipe connection has a locking mechanism which, on the side of the encompassing element, consists of triangular slots 13 in the circumference near the insertion end for the nozzle and, on the nozzle side, of locking cams 23 protruding from the circumference. The locking cams 23 and the recesses 13 are each arranged at a distance of 90° on the circumference; in this embodiment, four locking elements are therefore provided on each of the components.

Nach dem Einschieben des Stutzens 20 in das Umgriffselement 10 verrasten die Rastnocken 23 in den Ausnehmungen 13 und verhindern dadurch ein Lösen der Rohrverbindung. Dieser Zustand ist in Fig. 2c dargestellt. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, dass sich die Verrastung relativ leicht lösen lässt, und zwar durch das Eindrücken der Rastnocken 23 durch die Ausnehmungen 13 hindurch nach innen, worauf der Stutzen 20 ohne weiteres aus dem Umgriffselement 10 herausgezogen werden kann.After the nozzle 20 has been pushed into the encompassing element 10, the locking cams 23 lock into the recesses 13 and thereby prevent the pipe connection from coming loose. This state is shown in Fig. 2c. What is particularly advantageous in this embodiment is that the locking can be released relatively easily, namely by pressing the locking cams 23 inwards through the recesses 13, whereupon the nozzle 20 can be easily pulled out of the encompassing element 10.

Die nach vorne schräg zulaufende Ausgestaltung der Rastnocken, wie sie in den Fig. 2b und 2c sichtbar wird, macht ein einfaches Einschieben des Stutzens 20 möglich.The design of the locking cams, which tapers towards the front, as can be seen in Fig. 2b and 2c, makes it possible to easily insert the nozzle 20.

Eine alternative Verrastung zeigen die Fig. 3a bis 3c. In Fig. 3a ist zu sehen, dass das Umgriffselement 10 im Bereich vor dem Innenabsatz 11 am Umfang verteilte Rastvorsprünge 14 aufweist, und zwar runde, stecknadelkopfartige Ansätze, von denen bei der dargestellten Ausführungsform vier Stück vorhanden sind, die im Umfangsabstand von 90 ° angeordnet sind.An alternative locking mechanism is shown in Fig. 3a to 3c. In Fig. 3a it can be seen that the wraparound element 10 has locking projections 14 distributed around the circumference in the area in front of the inner shoulder 11, namely round, pinhead-like projections, of which there are four in the embodiment shown, which are arranged at a circumferential distance of 90°.

Der Stutzen 20 weist als Rastmittel hier, wie in Fig. 3b ersichtlich ist, eine Umfangsnut 24 in der Nähe seines Stirnendes auf, und beim Einschieben des Stutzens 20 in das Umgriffselement 10 greifen die Vorsprünge 14 in die Umfangsnut 24 ein, wie dies aus der Fig. 3c hervorgeht. Auch damit lässt sich eine gegen ein versehentliches Austreten des Stutzens 20 verrastete Verbindung erzielen.As shown in Fig. 3b, the nozzle 20 has a circumferential groove 24 near its front end as a locking means, and when the nozzle 20 is pushed into the encompassing element 10, the projections 14 engage in the circumferential groove 24, as can be seen from Fig. 3c. This also makes it possible to achieve a locked connection that prevents the nozzle 20 from accidentally coming out.

Claims

1. Connection for pipes, in particular a plug connection for corrugated pipes, with a wraparound element ( 10 ) and a nozzle ( 20 ) to be received by the wraparound element ( 10 ), characterized in that the inner receptacle of the wraparound element ( 10 ) and the outer surface of the nozzle ( 20 ) in the unconnected state have such a difference in dimensions that when the wraparound element ( 10 ) and the nozzle ( 20 ) are connected, a circumferentially sealing pressing takes place over at least one length section ( 1 ).

2. Connection according to claim 1, characterized in that the encompassing element ( 10 ) in the region of the longitudinal section ( 1 ) has an inner receptacle which is smaller than the outer surface of the nozzle ( 20 ).

3. Connection according to claim 1, characterized in that the connecting piece ( 20 ) in the region of the longitudinal section ( 1 ) has a larger outer surface than the inner receptacle of the encompassing element ( 10 ).

4. Connection according to one of claims 1 to 3, characterized in that the encompassing element ( 10 ) and the connecting piece ( 20 ) are cylindrical, in particular circular-cylindrical.

5. Connection according to one of claims 3 or 4, characterized in that the nozzle ( 20 ) in the region of the longitudinal section ( 1 ) has an outwardly widened, curved shape.

6. Connection according to claim 5, characterized in that the nozzle ( 20 ) has reduced outer surfaces, in particular those with decreasing diameters, on its front side and/or on its end region facing away from the front side.

7. Connection according to one of claims 1 to 6, characterized in that a locking mechanism is provided between the encompassing element ( 10 ) and the connecting piece ( 20 ).

8. Connection according to claim 7, characterized in that the locking mechanism has locking cams ( 23 ) arranged on the circumference of the nozzle ( 20 ), in particular distributed symmetrically on a circumferential section, which, when the nozzle ( 20 ) is introduced into the encompassing element ( 10 ), engage in recesses ( 13 ) which are correspondingly provided on the encompassing element ( 10 ).

9. Connection according to claim 7, characterized in that the locking mechanism has a circumferential groove ( 24 ) arranged on the circumference of the connecting piece ( 10 ), in particular in the region of its front section, into which projections ( 14 ) on the inner receptacle of the encompassing element ( 10 ) can engage in a locking manner.

10. Connection according to claim 9, characterized in that the projections ( 14 ) are point attachments arranged around the inner circumference.

11. Connection according to one of claims 1 to 9, characterized in that the dimensional difference is in a range of 0.1 to 1%, based on the size of the inner receptacle.