DE3734948A1 - Rohrverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung und insbesondere eine Rohrschnellverbindung, bei der eines der zu verbindenden Rohre als Einsteckelement dient.

Die japanische GM-Offenlegungsschrift Nr. 1 27 185/1985 offenbart eine Rohrverbindung mit einer mit dem Ende einer der zu verbindenden Rohre verknüpften Muffe, die am Außenumfang mit einem Außengewinde und einem Sechskantkopf versehen ist, einem durch das andere Rohr gebildeten Einsteckelement mit einem an seinem Ende vorgesehenen Wulst, und einer durch den Wulst drehbar gehaltenen Überwurfmutter. Bei Verwendung wird das Einsteckelement mit einem darauf aufgesetzten Dichtungselement in die Muffe eingeschoben und die Überwurfmutter auf das auf der Muffe ausgebildete Außengewinde aufgeschraubt, wodurch die beiden Rohre hermetisch miteinander verbunden werden können.

Diese bekannte Rohrverbindung erfordert jedoch einen Schraubschlüssel zum Aufschrauben der Überwurfmutter auf das Außengewinde der Muffe, was im Hinblick auf die Arbeitswirksamkeit unerwünscht ist.

Ein Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Rohrverbindung, bei der zwei Rohre schnell miteinander verbunden werden können, ohne daß irgendwelche Spezialwerkzeuge hierfür erforderlich sind.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch ein Verbindungselement, an dem eines der Rohre befestigt und in dem eine Bohrung ausgebildet ist; ein an der äußeren Umfangsfläche des Verbindungselementes fixiertes Überwurfelement, das an seinem einen Ende mit einem eine Öffnung aufweisenden Flansch sowie mit einem durch den Flansch gebildeten Ringraum versehen ist; einen Haltering, bestehend aus einer Vielzahl von Segmenten mit jeweils einer der Öffnung zugewandten Schrägfläche, welche Segmente in Umfangsrichtung angeordnet und durch ein elastisches auf die äußeren Umfangsflächen der Segmente aufgesetztes Band zusammengehalten sind, so daß sich der aus den Segmenten bestehende Haltering radial ausdehnen und zusammenziehen kann; und ein durch das andere Rohr gebildetes Einsteckelement mit einem wulstförmigen Bereich, der von der äußeren Umfangsfläche des Einsteckelementes an einer Stelle nahe dessen Ende radial nach außen vorsteht, welcher Haltering einen Innendurchmesser besitzt, der kleiner als der Außendurchmesser des Wulstes ist, so daß, wenn das Einsteckelement in die Bohrung im Verbindungselement durch die Öffnung eingeschoben wird, der wulstförmige Bereich auf die Schrägflächen der Segmente des Halteringes eine Keilwirkung ausübt, wodurch der Haltering gegen die Kraft des elastischen Bandes radial gedehnt wird, so daß der wulstförmige Bereich aus dem Eingriffbereich des Halteringes kommt, wobei nach Durchtritt des wulstförmigen Bereiches durch den Haltering dieser durch die Kraft des elastischen Bandes zusammengezogen wird, um in Eingriff mit der Rückseite des wulstförmigen Bereiches zu treten.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in fragmentarischer teilweise geschnit­ tener Ansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß aufgebauten Rohrverbindung im getrennten Zustand,

Fig. 2 in fragmentarischer teilweise geschnit­ tener Ansicht die erste Ausführungsform der Rohrverbindung im Verbindungszustand,

Fig. 3A und 3B in perpektischen Ansichten einen für die erfindungsgemäße Rohrverbindung verwende­ ten Haltering,

Fig. 4A und 4B in fragmentarischen geschnittenen Ansichten modifizierte Ausführungen der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 5 in fragmentarischer teilweise geschnit­ tener Ansicht eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäß aufgebauten Rohrverbindung im getrennten Zustand,

Fig. 6 in fragmentarischer teilweise geschnit­ tener Ansicht die Ausführungsform nach Fig. 5 im Verbindungszustand, und

Fig. 7 in perspektivischer Ansicht einen für die Rohrverbindung nach Fig. 5 und 6 verwendeten Haltering.

Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung wird nachfolgend anhand von Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Diese Ausführungsform der Rohrverbindung besteht hauptsächlich aus einem Verbindungselement 1, einem Überwurfelement 2, einem Haltering 3 und einem zu verbindenden Rohr 6.

Eines 5 der beiden zu verbindenden Rohre 5, 6 wird in das Verbindungselement 1 eingesetzt und damit hart verlötet. Das andere 6 der Rohre kann in das andere Ende, d.h. linkes Ende, des Verbindungselementes 1 eingeschoben werden, um über das Verbindungselement 1 mit dem Rohr 5 in Verbindung zu treten.

Das Verbindungselement hat eine Bohrung mit drei Abschnitten 1 a, 1 b und 1 c von unterschiedlichem Durchmesser. Der Bohrungsabschnitt 1 a mit dem größten Durchmesser kann einen wulstförmigen am Rohr 6 ausgebildeten Bereich 7 aufnehmen, während das äußere Ende 6 a des Rohres 6 in den Bohrungsabschnitt 1 c mit dem kleinsten Durchmesser einpaßt. Der Bohrungsabschnitt 1 b mit dem mittleren Durchmesser befindet sich zwischen den Bohrungsabschnitten 1 a, 1 c mit dem größten bzw. kleinsten Durchmesser und ist mit dem Bohrungsabschnitt 1 a über eine Schrägfläche verbunden. Das Verbindungselement 1 ist mit einem äußeren Schraubgewinde 1 d versehen.

Das Überwurfelement 2 ist an einem Ende (in Fig. 1 linken Ende) mit einem Ringflansch mit einer Öffnung 2 a versehen. Ein ringförmiger Raum 2 b ist inseitig des Ringflansches 2 a ausgebildet. Das Überwurfelement 2 ist an seinem dem Ringflansch 2 a abgewandten Ende mit einem Innengewinde versehen. Das Innengewinde kann in Eingriff mit dem Außengewinde 1 d am Verbindungselement 1 treten. Das Überwurfelement 2 kann daher auf das Verbindungselement infolge der Eingriffnahme zwischen seinem Innengewinde mit dem Außengewinde 1 d des Verbindungselementes 1 aufgeschraubt werden. Der Durchmesser der durch den Ringflansch definierten Öffnung 2 a ist etwas größer als der Durchmesser des wulstförmigen Bereiches 7 am Rohr 6.

Wie insbesondere aus Fig. 3A und 3B zu entnehmen ist, umfaßt der Haltering 3 eine Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Segmenten 3 a und ein durchgehendes elastisches Band 4 aus Gummi, Kunststoff oder einem gewendelten Metalldraht. Der Haltering 3 kann sich daher radial ausdehnen und zusammenziehen. Jedes Segment 3 a des Halteringes 3 weist eine Schrägfläche 3 b auf, die der Öffnung 2 a des Überwurfelementes 2 zugewandt ist, um das Einführen des Endes 6 a des Rohres 6 zu erleichtern. Der Haltering 3 ist im ringförmigen Raum 2 b des Überwurfelementes 2 angeordnet. Der Haltering 3 hat einen Außendurchmesser, der größer als der Durchmesser der Öffnung 2 a im Überwurfelement 2 ist, so daß der Haltering 3 nicht aus dem Überwurfelement 2 herausfallen kann, wenn die Rohrverbindung nicht verwendet wird. Der Innendurchmesser des Halteringes 3 ist so gewählt, daß er etwas kleiner als der Außendurchmesser des wulstförmigen Bereiches 7 des Rohres 6 ist. Wenn die Rohrverbindung dieser Ausführungsform zum Einsatz kommt, drückt das Band 4 die Segmente 3 a des Halteringes 3 radial nach innen auf die äußere Umfangsfläche des Rohres 6, so daß der wulstförmige Bereich 7 daran gehindert wird, unbeabsichtigt herausgezogen zu werden.

Bei dieser Ausführungsform dient die Rohrverbindung zur Verknüpfung des einen Rohres 5 mit dem anderen Rohr 6, das ein Einsteckelement der Rohrverbindung darstellt. Wenn die beiden Rohre fest miteinander verbunden sind, sitzt der Endabschnitt 6 a des Rohres 6 in den Bohrungsabschnitten 1 b und 1 c, während der wulstförmige Bereich 7 im Bohrungsabschnitt 1 a einsitzt, wie dies aus Fig. 2 zu entnehmen ist. Eine Vielzahl von Ringpaaren, die jeweils einen Dichtungsring 8 a und einen Fixierring 8 b umfassen, sitzt auf dem Endabschnitt des Rohres 6 nahe dem wulstförmigen Bereich 7. Wenn das Rohr 6 in das Verbindungselement 1 eingeschoben ist, stehen die Dichtungsringe 8 a in abdichtender Berührung mit der Oberfläche des Bohrungsabschnittes 1 b mit dem mittleren Durchmesser.

Fig. 4A zeigt eine Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, indem da Überwurfelement 2 am Verbindungselement durch Verstemmen fixiert ist, während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 hierzu eine Schraubverbindung vorgesehen ist.

Fig. 4B zeigt eine Modifikation, bei der das Ende des Rohres 5 erweitert ist und die Bohrungsabschnitte 1 a, 1 b und 1 c, die bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 im Verbindungselement 1 ausgebildet sind, nunmehr im Rohr 5 vorgesehen sind. Bei dieser Anordnung erübrigt sich das Hartlöten, das zur Fixierung des Verbindungselementes gegenüber dem Rohr 5 bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 erforderlich ist.

Die Funktionsweise der vorbeschriebenen Ausführungsform ist wie folgt. Wenn das Rohr 6 als Einsteckelement in das Verbindungselement durch die Öffnung 2 a im Überwurfelement 2 eingeschoben wird, gelangt der wulstförmige Bereich 7 nach Durchtritt durch die Öffnung 2 a im Überwurfelement 2 in Berührung mit den Schrägflächen 3 b der Segmente 3 a des Halteringes 3, wie dies in Fig. 3A gezeigt ist. Wird das Rohr 6 weiter in das Verbindungselement 1 gedrückt, so bewegt sich der wulstförmige Bereich 7 weiter nach vorne, wobei er den Haltering 3 gegen die Federkraft des elastischen Bandes 4 radial nach außen dehnt. Bei weiterer Vorwärtsbewegung kommt der wulstförmige Bereich 7 schließlich am Bohrungsabschnitt 1 a des Verbindungselementes 1 zu liegen, wie dies aus Fig. 2 und 3B zu entnehmen ist. In dieser Stellung sind die Dichtringe 8 a und Fixierringe 8 b am Rohr 6 im Bohrungsabschnitt 1 b aufgenommen, während das Ende 6 a des Rohres 6 im Bohrungsabschnitt lc des Verbindungselementes 1 sitzt. Der Haltering 3 hat sich ferner auf die äußere Umfangsfläche der Rohrverbindung zusammengezogen. Infolge davon ist das Rohr 6 hermetisch und fest mit dem Verbindungselement 1 und damit mit dem Rohr verbunden.

Die Trennung der Rohre 5 und 6 voneinander wird in der folgenden Weise vorgenommen. Ein (in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutes) ringförmiges Element 10, bestehend aus einer Vielzahl von umfänglichen Segmenten, die jeweils eine Schrägfläche entsprechend den Schrägflächen 3 b der Segmente des Halteringes 3 besitzen, wird auf die äußere Umfangsfläche des Rohres 6 aufgesetzt und mit Kraft bewegt, so daß es längs der Oberfläche des Rohres 6 gleitet, um keilartig in den Haltering 3 hinein zu gelangen. Aufgrund der Keilwirkung der Schrägfläche des ringförmigen Elementes 10 auf die Schrägfläche 3 b der Segmente 3 a des Halteringes 3 wird diese radial nach außen gedehnt. In dieser Stellung läßt sich das Rohr 6 herausziehen, so daß der wulstförmige Bereich 7 aus dem Haltering 3 herauskommt, wonach das Rohr 6 vom Verbindungselement 1 und damit vom Rohr 5 getrennt werden kann.

Eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung wird nachfolgend anhand von Fig. 5 und 6 beschrieben.

Diese Ausführungsform der Rohrverbindung besteht hauptsächlich aus einem Verbindungselement 11, einem Überwurfelement 12, einem Haltering 13 und einem Rohr 16. Da der Aufbau und die Funktionsweise dieser Elemente ähnlich denjenigen bei der vorhergehenden Ausführungsform sind, wird nachfolgend hauptsächlich auf diejenigen Punkte eingegangen, die diese Ausführungsform von der vorhergehenden unterscheiden.

Eines 15 der zu verbindenden Rohre 15, 16 ist durch Hartlöten gegenüber dem Verbindungselement 11 fixiert. Das Verbindungselement 11 ist an seinem dem Rohr 15 abgewandten Ende mit einem Ringkragen 11 b nahe einer Öffnung einer Bohrung 11 a versehen. Das Überwurfelement 12 ist gegenüber dem Verbindungselement 11 durch Verstemmen fixiert und mit einem Ringflansch mit einer Öffnung 12 a und einem durch den Ringflansch definierten ringförmigen Raum 12 b versehen. Der ringförmige Raum 12 b nimmt einen Haltering 13, bestehend aus einer Vielzahl von Segmenten 13 a, auf, der von einem elastischen Band 14 umgeben ist. Jedes Segment 13 a des Halteringes 13 hat einen Halteabschnitt 13 b mit einer Schrägfläche 13 d und einen Mantelabschnitt 13 c, der sich in eine Richtung entgegengesetzt zum Halteabschnitt erstreckt und den äußeren Umfangsbereich des Kragens 11 b des Verbindungselementes 11 berührt. Die Mantelabschnitte 13 c der Segmente 13 a des Halteringes 13 haben die Aufgabe, den Haltering 13 koaxial in Bezug auf das Verbindungselement 11 und damit das Überwurfelement 12 zu halten. Die Mantelabschnitte 13 c der Segmente 13 a des Halteringes 13 und der damit zusammenwirkende ringförmige Kragen 11 b des Verbindungselementes 11 bilden zusammen eine Zentriereinrichtung.

Diese Ausführungsform der Rohrverbindung wird verwendet, um eines 15 der beiden Rohre 15, 16 mit dem anderen 16 zu verbinden, welches das Einsteckelement der Rohrverbindung darstellt. Das Rohr 16 hat einen Endbereich, der im Bohrungsabschnitt 11 a des Verbindungselementes 11 einsitzen kann, sowie einen Wulstbereich 17 nahe dem Endbereich. Der Wulstbereich 17 ist so bemessen, daß er an der inneren Umfangsfläche der Mantelabschnitte 13 c der Segmente 13 a des Halteringes 13 anliegen kann. Ein oder mehrere Dichtungsringe 18 sitzen in ringförmigen Nuten, die in der äußeren Umfangsfläche des Rohres 6 ausgebildet sind.

Zur Verbindung des Rohres 16 mit dem Rohr 15, d.h. mit dem Verbindungselement 11, wird das Rohr 16 in das Verbindungselement 11 gedrückt, so daß der Wulstbereich 17 in Berührung mit den Schrägflächen 13 b kommt, wodurch der Haltering 13 gegen die Kraft des elastischen Bandes 14 zwangsweise radial nach außen gedehnt wird, so daß der Wulstbereich 17 in den Raum im Inneren der Mantelabschnitte 13 c der Halteringsegmente 13 a gleiten kann. In dieser Stellung zieht sich der Haltering 13 radial nach innen zusammen, um in Eingriff mit der Rückseite des Wulstbereiches 17 des Rohres 16 zu treten, womit die Verbindung gemäß Fig. 6 zustande gekommen ist. Das Trennen des Rohres 16 vom Verbindungselement 11 kann durch ein ringförmiges Element 20 ähnlich dem Element 10 der vorhergehenden Ausführungsform erfolgen.

Aus der vorausgehenden Beschreibung folgt, daß sich mittels der erfindungsgemäßen Rohrverbindung die gewünschte Verknüpfung eines Paares Rohre einfach und rasch dadurch bewerkstelligen läßt, daß eines der Rohre in ein am anderen Rohr befestigtes Verbindungselement eingeschoben wird. Hierzu sind keinerlei spezielle Verbindungswerkzeuge mit langem Schaft, wie beispielsweise Schraubschlüssel, erforderlich. Ferner kann die Trennung der Rohre einfach und schnell mittels einer einfachen ringförmigen Hilfseinrichtung erfolgen.

Claims (6)

1. Rohrverbindung zum Verbinden von zwei Rohren, gekennzeichnet durch
ein Verbindungselement (1, 11), an dem eines der Rohre fixiert und in dem eine Bohrung ausgebildet ist;
ein Überwurfelement (2, 12), das an der äußeren Umfangsfläche des Verbindungselementes fixiert und an seinem einen Ende mit einem eine Öffnung (2 a, 12 a) aufweisenden Flansch sowie mit einem durch den Flansch definierten Ringraum (2 b, 12 b) versehen ist;
einen Haltering (3, 13), bestehend aus einer Vielzahl von Segmenten mit jeweils einer der Öffnung zugewandten Schrägfläche (3 b, 13 b), welche Segmente in Umfangsrichtung angeordnet und durch ein elastisches auf die äußere Umfangsfläche der Segmente aufgesetztes Band (4, 14) zusammengehalten sind, so daß sich der aus den Segmenten bestehende Haltering radial ausdehnen und zusammenziehen kann; und
ein Einsteckelement (6 a), welches durch das andere Rohr gebildet ist und einen wulstförmigen Bereich (7, 17) aufweist, der von der äußeren Umfangsfläche des Einsteckelementes an einer Stelle nahe dessen Ende radial nach außen vorragt;
welcher Haltering einen Innendurchmesser besitzt, der kleiner als der Außendurchmesser des wulstförmigen Bereiches ist, so daß, wenn das Einsteckelement in die Bohrung des Verbindungselementes durch die Öffnung eingeführt ist, der wulstförmige Bereich auf die konischen Flächen der Segmente des Halteringes eine Keilwirkung ausübt, so daß der Haltering gegen die Kraft des elastischen Bandes radial gedehnt wird, um den wulstförmigen Bereich aus dem Bereich des Halteringes zu bekommen, wobei der Haltering nach Durchtritt des wulstförmigen Bereiches durch die Kraft des elastischen Bandes radial zusammengezogen wird, um in Eingriff mit der Rückseite des wulstförmigen Bereiches zu treten.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung drei Bohrungsabschnitte (1 a, 1 b, 1 c) mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist, wobei das Ende des Einsteckelementes (6 a) von dem Bohrungsabschnitt mit dem kleinsten Durchmesser und der wulstförmige Bereich (7) im Bohrungsabschnitt mit dem größten Durchmesser aufgenommen ist, wenn das Einsteckelement mit dem Verbindungselement (1) verbunden ist.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Einsteckelementes (6 a) mit wenigstens einer Ringpaarung, bestehend aus einem Dichtring (8 a) und einem Fixierring (8 b) versehen ist, wobei der Dichtring in abdichtende Berührung mit der Oberfläche der Bohrung im Verbindungselement (1) tritt, wenn das Ende des Einsteckelementes in der Bohrung des Verbindungselementes aufgenommen ist.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zentriereinrichtung (11 b, 13 c), die den Haltering (13) im ringförmigen Raum (12 b) koaxial zur Bohrung im Verbindungselement (11) hält.

5. Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung einen Mantelabschnitt (13 c), der sich von jedem Segment des Halteringes (13) in eine Richtung entgegengesetzt zur Schrägfläche erstreckt, und einen Ringkragen (11 b) umfaßt, der am Verbindungselement (12) längs der Bohrungsöffnung ausgebildet ist.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der äußeren Umfangsfläche des Endes des Einsteckelementes zwei axial beabstandete Ringnuten ausgebildet sind, in denen Dichtringe (18) aufgenommen sind.