DE4422564C1 - Zugfeste Rohrverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zugfeste Rohrver­ bindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer zugfesten Rohrverbindung, beispielsweise der in DE 37 36 587 A1 beschriebenen Art, von der die Erfindung ausgeht, wird der Sicherungsring in Form eines Sprengrings bei axialer Zugbelastung der Rohrverbindung infolge der konischen Umfangs-Kontaktflächen durchmesserverringernd ge­ gen den Außenmantel des Rohres verspannt und dadurch die Rohrverbindung daran gehindert, sich unbeabsichtigt zu trennen. Verwendet man jedoch Rohre aus insbesondere wei­ chen Kunststoffen, können deren Oberflächen bereits bei der Montage der Rohrverbindung leicht beschädigt werden, was zu schwerwiegenden Dichtigkeitsverlusten der Rohrverbindung führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Auf­ gabe zugrunde, eine Rohrverbindung der vorausgesetzten Art so weiterzubilden, daß ihre Montage ohne Beschädigung des Rohres vonstatten gehen kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1 mit dessen kenn­ zeichnenden Merkmalen.

Die Ausbildung des Sicherungsrings als Spreizklemmring gewährleistet in Verbindung mit seiner Ausgestaltung zum Angriff des Spreizwerkzeugs und für den Ansatz des Montage­ hilfskörpers, daß das Rohr bei der Montage der Rohrverbin­ dung berührungslos durch den - aufgeweiteten - Spreizklemm­ ring hindurchgeschoben werden kann. Damit wird aufrecht einfache Art und Weise jede beim Stand der Technik noch mögliche gravierende Beschädigung des Rohres beim axialen Zusammenstecken von Rohr und Sicherungsring absolut sicher vermieden.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Rohrverbindung entsprechend der Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rohrverbindung er­ geben sich aus den übrigen Ansprüchen und im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen zei­ gen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung, dessen untere Hälfte eine Vormontageposition und die obere Hälfte die vollzogene Verbindung zeigen,

Fig. 2 eine Stirnansicht zu Fig. 1 in Richtung des dortigen Ansichtspfeils II,

Fig. 3 den Spreizklemmring halb in Ansicht, halb im Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 4,

Fig. 4 eine Ansicht des Spreizklemmrings,

Fig. 5 den als Ring ausgeführten Montagehilfskörper, halb in Ansicht, halb im Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 6,

Fig. 6 eine Ansicht des Montagehilfskörpers,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Anbringung des Montagehilfsrings am Spreizklemmring, und

Fig. 8 bis 13 schematische Darstellungen zur Erläuterung der einzelnen Arbeitsschritte, die bei der Herstel­ lung einer Rohrverbindung vorzunehmen sind.

Das Ausführungsbeispiel zeigt entsprechend Fig. 1 ein Rohrstück 10 aus einem relativ weichen Kunststoff, wie ins­ besondere Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinyl­ chlorid (PVC) od. dgl., eine Rohrmuffe 11 aus Kunststoff oder Metall sowie einen zwischen Rohr 10 und Muffe 11 be­ findlichen Sicherungsring 12. Bei dem Rohrstück 10 kann es sich um einen Endabschnitt eines längeren Rohres oder auch nur um ein Rohrübergangsstück handeln, welches, etwa mit­ tels Schweißen oder Kleben, mit einem längeren Rohr verbun­ den ist bzw. wird.

Zur Aufnahme des vorzugsweise aus einem zähelastischen Werkstoff, wie z. B. Polyamid, bestehenden Sicherungsrings 12 in der Muffe 11 weist diese eine Innenumfangsnut 13 auf, die ersichtlich einen konischen bzw. keilförmigen Quer­ schnitt aufweist, dadurch, daß die Kontaktfläche 14 für den Sicherungsring zur Muffenmündung hin gegen das Rohr konver­ giert. Eine mit 15 bezeichnete weitere Nutanordnung dient der Aufnahme eines nicht dargestellten Dichtrings.

Der elastisch verformbare Sicherungsring 12 weist an einer Umfangsstelle einen Schlitz 16 auf, woraus seine Ei­ genschaft als Spreizklemmring resultiert. Die Schlitzweite ist mindestens so groß, daß der Sicherungsring 12 unter Verringerung seines Durchmessers soweit zusammengedrückt werden kann, daß er von der Mündungsseite der Muffe 11 her in die dortige Aufnahmenut 13 eingeführt werden kann. Der Innendurchmesser D_i (Fig. 4) des entspannten Sicherungs­ rings 12 ist deutlich kleiner als der Außendurchmesser D_a (Fig. 1) des Rohres 10, mit dem er zusammenwirken soll, weshalb der Sicherungsring 12 stets unter kraftschlüssiger radialer Vorspannung am Rohrmantel angreifen kann.

Bevor die Rohrverbindung durch Einstecken des Rohres 10 in die mit einem Sicherungsring 12 bestückte Muffe 11 hergestellt wird, muß der Sicherungsring 12 durchmesserver­ größernd aufgeweitet werden. So kann, wie die untere Hälfte der Fig. 1 dies veranschaulicht, das Rohr 10 eingeführt und durch den aufgeweitet gehaltenen Sicherungsring 12 berüh­ rungslos hindurchgesteckt werden, bis die Endposition etwa entsprechend der oberen Hälfte von Fig. 1 erreicht ist. So­ dann kann der Sicherungsring gegen den Mantel des Rohres 10 zurückfedern, womit bereits eine beachtliche Klemmkraft aufgebracht werden kann. Am Innenumfang weist der Siche­ rungsring 12 haftreibungserhöhende Mittel 17 auf, z. B. einen Belag aus Korund, zahnartige Vorsprünge oder Einlage­ rungen. Beim Versuch, Rohr 10 und Muffe 11 axial auseinan­ derzuziehen, bewirken die schrägen Kontaktflächen 14a/14b von Ringnut 13 und Sicherungsring 12 eine mit zunehmendem Axialzug ansteigende Erhöhung der Klemmkraft des Siche­ rungsrings 12 auf den Mantel des Rohres 10. Im übrigen ist die Anlagefläche des Sicherungsrings 12 auf dem Rohr 10 in Axialrichtung der Rohrverbindung dadurch verlängert, daß der Sicherungsring 12 einen verlängerten Abschnitt 24 auf­ weist, der sich aus der Aufnahmenut 13 heraus noch ein Stück zum Muffengrund hin erstreckt.

Zur erheblichen Erleichterung der Herstellung der Rohrverbindung ist ein Montagehilfsring 18 vorgesehen. Es ist besonders in den Fig. 5 und 6 dargestellt und besteht aus einem ringförmigen Spritzgießbauteil aus zähelastischem Kunststoff wie etwa Polyamid. Auch der Montagehilfsring 18 weist beim Ausführungsbeispiel an einer Umfangsstelle einen Schlitz 19 auf, der hier die Funktion hat, den Montage­ hilfsring 18 in zwei Teile 18a und 18b zu unterteilen, die über ein an anderer Umfangsstelle angeordnetes Gelenk 20 zusammengehalten und folglich um die Achse dieses Gelenks relativ zueinander verschwenkt werden können, der Montage­ hilfsring 18 also geöffnet und auch wieder geschlossen wer­ den kann.

Beim Ausführungsbeispiel ist das Gelenk 20 mit dem Montagehilfsring 18 werkstoffeinheitlich-stoffschlüssig und also gelenkachslos ausgebildet, wozu mittels einer Umfangs­ ausnehmung 21 eine das Gelenk 20 definierende Werkstoff­ schwächungszone ausgebildet ist, so daß das Gelenk 20 etwa mit einem Filmscharnier vergleichbar ist. Wesentlich ist es, daß sich der Montagehilfsring 18 durch Auseinander­ schwenken seiner Ringteile 18a und 18b soweit öffnen läßt, daß er radial zum Rohr 10 aufgebracht bzw. von ihm abgenom­ men werden kann. Der Innendurchmesser d_i des bei geschlos­ senem Schlitz 19 entspannten Montagehilfsrings 18 ist zu­ mindest geringfügig größer als der Außendurchmesser D_a des Rohrstücks 10, damit letzteres ohne weiteres durch den Mon­ tagehilfsring hindurchgeschoben werden kann. Zum zentrie­ renden Zusammenwirken mit dem Sicherungsring 12 weist der Montagehilfsring 18 eine abgesetzte Umfangseindrehung 22 auf, die dazu bestimmt ist, den z. B. mittels einer Spreiz­ zange 26 (Fig. 7) innerhalb der Muffe 11 aufgeweiteten Si­ cherungsring 12 zu fassen und ihn sodann aufgeweitet zu halten. Der Sicherungsring 12 weist an seiner muffenmün­ dungsseitigen Stirn eine passend abgesetzte Innen-Um­ fangseindrehung 23 auf. Um zusätzlich zu einem Formschluß noch einen gewissen haltsichernden Rastschluß der vorüber­ gehenden Verbindung zu erzielen, sind, wie in Fig. 7 ver­ deutlicht, die Ringflächen leicht konisch geformt, so daß sie eine geringfügig hinterschnittene Rastung ausbilden.

Nachdem die wesentlichen Bauteile der Rohrverbindung und ihre beispielhafte Gestaltung beschrieben sind, verste­ hen sich die zur Herstellung einer Rohrverbindung erforder­ lichen Maßnahmen und Handhabungen am besten anhand der Fig. 8 bis 13, und zwar wie folgt:

Um einen geschlitzten Sicherungsring 12 in die dazu bestimmte Aufnahmenut 13 einer Muffe 11 einzusetzen, wird er unter Verringerung seiner Schlitzweite radial zusammen­ gedrückt (mit dem Pfeil 25 in Fig. 8 angedeutet), so daß er in die Muffenmündung hineinpaßt und ordnungsgemäß in der Muffennut 13 untergebracht werden kann (Fig. 9).

Nun wird der Sicherungsring 12 mit einem z. B. zangen­ artigen Spreizwerkzeug 26 durchmesservergrößernd aufgewei­ tet, wozu es am einfachsten ist, das Spreizwerkzeug 26 an den den Schlitz 16 begrenzenden Flächen anzusetzen, vgl. Fig. 10. Wie aus dieser Darstellung weiterhin ersichtlich ist, durchgreift das Spreizwerkzeug 26 bereits den bereit­ gehaltenen Montagehilfsring 18, der nun mit dem vom Spreiz­ werkzeug 26 aufgeweitet gehaltenen Sicherungsring 12 steck­ verbunden wird. Dies ist in Fig. 11 dargestellt; das Spreizwerkzeug 26 ist bereits entfernt.

Erkennbar ist auch, daß der Innendurchmesser d_i des Montagehilfsrings 18 kleiner ist als der Innendurchmesser D_I des Sicherungsrings 12 in seiner gegenwärtig aufgeweite­ ten Form. Außerdem ist der Innendurchmesser D_i des Montage­ hilfsrings 18 mindestens geringfügig größer als der Außen­ durchmesser D_a des Rohres 10.

Nun kann also das Rohr 10 sowohl durch den Montage­ hilfsring 18 als auch durch den Sicherungsring 12 hindurch berührungsfrei bis zur Endlage in die Muffe 11 eingeschoben werden, was mit Fig. 12 veranschaulicht werden soll. Schließlich wird der Montagehilfsring 18 axial längs des Rohres 10 vom Sicherungsring 12 abgezogen, der sodann gegen den Rohrmantel federt. Zuletzt kann dann noch der Montage­ hilfsring offengeklappt und radial vom Rohr entfernt wer­ den.

Claims (9)

1. Zugfeste Rohrverbindung zum Anschluß einer aus wei­ chem Kunststoff wie Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypro­ pylen od. dgl. bestehenden Rohrleitung an eine insbesondere metallische Muffe unter Vermittlung eines am Innendurchmes­ ser mit reibschlußerhöhenden Mitteln versehenen, als an ei­ ner Umfangsstelle geschlitzter Spreizklemmring ausgebilde­ ten Sicherungsrings, der in einer Innenumfangsnut der Muffe einliegt und mit seiner Innenumfangsfläche mindestens mit­ telbar am Mantel des Rohres angreift, wobei sich die koni­ schen Umfangs-Kontaktflächen zwischen Sicherungsring und Muffennut zur Mündung der Muffe hin im Durchmesser verjün­ gen, und der Sicherungsring hinsichtlich seiner Abmessungen (Außen- und Innendurchmesser, Schlitzweite) so auf die Muffe und das anzuschließende Rohr abgestimmt ist, daß seine Haltekraft von seiner elastischen Vorspannung gegen das Rohr und von den axialen Zugkräften an der Rohrverbin­ dung bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Siche­ rungsring (12) Angriffsflächen für ein Spreizwerkzeug (26) aufweist, die von der Mündungsseite der Muffe (11) bei darin einge­ legtem Sicherungsring (12) zugänglich sind und an seinem nach außen weisenden Rand Angriffsflächen (22) für einen Montagehilfskörper (18) aufweist, der den Sicherungsring (12) derart in der Muffe (11) hält, daß das anzuschließende Rohr (10) berührungsfrei durch den aufge­ weiteten Sicherungsring (12) einschiebbar ist.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Montagehilfskörper (18) als mit dem auf­ geweiteten Sicherungsring (12) mindestens formschlüssig wiederlösbar zusammenfügbarer Montagehilfsring ausgebildet ist, und sein Innendurchmesser (d_i) größer ist als der Au­ ßendurchmesser (D_a) des anzuschließenden Rohres (10).

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sicherungsring (12) an seinem muffen­ mündungsseitigen Umfang eine Eindrehung (22) als Form­ schlußzentrierung für den Montagehilfskörper (18) aufweist.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Formschlußverbindung zwischen Monta­ gehilfskörper (18) und Sicherungsring (12) zusätzlich eine Rastung umfaßt.

5. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (12) zumindest in seinem Innenumfangsbereich in Axialrich­ tung über die Innenumfangsnut (13) der Muffe (11) hinaus verlängert ist.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Montagehilfskörper (18) an einer Umfangs­ stelle geschlitzt ist und an einer anderen Umfangsstelle ein Gelenk (20) aufweist, das ihn in zwei aufklappbare Schenkel (18a, 18b) aufteilt.

7. Rohrverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Montagehilfskörper (18) einstückig ausge­ bildet ist und sein Gelenk (20) von einer Werkstoffschwächungszone definiert ist.

8. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagehilfskörper (18) und/oder der Sicherungsring (12) aus einem zähelasti­ schen Kunststoff wie Polyamid besteht.

9. Verfahren zur Herstellung einer zugfesten Rohrver­ bindung mit einem geschlitzten Sicherungsring, der durch­ messerverjüngend gespannt und von der Mündungsseite der Muffe (11) in deren Innenumfangsnut (13) eingesetzt wird, insbesondere nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, ge­ kennzeichnet durch folgende Schritte:

• a. der Sicherungsring (12) wird mittels eines Spreiz­ werkzeugs (26) durchmesservergrößernd aufgeweitet,
• b. an die muffenaußenseitige Stirnseite des aufgeweitet gehaltenen Sicherungsrings (12) wird der Montagehilfs­ körper (18) angesetzt,
• c. das Spreizwerkzeug (26) wird entfernt und der Si­ cherungsring (12) vom Montagehilfskörper (18) aufgewei­ tet gehalten,
• d. das anzuschließende Rohr (10) und die Muffe (11) werden zusammengesteckt, wobei das Rohr (10) bis zum Erreichen seiner bestimmungsgemäßen Position am Monta­ gehilfskörper (18) vorbei und durch den aufgeweitet ge­ haltenen Sicherungsring (12) in die Muffe (11) ein­ dringt,
• e. der Montagehilfskörper (18) wird vom Sicherungsring (12) abgenommen und vom Rohr (10) entfernt.