DE69128420T2

DE69128420T2 - Rohrfassung mit verbessertem kupplungskörper

Info

Publication number: DE69128420T2
Application number: DE69128420T
Authority: DE
Inventors: Mark J. Daly City Ca 94015 Beiley; Robert W. San Carlos Ca 94070 Benson; Christopher G. San Francisco Ca 94117 Dietemann; Sohel A. San Leandro Ca 94578 Sareshwala
Original assignee: Lokring Corp
Current assignee: Lokring Corp
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2011-03-15
Also published as: CA2078553A1; US5110163A; AU655174B2; EP0521064A4; EP0521064B1; DE69128420D1; JP3382938B2; ATE161080T1; WO1991014895A1; JPH05506083A; EP0521064A1; CA2078553C; AU7552791A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rohrfitting bzw. Rohrverbinder, der es ermöglicht, Rohre mit einem mechanischen Fitting zu verbinden und abzudichten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es stehen derzeit einige mechanische Fittings zur Verfügung, die das Aneinanderfügen von zwei oder mehreren Rohren oder Schläuchen durch Anwendung mechanischer Kraft ermöglichen. Das Anschließen des Rohrs umfasst im Allgemeinen das Verformen eines Teils des Rohrs oder Schlauchs und eines Teils des Fittings selbst, wenn mechanische Kraft aufgewendet wird. Ein Beispiel für das Anschließen von Rohren ist in US-A-4.482.174 (veröffentlicht am 13. November 1984 unter dem Titel "APPARATUS AND METHOD FOR MAKING A TUBE CONNECTION") beschrieben.
Diese Patentveröffentlichung beschreibt einen Rohrfitting zum Aneinanderfügen von Rohren, umfassend einen Kupplungskörper mit einer zylindrischen Innenfläche und einer zylindrischen Außenfläche sowie einem ersten und zweiten Pressring. Die Pressringe können vom ersten bzw. zweiten Ende des Kupplungskörpers mechanisch über die Außenfläche des Kupplungskörpers gezwängt werden. Die beiden aneinanderzufügenden Rohre werden in das erste bzw. zweite Ende des Kupplungskörpers eingesetzt. Die Innenfläche des Kupplungskörpers weist einen oder mehrere Zähne auf, die in einen Eingriff mit den Rohren gedrängt werden, um eine mechanische Dichtung zu bilden. Die Außenfläche des Kupplungskörpers weist Vorsprünge auf. Wenn die Pressringe über den Kupplungskörper gezwängt werden, zwängen sie die Vorsprünge nach innen, wodurch die Zähne in Beißeingriff mit dem Rohr gedrängt werden, sodass die oben erwähnte mechanische Abdichtung und Verbindung erzielt wird. Solche Vorrichtungen verwenden einen oder mehrere Zähne und/oder Vorsprünge.
Ein weiteres Beispiel für einen Rohrfitting ist in US-A-3.498.648 geoffenbart
Zwar stellten sich die obigen Fittings als sehr erfolgreich heraus, doch es wurden Verbesserungen entwickelt, die die mechanische Abdichtungs- und Verbindungsfunktion steigern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bietet einen Rohrfitting mit einem vorteilhaft verbesserten Kupplungskörper. Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Rohrfitting bereitzustellen, das eine höhere Zugfestigkeit aufweist, sodaß das Herausziehen in axialer Richtung der Rohre oder Schläuche aus dem Fitting erschwert wird.
Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Rohrfittings, das hohen Stoßdrücken, die teilweise für Zugbelastung verantwortlich sein können, standhalten kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Rohrfittings, das Rohre mit unregelmäßigen Oberflächen, d.h. mit Oberflächenfehlern am Außendurchmesser, z.B. Kratzern u.dgl., die während des Gebrauchs entstehen, besser abdichten kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Rohrfittings, das das Verbiegen, Schaukeln oder Knicken des Rohrs um jenen Punkt verhindert, an dem die mechanische Abdichtung zwischen dem Rohrfitting und dem Rohr besteht.
Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Rohrfittings, das eine Vielzahl an Zähnen mit zwischen den Zähnen definierten Nuten aufweist, welche Nuten ausreichende Dimensionen besitzen, sodass das einzufügende Rohr im Bereich zwischen angrenzenden Zähnen nicht wesentlich verformt wird. Eine solche Anordnung eignet sich besonders für ein dünnwandiges Rohr, da die derart dimensionierten Nuten das Rohr nicht von den Zähnen wegschieben und so die Dichtungswirkung der Zähne beeinträchtigen. Außerdem ist eine solche Anordnung ausfallssicher - es tritt kein Schaukeln oder Verbiegen des Rohrs um den Hebel punkt ein, der durch den Eingriff des Hauptdichtzahns mit dem Rohr entsteht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Vorsehen eines Zahns zur Bildung einer hermetisch abgedichteten Verbindung durch das Einbeißen in die Außenfläche des Rohrs.
Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht darin, sicherzustellen, dass der Zahn ausreichend Festigkeit besitzt, um hohem Stoßdruck und Zugscherkräften in axialer Richtung standzuhalten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Rohrfittings mit verbesserter Dichtungsfähigkeit, worin eine Doppelzahnanordnung verwendet wird, die höhere Zugfestigkeit und eine verbesserte Abdichtungswirkung bietet, insbesondere um unregelmäßige Rohroberflächen herum, vor allem um Oberflächenfehler am Außendurchmesser, z.B. durch den Gebrauch entstehende Kratzer u.dgl.
Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Zahnanordnung mit einem Stammzahn, der den notwendigen Stoßdrücken und Zugscherkräften standhalten kann, und einem oder mehreren, sich vom Stammzahn erstreckenden Abdichtzähnen, die eine hermetisch abgedichtete Verbindung schaffen, indem sie in die Außenfläche des Rohrs beißen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die sich vom Stammzahn erstreckenden Abdichtzähne mit Messerschneiden zu versehen, sodass Abdichtzähne in die Außenfläche des Rohrs beißen und sich gleichzeitig flach gegen die Außenfläche des Rohrs anlegen können, um Risse, Spalten und andere Oberflächenfehler an der Rohraußenseite auszufüllen. Der Stammzahn, der wesentlich größer als die Abdichtzähne ist, sorgt für die notwendige Zugscherfestigkeit, sobald die Abdichtzähne an der Rohraußenseite anliegen. Der Stammzahn besitzt auch eine hohe Druckkraft, um dickwandige Rohre zu verformen. Eine derartige Anordnung ist besonders auf einem dünnwandigen Rohr vorteilhaft, da eine solche Zahnanordnung dünne, scharfe Abdichtzähne zum in das Rohr Beißen und einen größeren Stammzahn bietet, der Zugbelastung standhält - im Gegensatz zu einem einzelnen Zahn, der bei dünnwandigen Rohren dazu neigen könnte, das Rohr zu verformen, ohne in die Oberfläche zu beißen. Die gleiche Zahnanordnung wäre für ein dickwandiges Rohr vorteilhaft, da mehrere Abdichtzähne in die Außenfläche des Rohrs beißen und der Stammzahn der notwendigen Zugbelastung standhalten würden.
Gemäß der Erfindung ist eine in Patentanspruch 1 dargelegte Rohrkupplung bereitgestellt.
Eine solche Anordnung erhöht die Zugfestigkeit der Anordnung, da der ursprüngliche Außendurchmesser des Rohrs überwunden werden muss, sodass das Rohr tatsächlich aus der Kupplung herausgezogen werden kann. Da der Kupplungskörper ausgebildet ist, das Rohr im Bereich der Nuten nicht zu verformen, wird das Rohr nicht vom ersten Hauptabdichtzahn weggedrückt, wodurch die Wirkung des Einbeißens des ersten Hauptabdichtzahns in das Rohr nicht abnimmt. Außerdem kann der zweite Isolationszahn, der vom ersten Zahn beabstandet ist, dem Schaukeln oder Verbiegen des Rohrs um einen Hebelpunkt standhalten, der durch den ersten Hauptabdichtzahn gebildet wird, wodurch eine Funktionsuntüchtigkeit des Hauptabdichtzahns und resultierende Undichtheit verhindert werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung definiert die Innenfläche einen dritten inneren Zahn, der zumindest minimal in das Rohr beißt, wenn der Pressring über die Außenfläche gezwängt wird. Der dritte innere Zahn befindet sich auf der dem zweiten Isolationszahn gegenüberliegenden Seite vom ersten Hauptabdichtzahn. Der dritte innere Zahn unterstützt den Schutz der durch den ersten Hauptabdichtzahn geschaffenen Dichtung vor Schaukeln oder Verbiegen des Rohrs um den ersten Hauptabdichtzahn. Eine zwischen dem ersten Hauptabdichtzahn und dem dritten inneren Zahn definierte Nut ermöglicht es einem an die Nut angrenzenden Rohrabschnitt, seine ursprüngliche Form zu bewahren, um die Zugfestigkeit der Verbindung zu steigern.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung definiert der erste Hauptabdichtzahn eine Doppelzahnanordnung, in der sich zwei Abdichtzähne von einem Stammzahn erstrecken, welche Anordnung das flache Anliegen der Doppelzähne am Rohr ermöglicht, um eine verbesserte Dichtung gegen Unregelmäßigkeiten auf der Außenfläche des Rohrs bereitzustellen und gleichzeitig für verbesserte Zugfestigkeit aufgrund des beträchtlich größeren Profils des Stammzahns zu sorgen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 ist eine teilweise im Querschnitt dargestellte Ansicht eines Kupplungskörpers einer Ausführungsform der Erfindung von Fig.1 vor dem Zwängen des Pressrings über den Kupplungskörper.
Fig. 3 ist eine teilweise im Querschnitt dargestellte Ansicht der Ausführungsform von Fig. 1, wobei die Zahnanordnung ein Rohr verformt hat.
Fig. 4 zeigt einen weiteren Kupplungskörper einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Doppelzahnanordnung vor dem Zwängen des Pressrings über den Kupplungskörper.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht der Doppelzahnanordnung von Fig. 4.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht einer Doppelzahnanordnung, die ein Rohr verformt hat.
Figuren 7A und 7B sind schematische Darstellungen von Abschnitten des Kupplungskörpers der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Unter Bezugnahme auf die Figuren und insbesondere Fig. 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohrfittings 20 dargestellt. Der Rohrfitting 20 enthält in dieser Ausführungsform einen ersten und zweiten Pressring 22, 24, die über einen Kupplungskörper 26 gezwängt werden, um das erste und das zweite Rohr 28, 30 in einer hermetisch abgeschlossenen Weise aneinander zu befestigen. Man beachte, dass die erfindungsgemäßen Rohrfittings gleichermaßen für Rohre, Schläuche und/oder andere Rohrleitungen geeignet sind und dass diese hierin kollektiv als Rohre bezeichnet werden. Weiters ist zu beachten, dass zwar eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Anordnung besprochen wird, in der zwei Rohre mit einem Rohrfitting wie dem Rohrfitting 20 aneinandergefügt werden, dass jedoch andere Ausführungsformen eine Anordnung enthalten können, in der ein Rohrfitting zuvor in herkömmlicher Weise an einem Rohr befestigt wird, z.B. durch Schweißen, sodaß nur ein Pressring wie z.B. der Pressring 24 zur Abdichtung eines separaten Rohrs am Rohrfitting erforderlich ist. Eine solche Anordnung kann auch "T"-Verbindungen, Rohrkrümmer u.dgl. enthalten, wobei eine oder mehrere Verbindungen gemäß der Erfindung und die anderen Verbindungen in herkömmlicher Weise wie z.B. Schweißen u.dgl. ausgeführt werden.
Außerdem ist zu beachten, dass der Kupplungskörper aus jedem formbaren Material wie z.B. Aluminium, Stahl, Kupfer u.dgl. gefertigt sein kann, während die Pressringe im Allgemeinen aus einem Metall gleicher oder höherer Festigkeit bestehen. Weiters können der Kupplungskörper und die Pressringe beispielsweise aus Kunststoffmaterialien, Polymeren und Verbundmaterialien mit verschiedenen eingebauten Fasern und Filamenten bestehen.
Der Kupplungskörper 26 von Fig. 2 ist in Querschnittsansicht durch einen Durchmesser des Kupplungskörpers 26 dargestellt, bevor die Pressringe 22, 24 jeweils über die Enden wie z.B. die Enden 32, 34 gezwängt werden. Die Pressringe 22, 24 bewirken die Verformung des Kupplungskörpers 26, sodass dieser in die zwei Rohre 28, 30 beißt und diese aneinander befestigt. Man erkennt, dass der Kupplungskörper 26 nicht nur um die Zylinderachse 36, sondern ebenso um die radiale Achse 38 symmetrisch ist. Somit ist die folgende Besprechung des Abschnitts des Kupplungskörpers 26, der über der Zylinderachse 36 und rechts von der radialen Achse 38 liegt, auch auf alle ähnlich geformten Abschnitte des Kupplungskörpers anwendbar.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besitzt der Kupplungskörper 26 eine Außenfläche 40 und eine Innenfläche 42. Die Außenfläche 40 enthält eine anfangs nach außen gewandte, geneigte, zylindrische Oberfläche 44, die das erste Daraufbewegen des Pressrings 24 über das Ende 34 des Kupplungskörpers 26 erleichtert. Im Anschluss an die geneigte zylindrische Oberfläche 44 definiert der Kupplungskörper eine im Wesentlichen ebene zylindrische Oberfläche 46. Im Anschluss an die ebene zylindrische Oberfläche 46 wird eine im Wesentlichen zylindrische Rampe 48 definiert, an die sich eine ebene zylindrische Oberfläche oder Abdichtungsrippe 47 und eine im Wesentlichen nach innen gewandte, geneigte, zylindrische Oberfläche anschließt, die in der oben angeführten Patentveröffentlichung und nachstehend als verkehrte Verjüngung 50 bezeichnet wird. Im Anschluss an die verkehrte Verjüngung 50 befindet sich eine kurze, flache, zylindrische Oberfläche 51, um die Herstellung zu erleichtern, und eine weitere nach außen gerichtete, geneigte, zylindrische Oberfläche. Neben der geneigten zylindrischen Oberfläche 52 ist ein sich nach außen erstreckender zylindrischer Stoppflansch 54 angeordnet, der die Fortbewegung des Pressrings 24 stoppt, wenn dieser über den Kupplungskörper 26 gezwängt wird. Man beachte, dass ein ähnlicher zylindrischer Stoppflansch 56 die Bewegung des anderen Pressrings 22 über den Kupplungskörper 26 stoppt. Die zylindrischen Stoppflansche 54, 56 sind durch ein zylindrisches Abstandhalterflachstück 58 voneinander getrennt.
Die Innenfläche 42 des Kupplungskörpers 26 besitzt in einer bevorzugten Ausführungsform eine Vielzahl an Zähnen, einschließlich eines Hauptabdichtzahns 60, eines äußeren Isolationszahns 62 und eines inneren Zahns 64.
Der Hauptabdichtzahn 60 und der äußere Isolationszahn 62 definieren zwischen einander eine erste Nut 66. Der Hauptabdichtzahn 60 und der innere Zahn 64 definieren zwischen einander eine zweite Nut 68. Außerdem ist eine rohraufnehmende Nut 70 außerhalb des äußeren Isolationszahns 62 definiert, wobei eine zusätzliche Nut 72 innerhalb des inneren Zahns 64 definiert ist. Die erste und die zweite Nut 66, 68 definieren Nutbodenflächen 67, 69. In einer bevorzugten Ausführungsform definieren die Stege 74, 76 und 78 der Zähne 60, 62 bzw. 64 entlang der zylindrischen Innenfläche 80, die angrenzend an den Stoppflansch 54 positioniert ist, einen Zylinder, der etwa dem Außendurchmesser des in den Kupplungskörper 26 einzuschiebenden Rohrs entspricht.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, befindet sich der Hauptabdichtzahn 60 angrenzend an die Dichtungsrippe 47. Der zweite Zahn 62 ist angrenzend an die flache zylindrische Oberfläche 46 und der innere Zahn 64 angrenzend an den unteren Abschnitt der verkehrten Verjüngung 50 angeordnet. Wie dies in der obigen, hierin aufgenommenen Patentveröffentlichung ausführlicher beschrieben ist, unterstützt die verkehrte Verjüngung 50 das Hineinschieben des Hauptabdichtzahns 60 in das Rohr, um dieses am Kupplungskörper 26 zu befestigen.
Man beachte, dass die umgekehrte Verjüngung 50 durch jede andere Art von Vorsprung wie z.B. einen erhabenen Steg ersetzt werden kann, um die Aufgabe der Unterstützung des Einschiebens des Hauptabdichtzahns in das Rohr zu erfüllen.
Die Konstruktion des Kupplungskörpers 26 ist solcherart, dass beim Zwängen des Pressrings 24 über den Kupplungskörper der Hauptabdichtzahn 60 in festen Beiß- und Dichtungseingriff mit der Außenfläche des Rohrs 30 gezwängt wird. Diese Abdichtung wird beim Zwängen des Pressrings 24 vorbei an der umgekehrten Verjüngung 50 erzielt. Der Isolationszahn 62 ist ausgebildet, zumindest minimal in die Außenfläche des Rohrs 30 zu beißen, und der innere Zahn 64 ist zusätzlich ausgebildet, zumindet minimal in die Außenfläche des Rohrs 30 zu beißen. Bei einer optimalen Konstruktion beißt jedoch der innere Zahn 64 weniger in das Rohr ein als der Isolationszahn 62, wobei dieser gleich oder weniger als der Hauptabdichtzahn 60 in das Rohr beißt.
Der Zweck des Hauptabdichtzahns 60 besteht darin, fest in die Oberfläche des Rohrs einzugreifen, um eine hermetische Dichtung zu bilden, sodass keine durch das Rohr fließende Flüssigkeit zwischen dem Zahn und dem Rohr austreten kann. Der Zahn 60 beißt in die Außenfläche des Rohrs und wird gleichzeitig anliegend auseinandergedrückt, um rauhe oder unregelmäßige Außenflächenfehlerstellen, die sich üblicherweise auf der Rohraußenseite befinden, aus zufüllen. Der Zahn 60 ist ausreichend weit und besitzt ein ausreichendes Profil, sodaß er der Zugbelastung entlang der Achse des Rohrs standhalten kann, die auftreten kann, falls das Rohr einer Kraft ausgesetzt wäre, die es aus dem Kupplungskörper zieht. Eine derartige Zugbelastung kann teilweise durch hohe Stoßdrücke entstehen, die durch die Flüssigkeit im Rohr auf die Kupplung wirken.
Die erste und die zweite Nut 66, 68, die sich auf gegenüberliegenden Seiten vom Hauptabdichtzahn 60 befinden, besitzen eine solche Länge und Tiefe, dass der Rohrabschnitt angrenzend an solche Nuten beim Zwängen des Pressrings über den Kupplungskörper nicht wesentlich verformt wird. Wenn das Rohr doch verformt wird, besitzen die Nuten 66, 68 eine ausreichende Länge und Tiefe, damit die Rohre im Wesentlichen zu ihrer ursprünglichen Form zurückspringen können, nachdem der Pressring zur Gänze über den Kupplungskörper gezwängt wurde. Eine solche Anordnung ist insofern vorteilhaft, als sie die Zugfestigkeit des Fittings aufgrund der Tatsache erhöht, daß der gesamte ursprüngliche Durchmesser des Rohrs überwunden werden muss, da er die gesamte Zahnlänge beeinträchtigt, bevor das Rohr durch Zugbelastung aufgrund von Stoßdruck oder anderen Kräften aus dem Kupplungskörper gedrängt werden kann. Da weiters die Rohrabschnitte auf beiden Seiten des Hauptabdichtzahns 60 durch den Kupplungskörper nicht wesentlich verformt werden, wird der Rohrabschnitt angrenzend an den Hauptabdichtzahn nicht wesentlich verformt und gleichzeitig vom Hauptabdichtzahn 60 weggedrängt, wenn der Pressring 24 die umgekehrte Verjüngung 50 zusammendrückt, um den Hauptabdichtzahn 60 hin zum Rohr zu drängen. Somit ermöglicht die vorliegende Konstruktion, dass der Hauptabdichtzahn 60 mit maximalem Vorteil verwendet werden kann, um eine Dichtung zu bilden, ohne dass der Kupplungskörper selbst das Rohr weg vom Zahn 60 drängt.
Der äußere Isolationszahn 62 sowie der innere Zahn 64 verhindern das Schwenken oder Schaukeln des Rohrs um einen Hebelpunkt, an dem der Hauptabdichtzahn 60 in das Rohr beißt. Demzufolge wird verhindert, dass sich das Rohr um den Hauptabdichtzahn 60 verbiegt, wodurch auch die relative Bewegung zwischen dem Hauptabdichtzahn 60 und dem Rohr und somit das Leckwerden an jenem Punkt, wo der Hauptabdichtzahn in das Rohr 30 eingreift, verhindert werden. Eine solche relative Bewegung zwischen dem Hauptabdichtzahn 60 und dem Rohr kann bewirken, dass sich der Zahn 60 plastisch verformt, und die Abnützung kann zur Beeinträchtigung der Dichtung mit resultierendem Flüssigkeitsaustritt führen. Man beachte, dass zum Zweck der Verhinderung eines solchen Verbiegens oder Schaukelns der äußere Isolationszahn 62 von größter Bedeutung ist und dass der innere Zahn 64 in einigen Ausführungsformen aus wirtschaftlichen Gründen entfallen kann.
Eine solche Konstruktion bietet einen besonderen Vorteil für dünnwandige Rohre, da das Rohr aufgrund des Kontakts des Rohrs, der durch die erste und zweite Nut auf beiden Seiten des Hauptabdichtzahns 60 besteht, nicht von diesem zusammengedrückt wird, wodurch der Hauptabdichtzahn fester in das dünnwandige Rohr beißen kann.
Außerdem erhöht diese Anordnung die Zugbelastung, der der Rohrfitting ausgesetzt werden kann, da das Rohr auf den Seiten des Hauptabdichtzahns seinen ursprünglichen Durchmesser und somit einen festen Preßsitz zwischen dem ursprünglichen Außendurchmesser des Rohrs und der Tiefe des Hauptabdichtzahns 60 aufrechterhalten kann.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht vom bereits beschriebenen Abschnitt von Fig. 2, worin der Pressring 24 über dem Kupplungskörper 26 angeordnet ist, wobei der Hauptabdichtzahn 60, der äußere Isolationszahn 62 und der innere Zahn 64 in das Rohr 30 eingreifen.
Eine alternative Ausführungsform des Hauptabdichtzahns 60 ist in Figuren 4, 5 und 6 zu sehen. In dieser Ausführungsform ist der Hauptabdichtzahn 60 durch einen Doppelzahn 90 ersetzt. Dieser enthält einen Stammzahn 92 und davon ausgehend einen ersten Abdichtzahn 94 und einen zweiten Abdichtzahn 96. Eine Nut 98 ist zwischen dem ersten Abdichtzahn 94 und dem zweiten Abdichtzahn 96 definiert. In dieser Ausführungsform ist die Breite des Stammzahns 92 größer als die Breite des Hauptabdichtzahns 60 der vorhergehenden Ausführungsform, während die Breite des ersten Abdichtzahns 94 und die Breite des zweiten Abdichtzahns kleiner als die Breite des Hauptabdichtzahns 60 sind. Der erste Abdichtzahn 94 und der zweite Abdichtzahn 96 besitzen Messerschneiden. Die zwei Abdichtzähne 94, 96 beißen in die Außenfläche des Rohrs ein und legen sich gleichzeitig flach an, um Risse, Spalte und andere Oberflächenfehler auf der Rohraußenseite auszufüllen. Der breite Stammzahn 92 bietet Zugscherfestigkeit, sobald die zwei Abdichtzähne 94, 96 angedrückt wurden, und sorgt auch für hohe Druckkraft, um die Außenfläche eines dickwandigen Rohrs zu verformen. Die Doppelzahnkonstruktion bietet auch eine gute hermetische Abdichtung für dünnwandige Rohre, da die Abdichtzähne 94, 96 in das dünnwandige Rohr beißen, ohne dass der Stammzahn einfach das Rohr verformt; diese Konstruktion kann auch den Zugscherlasten standhalten, die für Zähne erforderlich sind, die mit dickwandigen Rohren verwendet werden. Man beachte, dass eine alternative Ausführungsform der Erfindung auch nur einen am Stammzahn montierten Abdichtzahn aufweisen kann.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht des Doppelzahns 90, nachdem der Pressring über den Kupplungskörper gezwängt wurde, wodurch der Doppelzahn in Dichtungseingriff mit dem Rohr gezwängt wird.
Gleichungen, die die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreiben, wurden durch Passkurven abgeleitet, um Kupplungskörperdimensionen empirisch abzuleiten. Fig. 7A zeigt einen Abschnitt des Kupplungskörpers von Fig. 2 und identifiziert die Dimensionen, die in der unten angeführten Formel beschrieben sind.
Man beachte, dass für jede durch die Formeln beschriebene Dimension zuerst eine allgemeine Formel mit Bereichen für die konstanten Werte angeführt wird. Diese Bereiche für konstante Werte führen zu bevorzugten Minimal- bis Maximalwerten der Dimensionen für eine bevorzugte Ausführungsform aus jedem beliebigen Material. Für jede Dimension gibt es auch eine Form mit spezifischen konstanten Werten, die eine bevorzugte Ausführungsform für rostfreien Stahl und/oder ein Kupfer-Nickel-Material beschreiben. Außerdem ist zu beachten, dass auch andere Dimensionen als die durch die Formeln vorgeschriebenen erfolgreich bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden können und in den Schutzumfang der in den Patentansprüchen dargelegten Erfindung fallen. In den unten angeführten Formeln sind Eingabewerte und Ergebnisse in Zoll angeführt (1 Zoll = 2,54 cm). Diese Formeln können mit anderen Maßeinheiten verwendet werden, um die konstanten Werte zu ändern. Außerdem werden die Formeln hinsichtlich der Nenndimensionen ohne Berücksichtigung von Toleranzen beschrieben.

Länge eines Endes des Kupplungskörpers (A):

Allgemeine Formel:

Die Länge von im Wesentlichen einem Ende des Kupplungskörpers (gekennzeichnet durch den Buchstaben A in Fig. 7A) wird für alle Materialien durch die Formel:
A = K1 + K2 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser)
beschrieben, worin K1 = 0,01 bis 0,5
K2 = 0,2 bis 1,75.

Spezifische Formel:

Die Länge von im Wesentlichen einem Ende des Kupplungskörpers (gekennzeichnet durch den Buchstaben A in Fig. 7A) wird für rostfreien Stahl durch die Formel:
A = 0,543 (10) exp. [0,265 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser)] beschrieben, worin exp. "hoch" bzw. "zur Potenz erhoben" bedeutet.
Für Kupfer-Nickel-Material wurde die Länge A empirisch abgeleitet und beträgt:
A = 0,314 + 0,77 (tatsächlicher Rcihraußendurchmesser).
Die Länge des Körpers A steht mit der Verbiegung in Zusammenhang, der der Kupplungskörper standhalten kann. Für eine optimale Länge sollte A nicht zu kurz sein, weil es ansonsten zum Versagen aufgrund von Verbiegen kommt. Ein solches Verbiegen bewirkt, dass eine relative Bewegung zwischen dem Hauptabdichtzahn und dem Rohr auftritt, was Leckwerden zur Folge hat. Wenn die Längen zu kurz wären, würden die unten angegebenen Nuten zwischen den verschiedenen Zähnen nicht in den Kupplungskörper passen.

Nutentiefe für den Hauptabdichtzahn (D):

Allgemeine Formel:

Für alle Materialien wird die empirisch abgeleitete Formel für die Nutentiefe des Hauptabdichtzahns (gekennzeichnet durch den Buchstaben D in Fig. 7A) durch folgende Formel angegeben:
D = (theoretische Rohrverformung an der Stelle des Hauptabdichtzahns/2) +
K3 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser/T) exp. K4
worin T = (maximale Wanddicke + minimale Wanddicke eines Rohrs)/2
und worin K3 = 0,0001 bis 0,05
K4 = 0,05 bis 0,5.

Spezifische Formel:

Für rostfreien Stahl oder Kupfer-Nickel oder andere Materialien ist die empirisch abgeleitete Formel für die Nutentiefe des Hauptabdichtzahns (gekennzeichnet durch Buchstaben D in Fig. 7A) folgendermaßen:
D = (theoretische Rohrverformung an der Stelle des Hauptabdichtzahns/2) + 0,006 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser/T) exp. 0,245
worin T = (maximale Wanddicke + minimale Wanddicke eines Rohrs)/2.
In obigen Formeln ist die theoretische Rohrverformung am Abdichtzahn 60 eine empirisch abgeleitete Zahl, die auf dem Verformungsausmaß basiert, das für eine bestimmte Rohrart und Zugbelastung erwünscht ist. Beispielsweise kann es bei einem Rohr mit einem tatsächlichen Außendurchmesser von 1 Zoll erwünscht sein, dass die theoretische Verformung etwa 1 bis 7% (je nach verwendeten Materialien, den Wanddicken und der Rohrtoleranz) beträgt. Die Formel zeigt an, dass die Länge des Hauptabdichtzahns proportional zum erwünschten Verformungsausmaß ist. Wenn über eine bestimmte Ausführungsform mehr Verformung erwünscht ist, verlangt die Formel einen längeren Hauptabdichtzahn und somit eine größere Nutentiefe D.

Nutentiefe - Isolationszahn (E):

Allgemeine Formel:

Die Nutentiefe E für den Isolationszahn 62 (gekennzeichnet in Fig. 7A) ist für alle Materialien wie folgt definiert:
E = (theoretische Rohrverformung aufgrund des Isolationszahns/2) + K5 + K6 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser)/T
worin T = (maximale Wanddicke + minimale Wanddicke)/2
und worin K5 = -0,01 bis 0,01
K6 = 0,00005 bis 0,04

Spezifische Formel:

Die Nutentiefe E für den Isolationszahn 62 (gekennzeichnet in Fig. 7A) für rostfreien Stahl oder Kupfer-Nickel oder andere Materialien ist wie folgt definiert:
E = (theoretische Rohrverformung aufgrund des Isolationszahns/2) + 0,00521 + 0,000419 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser)/T
worin T = (maximale Wanddicke + minimale Wanddicke)/2.
Für die Zwecke dieser Gleichung wird die theoretische Rohrverformung am Isolationszahn 62 in praktisch gleicher Weise abgeleitet, wie die theoretische Rohrverformung für den Hauptabdichtzahn für die obige Gleichung in Bezug auf die Nutentiefe des Hauptabdichtzahns abgeleitet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform kann bei einer Rohrverformung am Hauptabdichtzahn 60 von 1% bis 7% die theoretische Verformung am Isolationszahn 62 beispielsweise 0%bis 5% betragen. Beispielsweise wäre die theoretische Rohrverformung am inneren Zahn 64 weniger als 3% und in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen 0% und 3%.

Nutenbreite zwischen Hauptabdichtzahn und Isolationszahn (C):

Allgemeine Formel:

Für alle Materialien wird die Nutenbreite zwischen dem Hauptabdichtzahn 60 und dem Isolationszahn 62 durch folgende Formel beschrieben:
C = K7 + K8 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser)/T
worin T wie oben definiert ist
und worin K7 = -0,2 bis 0,15
K8 = 0,0001 bis 0,06.

Spezifische Formel:

Für Materialien aus rostfreiem Stahl und Kupfer-Nickel sowie andere Materialien wird die Nutenbreite zwischen dem Hauptabdichtzahn 60 und dem Isolationszahn 62 durch folgende Formel beschrieben:
C = 0,006 + 0,024650 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser)/T
worin T wie oben definiert ist.

Abstand zum Beginn des Hauptabdichtzahns (B):

Allgemeine Formel:

Der Abstand vom Ende des Kupplungskörpers zum Beginn des Hauptabdichtzahns wird durch den Buchstaben B in Fig. 7A definiert und für alle Materialien wie folgt beschrieben:
B = K9(A) - K10
worin K9 = 0,4 bis 0,9
K10 = -0,1 bis 0,5

Spezifische Formel:

Der Abstand vom Ende des Kupplungskörpers zum Beginn des Hauptabdichtzahns wird durch den Buchstaben B in Fig.7A definiert und für rostfreien Stahl und Kupfer-Nickel wie folgt beschrieben:
B = 0,635(A) - 0,129

Steg zwischen Nuten (F):

Der Steg zwischen den Nuten, d.h. der flache Bereich jedes der Zähne in Fig. 7A, ist wie folgt:
F = 0,008 Zoll, falls der Außendurchmesser des Rohrs weniger als 1,315 Zoll ist;
und
F = 0,008 + 0,0015 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser), falls der Außendurchmesser des Rohrs ≥ 1,315 Zoll ist.
Diese Formel gibt an, dass für Rohre mit größerem Durchmesser ein größerer Zahnsteg erforderlich ist, um die auf den Zahn durch das Rohr wirkende Zugbelastung zu berücksichtigen.

Abstand zum Beginn des inneren Zahns (G):

Allgemeine Formel:

Der Abstand zum Beginn des inneren Zahns ist für alle Materialien wie folgt:
G = Abstand zum Beginn der umgekehrten Verjüngung (gekennzeichnet als 0) + {[(Außendurchmesser des Kupplungskörpers am Beginn der umgekehrten Verjüngung (gekennzeichnet als R) - Außendurchmesser des Kupplungskörpers bei einer Nullverformungsstelle (gekennzeichnet als S))/2]/TANGENS (umgekehrter Verjüngungswinkel Mº)} + K11 (Steg zwischen den Nuten (als F gekennzeichnet))
worin K11 = 0,5 bis 3
worin 0 = Abstand zum Beginn der umgekehrten Verjüngung;
R = Außendurchmesser des Kupplungskörpers am Beginn der umgekehrten Verjüngung
S = Außendurchmesser des Kupplungskörpers an einem Punkt mit Nuliverformung, wobei der Pressring über den Kupplungskörper geschoben ist; und
M = Winkel der umgekehrten Verjüngung

Spezifische Formel:

Der Abstand zum Beginn des inneren Zahns für rostfreien Stahl und Kupfer-Nickel ist wie folgt:
G = Abstand zum Beginn der umgekehrten Verjüngung (gekennzeichnet als 0) + {[(Außendurchmesser des Kupplungskörpers am Beginn der umgekehrten Verjüngung (gekennzeichnet als R) - Außendurchmesser des Kupplungskörpers bei einer Nullverformungsstelle (gekennzeichnet als S))/2]/TANGENS (umgekehrter Verjüngungswinkel Mº)} + 1,9 (Steg zwischen den Nuten (als F gekennzeichnet))
worin: 0 = Abstand zum Beginn der umgekehrten Verjüngung
R = Außendurchmesser des Kupplungskörpers am Beginn der umgekehrten Verjüngung;
S = Außendurchmesser des Kupplungskörpers an einem Punkt mit Nullverformung, wobei der Pressring über den Kupplungskörper geschoben ist; und
M = Winkel der umgekehrten Verjüngung
Man beachte, dass der Grund für den Abstand zum Beginn des inneren Zahns darin besteht, einen inneren Zahn zu besitzen, der den Rohraußendurchmesser in einem Zustand minimaler Toleranz gerade berührt und abstützt Bei minimaler Toleranz beißt der innere Zahn nicht in das Rohr ein. Der Außendurchmesser des Kupplungskörpers bei Nullverformung wird theoretisch aus einer Dimensionsanalyse oder Toleranzuntersuchung ermittelt, die von keinem Beißen des Zahns in das Rohr bei minimaler Toleranz ausgeht.

Nutentiefe des inneren Zahns (H):

Allgemeine Formel:

Die durch den Buchstaben H in Fig. 7A gekennzeichnete Nutentiefe des inneren Zahns wird für alle Materialien wie folgt beschrieben:
H = [(Außendurchmesser des kritischen Abschnitts (durch N gekennzeichnet)) - {(2 (berechnete Wanddicke im kritischen Abschnitt) + (Innendurchmesser des Kupplungskörpers)}]/2
oder:
K12 (Nutentiefe von Isolationszahn (E)), welches Rohr auch immer kleiner ist.
worin K12 = 0,1 bis 1,1

Spezifische Formel:

Die durch den Buchstaben H in Fig. 7A gekennzeichnete Nutentiefe des inneren Zahns wird wie folgt beschrieben:
H = [(Außendurchmesser des kritischen Abschnitts (durch N gekennzeichnet)) - {2 (berechnete Wanddicke im kritischen Abschnitt) + (Innendurchmesser des Kupplungskörpers)}]/2
oder:
0,6 (Nutentiefe des Isolationszahns (E)), welches Rohr auch immer kleiner ist.
Bezüglich dieser Formel ist festzustellen, dass der Außendurchmesser des kritischen Abschnitts durch den Buchstaben N gekennzeichnet und die Dicke des kritischen Abschnitts errechnet ist, eine minimale Wanddicke zu sein, die dem erwünschten Stoßdruck standhält. Die Wanddicke im kritischen Abschnitt ist wichtig, da sie der theoretisch schwächste Punkt des Kupplungskörpers ist.
Bezüglich der Doppelzähne und unter Bezugnahme auf Fig. 7B sind die Gleichungen, die die Dimensionen der Doppelzähne für das oben angeführte Material beschreiben, wie folgt:

Breite des Stammzahns (I):

Allgemeine Formel:

Die Breite des Stammzahns (gekennzeichnet durch den Buchstaben I) ist für alle Materialien wie folgt:
I = C1 [{(Rohraußendurchmesser) (berechneter Stoßdruck des Rohrs)}/C2 (maximale Zugfestigkeit des Kupplungskörpermaterials)]
worin C1 = 0,2 bis 1,2
C2 = 2 bis 6
Spezifische Formel:
Die Breite des Stammzahns (gekennzeichnet durch den Buchstaben I) ist für rostfreien Stahl und Kupfer-Nickel wie folgt:
I = 0,6 [{(Rohraußendurchmesser) (errechneter Stoßdruck des Rohrs)} 4 (maximale Zugfestigkeit des Kupplungskörpermaterials)]
Man beachte, dass die Breite basierend auf jenem Stoßdruck errechnet wird, der erforderlich ist, damit der Zahn den auf ihn wirkenden Zugscherkräften standhalten kann. Der Stammzahn ist auch ausgebildet, die kleinen Abdichtzähne unter den erwarteten Druckkräften abzustützen

Breite der kleinen Abdichtzähne (I):

Allgemeine Formel:

Die Breite der kleinen Abdichtzähne wird durch den Buchstaben J gekennzeichnet und für alle Materialien wie folgt angegeben:
J = C3 (Breite des Stammzahns)
worin C 3 = 0,01 bis 0,5

Spezifische Formel:

Die Breite der kleinen Abdichtzähne wird durch den Buchstaben J gekennzeichnet und für rostfreien Stahl und Kupfer-Nickel wie folgt angegeben:
J = 0,15 (Breite des Stammzahns).

Nutentiefe der kleinen Abdichtzähne (K):

Allgemeine Formel:

Die Nutentiefe der kleinen Abdichtzähne (gekennzeichnet durch Buchstaben K) ist für alle Materialien wie folgt:
K = C4 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser/T) exp. C5
worin C4 = 0,001 bis 0,005
C5 = 0,1 bis 0,5

Spezifische Formel:

Die Nutentiefe für die kleinen Abdichtzähne (gekennzeichnet durch Buchstaben K) ist für rostfreien Stahl und Kupfer-Nickel wie folgt:
K = 0,003 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser/T) exp. 0,251

Nutenrampenwinkel (X):

Allgemeine Formel:

Der in Fig. 7B gezeigte Nutenrampenwinkel wird in einer bevorzugten Ausführungsform für alle Materialien durch folgende Formel definiert:
Nutenrampenwinkel = C6
worin C6 = 40º bis 90º

Spezifische Formel:

Der in Fig.7B zu sehende Nutenrampenwinkel beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform für rostfreien Stahl und Kupfer-Nickel 60º. Dieser Winkel wurde ausgewählt, um der Scherbelastung gut standhalten zu können und für geeignetes Beißen der sich vom Stammzahn erstreckenden Abdichtzähne in das Rohr zu sorgen.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, zwei Rohr- oder Schlauchenden erfolgreich miteinander zu verbinden, damit sie den erforderlichen Stoßdrücken und Scherbelastung standhalten können. Beim Betrieb werden die Rohre in gegenüberliegende Enden des Kupplungskörpers gesteckt. Danach werden die Pressringe über den Kupplungskörper gezwängt, um die umgekehrte Verjüngung und den Kupplungskörper zusammenzudrücken, wodurch die Zähne dazu gezwungen werden, in die Rohre zu beißen, sodaß eine hermetische Dichtung entsteht, die gegenüber Zuglasten und Verbiegung widerstandsfähig ist.
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einer Durchsicht der Abbildungen und beigelegten Patentansprüche
Man beachte, dass auch andere Ausführungsformen der Erfindung entwickelt werden können, die in den Schutzumfang ihrer Patentansprüche fallen.

Claims

1. Rohrkupplung, umfassend:

einen Kupplungskörper (26) mit einer Innenfläche (42), die ausgebildet ist, ein Rohr (28, 30) aufzunehmen, und einer Außenfläche (40);

einen Preßring (22, 24), der über die Außenfläche zwängbar ist, sodass zumindest ein Teil der Innenfläche (42) am Rohr (28, 30) angreift, um eine Dichtung zu bilden;

wobei die Innenfläche (42) des Kupplungskörpers (26) ein erstes Zahnmittel (60; 90) definiert, das fest in das Rohr (28, 30) einbeißt, wenn der Preßring (22, 24) über die Außenfläche (40) gezwängt wird;

wobei die Innenfläche ein zweites Zahnmittel (62) definiert, das zumindest minimal in das Rohr (28; 30) einbeißt, wenn der Preßring (22, 24) über die Außenfläche (40) gezwängt wird;

eine Nut (66) zwischen dem ersten Zahnmittel (60; 90) und dem zweiten Zahnmittel (62), die einen Boden (67) aufweist und eine Tiefe (E), die den Abstand des ersten Zahnmittels (60; 90) vom Boden (67) darstellt, und eine Nutlänge (C) definiert; dadurch gekennzeichnet, dass

die Länge (C) der Nut (66) größer als ein Mehrfaches der Höhe des ersten Zahnmittels (60; 90) ist, sodass ein Abschnitt des Rohrs (28, 30), der sich zwischen dem ersten Zahnmittel (60; 90) und dem zweiten Zahnmittel (62) befindet, seine Ursprungsform und -größe im Wesentlichen beibehält, nachdem der Preßring (22, 24) bewirkt hat, dass das erste Zahnmittel (60; 90) und das zweite Zahnmittel (62) in das Rohr (28, 30) einbeißen.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, umfassend:

die Innenfläche (42), die ein drittes Zahnmittel (64) definiert, das zumindest minimal in das Rohr (28, 30) einbeißt, wenn der Preßring (22, 24) über die Außenfläche (40) gezwängt wird, wobei das dritte Zahnmittel (64) in Bezug auf das zweite Zahnmittel (62) auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Zahnmittels (60; 90) positioniert ist;

eine zweite Nut (68), die zwischen dem ersten Zahnmittel (60; 90) und dem dritten Zahnmittel (64) definiert ist;

wobei die zweite Nut (68) einen Boden (69) aufweist und eine Tiefe (D) definiert, die die Strecke darstellt, über die sich das erste Zahnmittel (60; 90) vom Boden (69) der zweiten Nut nach innen erstreckt, und

worin die Länge und die Tiefe (D) der zweiten Nut (68) solcherart ausgewählt sind, dass ein zweiter Abschnitt des Rohrs (28, 30), der sich zwischen dem ersten Zahnmittel (60; 90) und dem dritten Zahnmittel (64) befindet, seine Ursprungsform und -größe beibehält, nachdem der Preßring (22, 24) bewirkt hat, dass das erste Zahnmittel (60; 90) und das dritte Zahnmittel (64) in die Rohre (28, 30) einbeißen.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, worin der Kupplungskörper (26) ein rohraufnehmendes Ende (32, 34) definiert und das zweite Zahnmittel (62) näher am rohraufnehmenden Ende (32, 34) positioniert ist als das erste Zahnmittel (60; 90), worin die Länge (C) der Nut (66) ausreicht, um es dem zweiten Zahnmittel (62) zu ermöglichen, das Verbiegen des Rohrs und die relative Bewegung zwischen dem Rohr (28, 30) und dem ersten Zahnmittel (60; 90) zu verhindern.

4. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Außenfläche (40) ein Vorsprungmittel (47, 48) definiert, das den Preßring (22, 24) dabei unterstützt, das erste Zahnmittel (60; 90) zu zwingen, in das Rohr einzubeißen, wobei das Vorsprungmittel (47, 48) im Wesentlichen angrenzend zur Position des ersten Zahnmittels (60; 90) angeordnet ist.

5. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Außenfläche ein Mittel (50) mit verkehrter Verjüngung definiert, das den Preßring (22, 24) dabei unterstützt, das erste Zahnmittel (60) zu zwingen, in das Rohr (23, 30) einzubeißen, welches Mittel (50) mit verkehrter Verjüngung in der Einsteckrichtung des Rohrs (28) in den Kupplungskörper (26) nach unten abgeschrägt ist.

6. Rohrkupplung nach Anspruch 2, worin der Kupplungskörper ein rohraufnehmendes Ende (32, 34) definiert und das dritte Zahnmittel (64) weiter vom rohraufnehmenden Ende (32, 34) entfernt ist als das erste Zahnmittel (60; 90);

wobei die Außenfläche (40) des Kupplungskörpers (26) ein Mittel (50) mit verkehrter Verjüngung definiert, das den Preßring (26, 28) dabei unterstützt, das erste Zahnmittel (60; 90) zu zwingen, in das Rohr (28, 30) einzubeißen, welches Mittel (50) mit verkehrter Verjüngung im Wesentlichen angrenzend zum ersten Zahnmittel (60; 90) um eine größere Distanz (M) aus der Außenfläche (40) ragt, und zu einer Position im Wesentlichen angrenzend zum dritten Zahnmittel (64) nach unten abgeschrägt ist.

7. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das erste Zahnmittel (90) einen Stammzahn (92) enthält, aus dem ein erster Dichtungszahn (94) und ein zweiter Dichtungszahn (96) ragen.

8. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das erste Zahnmittel (90) einen Stammzahn (92) enthält, der einen ersten, von einem zweiten Dichtungszahn (96) beabstandeten Dichtungszahn (94) definiert;

worin der Stammzahn (92) eine erste schräge Seite und eine zweite schräge Seite besitzt; und

worin sich der erste Dichtungszahn (94) von der ersten schrägen Seite erstreckt und sich der zweite Dichtungszahn (96) von der zweiten schrägen Seite erstreckt.

9. Rohrkupplung nach Anspruch 2, worin das erste Zahnmittel einen Stammzahn (92) enthält, der einen ersten, von einem zweiten Dichtungszahn (96) beabstandeten Dichtungszahn (94) definiert.

10. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das erste Zahnmittel Folgendes enthält:

einen Stammzahn; und

einen ersten Dichtungszahn, der sich vom Stammzahn erstreckt, um in das Rohr einzubeißen.

11. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wroin das erste Zahnmittel (90) Folgendes enthält:

einen Stammzahn (92);

einen ersten Dichtungszahn (94), der sich vom Stammzahn (92) erstreckt, um in das Rohr einzubeißen;

einen zweiten Dichtungszahn (96), der sich vom Stammzahn (92) erstreckt, um in das Rohr einzubeißen; und

eine zwischen dem ersten Dichtungszahn (94) und dem zweiten Dichtungszahn (96) befindliche Nut (98).

12. Rohrkupplung nach Anspruch 11, worin der Stammzahn (92) wesentlich größer ist als sowohl der erste Dichtungszahn (94) als auch der zweite Dichtungszahn (96).

13. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin:

der Kupplungskörper (26) ein rohraufnehmendes Ende (22, 34) definiert und das zweite Zahnmittel (62) näher am rohraufnehmenden Ende (32, 34) positioniert ist als das erste Zahnmittel (60; 90); und

worin die Länge (C) der Nut (66) in Zoll

K7 + K8 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser/T)

beträgt, worin

T = (maximale Rohrwanddicke + minimale Rohrwanddicke)/2

worin:

K7 etwa -0,2 bis 0,15 ist

K8 etwa 0,0001 bis 0,06 ist.

14. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Kupplungskörper (26) ein rohraufnehmendes Ende (32, 34) definiert und das zweite Zahnmittel (62) näher am rohraufnehmenden Ende (32, 34) positioniert ist als das erste Zahnmittel (60; 90); und

worin die Tiefe (D) der Nut (66) in Zoll etwa

(theoretische Rohrverformung am zweiten Zahnmittel)/2 + K5 + K6 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser/T)

beträgt, worin:

T = (maximale Rohrwanddicke + minimale Rohrwanddicke)/2

worin:

K5 etwa 0,01 biso,01 ist

K6 etwa 0,00005 bis 0,04 ist

und

worin die theoretische Rohrverformung am zweiten Zahnmittel das theoretische Ausmaß der Rohrverformung ist, wenn das zweite Zahnmittel in das Rohr einbeißt.

15. Rohrkupplung nach Anspruch 2, worin der Kupplungskörper (26) ein rohraufnehmendes Ende (32, 34) definiert und das zweite Zahnmittel (62) näher am rohraufnehmenden Ende (32, 34) positioniert ist als das erste Zahnmittel (60; 90); und

worin die Tiefe (D) der zweiten Nut (68) in Zoll etwa (theoretische Rohrverformung am ersten Zahnmittel)/2 + K3 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser/T) exp. K4 beträgt, worin:

K3 etwa 0,0001 bis 0,05 ist

K4 etwa 0,05 bis 0,5 ist,

worin die theoretische Rohrverformung am ersten Zahnmittel das theoretische Ausmaß der Rohrverformung ist, wenn das erste Zahnmittel in das Rohr einbeißt.

16. Rohrkupplung nach Anspruch 2 oder 15, worin der Kupplungskörper (26) ein rohraufnehmendes Ende (32, 34) definiert und das zweite Zahnmittel (62) näher am rohraufnehmenden Ende (32, 34) positioniert ist als das erste Zahnmittel (60; 90);

worin die Außenfläche (40) ein Mittel (50) mit verkehrter Verjüngung definiert, das den Preßring (22, 24) dabei unterstützt, das erste Zahnmittel (60; 90) zu zwingen, in das Rohr (28, 30) einzubeißen, wobei das Mittel (50) mit verkehrter Verjüngung angrenzend zum ersten Zahnmittel (60; 90) angeordnet ist;

worin die Länge der zweiten Nut (68) etwa die Differenz zwischen (1) dem Abstand (G) vom rohraufnehmenden Ende (34) zum dritten Zahnmittel (61) und dem Abstand (B) zwischen dem rohraufnehmenden Ende (34) und dem ersten Zahnmittel (60; 90) ist; worin

(1) der Abstand zwischen dem rohraufnehmenden Ende (34) und dem dritten Zahnmittel (G) in Zoll etwa

Abstand (0) zum Beginn der verkehrten Verjüngung (50) + {[(Außendurchmesser des Kupplungskörpers am ersten Zahnmittel - Außendurchmesser des Kupplungskörpers bei null Verformung)/2]/Tangens (Winkel der verkehrten Verjüngung)} = K11 (Steg des ersten Zahnmittelt) beträgt,

worin: K11 etwa 0,05 bis 3 ist

worin der Steg beim ersten Zahnmittel

(a) 0,008 Zoll ist, wenn der tatsächliche Rohraußendurchmesser < 1,315 Zoll beträgt;

oder

(b) 0,008 Zoll + (0,0015) (tatsächlicher Rohraußendurchmesser) ist, wenn der tatsächliche Rohraußendurchmesser ≥ 1,315 Zoll beträgt,

und worin:

(2) der Abstand (13) zwischen dem rohraufnehmden Ende (34) und dem ersten Zahnmittel (60; 90) in Zoll etwa

K9 (Länge des Kupplungskörpers, über die sich der Preßring bewegt) - K10 beträgt, worin:

K9 etwa 0,4 bis 0,9 ist

K10 etwa -0,1 bis 0,5 ist.

17. Rohrkupplung nach Anspruch 16, worin die Länge (h) des Kupplungsköprers (26), über die sich der Preßring (24) bewegt, in Zoll etwa

K1 + K2 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser) beträgt, worin:

K1 etwa 0,01 bis 0,5 ist

K2 etwa 0,2 bis 1,75 ist.

18. Rohrkupplung nach Anspruch 10, worin die Breite (1) des Stammzahns (92) in Zoll etwa

C1 [{(Rohraußendurchmesser) (errechneter Berstdruck des Rohrs)}/C2 (spezifische Zugfestigkeit des Kupplungskörpermaterials)] beträgt, worin

C1 etwa 0,2 bis 1,2 ist

C2 etwa 2 bis 6 ist.

19. Rohrkupplung nach Anspruch 18, worin die Breite des Dichtungszahns in Zoll etwa

C3 (Breite des Stammzahns) beträgt, worin:

C3 = 0,01 bis 0,5.

20. Rohrkupplung nach Anspruch 11, worin die zwischen dem ersten Dichtungszahnmittel (60; 90) und dem zweiten Dichtungszahnmittel (62) angeordnete Nut (61) eine Tiefe (E) von etwa

C4 (tatsächlicher Rohraußendurchmesser/T) exp. C5 aufweist,

worin T (maximale Rohrwanddicke + minimale Rohrwanddicke)/2, worin:

C4 etwa 0,001 bis 0,005 ist

C5 etwa 0,1 bis 0,5 ist.

21. Rohrkupplung nach Anspruch 11, worin der Stammzahn (92) einen Rampenwinkel von etwa 40º bis 90ºC besitzt.

22. Rohrkupplung nach Anspruch 2, worin der Kupplungskörper (26) ein rohraufnehmendes Ende (34) definiert und das dritte Zahnmittel (64) weiter entfernt vom rohraufnehmenden Ende (34) angeordnet ist als das erste Zahnmittel (60; 90);

worin die zweite Nut (68) eine größere Tiefe (D) als die Tiefe (E) der Nut (66) aufweist; und

worin die Länge (C) der Nut (66) größer als die Länge der zweiten Nut (68) ist.

23. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin:

das erste Zahnmittel (60; 90) ein erstes Hauptdichtungszahnmittel ist, um kräftig in das Rohr (28, 30) einzubeißen, wenn der Preßring (22, 24) über die Außenfläche (26) gezwängt wird; und

das zweite Zahnmittel (62) ein zweites Isolationszahnmittel ist, um zumindest minimal in das Rohr (28, 30) einzubeißen, wenn der Preßring (22, 24) über die Außenfläche (36) gezwängt wird, wobei das zweite Isolationszahnmittel von und auf einer Seite des ersten Hauptdichtungszahnmittels beabstandet ist.

24. Rohrkupplung nach Anspruch 23, umfassend:

ein drittes nach innen gerichtetes Zahnmittel (64), um zumindest minimal in das Rohr (28, 30) einzubeißen, wenn der Preßring (22, 24) über die Außenfläche (26) gezwängt wird, wobei das dritte nach innen gerichtete Mittel (64) in Bezug auf das zweite Isolationszahnmittel (62) von und auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Hauptdichtungszahnmittels (60; 90) beabstandet ist.

25. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Länge (C) und die Tiefe (E) der ersten Nut (66) solcherart ausgewählt sind, dass bei Annäherung eines Abschnitts des Rohrs (28, 30), der sich zwischen dem ersten Zahnmittel (60; 90) und dem zweiten Zahnmittel (62) befindet, an den Boden (67) der Nut (66) das Rohr nicht so sehr vom ersten Zahnmittel (60; 90) und vom zweiten Zahnmittel (62) weggedrückt wird, dass der Bisseingriff des ersten Zahnmittels (60; 90) mit dem Rohr und der Bisseingriff des zweiten Zahnmittels (62) mit dem Rohr wesentlich beeinträchtigt werden.

26. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Länge (C) und die Tiefe (E) der ersten Nut (66) solcherart ausgewählt sind, dass das Rohr (28, 30) nicht so sehr vom ersten Zahnmittel (60; 90) und vom zweiten Zahnmittel (62) weggedrückt wird, dass der Bisseingriff des ersten Zahnmittels (60; 90) mit dem Rohr (28, 30) und der Bisseingriff des zweiten Zahnmittels mit dem Rohr (28, 30) wesentlich beeinträchtigt werden.

27. Rohrkupplung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 26, wenn sie von Anspruch 2 abhängen, worin die Länge und die Tiefe (D) der zweiten Nut (68) solcherart ausgewählt sind, dass das Rohr (28, 30) nicht so sehr vom dritten Zahnmittel (64) und vom ersten Zahnmittel (60; 90) weggedrückt wird, dass der Bisseingriff des dritten Zahnmittels (64) mit dem Rohr und der Bisseingriff des ersten Zahnmittels (60; 90) mit dem Rohr wesentlich beeinträchtigt werden.

28. Rohrkupplung nach Anspruch 24, worin die Länge und die Tiefe der ersten und der zweiten Nut (66, 68) solcherart ausgewählt sind, dass bei einer Annäherung des ersten Abschnitts des Rohrs, der sich zwischen dem ersten Hauptdichtungszahnmittel (60, 92) und dem zweiten Isolationszahnmittel (62) befindet, und eines zweiten Abschnitts des Rohrs, der sich zwischen dem ersten Hauptdichtungszahnmittel (60; 90) und dem dritten nach innen gerichteten Zahnmittel (64) befindet, an den ersten bzw. den zweiten Boden (67, 69) das Rohr nicht stark vom ersten Hauptdichtungszahnmittel (60; 90), vom zweiten Isolationszahnmittel (62) und vom dritten nach innen gerichteten Zahnmittel (64) weggedrückt wird und somit der Bisseingriff des ersten Hauptdichtungszahnmittels (60; 90), des zweiten Isolationszahnmittels (62) und des dritten nach innen gerichteten Zahnmittels (64) mit dem Rohr nicht deutlich verringert wird.

29. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Rohrabschnitt zylindrisch ist.

30. Verwendung einer Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, um eine Verbindung mit einem Rohr herzustellen, worin die Länge (C) und die Tiefe (E) der Nut (66) solcherart ausgewählt sind, dass ein Abschnitt des Rohrs (28, 30), der sich zwischen dem ersten Zahnmittel (60; 90) und dem zweiten Zahnmittel (62) befindet, im Wesentlichen seine Ursprungsform und -größe beibehält, nachdem der Preßring (22, 24) bewirkt hat, dass das erste Zahnmittel (60; 90) und das zweite Zahnmittel (62) in das Rohr (28, 30) einbeißen.

31. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit einem Rohr unter Verwendung einer Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei das Verfahren das Schieben der Innenfläche (42) des Kupplungskörpers (26) über ein Rohr (28, 30) und das Zwängen des Preßrings (22, 24) über die Außenfläche (40) umfasst, um zu bewirken, dass zumindest ein Teil der Innenfläche (42) an einem Rohr (28, 30) angreift, um eine Dichtung zu bilden, worin

ein Abschnitt des Rohrs (28, 30), der sich zwischen dem ersten Zahnmittel (60; 90) und dem zweiten Zahnmittel (62) befindet, im Wesentlichen seine Ursprungsform und größe beibehält, nachdem der Preßring (22, 24) bewirkt hat, dass das erste Zahnmittel (60; 90) und das zweite Zahnmittel (62) in das Rohr (28, 30) einbeißen.