DE102006051774A1

DE102006051774A1 - Fitting für ein Rohr

Info

Publication number: DE102006051774A1
Application number: DE200610051774
Authority: DE
Inventors: Bernd Kaufmann
Original assignee: Uponor Innovation AB
Current assignee: Uponor Innovation AB
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2008-05-08
Also published as: WO2008053050A2; WO2008053050A3

Abstract

Der Fitting für ein Rohr, insbesondere für ein an seiner Innenseite eine Kunststoffschicht aufweisendes Rohr, ist versehen mit einem Fittingkörper (15), der Kunststoffmaterial aufweist und mit mindesten einem Anschlussbereich (36) für das Rohr versehen ist, einem mindestens einen rohrförmigen Durchlassabschnitt (18) aufweisenden Metalleinsatzelement (16), das zumindest teilweise von dem Kunststoffmaterial des Fittingkörpers (15) umschlossen ist. Der rohrförmige Durchlassabschnitt (18) weist an seiner Innenseite (22) eine kunststoffmateriallage (28) auf, die um zumindest ein axiales Ende (26) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) herumgeführt ist und sich bis in den dem Ende (26) benachbarten Außenseitenbereich (24) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) erstreckt. Der mindestens eine Anschlussbereich (36) ist von der Kunststoffmateriallage (32) auf dem Außenseitenbereich (24) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fitting für ein Rohr, bei dem es sich insbesondere um ein an seiner Innenseite eine Kunststoffschicht aufweisendes Rohr handelt.
Fittinge für den Anschluss von Rohren, deren Wandungen durchgehend aus Kunststoffmaterial oder aus einem Metall-Kunststoff-Verbundmaterial bestehen, sind in vielerlei Ausgestaltungen bekannt. Die Fittingkörper der bekannten Fittinge bestehen im Regelfall entweder aus Kunststoff oder Metall. Metall wird wegen seiner Festigkeit bevorzugt, während ein Kunststofffitting wegen seiner Korrosionsbeständigkeit von Vorteil ist.
Darüber hinaus existieren im Stand der Technik Vorschläge für Fittinge, die Metallelemente aufweisen, die teilweise durch Kunststoffmaterial der Fittingkörper überdeckt sind. Beispiele für diesen Fittingtyp finden sich in DE 26 26 302 A1 , DE 199 57 601 A1 und DE 84 06 562 U1 . Bei diesen bekannten Fittingen ist es möglich, dass das Medium (beispielsweise Wasser) innerhalb der Fittinge in Kontakt mit Metall gelangt, was dem grundsätzlichem Gedanken des Einsatzes eines Kunststoffinstallationssystems widerspricht und unter anderem die Gefahr von Korrosion mit sich bringt. Außerdem ist die dauerhafte Abdichtung der Grenzfläche zwischen Metall und Kunststoff problematisch. Aufgrund des unterschiedlichen thermischen Verhaltens der beiden Materialien entstehen im Kunststoff erhebliche mechanische Spannungen, die durch teilweise sehr große Wandstärken oder durch zusätzliche Dichtelemente kompensiert werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fitting für ein Rohr zu schaffen, der Kunststoffmaterial und Metall jedoch keine Grenzfläche zwischen beiden Materialien aufweist und deshalb über einen verbesserten Korrosionsschutz verfügt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Fitting für ein Rohr, insbesondere ein an seiner Innenseite eine Kunststoffschicht aufweisendes Rohr vorgeschlagen, wobei der Fitting versehen ist mit

– einem Fittingkörper, der Kunststoffmaterial aufweist und mit mindestens einem Anschlussbereich für das Rohr versehen ist,
– einem mindestens einen rohrförmigen Durchlassabschnitt aufweisenden Metalleinsatzelement, das zumindest teilweise von dem Kunststoffmaterial des Fittingkörpers umschlossen ist,
– wobei der rohrförmige Durchlassabschnitt an seiner Innenseite eine Kunststoffmateriallage aufweist, die um zumindest ein axiales Ende des rohrförmigen Durchlassabschnitts herumgeführt ist und sich bis in den dem axialen Ende benachbarten Außenseitenbereich des rohrförmigen Durchlassabschnitts erstreckt, und
– wobei der mindestens eine Anschlussbereich des Fittingkörpers von der Kunststoffmateriallage auf dem Außenseitenbereich des rohrförmigen Durchlassabschnitts gebildet ist.

Sinngemäß umfasst der erfindungsgemäße Fitting ein Metalleinsatzelement mit einem rohrförmigen Durchlassabschnitt, der innen und an mindestens einem axialen Ende auch außen von Kunststoffmaterial überzogen ist. Der außenliegende Kunststoffmaterialbereich bildet den mindestens einen Anschlussbereich des Fittings, innerhalb dessen ein anzuschließendes Rohr in dichte Anlage mit dem Fittingkörper gebracht werden kann. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Press- oder eine Schiebehülse oder durch eine Verschraubung (z.B.: geschlitzter Ring mit Überwurfmutter). Hier sind erfindungsgemäß sämtliche bekannten Rohranschlusstechniken denkbar.
Durch die Auskleidung des Metalleinsatzelements bzw. von dessen mindestens einem rohrförmigen Durchlassabschnitt ist gewährleistet, dass das fließfähige Medium, welches den Fitting passiert, nicht in Kontakt mit dem Metalleinsatzelement des Fittings gelangt. Dies wird im Anschlussbereich des Fittingkörpers dadurch gewährleistet, dass in diesem Anschlussbereich der Fittingkörper eine Kunststoffmateriallage aufweist.
Rohrfittinge können unterschiedliche konstruktive Ausgestaltungen für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke aufweisen. Dient der Fitting als reiner Rohrverbinder, so weist er mindestens zwei Anschlussbereiche auf (vorzugsweise an den axialen Enden seines rohrförmigen Durchlassabschnitts). Denkbar sind auch T-förmige Fittinge, an die drei Rohre anschließbar sind. All diese Fittinge weisen erfindungsgemäß dem Einsatzzweck des Fittings entsprechend ausgebildete Metalleinsatzelemente mit einer dem Verwendungszwecks entsprechenden Anzahl an rohrförmigen Durchlassabschnitten auf, die erfindungsgemäß innenseitig mit dem Kunststoffmaterial des Fittingkörpers ausgekleidet sind und innerhalb jeder ihrer Anschlussbereiche ebenfalls Kunststoffmaterial aufweisen. Insoweit ist also das Metalleinsatzelement in das Kunststoffmaterial des Fittingkörpers eingebettet. Die Herstellung eines derartigen erfindungsgemäßen Fittings erfolgt spritzgusstechnisch, wobei in die Spritzgussform zuvor das jeweilige Metalleinsatzelement eingesetzt ist.
Zur Verbesserung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Metalleinsatzelement und dem Kunststoffmaterial des Fittingskörpers ist es zweckmäßig, wenn das Metalleinsatzelement an seinen mit Kunststoffmaterial versehenen Oberflächen strukturiert ist. Dies kann beispielsweise durch eine Längs- oder Umfangsverzahnung, durch Rändelung oder andere Vorsprünge erfolgen. Auch eine Schrägverzahnung (vorzugsweise mit sich kreuzenden umlaufenden Rippen) ist denkbar. Hierdurch wird dem Verbundwerkstoff aus Metall und Kunststoff eine zusätzliche formschlüssige Verbindung verliehen. Ein derartiger Formschluss kann zusätzlich oder alternativ auch dadurch realisiert werden, dass das Metalleinsatzelement Perforationen aufweist, über die die Innenseite des Metalleinsatzelements mit denjenigen Außenseitenbereichen des Metalleinsatzelements verbunden sind, innerhalb derer, wie an der Innenseite, Kunststoffmaterial vorhanden ist.
Vielfach werden Rohrfittinge mit anderen medienführenden Einheiten, wie beispielsweise Rohrleitungen, Wasserleitungsgerätschaften oder dergleichen verbunden. Diese Fittinge weisen Anschlussenden auf, über die sie mit den Einheiten mediendicht verbunden sind. Erfindungsgemäß ist der Fittingkörper, wenn er derartige Anschlussenden aufweist, innerhalb dieser Anschlussenden ebenfalls mit Kunststoff versehen, welches das Metalleinsatzelement, welches sich bis in diesen Anschlussendenbereich erstreckt, überdeckt. Wenn am Anschlussende ein Innen- oder Außengewinde ausgebildet ist, so ist dies erfindungsgemäß in das Kunststoffmaterial eingearbeitet, was gleichermaßen für die Ausbildung des Gewindes auf der Innen- oder auf der Außenseite des Anschlussendes des Fittingkörpers gilt.
Um einen Rohrfitting mit einer (anderen) Flüssigkeitsmedium führenden Einheit verbinden zu können, ist es zweckmäßig, wenn am Fittingkörper Werkzeugansetzabschnitte oder zumindest ein Werkzeugansetzabschnitt ausgebildet sind/ist. Erfindungsgemäß kann dies bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch realisiert sein, dass der Fittingkörper innerhalb seines Werkzeugansetzabschnitts aus Kunststoffmaterial oder aus Metall besteht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Im Einzelnen zeigen dabei:
1 einen Längshalbschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fittings mit einem in Kunststoff eingebetteten Metalleinsatzelement,
2 einen Längshalbschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fittings mit einem in Kunststoff eingebetteten Metalleinsatzelement,
3 einen Längshalbschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Fittings mit einem in Kunststoff eingebetteten Metalleinsatzelement, und
4 einen Längshalbschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines Fittings mit einem in Kunststoff eingebetteten Metalleinsatzelement.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fittings 10, an den ein Rohr 12 mittels einer in diesem Ausführungsbeispiel Presshülse 14 für das durch das Rohr 12 fließende Medium dicht angeschlossen ist. Der Fitting 10 umfasst einen Fittingkörper 15, welcher ein Metalleinsatzelement 16 mit einem im wesentlichen rohrförmigen Durchlassabschnitt 18 aufweist. Der rohrförmige Durchlassabschnitt 18 ist von einer zylindrischen Wandung 20 des Metalleinsatzelements 16 gebildet, der eine Innenseite 22, eine Außenseite 24 und ein axiales Ende 26 aufweist.
Auf der Innenseite 22 ist die Wandung 20 des rohrförmigen Durchlassabschnitts 18 mit einer Kunststofflage 28 überzogen. Diese Kunststofflage 28 erstreckt sich bis in einen Bereich 30 um das Ende 26 der Wandung 20 und von dort weiter bis über die Außenseite 24 der Wandung 20. Die sich in diesem Bereich befindende Kunststoffmateriallage 32 kann an ihrer Außenseite 34 profiliert sein und bildet den Rohranschlussbereich 36. Wie in 1 gezeigt, kann sich im Abschnitt 34 der Kunststofflage mindestens eine Aufnahmenut 38 für einen Dichtring 40 befinden.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die außenliegende Kunststoffmateriallage 32 nicht über die gesamte Außenseite 24 der Wandung 20. Dieser Abschnitt der Kunststoffmateriallage kann die gesamte Außenseite 24 überdecken und sollte sich zumindest innerhalb des Anschlussbereichs 36 erstrecken.
Wie ferner 1 zu entnehmen ist, weist der Fitting 10 an dem dem Anschlussbereich 36 gegenüberliegenden Ende 42 seines Fittingkörpers 15 ebenfalls auf der Innenseite 22 und der Außenseite 24 der Wandung 20 des Metalleinsatzelements 16 Kunststoff auf. Zusätzlich ist an dem Ende 42 auf der Innenseite 44 dieser Kunststoffummantelung ein Schraubgewinde 46 ausgebil det. An der Außenseite 48 der Kunststoffummantelung am Anschlussende 42 des Fittings 10 befindet sich ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, umlaufender Radialvorsprung 50, der beispielsweise eine Sechskantprofilierung aufweist und als Werkzeugansetzabschnitt 52 des Fittings 10 dient. In diesem Ausführungsbeispiel ist also der Werkzeugansetzabschnitt 52 vollständig aus Kunststoff gebildet. An den Radialvorsprung 50 lässt sich beispielsweise ein Maulschlüssel oder eine Zange ansetzen, mit dem/der der Fitting 10 an seinem Anschlussende 42 auf eine (nicht dargestellte) wasserführende Einheit (beispielsweise Rohrstutzen oder Gerätestutzen) einschraubbar ist.
Wie der 1 ferner zu entnehmen ist, weist die Wandung 20 des Metalleinsatzelements 16 eine Vielzahl von Löchern bzw. Durchgangsbohrungen oder dergleichen Perforationen oder Aussparungen 54 auf, die die Außenseite 24 mit der Innenseite 22 der Wandung 20 des Metalleinsatzelements 16 verbinden. Beim Herstellungsvorgang des Fittings 10, bei dem das Metalleinsatzelement 16 mit Kunststoffmaterial umspritzt wird, gelangt Kunststoffmaterial auch in die Aussparungen 54 hinein, wodurch es zu einer verbesserten mechanischen Verbindung zwischen dem Kunststoff und dem Metall des Metalleinsatzelements 16 kommt. Diese formschlüssige Verbindung kann auch durch eine Profilierung des Metalleinsatzelements 16 an den Innen- und Außenseiten 22, 24 der Wandung 20 erzielt werden.
In den 2 bis 4 sind alternative Ausgestaltungen von Fittingen 10', 10'' und 10''' dargestellt, die sämtlich durch zumindest teilweise in Kunststoff eingebettete Metalleinsatzelemente gekennzeichnet sind, wobei, wie auch in 1 gezeigt, die mit dem zu leitenden Medium in Kontakt stehenden Flächen des Fittings mit Kunststoff überzogen sind. Gleiche Elemente der jeweiligen Fittinge nach den 1 bis 4 sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der zweiten Ausführungsform gemäß 2 ist am Anschlussende 42 des Fittings 10' in die Kunststoffummantelung ein Außengewinde 56 eingearbeitet; der Werkzeugansetzabschnitt 52 besteht weiterhin aus Kunststoff, wie bei den Ausführungsbeispiel nach 1.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der 3 und 4 ist der Werkzeugansetzabschnitt 52 als umlaufender Radialvorsprung 50 des Metalleinsatzelements 16 ausgeführt. Die Kunststoffummantelung an der Außenseite 24 der Wandung 20 des Metalleinsatzelements 16 am Anschlussende 42 des Fittings 10'' endet beispielsweise am umlaufenden Radialvorsprung 50. In 3 ist ein Fitting 10'' mit Innengewinde 46 auf der Innenseite 44 der Kunststoffummantelung des Anschlussendes 42 dargestellt, während in 4 der Fitting 10''' ein Kunststoffaußengewinde 56 aufweist.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 3 und 4 können die über die Aussparungen 54 erfolgenden stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den innen- und außenliegenden Kunststoffmateriallagen als Scherstifte ausgeführt sein, die bei einem definierten Drehmoment abscheren. Axialkräfte können dann über eine in Umfangsrichtung umlaufende Verzahnung (nicht dargestellt) an der Innen- und/oder Außenseite des Metalleinsatzelements 16 zwischen Kunststoff und Metall übertragen werden. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2, bei denen die Werkzeugansetzabschnitte 52 aus Kunststoffmaterial bestehen, kann eine abscherende Verbindung und damit eine bis zu einem definierten Drehmoment feste Verbindung durch ein Abscheren des umlaufenden Radialvorsprungs 50 (oder eines Teils davon) zum radial benachbarten Abschnitt realisiert sein.

Claims

Fitting für ein Rohr, insbesondere für ein an seiner Innenseite eine Kunststoffschicht aufweisendes Rohr, mit – einem Fittingkörper (15), der Kunststoffmaterial aufweist und mit mindestens einem Anschlussbereich (36) für das Rohr versehen ist, – einem mindestens einen rohrförmigen Durchlassabschnitt (18) aufweisenden Metalleinsatzelement (16), das zumindest teilweise von dem Kunststoffmaterial des Fittingkörpers (15) umschlossen ist, – wobei der rohrförmige Durchlassabschnitt (18) an seiner Innenseite (22) eine Kunststoffmateriallage (28) aufweist, die um zumindest ein axiales Ende (26) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) herumgeführt ist und sich bis in den dem Ende (26) benachbarten Außenseitenbereich (24) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) erstreckt, und – wobei der mindestens eine Anschlussbereich (36) von der Kunststoffmateriallage (32) auf dem Außenseitenbereich (24) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) gebildet ist.
Fitting nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalleinsatzelement (16) mehrere rohrförmige Durchlassabschnitte (18) aufweist und dass sich auf den den axialen Enden (26) sämtlicher rohrförmiger Durchlassabschnitte (18) benachbarten Außenseitenbereichen (24) Kunststoffmaterial befindet.
Fitting nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kunststoffmateriallage (32) innerhalb des mindestens einen bzw. innerhalb jedes Anschlussbereichs (36) mindestens eine Aufnahmenut (38) mit einem darin angeordneten Dichtring (40) ausgebildet ist.
Fitting nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalleinsatzelement (16) mit von der Außenseite (24) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) bis zu dessen Innenseite (22) erstreckenden Perforationen (54) versehen ist, die zur Verbindung der Kunststoffmateriallagen (28, 32) an der Innen- und Außenseite (22, 24) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) mit Kunststoffmaterial ausgefüllt sind.
Fitting nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder mit einer Kunststoffmateriallage (32) versehene Außenseitenbereich (24) des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) eine strukturierte Oberfläche zur formschlüssigen Verbindung mit dem Kunststoffmaterial aufweist.
Fitting nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalleinsatzelement (16) an seiner Oberfläche eine Verzahnung oder Vorsprünge zur Aufnahme von zwischen dem rohrförmigen Durchlassabschnitt (18) und der Kunststoffmateriallage (28, 32) wirkenden Axialkräften aufweist.
Fitting nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fittingkörper (15) ein Anschlussende (42) zum Anschließen des Fittingkörpers (15) an eine medienführende Einheit aufweist, dass sich ein axiales Ende des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) des Metalleinsatzelements (16) bis in das Anschlussende (42) des Fittingkörpers (15) hinein erstreckt und dass das Anschlussende (42) des Fittingkörpers (15) von an der Innen- und der Außenseite anliegendes und um das axiale Ende des rohrförmigen Durchlassabschnitts (18) herumgeführtes Kunststoffmaterial gebildet ist.
Fitting nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussende (42) des Fittingkörpers (15) ein in das Kunststoffmaterial eingebrachtes Innen- und/oder Außengewinde (46, 56) aufweist.
Fitting nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fittingkörper (15) einen Werkzeugansetzabschnitt (52) aufweist, an dem ein Werkzeug zum Verbinden des Fittingkörpers (15) mit einer medienführenden Einheit ansetzbar ist und dass der Werkzeugansetzabschnitt (52) als Teil des Metalleinsatzelements (16) oder aus Kunststoffmaterial ausgebildet ist.