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Rohrverbinder,
umfassend einen Grundkörper und einen an ein Rohr formschlüssig
mit Wirkung in längsaxialer Richtung anbringbaren Rückhaltekörper
zum Halten eines an den Verbinder angeschlossenen Rohres.
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Ein
derartiger Rohrverbinder ist aus
DE 20 2006 013 841 U1 bekannt. Dieser vorbekannte
Rohrverbinder ist als Wellrohrverbinder konzipiert. Bei Wellrohren
handelt es sich typischerweise um Metallrohre, beispielsweise aus
Stahl, auch Edelstahl oder Kupfer. Eingesetzt werden derartige Rohre
zur Kompensation von Längen- und/oder Winkeländerungen beispielsweise
in der Solartechnik zwischen einem Solarmodul und einer Wärmepumpe.
Bei diesem vorbekannten Wellrohrverbinder handelt es sich um einen
Schraubverbinder, bei dem zum Abdichten des Wellrohres gegenüber
dem Verbinder eine Verformung des freien Endes des Wellrohres zum
Erzielen einer metallischen Dichtung vorgesehen ist. Zu diesem Zweck
verfügt dieser vorbekannte Anschlussverbinder über
einen aus zwei Schalen gebildeten Rückhaltekörper,
an dessen Innenseite eine abragende Verklammerungsrippe angeformt
ist. Diese Verklammerungsrippe dient zum Eingreifen in die auf das
Ende des Wellrohres folgende erste Vertiefung des Wellrohres. Somit
ist dieser Rückhaltekörper formschlüssig
in längsaxialer Richtung wirkend an ein Wellrohr anschließbar.
Mittels einer Überwurfmutter wird der an dem Wellrohr befindliche
Rückhaltekörper mit dem Grundkörper verschraubt.
Dabei wird das vordere Ende des Wellrohres gegen einen Dichtkonus
des Grundkörpers zum Einstellen der metallischen Dichtung
gepresst und in diesem Zuge umgeformt.
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Es
sind weitere Wellrohrverbinder bekannt, die sämtlich als
Schraubverbinder ausgestaltet sind. Auch wenn derartige, als Schraubverbinder
konzipierte Rohrverbinder in der Praxis vielfach eingesetzt sind
und sich bewährt haben, wäre es wünschenswert,
wenn der Montagevorgang zum Anschließen eines Wellrohres
an einen Rohrverbinder vereinfacht wäre.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten
Rohrverbinder dergestalt weiterzubilden, dass dieser auch für
Wellrohre geeignet, als Steckverbinder ausgelegt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen eingangs
genannten, gattungsgemäßen Rohrverbinder gelöst,
bei dem der Rückhaltekörper an seiner äußeren
Mantelfläche ein erstes Element einer Rastverriegelung
trägt und der Grundkörper über eine Rohraufnahme
zur Aufnahme eines Endabschnittes eines Rohres mit dem darauf sitzenden Rückhaltekörper
verfügt, welche Rohraufnahme einen in Einsteckrichtung
eines Rohres vorderen Dichtungsabschnitt, als Anlagefläche
für eine Dichtung bei in die Rohraufnahme eingesetzten
Rohr sowie einen Verriegelungsabschnitt zur Aufnahme des Rückhaltekörpers
aufweist, welchem Verriegelungsabschnitt ein zweites, zu dem ersten
Rastverriegelungselement des Rückhaltekörpers
komplementäres Rastverriegelungselement und ein Auszugsanschlag
zugeordnet sind.
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Bei
diesem Rohrverbinder ist der an das mit dem Verbinder in Eingriff
zu stellende Rohr anzuschließende Rückhaltekörper
konzipiert, um ein erstes Teil einer Rastverriegelung tragen oder
ein solches Teil darzustellen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
kann der Rückhaltekörper an seiner äußeren Mantelfläche über
eine umlaufende Verriegelungsnut als erstes Element einer Rastverriegelung
verfügen.
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Der
Grundkörper des Rohrverbinders verfügt über
eine Rohraufnahme, in die das an den Rohrverbinder anzuschließende
Rohr mit seinem freien anzuschließenden, den Rückhaltekörper
tragenden Abschnitt einzusetzen ist. Diese Rohraufnahme verfügt über
einen in Einsetzrichtung vorderen Dichtungsabschnitt. In diesen
Abschnitt, der eine gewisse Längserstreckung aufweist,
reicht das an den Rohrverbinder anzuschließende Rohr mit
seinem freien Ende hinein, und zwar unter Zwischenschaltung eines
vorzugsweise in radialer Richtung wirkenden Dichtelementes, welches
sodann an dem Dichtungsabschnitt des Grundkörpers und an
der äußeren Mantelfläche des eingesetzten
Rohres anliegt. Für den Fall, dass ein Wellrohr an den
Rohrverbinder angeschlossen werden soll, kann die erste auf das
freie Ende des Wellrohres folgende oder eine der ersten oder auch mehrere
der ersten Vertiefungen genutzt werden, um darin einen elastomeren
O-Ring als Dichtring einzusetzen. Anstelle eines O-Ringes können
auch eine andere Formdichtungen verwendet werden.
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Neben
dem Dichtungsabschnitt verfügt die Rohraufnahme über
einen Verriegelungsabschnitt, in dem der auf dem Rohr befindliche
Rückhaltekörper angeordnet ist, wenn das mit dem
Rückhaltekörper ausgerüstete Wellrohr
bestimmungsgemäß in die Rohraufnahme des Rohrverbinders
eingesetzt ist. Dem Verriegelungsabschnitt ist das zweite Element der
Rastverriegelung zugeordnet. Verfügt der Rückhaltekörper über
eine umlaufende Nut als erstes Element einer Rastverriegelung, befindet
sich in dem Verriegelungsabschnitt ein komplementär konzipierter
Verriegelungskörper, beispielsweise ein Ringkörper,
der als Sprengring ausgebildet sein kann. Dieser Verriegelungskörper
ist aufweitbar und wird im Zuge der Einsteckbewegung des Rohrendes
in die Rohraufnahme des Grundkörpers aufgeweitet und zum Herbeiführen
der gewünschten Verriegelung bis in die Verriegelungsnut
des Rückhaltekörpers geführt. Der beispielsweise
als Sprengring konzipierte Verriegelungskörper ist zu diesem
Zweck in längsaxialer Richtung in Einsteckrichtung gegen
einen Anschlag wirkend gehalten. Dem Verriegelungsabschnitt zugehörig
ist des Weiteren ein Auszugsanschlag, durch den verhindert ist,
dass der mit dem Rastverriegelungselement des Rückhaltekörpers
zusammenwirkende Verriegelungskörper und damit der Rückhaltekörper
sowie das in die Rohraufnahme eingesetzte Ende des Rohres aus der
Rohraufnahme herausgezogen werden können.
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Ein
solchermaßen konzipierter Rohrverbinder ist als Steckverbinder
konzipiert, so dass die Montage eines Rohres an den Rohrverbinder
durch Einstecken desselben in die Rohraufnahme erfolgt, nachdem
zuvor der Rückhaltekörper an das freie Rohrende
angeschlossen worden ist. Die Geometrie des Rückhaltekörpers
in Bezug auf eine Herbeiführung einer formschlüssigen
Verbindung mit dem zu montierenden Rohrende erfolgt vorzugsweise
durch in radialer Richtung abragende Verriegelungsrippen. Für
den Fall, dass ein Wellrohr an den Rohrverbinder angeschlossen werden
soll, entspricht die Querschnittsgeometrie der einen oder der mehreren,
in radialer Richtung nach innen abragenden Verklammerungsrippen
der Nutengeometrie der Vertiefungen des zu montierenden Wellrohres.
Grundsätzlich ist es ebenfalls möglich, mit diesem
Konzept außenseitig glatte Rohre zu montieren. In einem
solchen Fall werden die typischerweise zum Ausbilden des Rückhaltekörpers
verwendeten Schalen beispielsweise mit widerhakenartigen Verklammerungszähnen
ausgerüstet, die zum Anschließen derselben an
das Rohr in die äußere Mantelfläche eines
solchen Rohres eingedrückt werden. Bei einer solchen Konzeption
sind die Widerhaken entgegen der Einsetzrichtung orientiert. Ebenfalls
ist es möglich, in ein eine glatte äußere
Mantelfläche aufweisendes Rohr mit einfachen Mitteln eine
umlaufende Nut geringer Tiefe einzubringen, in die die Verklammerungsrippen
der typischerweise als Schalen konzipierten Teile des Rückhaltekörpers
zum Herbeiführen des in längsaxialer Richtung
wirkenden Formschlusses eingreifen.
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Die
Beschreibung der vorgenannten unterschiedlichen Verwendungsmöglichkeiten
des Rohrverbinders macht deutlich, dass die notwendige formschlüssige
Verbindung zwischen dem Rückhaltekörper und dem
zu montierenden Rohr zumindest in Auszugsrichtung sperrend zu konzipieren
ist.
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Als
Anschlag zum Verhindern eines Auszuges des in die Rohraufnahme eingesetzten
Rückhaltekörpers kann ein die Rohraufnahme eingangsseitig nach
innen abragender Flansch dienen. Die durch den Flansch bereitgestellte
lichte Öffnungsweite der Rohraufnahme ist typischerweise
geringfügig größer als der Außendurchmesser
des auf dem zu montierenden Rohr sitzenden Rückhaltekörpers,
damit dieses ohne Weiteres in die Rohraufnahme eingeschoben werden
kann. Die lichte Öffnungsweite eines solchen Anschlagflansches
ist allerdings kleiner als der Außendurchmesser des mit
dem Rückhaltekörper zum Verriegeln desselben zusammenwirkenden
Verriegelungskörpers. Ein solcher Anschlag kann auch durch
einen in die Rohraufnahme eingesetzten Sprengring bereitgestellt
sein.
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Nachfolgend
ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Aus
diesen ergeben sich weitere Vorteile der Erfindung. Es zeigen:
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1:
eine schematisierte Schnittdarstellung durch einen Rohrverbinder
nach Art einer Explosionsdarstellung mit einem daran anzuschließenden Wellrohr,
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2a, 2b:
das an den Rohrverbinder der 1 anzuschließende
Wellrohr in einem ersten Montageschritt (2a) sowie
in einer vergrößerten Darstellung, zeigend einen
Ausschnitt aus der Rohraufnahme des Rohrverbinders,
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3a, 3b:
das an den Rohrverbinder der 1 anzuschließende
Wellrohr nach erfolgter Montage (3b) sowie
in einer vergrößerten Darstellung, zeigend einen
Ausschnitt aus der Rohraufnahme des Rohrverbinders, und
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4:
eine Darstellung entsprechend derjenigen der 3b eines
Rohrverbinders gemäß einer weiteren Ausgestaltung.
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Ein
Rohrverbinder 1 ist als Wellrohrsteckverbinder konzipiert
und verfügt über einen Grundkörper 2.
Der Grundkörper 2 umfasst eine Rohraufnahme 3, in
die das freie Ende eines an den Rohrverbinder 1 anzuschließenden
Wellrohres 4 eingebracht wird. Die Rohraufnahme 3 des
dargestellten Ausführungsbeispiels umfasst zwei Abschnitte,
von denen ein erster Abschnitt ein Dichtungsabschnitt 5 ist
und von denen der weitere Abschnitt als Verriegelungsabschnitt 6 konzipiert
ist. In Einsteckrichtung des Wellrohres 4 gesehen, befindet
sich der Dichtungsabschnitt 5 am Tiefsten der Rohraufnahme 3.
Somit befindet sich der Dichtungsabschnitt 5 in Einsteckrichtung
des Rohres 4 vor dem Verriegelungsabschnitt 6.
Damit durchgreift das freie Ende des an den Rohrverbinder 1 anzuschließenden
Wellrohres 4 bei der Montage zunächst den Verriegelungsabschnitt 6,
um anschließend in den vorderen Dichtungsabschnitt 5 eingeführt
zu werden. In dem Verriegelungsabschnitt 6 ist in einer
in die innere Mantelfläche desselben eingebrachten umlaufende
Stellnut 7 ein Sprengring 8 gehalten. Gegenüber
dem Sprengring 8 bildet die zum Dichtungsabschnitt 5 weisende
Nutenwand 9 einen Anschlag. Entgegen der Einsteckrichtung
von dem Sprengring 8 beabstandet ist in dem Verriegelungsabschnitt 6,
ebenfalls in einer Nut gehalten, ein Sperrring 10 vorgesehen.
Der Sperrring 10 bildet einen wirksamen Anschlag, damit
der Sprengring 8 aus der Rohraufnahme 3 bzw. seinem
Verriegelungsabschnitt 6 nicht herausfällt und
insbesondere bei in die Rohraufnahme 3 eingesetztem Rohr
nicht herausgezogen werden kann.
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Dem
Rohrverbinder 1 zugehörig ist des Weiteren ein
O-förmiger Dichtring 11, der bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel einen ovalen Querschnitt aufweist.
Der Dichtring 11 weist eine solche Querschnittsgeometrie auf,
um innerhalb einer Vertiefung V des Wellrohres 4 angeordnet
werden zu können. Die Längsachse der Querschnittsfläche
des Dichtringes 11 ist größer als die
Tiefe einer Vertiefung V des Wellrohres 4.
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Dem
Rohrverbinder 1 zugehörig ist des Weiteren ein
Rückhaltekörper 12, der bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel aus zwei Halbschalen 13, 13.1 gebildet
ist. Die Halbschalen 13, 13.1 tragen jeweils eine
nach innen in radialer Richtung abragende Verklammerungsrippe 14, 14.1,
deren Querschnittsgeometrie konzipiert ist, um in eine Vertiefung
V des Wellrohres eingreifen zu können.
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Der
Rückhaltekörper 12 bzw. die beiden Schalen 13, 13.1 weisen
eine in ihre äußere Mantelfläche eingebrachte
Nut 15, 15.1 auf. Bei diesen Nuten 15, 15.1 handelt
es sich um eine Verriegelungsnut und damit um ein erstes Element
einer Rastverriegelung. Das mit dieser Rastverriegelung zum Verriegeln
des in die Rohraufnahme 3 eingesetzten Endes des Wellrohres 4 komplementäre
Rastverriegelungselement ist der in dem Verriegelungsabschnitt 6 der
Rohraufnahme 3 gehaltene Sprengring 8. Der Rückhaltekörper 12 weist
in Einsteckrichtung und in Richtung zur Längsachse L hin
eine geneigte vordere Stellschräge 16 auf. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide, an die
Nuten 15, 15.1 grenzenden Abschnitte der beiden
Schalen 13, 13.1 entsprechend der vorderen Stellschräge 16 geneigt.
Bei einer Montage der Schalen 13, 13.1 zum Ausbilden des
Rückhaltekörpers 12 an das Wellrohr ist
es daher unerheblich, in welcher Orientierung diese montiert werden.
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Zum
Anschließen des Wellrohres 4 an den Rohrverbinder 1 werden
in einem ersten Schritt die beiden den Rückhaltekörper 12 bildenden
Schalen 13, 13.1, mit ihren Verklammerungsrippen 14, 14.1 in eine
Vertiefung V des Wellrohres 4 eingreifend, im Bereich seines
freien Endes montiert. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Schalen 13, 13.1 an
dem Rohr 4 dadurch gehalten sind, dass die Verklammerungsrippen 14, 14.1 verklemmt
in der entsprechenden Vertiefung V des Wellrohres gehalten sind.
Gleichermaßen oder auch zusätzlich besteht die
Möglichkeit, die beiden Schalen 13, 13.1 Verbindern
auszurüsten, anhand derer die beiden Schalen 13, 13.1 miteinander
verbunden werden. In die letzte Vertiefung V des Wellrohres 4 vor
seinem in Figur unteren Abschluss wird der Dichtring 11 angeordnet.
Das solchermaßen ausgestaltete Wellrohr 4 wird
anschließend mit seinem freien Ende in die Rohraufnahme 3 des
Rohrverbinders 1 eingeschoben. 2a zeigt
in einer Zwischenstellung das mit dem Dichtring 11 und den
beiden Schalen 13, 13.1 ausgerüstete
Ende des Wellrohres 4 in einer Zwischenmontagestellung.
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Beim
Einführen des mit dem Rückhaltekörper 12 ausgerüsteten
Wellrohr 4 in die Rohraufnahme 3 wirkt, wie aus 2b ersichtlich,
die Stellschräge 16 zum Aufweiten des Sprengringes 8.
Der Sprengring 8 liegt dabei an der als Anschlag dienenden
Nutenwand 9 an und wird beim sukzessiven Einführen des
Rückhaltekörpers 12 an der Stellschräge 16 aufgeweitet,
bis dieser in die Nut 15, 15.1 aufgrund seiner
federelastischen Eigenschaften einspringt. Die Tiefe der Stellnut 7 ist
daher so bemessen, dass der Sprengring 8 durch den Rückhaltekörper 12 so
weit aufgeweitet werden kann, bis die Verriegelungsnut 15, 15.1 in
die Ebene des Sprengringes 8 gebracht worden ist. In dieser
Stellung springt der Sprengring 8 in die Verriegelungsnut 15 ein.
Diese Situation ist in den 3a, 3b gezeigt.
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Aus 2b wird
auch die Abdichtung des Wellrohres 4 innerhalb der Rohraufnahme 3 erkennbar.
Der Dichtring 11 steht in radialer Richtung unter Vorspannung
und stützt sich mit seiner Außenseite an dem Dichtungsabschnitt 5 der
Rohraufnahme 3 und mit seinem anderen Ende in der Vertiefung
V des Wellrohres 4 ab. Der Dichtungsabschnitt 5 hat
eine gewisse Längserstreckung, so dass die Dichtwirkung gegeben
ist, unabhängig davon, an welcher Stelle sich der Dichtring 11 an
dem Dichtungsabschnitt 5 abstützt. Zum Erreichen
der gewünschten Dichtwirkung ist daher die Einstecktiefe
des Wellrohres 4 in die Rohraufnahme 3 unerheblich,
solange der Dichtring 11 bis in den Dichtungsabschnitt 5 hineingeführt worden
ist.
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Durch
den in die Verriegelungsnut 15, 15.1 des Rückhaltekörpers 12 eingreifenden
Sprengring 8 ist das Wellrohr 4 an den Rohrverbinder 1 angeschlossen.
Die vorstehende Beschreibung der Montage des Wellrohres 4 an
den Rohrverbinder 1 macht deutlich, dass hierzu allein
eine Steckbewegung erforderlich war.
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Wird
die Installation mit dem Rohrverbinder 1 und dem Wellrohr 4 unter Druck
gesetzt (abgedrückt), kann sich das in die Rohraufnahme 3 des Rohrverbinders 1 eingesetzte
Ende des Wellrohres 4 infolge des anliegenden Druckes in
Richtung zur Mündung der Rohraufnahme 3 bewegen.
Eine sichere Verriegelung des Rückhaltekörpers 12 innerhalb des
Verriegelungsabschnittes der Rohraufnahme 3 ist durch den
Sperrring 10 gewährleistet, an dem der Sprengring 8 bei
einer solchen Bewegung des Wellrohres 4 entgegen seiner
Einsetzbewegung einen wirksamen Anschlag findet. Auch bei dieser
Bewegung wird die mit dem Dichtring 11 bereitgestellte
Außendichtung nicht beeinträchtigt, da die Länge
des Dichtungsabschnittes 5 in längsaxialer Richtung
bemessen ist, dass sich der Dichtring 11 auf dem Dichtungsabschnitt 5 abstützt,
wenn der Springring 8 mit dem Rückhaltekörper 12 an
dem als Auszugsanschlag dienenden Sprengring 10 anliegt.
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4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rohrverbinders 17,
der prinzipiell aufgebaut ist wie der Rohrverbinder 1 der 1 bis 3b.
Im Unterschied zu dem vorbeschriebenen Rohrverbinder 1 ist
der Grundkörper 18 des Rohrverbinders 17 zweiteilig
aufgebaut. Die Schnittstelle der beiden Teile 19, 20 des
Grundkörpers 18 befindet sich im Bereich der Mündung
der Rohraufnahme. Das als Mutter konzipierte Teil 20 verfügt über
einen in die Rohraufnahme vorspringenden Abschnitt 21,
dessen in die Rohraufnahme weisende Vorderseite 22 als
Anschlag für den auf den beiden Schalen sitzenden Sprengring 8.1 bei
einer Rohrbewegung entgegen der Einsetzbewegung dient. Somit kommt
dem Abschnitt 21 bei dem Rohrverbinder 17 der 4 die Funktion
des Sprengringes 10 des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3b zu.
Die beiden Teile 19, 20 verfügen über
zueinander komplementäre Gewindeabschnitte und sind in
der Darstellung der 4 miteinander verschraubt gezeigt.
Das Gewinde ist mit dem Bezugszeichen 23 kenntlich gemacht.
Diese zweiteilige Ausbildung des Grundkörpers 18 dient dem
Zweck, ein in die Rohraufnahme eingesetztes Rohr auch wieder demontieren
zu können. Wird das Teil 20 mit seinem als Anschlag
dienenden Abschnitt 21 von dem anderen, den Grundkörper 18 bildenden Teil 19 abgeschraubt,
wird damit die Verriegelung gegenüber dem auf dem Rückhaltekörper
sitzenden Sprengring 8.1 aufgehoben und das Wellrohr kann aus
der Rohraufnahme herausgezogen werden. Zum Lösen der beiden
Teile 19, 20 voneinander trägt das als
Mutter konzipierte Teil 20 an seiner äußeren
Umfangsfläche eine Rändel lung 24 zum
handfesten Anziehen und Lösen des Teils 20 von
dem Teil 19.
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Die
Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben
worden. Ohne den Umfang der Ansprüche zu verlassen, ergeben
sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen,
die Erfindung zu verwirklichen, ohne dass diese im Einzelnen dargelegt
werden müssten.
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- 1
- Rohrverbinder
- 2
- Grundkörper
- 3
- Rohraufnahme
- 4
- Wellrohr
- 5
- Dichtungsabschnitt
- 6
- Verriegelungsabschnitt
- 7
- Stellnut
- 8,
8.1
- Sprengring
- 9
- Nutenwand
- 10
- Sprengring
- 11
- Dichtring
- 12
- Rückhaltekörper
- 13,
13.1
- Schale
- 14,
14.1
- Verklammerungsrippe
- 15
- Nut
- 16
- Stellschräge
- 17
- Rohrverbinder
- 18
- Grundkörper
- 19
- Teil
- 20
- Teil
- 21
- Abschnitt
- 22
- Vorderseite
- 23
- Gewinde
- 24
- Bohrung
- L
- Längsachse
- V
- Vertiefung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202006013841
U1 [0002]