DE3815492C2 - Verbindungssystem für ein zylindrisches metallisches Rohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem für ein zylindrisches metallisches Rohr in einer Verbindungshülse oder in der Bohrung eines starren Anschlußstückes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Verbindungssysteme dieser Art sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. So zeigt die DE 270 05 516 C2 eine Verriegelungsring-Hülsen-Verbindung für ein zylindrisches Rohr mit einem rohrförmigen Verriegelungsring, der innen mindestens eine konische Zone aufweist. Das Aufpressen des Verriegelungsrings auf die Hülse bewirkt eine Verformung im Sinne einer radialen Einschnürung von Hülse und Rohrende, wodurch im Verbindungsbereich eine elastische Sitzverbindung zwischen Hülse und Rohrende entsteht.

Die Befestigung eines zylindrischen metallischen Rohres in der Sohrung einer Wandung ist in dem DE-GM 81 05 497 beschrieben. Sei dieser Verbindung wird ein Klemmring mit wenigstens einer konischen Zone zwischen Bohrungswandung und Rohrende durch Axialkraft in die Verbindungsstellung gedrückt. Durch die gleichzeitige Verformung von Klemmring und Rohrende entsteht durch nach außen gerichtete Radialkräfte ebenfalls eine elastische Sitzverbindung.

Aus der DE 27 00 516 C2 ist eine sogenannte Verriegelungsring- Hülsen-Verbindung bekannt, die ein Verbindungssystem für ein zylindrisches metallisches Rohr in einer Verbindungshülse darstellt, in die das Rohrende formschlüssig einschiebbar ist, mit einem rohrförmigen metallischen Klemmring, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der anfängliche Außendurchmesser der Verbindungshülse, der einen inneren konischen Eingangsabschnitt enthält und auf die Verbindungshülse bis in die Verbindungsstellung durch Axialkraft aufpreßbar ist und dabei eine Verformung von Verbindungshülse und Rohrende bewirkt. Weiterhin weist die daraus bekannte Verbindungshülse gegebenenfalls mehrere in Umfangsrichtung im gleichen Abstand aufeinanderfolgende, nach innen vorstehende segmentförmige Rippen auf, die zwischen sogenannten Zonen verringerter Wanddicke angeordnet sind.

Diese Zonen reduzierter Wanddicke, die gegenüber der normalen Wandstärke der Verbindungshülse leichter verformbar sind, dienen im wesentlichen zur Halterung der Rippen. Durch ihre leichte Verformbarkeit ermöglichen diese Zonen die Verspannung der Rippen in radialer Richtung.

Durch die Einquetschung der Rippen wird zwar eine gute Verspannwirkung erreicht. Die Hülse hat durch die unterschiedlichen Wanddicken und die angeformten Rippen jedoch eine relativ komplizierte Formgebung und ist entsprechend aufwendig in der Herstellung.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ergibt sich somit die Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungssystem der beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, das unter Gewährleistung einer guten und sicheren Verbindung sowie einer einfachen Montage einfacher und wirtschaftlicher herstellbar sein soll.

Diese Aufgabenstellung wird ausgehend vom Gattungsbegriff des Anspruchs 1 bzw. 2 dadurch gelöst, daß die Ausnehmungen als durchgehende Wandungsbohrungen ausgebildet sind. Die Unteransprüche 3 bis 6 betreffen Ausge­ staltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 1 bzw. 2.

Im einzelnen sieht die Erfindung vor, daß in der Verbindungshülse bzw. im Klemmring in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Bohrungen angebracht werden.

Der Vorteil, der durch die Erfindung erzielbar ist, besteht in einer wesentlichen Erhöhung des Widerstandes der Sitzverbindung zwischen Rohrende und Hülse bzw. Rohrende und Bohrung gegen Verdrehen und axial gerichtete Kräfte. Hervorgerufen wird dieser erhöhte Widerstand durch eine geringere radiale Einschnürung der äußeren Mantelfläche des Rohrendes jeweils im Bereich einer Ausnehmung, die sich als konvexe Wölbung der Wandung im Bereich der Ausnehmung darstellt. Damit ist eine zusätzliche mecha­ nische Verriegelung zwischen Rohrende und Hülse bzw. Klemmring gegeben, die sich in einem wesentlich erhöhten Widerstand vor allem gegen Verdrehen aber auch gegen axial gerichtete Kräfte des Rohres auswirkt.

Bei einem Verbindungssystem für ein zylindrisches metallisches Rohr in der Sohrung eines starren Anschlußstückes kann zur zusätzlichen Sicherung des Klemmrings gegen Verdrehen dieser am rückwärtigen Ende auf seiner äußeren Mantelfläche mit einer Rändelung mit achsparallelen Riefen ausgestattet sein. Zur Vereinfachung der Herstellung ist es dabei vorteilhaft, den Klemmring an seinem rückwärtigen Ende mit einem Flanschansatz auszubilden, der mit der. Rändelung versehen wird, wobei die radiale Dicke des Flanschansatzes gegenüber der Mantelfläche des Klemmrings zweckmäßigerweise der gewünschten Tiefe der Riefen angepaßt wird.

Soweit es bei solchen Verbindungssystemen darauf ankommt, Rohre aus einem Leicht biegsamen Metall wie Kupfer, Aluminium oder dergleichen zu verbinden, ist es zweckmäßig, im Innern des eingeschobenen. Rohrendes eine Stützhülse aus einem härteren Werkstoff einzusetzen, die in das unverformte Rohrende formschlüssig einschiebbar ist. Diese Stützhülse kann am rückwärtigen Ende über den Verbindungsbereich hinaus verlängert sein. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das Rohr, nachdem die Verbindung mit dem starren Anschlußstück hergestellt wurde, nachträglich gebogen werden muß, wie dies bei Anschlußrohren für Wasserarmaturen an Waschbecken oder dergleichen der Fall ist.

Ausführungsbeispiele von Verbindungssystemen gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Verbindungssystems mit einer Verbindungshülse zum Verbinden vom zwei Rohrenden, wobei eine Hälfte als Längsschnitt dargestellt ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Verbindungssystems für ein zylindrisches metallisches Rohr in der Bohrung eines starren Anschlußstückes, wobei eine Hälfte als Längsschnitt dargestellt ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht - teilweise als Halbschnitt - eines Klemmrings des Verbindungssystems nach Fig. 2 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 4 eine Stirn- und eine Schnittansicht des Klemmrings nach Fig. 3 in einer Schnittebene gemäß der Linie I-I der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt das Verbindungssystem in einer Ausführungsform zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei metallischen Rohren (1, 2) mit Hilfe einer einteiligen Verbindungshülse (3), die im Ausgangszustand innen und außen glatte Wandungen (4 bzw. 5) aufweist. In der axialen Mitte ist an der inneren und äußeren Mantelfläche je eine Ringschulter (6 bzw. 7) angeformt. In den zylindrischen Abschnitten der Verbindungshülse (3) sind zu beiden Seiten der Ringschultern (6, 7) eine Anzahl in der Umfangsrichtung mit gleichem Abstand aufeinanderfolgende Durchgangsbohrungen (8 bzw. 9) enthalten.

Zum Herstellen der festen Verbindung zwischen Rohr (1 bzw. 2) und Verbindungshülse (3) ist jeweils ein rohrförmiger Klemmring (10 bzw. 11) vorgesehen, bei dem die Wandung vor der Montage den beim Klemmring (10) in der Zeichnung dargestellten Querschnitt hat. Die für die Verspannungswirkung maßgebende innere Mantelfläche setzt sich nacheinander aus einem konischen Eingangsabschnitt (12), einem Längeren mittleren zylindrischen Abschnitt (13), einem anschließenden hinteren konischen Abschnitt (14) und einem kurzen zylindrischen Endabschnitt (15) zusammen.

Im Innern der Enden der Rohre (1 bzw. 2) sitzt je eine Stützhülse (16 bzw. 17), die einzeln eine größere axiale Länge als die halbe Axiallänge der Verbindungshülse (3) haben und vor der Herstellung der Verbindung formschlüssig in die Enden der Rohre (1 bzw. 2) einschiebbar sind. Solche Stützhülsen sind nicht in jedem Fall erforderlich. Sie kommen vornehmlich dann zur Anwendung, wenn die zu verbindenden Rohre (1 bzw. 2) aus einem relativ weichen Werkstoff wie z. B. Kupfer oder Aluminium bestehen.

Das in Fig. 1 dargestellte Verbindungssystem wird folgendermaßen zusammengebaut:

Zunächst werden, wie bereits erwähnt, die Stützhülsen (16, 17) in die Rohre (1, 2) eingesetzt. Nachdem vorher die Klemmringe (10, 11) auf die Rohrenden aufgeschoben wurden, werden nun die Rohre (1 u. 2) in die Verbindungshülse (3) bis zur Anlage an der inneren Ringschulter (6) eingesetzt. Hiernach werden beide Klemmringe (10, 11) gleichzeitig durch eine geeignete Spannvorrichtung durch entgegengesetzte Axialkräfte auf die Verbindungshülse (3) ebenfalls bis zur Anlage an der mittleren Ringschulter (7) aufgepreßt. Die dabei zur Einwirkung kommenden radialen Einschnürkräfte bewirken eine gleichzeitige Verformung von Verbindungshülse (3), Rohr (1 bzw. 2) und Stützhülse (16 bzw. 17) im elastischen und in manchen Fällen auch im plastischen Bereich der jeweiligen Werkstoffe.

Da im Bereich der Wandungsbohrungen (8 bzw. 9) Kontaktflächen für die Übertragung radialer Einschnürkräfte fehlen, wird an diesen Stellen die Oberfläche der Rohre (1 u. 2) nicht im gleichen Maße wie in den benachbarten Abschnitten verformt, und es treten hier in die Bohrungen (8, 9) hineinragende linsenartige Wölbungen (18) auf. Somit entsteht im Bereich der Bohrungen (8, 9) ein zahnartiges Ineinandergreifen zwischen Rohrwandung und Verbindungshülse (3) und damit eine mechanische Verriegelung, die den Widerstand zwischen Rohr (1 bzw. 2) und Verbindungshülse (3) gegen Verdrehen in der Umfangsrichtung und ebenso gegen Auszugskräfte in axialer Richtung wesentlich erhöht.

Das vorstehend beschriebene Verbindungssystem eignet sich auch zur unmittelbaren Verbindung von zwei Rohren ohne Zuhilfenahme einer Verbindungshülse. Hierzu ist an einem Rohrende eine glockenförmige Erweiterung erforderlich, in die das andere Rohrende formschlüssig einschiebbar ist. Das glockenförmige Ende des Rohres übernimmt hierbei die Funktion einer Verbindungshülse und enthält dementsprechend auch die Wandungsbohrungen. Zum Herstellen der festen Verbindung wird ein rohrförmiger Klemmring über das glockenförmige Ende von der offenen Seite aus durch Axialkraft aufgepreßt.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen das Verbindungssystem in einer Ausführungsform zur Befestigung eines Rohres in der Bohrung eines starren metallischen Anschlußstückes (20), bei dem es sich um das Anschlußstück einer Wasserarmatur, wie z. B. ein Einhebelmischer einer Waschtisch-Batterie, handeln kann. Das Anschlußstück (20) enthält eine Aufnahmebohrung (21) bestimmter Länge, die an ihrem freien Ende einen im Durchmesser erweiterten Bohrungsabschnitt (22) aufweist.

Der zum Herstellen der festen Verbindung dienende rohrförmige Klemmring (23) hat die aus Fig. 3 ersichtliche Gestalt. An der Einschubseite des Klemmringes (21) ist an seinem Ende ein nach innen ragender Flansch (24) angeformt, der beim Aufschieben des Klemmrings (23) auf das zu verbindende Rohr (25) als Endanschlag dient. Der Innendurchmesser des Klemmrings (23) ist so bemessen, daß er formschlüssig auf das Rohr (25) aufschiebbar ist.

Die äußere Mantelfläche des Klemmrings (23) ist gebildet aus einem konischen Eingangsabschnitt (26), einem kurzen zylindrischen Abschnitt (27), einem weiteren konischen Abschnitt (28) und einem Längeren mittleren zylindrischen Abschnitt (29). Den Abschluß bildet ein zylindrischer Flanschansatz (30), der an seiner Mantelfläche mit einer Rändelung (31) mit achsparallelen Riefen versehen ist.

Im mittleren Abschnitt (29) der Wandung des Klemmrings (23) sind mehrere, in der Umfangsrichtung vorzugsweise im gleichen Abstand aufeinanderfolgende Durchgangsbohrungen (32) enthalten. Vor der Montage ist der Außendurchmesser des mittleren Abschnitts (29) des Klemmrings (23) größer als der Innendurchmesser der Bohrungswandung (21). Das zu wählende Durchmesserverhältnis hängt von verschiedenen Faktoren wie der Art des Werkstoffes des zu verbindenden Rohres, der gewünschten Klemmkraft und so weiter ab.

Die am Flanschansatz (30) des Klemmrings (23) befindliche Rändelung (31) dient in der Montagestellung der zusätzlichen Sicherung des Klemmrings gegen Verdrehen. Zu diesem Zweck wird der Durchmesser des Umhüllungskreises der Rändelung (31) so gewählt, daß er geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Bohrungsabschnittes (22) des Anschlußstückes (20).

Die Montage des Verbindungssystems nach den Fig. 2 bis 4 geht wie folgt vor sich:

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verwendung einer inneren Stützhülse (33) vorgesehen. In ihrer axialen Länge ist die Stützhülse (33) so bemessen, daß sie gegenüber dem Ende des Anschlußstückes (20) um eine gewisse Länge vorsteht, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Mit diesem überstehenden Abschnitt schützt die Stützhülse (33) das zu verbindende Rohr (25), wenn dieses nachträglich gebogen wird, wie dies beim Anschluß von Wasserarmaturen häufig der Fall ist, gegen zu scharfes Abknicken an der inneren Außenkante (bei 34) des Klemmrings (23).

Vor der Montage wird zunächst die Stützhülse (33) in das Rohr (25) eingeschoben, bevor der Klemmring (23) aufgesetzt wird, und zwar bis zum Anschlag des Rohres (25) am Flansch (24). Danach werden Rohr (25) und Klemmring (23) mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung durch Axialkraft in die Aufnahmebohrung (21) eingepreßt. Die dabei zur Einwirkung kommenden radialen Einschnürkräfte bewirken Verformungen des Rohres (25) und der Stützhülse (33) und teilweise auch des Klemmrings (23), wie es aus der Schnittansicht in Fig. 2 hervorgeht. Dabei entstehen wie bei dem Verbindungssystem nach Fig. 1 im Bereich der Durchgangsbohrungen (32) an der Mantelfläche des Rohres (25) in die Bohrungen (32) teilweise hineinragende linsenartige Wölbungen (35), die als mechanische Verriegelungen zwischen Klemmring (23) und Rohr (25) wirken.

In der Letzten Phase der axialen Einpressung des Klemmrings (23) graben sich die Zähne der Rändelung (31) in die Wandung des Bohrungsabschnittes (22) ein, womit auch der Klemmring (23) gegenüber dem Anschlußstück (20) nach Art einer Zahnverbindung verriegelt wird und damit im Anschlußstück (20) einen drehfesten Halt bekommt.

Claims (6)

1. Verbindungssystem für ein zylindrisches metallisches Rohr in einer Verbindungshülse, in die das Rohrende formschlüssig einschiebbar ist, mit einem rohrförmigen metallischen Klemmring, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der anfängliche Außendurchmesser der Verbindungshülse, der einen inneren konischen Eingangsabschnitt enthält und auf die Verbin­ dungshülse bis in die Verbindungsstellung durch Axialkraft aufpreßbar ist und dabei eine Verformung von Verbindungshülse und Rohrende bewirkt, wobei die Verbindungshülse an ihrer inneren, am Rohrende anliegenden Mantelfläche in Umfangsrichtung im gleichen Abstand aufeinanderfolgende Ausnehmungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als durchgehende Wandungsbohrungen (8, 9) aus­ gebildet sind.

2. Verbindungssystem für ein zylindrisches metallisches Rohr in der Bohrung eines starren Anschlußstückes mit einem rohrförmigen metalli­ schen Klemmring, der auf das Rohrende formschlüssig aufschiebbar ist und dessen Außendurchmesser anfänglich größer ist als der Innendurchmesser der Bohrung des Anschlußstückes, der einen äußeren konischen Eingangs­ abschnitt enthält und in die Sohrung durch Axialkraft bis in die Verbin­ dungsstellung einpreßbar ist und dabei eine Verformung des Rohrendes bewirkt, wobei der Klemmring an seiner inneren, am Rohrende anliegenden Mantelfläche in Umfangsrichtung im gleichen Abstand aufeinanderfolgende Ausnehmungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als durchgehende Wandungsbohrungen (32) ausgebildet sind.

3. Verbindungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (23) am rückwärtigen Ende auf seiner äußeren Mantelfläche eine Rändelung (31) mit achsparallelen Riefen aufweist.

4. Verbindungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Klemmring (23) an seinem rückwärtigen Ende ein die Rändelung (31) tragender Flanschansatz (30) angeformt ist.

5. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Rohrendes (1, 2 bzw. 25) eine sich wenigstens in der axialen Länge des Verbindungsbereichs erstreckende Stützhülse (16, 17 bzw. 33) aus einem im Vergleich zum Rohrwerkstoff härteren Werkstoff angeordnet ist, die in das unverformte Rohrende (1, 2 bzw. 25) formschlüssig einschiebbar ist.

6. Verbindungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Stützhülse (16, 17 bzw. 33) am rückwärtigen Ende über den Verbindungsbereich hinaus verlängert ist.