Verbindungsstück für einen Klemmverbinder

Die Erfindung betrifft ein polymeres Verbindungsstück für einen Klemmverbinder für Rohre und/oder Schläuche aus polymerem Werkstoff mit mindestens zwei Rohr-/Schlauchan- schlusselementen, wobei mindestens ein Anschlusselement einen mit Umfangsrippen versehenen Steckbereich zum Aufschieben jeweils eines Rohr- und/oder Schlauchendes auf- weist, an den sich jeweils ein Flanschansatz anschließt.

In der DE 3836124 C3 ist ein zweiteiliger metallischer Klemmverbinder für Rohre und Schläuche aus polymerem Werkstoff mit einem als Rohrhülse ausgebildeten Verbindungsstück beschrieben. Das Rohrverbindungsstück weist einen in das Rohrende einzusetzen- den, mit Umfangsrippen versehenen Steckbereich auf. Weiterhin ist der Steckbereich in axialer Richtung durch einen Flanschansatz begrenzt, der dem aufzuschiebenden Rohr als Anschlag dient.

Diese metallischen Verbindungsstücke eignen sich zwar, um eine flüssigkeitsdichte und unlösbare Verbindung für Kunststoffrohre und -schlauche herzustellen, aber ihr hohes Gewicht und die hohen Kosten erweisen sich als nachteilig.

Die DE 295 13 105 U 1 versucht dieses Problem mit einem polymeren Verbindungsstück zu beheben. Dieses Verbindungsstück besteht aus einem in ein Rohr-/Schlauchende einzu- setzenden Steckbereich, an den sich ein Flanschansatz anschließt, der aus an dessen Umfang angeordneten, zahnartigen Erhöhungen besteht, und bei dem zwischen den einzelnen zahnartigen Erhöhungen Spaltöffnungen angeordnet sind, welche bis zum Umfangsniveau des Steckbereichs verlaufen.

Es hat sich gezeigt, dass bei der Verwendung eines polymeren Verbindungsstücks weitere Materialeinsparungen hinter dem Flanschbereich möglich sind. Dies hat zur Folge, dass beim Herstellen der Verbindung der Flanschansatz so stark beansprucht wird, dass es zu Rissbildungen in diesem Bereich kommen kann. Dies kann auch zu Undichtigkeiten der Verbindung führen.

Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, den Materialeinsatz für ein polymeres Verbindungsstück weiter zu reduzieren und eine Beschädigung des Flanschansatzes bei der Herstellung der Verbindung zu vermeiden. Gleichzeitig soll die äußere Form des Verbindungsstücks nur unwesentlich von der bekannter metallischer Verbin- dungsstücke abweichen.

Erfinduπgsgemäß wird diese Aufgabe durch ein polymeres Verbindungsstück mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch einen Klemmverbinder mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.

Bei der Erfindung sind die Nachteile des Standes der Technik dadurch vermieden, dass auf der den Umfangsrippen gegenüberliegenden Seite des Flanschansatzes mindestens eine zahnartige Erhöhung angeordnet ist.

Für die Herstellung einer Klemmverbindung bestehend aus einem erfindungsgemäßen po- lymeren Verbindungsstück, einem Rohr-/Schlauch und einem über dem Steckbereich des Verbindungsstücks und das Rohr-/Schlauchende schiebbaren Hülse wird ein Werkzeug verwendet, dass aus zwei parallel zueinander angeordneten beweglichen Werkzeugbacken besteht. Dabei wird einer der Werkzeugbacken hinter dem Flanschansatz des polymeren Verbindungsstücks und einer an der auf das Rohr/den Schlauch aufgeschobenen Hülse angesetzt. Durch Zusammenfahren der beiden Werkzeugbacken wird die Hülse über den Steckbereich des polymeren Verbindungsstückes mit dem darauf aufgesteckten Rohr-/Schlauchende geschoben, so dass eine fluiddichte Verbindung entsteht.

Durch die Anordnung mindestens einer zahnartigen Erhöhung auf der den Umfangsrippen gegenüberliegenden Seite des Flanschansatzes ist es möglich eine Auflage für den einen Werkzeugbacken zum Herstellen der Klemmverbindung zu schaffen, wobei der Auflagedurchmesser dem Durchmesser des anzuschließenden Rohres und/oder Schlauches entspricht.

Es hat sich gezeigt, dass durch diese Durchmesseranpassung es gewährleistet ist, dass weitgehend nur eine axiale Verschiebung der Hülse stattfindet und der Flanschansatz sehr gleichmäßig belastet wird.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn zwischen dem Flanschansatz und der mindestens einen zahnartigen Erhöhung ein Freiraum angeordnet ist. Somit kann erreicht werden, dass der Flanschansatz sich unter der Krafteinwirkung bei der Herstellung der Klemmverbindung elastisch verformen kann und es zu keiner Rissbildung im übergangsbereich der zahn- artigen Erhöhung und dem Flanschansatz kommt.

Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit den Materialeinsatz weiter zu reduzieren ist, dass mehrere zahnartige Erhöhungen über den Umfang verteilt angeordnet sind und das zwischen den einzelnen zahnartigen Erhöhungen Spaltöffnungen angeordnet sind. Somit ist keine umlaufende Ausbildung der Erhöhung notwendig. In diesem Zusammenhang hat sich auf gezeigt, dass es besonders günstig ist 4 bis 16 , insbesondere 8, zahnartige Erhöhungen über den Umfang zu verteilen.

Es hat sich auch als günstig erwiesen die zahnartigen Erhöhungen gleichmäßig über dem Umfang zu verteilen. Diese Anordnung ermöglicht es, dass bei einer beliebigen Zugänglichkeit der Verbindungsstelle und damit des polymeren Verbindungsstücks bei der Herstellung der Klemmverbindung ein sicheres Aufliegen und Positionieren der Werkzeugbacke gegeben ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die zahnartigen Erhöhungen Zusatzfunktionen auf. Es hat sich gezeigt, dass vor allem bei kleinen Abmessungen der Rohre/Schläuche die Anbringung der durch Normen geforderten Datumsuhren zum Erkennen des Herstellungszeitpunktes des Verbindungsstückes auf dem Umfang keinen Platz zwischen den zahnartigen Erhöhungen hat. Um diese dennoch normgerecht zu platzieren, wurde erkannt, dass diese selbst als zahnartige Erhöhnung ausgebildet werden können. Weiterhin können auf den zahnartigen Erhöhungen auch andere Informationen integriert werden.

Von Vorteil kann es sein, dass die Kontur der zahnartigen Erhöhungen auf der dem Flanschansatz abgewandten Seite schräg zur jeweiligen Steckbereichsachse bis auf einen Durchmesser in der Größe des Steckbereichs hin abfällt. Durch diese schräge Gestaltung ist es gerade bei Verbindungsstücken, deren Anschlusselemente nicht eine gemeinsame Achse aufweisen, möglich den Werkzeugbacken sicher zu positionieren, da durch die Schräge eine Art Führung entsteht, die den Werkzeugbacken auf die Erhöhungen gleiten lässt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Anschlusselemente in einem Winkel von kleiner als 180° zueinander angeordnet. Es entstehen so Verbindungsstücke, die Bögen, insbesondere rechtwinkligen Umlenkungen, oder Abzweigen, insbesondere T-Stücken, entsprechen. Es kann dabei vorteilhaft sein, dass mindestens eine von mehreren zahnartigen Erhöhungen bei derartigen Verbindungsstücken flächenmäßig kleiner ausgebildet ist als die anderen. Diese verkleinerte zahnartige Erhöhung ist vorzugsweise im Bereich zwischen zwei Anschlusselementen angeordnet. Es ist dadurch möglich die Flanschansätze näher aneinander zu rücken und somit den Bau- räum zu verkleinern. Da die zahnartige Erhöhung im Bereich zwischen zwei Anschlusselemente dann aber in den Krümmungsbereich des Verbindungsstückes reichen würde, wurde erkannt, dass eine Verkleinerung der dort angeordneten zahnartigen Erhöhung vorteilhaft ist. Somit kommt es nicht zu einer Spannungsspitze in diesem Bereich und gleichzeitig kann der Werkzeugbacken sicher positioniert werden. Die Verkleinerung der zahnartigen Erhöhung lässt sich in diesem Bereich zwischen den Anschlusselementen besonders durch eine steil abfallende Kontur auf der dem Flanschansatz abgewandten Seite erreichen.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Klemmverbinder für Rohre/Schläuche aus polymerem Werkstoff mit einem erfindungsgemäßen polymeren Verbindungsstück und einer axial zur Rohr-/Schlauchachse beweglichen Schiebehülse.

Der Klemmverbinder zeichnet sich dadurch aus, dass der Außendurchmesser des Rohres/Schlauches ohne den eingesetzten Steckbereich annähernd genauso groß ist wie ein Kopfkreisdurchmesser der mindestens einen zahnartigen Erhöhung. Durch diese geometri- sehe Gestaltung ist es möglich, dass der zur Herstellung der Klemmverbindung eingesetzte Werkzeugbacken parallel zum Flanschansatz ausgerichtet ist und somit eine gleichmäßige Krafteinleitung erfolgt. Es ist somit vorteilhaft möglich eine fluiddichte Klemmverbindung herzustellen, ohne dass es zu einer Rissbildung im Bereich des Flanschansatzes kommt.

Die Erfindung soll nun an nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Es zeigt:

Figur 1 - Erfindungsgemäßes polymeres Verbindungsstück mit einer zahnartigen Erhöhung

Figur 2a - Erfindungsgemäßes polymeres Verbindungsstück mit mehreren zahnartigen Erhöhungen in der Ansicht

Figur 2b- Schnitt durch das erfindungsgemäße polymere Verbindungsstück aus Figur 2a entlang der Linie A-A

Figur 2c - Dreidimensionale Ansicht des polymeren Verbindungsstücks aus Figur 2a

Figur 3a - Erfindungsgemäßes polymeres Verbindungsstück mit einer zahnartigen Erhö- hung mit Zusatzfunktion

Figur 3b - Schnitt durch das erfindungsgemäße polymere Verbindungsstück aus Figur 3a entlang der Linie B-B

Figur 4 - Schematische Ansicht des Herstellen eines erfindungsgemäßen Klemmverbinders mit Werkzeug

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes polymeres Verbindungsstück (1) dargestellt. Dieses Verbindungsstück (1) ist als T-Stück ausgebildet und besitzt drei Anschlusselemente (3), wobei alle drei Anschlusselemente (3) als Steckbereich (5) ausgebildet sind. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Steckbereiche (5) jeweils vier Umfangsrippen (4, 4a) auf, die nicht gleichmäßig über die Länge des Steckbereichs (5) verteilt sind. Es ist aber auch möglich eine andere Anzahl und eine andere Verteilung der Umfangsrippen (4, 4a) vorzusehen.

An die Steckbereiche (5) schließt sich jeweils ein Flanschansatz (6) an. Dieser ist im Durchmesser größer ausgebildet als der Steckbereich (5) und die Umfangsrippen (4, 4a), so dass ein auf die Steckbereiche (5) aufgeschobenes Rohr oder ein aufgeschobener Schlauch (2) mit seiner Stirnfläche bis an den Flanschansatz (6) herangeschoben werden kann. Dadurch ist es möglich einfach zu überprüfen, ob der Steckbereich (5) richtig in das Rohr/den Schlauch (2) eingefügt ist.

Auf der den Steckbereichen (5) abgewandten Seite der Flanschansätze (6) ist jeweils eine über den gesamten Umfang verlaufende zahnartige Erhöhung (7) angeordnet. Zwischen den Flanschansätzen (6) und der zahnartigen Erhöhung (7) ist ein Freiraum (8) dargestellt, der die zahnartigen Erhöhungen (7) von den Flanschansätzen (6) trennt. Durch diese Ge- staltuπg kann sich der Flanschansatz (6) bei der Herstellung der Klemmverbindung durch ein Werkzeug (13) elastisch verformen und es kommt nicht zu einem Spannungsriss an der Verbindungsstelle zwischen Flanschansatz (6) und zahnartiger Erhöhung (7).

Die zahnartigen Erhöhungen (7) sind in diesem Ausführungsbeispiel auf der dem zugehöri- gen Flanschansatz (6) abgewandten Seite abgeschrägt. Es wird damit erreicht, dass der Werkzeugbacken (14) bei der Herstellung der Klemmverbindung, der hinter dem Flansch- aπsatz (6) angeordnet ist, durch die abgeschrägte Gestaltung auf die zahnartige Erhöhung (7) aufgleitet und somit eine optimale Positionierung der Werkzeug backe (14) erfolgt.

In den Figuren 2a, 2b und 2c ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungsstücks (1) dargestellt. Dieses gerade polymere Verbindungsstück (1) weist zwei Anschlusselemente (3) auf. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind beide Anschlusselemente (3) als Steckbereiche (5) ausgebildet. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass ein Anschlusselement als Gewindeanschluss ausgebildet ist, so dass auf dieser Seite eine Verschraubung mit einem weiteren Bauteil erfolgen kann.

Beide Steckbereiche (5) weisen fünf Umfangsrippen (4, 4a, 4b) auf, wobei die am weitesten vom Flanschansatz (6) entfernte Umfangsrippe (4a) breiter als alle anderen Umfangsrippen (4, 4b) ausgebildet ist. Bis auf die Umfangsrippe (4b), die der am weitesten vom Flanschansatz (6) entfernten Umfangsrippe (4a) benachbart ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel alle Umfangsrippen (4, 4a) als Ringe ausgebildet. Diese Umfangsrippe (4b) ist auf der Seite, die in Richtung Flanschansatz (6) zeigt mit einem größeren Durchmesser ausgebildet als auf der anderen Seite, so dass sich eine Art Sägezahn ergibt. Durch diese Gestaltung ist eine gute Verankerung des Rohres/Schlauches (2) nach dem Aufschieben und dem Anbringen der Schiebehülse (10) möglich.

Da beide Anschlusselemente (3) als Steckbereich (5) ausgeführt sind, sind auch zwei Flanschansätze (6) notwendig, um den einen Werkzeugbacken (14, 14a) als Gegenlager festzulegen. Um die Baulänge zu verkürzen, ist zwischen den beiden Flanschansätzen (6) nur eine zahnartige Erhöhung (7) notwendig, da diese bei der Herstellung beider Klemm- Verbindungen als Auflage für eine Werkzeugbacke (14a) dienen kann.

Auch in diesem Beispiel ist zwischen den Flanschansätzen (6) und der zahnartigen Erhöhung (7) ein Freiraum (8) vorgesehen.

Die zahnartige Erhöhung (7) selbst ist derart ausgebildet, dass sie aus mehreren einzelnen über den Umfang des Verbindungsstücks (1) angeordneten zahnartigen Erhöhungen (7) besteht. Wie in Figur 2b zu erkennen, sind die zahnartigen Erhöhungen (7) gleichmäßig über den Umfang verteilt. Zwischen den einzelnen zahnartigen Erhöhungen (7) ist jeweils eine Spaltöffnung (9) angeordnet, die als Trennung der einzelnen zahnartigen Erhöhun- gen (7) dient.

In den vorhandenen Spaltöffnungen (9) können Kennzeichnungen zur Angabe des Werkstoffs, aus dem das Verbindungsstück (1) besteht, Angaben über das Herstellungsdatum durch Anordnung von sogenannten Datumsuhren oder dergleichen angeordnet werden.

Da dieses polymere Verbindungsstück (1) meist mittels Spritzguss hergestellt wird, ist eine Teilungsebene (12) notwendig, die eine Entformung des Verbindungsstücks (1) ermöglicht. Um die Spritzgusswerkzeuggeometrie nicht unnötig kompliziert gestalten zu müssen, dürfen ausgehend von der Teilungsebene (12) keine Hinterschneidungen vorliegen. Dies kann insbesondere bei den einzelnen zahnartigen Erhöhungen (7) eintreten. Eine Lösungsmöglichkeit stellt das Vorsehen von Entform ungsschrägen (11) dar.

Durch die Anordnung von acht zahnartigen Erhöhungen (7) über dem Umfang des Verbindungsstücks (1) ist gewährleistet, dass der Werkzeugbacken (14, 14a) bei beliebiger Ein- baulage sicher aufliegt und gleichzeitig kann das sonst zwischen den Flanschansätzen (6) notwendige Material reduziert werden. Durch diese Materialreduktion ist es auch möglich annähernd gleichmäßige Wandstärken über das Verbindungsstück (1) zu erhalten, was sich positiv auf die Spannungsverteilung nach dem Herstellen mittels Spritzguss auswirkt.

In der Figur 3a und 3b ist ein weiteres polymeres Verbindungsstück (1) dargestellt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird lediglich auf die Unterschiede zur zweiten Ausführungsform eingegangen. Bei diesem Verbindungsstück (1) ist der Durchmesser des Verbindungsstücks (1) kleiner als in den Figuren 2a, 2b, 2c, so dass die Länge des Umfanges nicht ausreicht um in den Spaltöffnungen (9) zwischen den zahnartigen Erhöhungen (7) alle Kennzeichnungen, insbesondere die Datumsuhren unterzubringen.

Aus diesem Grund wurde erfindungsgemäß erkannt, dass auch die zahnartigen Erhöhungen (7) mit Zusatzfunktionen ausgestattet werden können. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3a und 3b sind zwei zahnartige Erhöhungen (7b) mit Zusatzfunktionen versehen. Diese sind als Datumsuhren ausgebildet, so dass die Kennzeichnung des Herstellungsdatums des Verbindungsstücks (1) angebracht werden kann. Der Durchmesser, bis auf den die Datumsuhren überstehen, entspricht dem der anderen zahnartigen Erhöhungen (7), so dass der Werkzeugbacken (14) auch auf den Datumsuhren sicher positionierbar ist.

In der Figur 4 ist schematisch das Herstellen einer Klemmverbindung mit einem erfindungsgemäßen polymeren Verbindungsstück (1), eines Rohres/Schlauches (2), einer Schiebehülse (10) mittels eines Werkzeugs (13) dargestellt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird lediglich auf die Unterschiede zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen eingegangen.

Das in dieser Figur 4 dargestellte Werkzeug (13) ist dabei nur als Ausschnitt der beiden parallel zueinander angeordneten Werkzeugbacken (14, 14a) gezeichnet. Bei der Herstellung der Klemmverbindung ist ein Werkzeugbacken (14) fest und der andere Werkzeugba- cken (14a) entlang einer Achse (X) beweglich am Werkzeug (13) angeordnet. Die Werkzeugbacken (14, 14a) sind gabelförmig ausgebildet, so dass ein Aufstecken auf das Rohr/den Schlauch (2) und das Verbindungsstück (1) möglich ist.

Um die Klemmverbindung herzustellen ist zuerst die Schiebehülse (10) auf den Endbereich des Rohres/Schlauches aufzustecken. Danach wird das Rohr-/Schlauchende (2a) so aufgeweitet, dass der Innendurchmesser des Rohr-/Schlauchendes (2a) größer ist als der Außendurchmesser des Steckbereichs (5) des Verbindungsstücks (1). Nur so kann das Rohr-/Schlauchende (2a) über den Steckbereich (5) geführt werden. Um eine sichere Verbindung herzustellen, ist das Rohr-/Schlauchende (2a) dabei möglichst weit an den Flanschansatz (6) aufzuschieben.

Im Anschluss daran werden die Werkzeugbacken (14, 14a) positioniert und die Schiebehülse (10) durch Verringerung des Abstandes beider Werkzeugbacken (14, 14a) über das Rohr-/Schlaucheπde (2a) mit dem im Inneren angeordneten Steckbereich (5) bis zum Flanschansatz (6) aufgeschoben. Somit ist die Herstellung der Klemmverbindung abgeschlossen.

Bei der Verringerung des Abstandes zwischen den beiden Werkzeugbacken (14, 14a) werden hohe Kräfte benötigt. Diese bewirken zum einen die Bewegung der Schiebehülse (10) und zum anderen müssen sie um ein Kräftegleichgewicht einzustellen über den Flanschansatz (6) aufgenommen werden. Um keine Beschädigung, insbesondere am übergang des Flanschansatzes (6) zum Grundkörper des Verbindungsstücks (1) ist eine möglichst gleichmäßige Krafteinleitung notwendig. Dies ist nur über ein nahezu planes Anliegen des Werkzeugbackens (14, 14a) an dem Flanschansatz (6) möglich. Da die beiden Werkzeug- backen (14, 14a) parallel zueinander angeordnet sind, wurde erkannt, dass der Außendurchmesser vom nicht aufgeweiteten Rohr/Schlauch (2) und der Auflageflächedurchmesser des Werkzeuges (13) am Verbindungsstück (1) nahezu identisch sein sollten. Damit ergibt sich aber eine größere Wandstärke zwischen zwei Flanschansätzen (6), was sich negativ auf die Spannungssituation beim Spritzgießen auswirkt und einen unnötigen Mate- rialeinsatz bedeutet.

Um dieses Problem zu lösen, sind nach dem Flanschansatz (6) zahnartige Erhöhungen (7), die durch einen Freiraum (8) von dem Flanschansatz (6) getrennt sind, angeordnet. Bei diesem in Figur 4 dargestellten Verbindungsstück (1) kann der Abstand der beiden sich gegenüberliegenden Anschlusselemente (3) noch dadurch verkürzt werden, dass in jenem Bereich zwischen diesen sich gegenüberliegenden Anschlusselementen (3) , in dem das dritte Anschlusselement (3) angeordnet ist, vorzugsweise beidseitig eine flächenmäßig kleinere zahnartige Erhöhung (7a) angeordnet ist. Es wurde erkannt, dass in diesem Bereich die zahnartige Erhöhung (7a) kleiner ausgebildet sein muss, damit keine Spannungsspitze im Bereich des übergangs auftritt und somit eine sichere Funktion gewährleistet werden kann.

- Patentansprüche -