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Title:
PRESS FITTING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/068018
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a press fitting system for creating an unremovably sealed connection between smooth-ended pipes. Said press fitting system comprises at least one section that is embodied in a collar-type manner and at least one bead which is located approximately on the terminal side of the collar-type section and accommodates at least one annular, rubber-elastic sealing element (5). The inventive press fitting system is characterized by the fact that groove-shaped channels (9) which communicate with each other like a maze in the unpressed state of the sealing element (5) run through at least some areas of the surface of the sealing element (5), the channels (9) being pressed against each other in an occluding manner when the sealing areas (8) interrupted by the channels (9) are in the pressed state.

Inventors:
KAIMER BERND (DE)
HERBERG TOM (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/003971
Publication Date:
August 12, 2004
Filing Date:
December 03, 2003
Export Citation:
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Assignee:
KAIMER GMBH & CO HOLDING KG (DE)
KAIMER BERND (DE)
HERBERG TOM (DE)
International Classes:
F16L13/14; (IPC1-7): F16L13/14
Foreign References:
DE29813935U11998-10-01
DE10118956C12002-06-20
DE19722935C11998-07-09
Attorney, Agent or Firm:
LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER (Bergisch Gladbach, DE)
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Claims:
Pressfitting Patentansprüche
1. Pressfitting zur Herstellung einer unlösbar dichten Ver bindung von glattendigen Rohren, mit wenigstens einem muf fenartig ausgebildeten Abschnitt und mit wenigstens einer etwa endseitig des Muffenabschnitts vorgesehenen Sicke, die wenigstens ein ringförmiges, gummielastisches Dicht element aufnimmt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Oberfläche des Dichtelements (5) wenigstens be reichsweise mit rinnenförmig ausgebildeten Kanälen (9) durchzogen ist, die im unverpressten Zustand des Dichtele ments (5) labyrinthartig miteinander kommunizieren, wobei die durch die Kanäle (9) unterbrochenen Dichtflächen (8) im verpressten Zustand die Kanäle (9) verschließend anein ander gepresst sind.
2. Pressfitting nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dichtflächen (8) des Dichtele ments (5) den größten Teil der Oberfläche des Dichtele ments (5) bilden.
3. Pressfitting nach Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dichtelement (5) we nigstens eine Verdickung (10) aufweist, die mit wenigstens einer Bohrung (11) durchsetzt ist.
4. Pressfitting nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dichtelement (5) in seiner Erstreckungsrichtung mehrere, vorzugsweise in gleichen Ab ständen zueinander angeordnete Verdickungen (10) aufweist.
5. Pressfitting nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bohrungen (11) sich axial erstrecken.
6. Pressfitting nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verdickungen (10) als torusförmige Wulste ausgebildet sind.
7. Pressfitting nach Oberbegriff von Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dichtelement (5) über seinen gesamten Umlauf einen gleichen, nicht rotationssym metrischen Querschnitt aufweist, der über den Umlauf des Dichtelements (5) jeweils in Bezug auf eine Symmetrieachse durch den geometrischen Schwerpunkt eine andere Winkellage einnimmt.
8. Pressfitting nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dichtelement (5) einen viel eckigen Querschnitt aufweist, der über den Umlauf des Dichtelements (5) in sich verdreht ist.
9. Pressfitting nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dichtelement (5) einen el liptischen Querschnitt aufweist.
10. Ringförmiges, gummielastisches Dichtelement (5) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9.
Description:
Pressfitting Die Erfindung betrifft einen Pressfitting zur Herstellung einer unlösbar dichten Verbindung von glattendigen Rohren, mit we- nigstens einem muffenartig ausgebildetem Querschnitt und we- nigstens einer etwa endseitig des Muffenabschnitts vorgesehenen Sicke, die wenigstens ein ringförmiges gummielastisches Dicht- element aufnimmt.

Ein solcher Pressfitting ist beispielsweise aus der DE 101 18 956 Cl bekannt. Auch aus der DE 197 22 935 Cl ist ein solcher Pressfitting bekannt. Die Abdichtung der jeweils end- seitig in den Fitting eingeschobenen glattendigen Rohre wird dadurch erreicht, dass durch plastische Verformung des wulstar- tig ausgebildeten Endes des Pressfittings der Dichtring elas- tisch verformt wird, um über einen bestimmten Teil des Quer- schnittsumfangs linienförmig und/oder flächenförmig an den ihn umgebenden Oberflächenbereichen des wulstartig ausgebildeten Endes des Fittings und des Rohres zur Anlage zu kommen. Zur Aufnahme der bei entsprechendem Innendruck auftretenden Längs- kräfte wird der sich an die Sicke anschließende entweder zy- lindrisch oder torusförmig ausgebildete Abschnitt des Fittings zusammen mit dem Rohr plastisch verformt.

Nach Herstellung einer Rohrverbindung mittels Fittingen und Rohren wird diese üblicherweise einer Druckprobe unterzogen.

Eine etwaige Leckage im Bereich der Verbindung muss bei einer solchen Druckprobe feststellbar sein. Um dies in jedem Falle zu gewährleisten, ist es bekannt, entweder den Fitting, d. h. die Sicke des Fittings oder den Dichtring, so auszubilden, dass diese im unverpressten Zustand undicht sind. Dies lässt sich entweder durch Dimensionierung des Dichtrings und/oder der Si- cke oder durch entsprechende Oberflächengestaltung des Dicht- rings bewerkstelligen.

In der DE 101 18 956 Cl wird beispielsweise vorgeschlagen, den Dichtring bzw. das Dichtelement mit einer Vielzahl kleiner her- vorstehender Noppen zu versehen, so dass die Oberfläche des Dichtelements im unverpressten Zustand nur teilweise gegen die in den Pressfitting eingeschobene Rohrwandung anliegt. Es kommt so im unverpressten Zustand zu einer Durchlässigkeit des Dicht-

rings in axialer Richtung.

Eine vergleichbare Lösung wurde zuvor bereits in der DE 197 22 935 Cl vorgeschlagen. Dort ist das Dichtelement mit mehreren in Umlaufrichtung liegenden Abschnitten versehen, die einen vom Ausgangsquerschnitt abweichenden Querschnitt in Form einer sich über den Umlauf und in die Querschnittsebene erstre- ckenden Ausbauchung und einer dem eingeschobenen Rohr zugewand- ten radial in den Querschnitt des Dichtelements sich erstre- ckenden Ausnehmung versehen ist, wobei das Volumen der Ausbau- chung im Vergleich zum Ausgangsquerschnitt mindestens so groß ist wie das zum Ausgangsquerschnitt fehlende Volumen der Aus- nehmung und vor der Verpressung im Querschnitt gesehen die Aus- nehmung des Dichtelements eine Durchgangsöffnung in axialer Richtung bildet.

Das Dichtelement nach dieser Lösung ist verhältnismäßig aufwen- dig in der Herstellung und erfordert die genaueste Einhaltung von Fertigungstoleranzen.

Bei der Lösung gemäß DE 101 18 956 besteht die Gefahr, dass die feinen Noppen auf der Außenfläche des Dichtelements beim Ein- schub der Rohrenden abreißen oder verletzt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Pressfit- ting bzw. ein Dichtelement der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden werden.

Hierzu werden erfindungsgemäß mehrere Lösungen vorgeschlagen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zunächst da- durch gelöst, dass die Oberfläche des Dichtelements wenigstens bereichsweise mit rinnenförmig ausgebildeten Kanälen durchzogen ist, die im unverpressten Zustand des Dichtelements labyrinth- artig miteinander kommunizieren, wobei die durch die Kanäle un- terbrochenen Dichtflächen im verpressten Zustand die Kanäle verschließend aneinandergepresst sind.

Als besonders vorteilhaft hat sich diese Lösung erwiesen, wenn die Dichtflächen des Dichtelements den größten Teil der Ober- fläche des Dichtelements bilden.

Alternativ hierzu wird erfindungsgemäß ein Pressfitting gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 vorgeschlagen, der sich dadurch aus-

zeichnet, dass das Dichtelement wenigstens eine Verdickung auf- weist, die mit wenigstens einer Bohrung durchsetzt ist.

Das Dichtelement kann in seiner Erstreckungsrichtung mehrere, vorzugsweise in gleichen Abständen zueinander angeordnete Ver- dickungen aufweisen.

Vorzugsweise erstrecken sich die Bohrungen axial.

Die Verdickungen können als torusförmige Wülste ausgebildet sein.

Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Pressfittings bilden die sich axial, d. h. in Längsrichtung des Fittings erstrecken- den Bohrungen im unverpressten Zustand axiale Durchgänge bzw.

Leckstellen. Sobald das Bauteil verpresst ist, werden die Boh- rungen geschlossen, und zwar weil der Dichtring um die Bohrun- gen voluminöser ausgeführt ist als in den übrigen Bereichen.

Nach einer weiteren Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist ein Pressfitting mit Oberbegriff von Anspruch 1 vorgesehen, der sich dadurch auszeichnet, dass das Dichtelement über seinen ge- samten Umlauf einen gleichen, nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, der über den Umlauf des Dichtelements je- jeweils in Bezug auf eine Symmetrieachse durch den geometrischen Schwerpunkt eine andere Winkellage einnimmt. Der Querschnitt des Dichtelements ist also über den gesamten Umlauf desselben in sich verdreht, so dass im unverpressten Zustand Lücken zwi- schen Fittingwulst und Dichtelement sowohl als auch zwischen eingeschobenem Rohr und Dichtelement entstehen. Wird der Fit- ting verpresst, findet ein Volumenausgleich statt. Der Dicht- ring dichtet dabei sowohl gegen den Fittingwulst bzw. gegen die Sicke als auch gegen das eingeschobene Rohr ab. Diese Lösung ist sowohl fertigungstechnisch als auch von der Wirkungsweise des Dichtelements besonders elegant.

Es besteht verhältnismäßig viel Freiheit bei der Wahl des Quer- schnitts des Dichtelements, was ebenfalls fertigungstechnisch von Vorteil ist.

Das Dichtelement kann beispielsweise einen vieleckigen Quer- schnitt aufweisen, der über den Umlauf des Dichtelements in sich verdreht ist. Alternativ hierzu kann das Dichtelement ei- nen elliptischen Querschnitt aufweisen, der selbstverständlich ebenfalls in Umlaufrichtung desselben in sich verdreht ist.

Der Begriff"verdreht"im Sinne der Erfindung ist nicht so zu verstehen, dass die Dichtschnur in sich tordiert ist, sondern vielmehr so, dass das Dichtelement im spannungsfreien und un- verpressten Zustand die zuvor beschriebene Geometrie aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in den Zeichnun- gen dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert werden.

Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Ansicht durch eine Rohrver- bindung gemäß der Erfindung bei einer alterna- tiven Ausgestaltung des Pressfittings, Fig. 3 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform des Dichtelements gemäß der Erfindung in Perspekti- ve, Fig. 4 eine perspektivische Draufsicht auf ein Dicht- element nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 eine Seitenansicht des in Figur 4 dargestellten Dichtelements in Perspektive, Fig. 6 eine perspektivische Draufsicht auf ein Dicht- element nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 eine Seitenansicht des in Figur 6 dargestellten Dichtelements, Fig. 8 eine schematische Darstellung des Dichtelements gemäß der Erfindung nach einer vierten Ausfüh- rungsform, teilweise im Schnitt, Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf das Dichtele- ment gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, teilweise im Schnitt und Fig. 10 eine Seitenansicht des in Figur 9 dargestellten

Dichtelements, teilweise im Schnitt.

Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils einen Längsschnitt durch ei- ne Rohrverbindung 1 mit einem Pressfitting 2 gemäß der Erfin- dung. Der Pressfitting 2 besteht aus einem muffenartig ausge- bildeten Bereich 3, der entweder zylindrisch oder torusförmig ist, je nach dem, ob es sich um ein Bogenstück oder ein in sich gradlinig erstreckenden Fitting handelt. Jeweils endseitig des muffenartig ausgebildeten Bereichs weist der Pressfitting 2 ei- ne umlaufende Sicke 4 auf, die wiederum ein ringförmiges Dicht- element 5 aus gummielastischem Material aufnimmt. Der Pressfit- ting 2 nimmt ein glattwandiges Rohrende 6 auf, welches in die- sem bis zu einem Anschlag 7 eingeschoben wird. Der Anschlag 7 kann entweder durch eine Querschnittsverjüngung des muffenartig ausgebildeten Bereichs 3 oder durch einzelne Einprägungen, die in den Innenquerschnitt desselben hervortreten, gebildet wer- den. Im Falle der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Rohrver- bindungen 1 wird der Anschlag 7 jeweils durch eine Quer- schnittsverjüngung des muffenartig ausgebildeten Bereichs 3 ge- bildet. Die Pressfittinge 2 gemäß Darstellung in Figur 1 und Figur 2 unterscheiden sich dadurch, dass im Falle des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels die Sicke 4 nicht den stirnseitigen Abschluss des Pressfittings 2 bildet, sondern dass sich beidseitig der Sicke 4 jeweils ein Abschnitt des muf- fenartig ausgebildeten Bereichs 3 erstreckt. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel hingegen bildet die Sicke 4 den stirnseitigen Abschluss des Pressfittings 2.

Die Figuren 1 und 2 zeigen die Rohrverbindung 2 im unverpress- ten Zustand. Üblicherweise werden der wulstartig ausgebildete Bereich des Pressfittings 2, d. h. die Sicke 4 und der unmit- telbar sich daran anschließende Bereich des Fittingkörpers mit- tels eines Pressbacken aufweisenden Presswerkzeuges im Bereich der plastischen Verformung verpresst. Dabei wird das Dichtele- ment 5 radial komprimiert, so dass dieses linienförmig an der Außenwandung des Rohrs 6 anliegt. Das Dichtelement 5 kann auch bereits im unverpressten Zustand des Pressfittings 2 gegen die Außenwandung des Rohres 6 anliegen.

Wie eingangs bereits beschrieben, kann es bei Druckprüfung der Rohrverbindung vorkommen, dass auch bei unverpresster Rohrver- bindung keine Leckage auftritt, was nicht wünschenswert ist.

Die Leckage wird dazu genutzt, gegebenenfalls un-verpresste Rohrverbindungen zu detektieren. Es kann nämlich vorkommen, dass eine Leckage erst bei Druckstoßbelastung der Leitung auf-

tritt. Diese Druckstoßbelastung ist beispielsweise bei der Ver- wendung von Einhandmischhebelarmaturen verhältnismäßig hoch.

Hierzu ist erfindungsgemäß Dichtelement 5 so beschaffen, dass im unverpressten Zustand der Rohrverbindung 1 ein axialer Durchgang zwischen dem Dichtelement 5 und der Außenwandung des Rohrs 6 geschaffen wird. Die Ausbildung des Dichtelements 5 ist in den Figuren 3 bis 10 veranschaulicht. Figur 3 zeigt eine erste Variante des Dichtelements, bei welchem die Dichtfläche 8 des Dichtelements 5 ähnlich einem Reifenprofil mit labyrinthar- tig ausgebildeten und miteinander kommunizierenden Kanälen 9 durchsetzt ist. Die Kanäle 9 bilden axiale Durchgänge zwischen der Außenwandung des eingeschobenen Rohres 6 und dem Dichtele- ment 5 im unverpressten Zustand der Rohrverbindung 1.

Sobald die Rohrverbindung 1 verpresst wird, wird das Dichtele- ment 5 radial so komprimiert, dass die Kanäle 9 zusammenge- drückt werden und eine zusammenhängende Dichtfläche 8 entsteht.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine zweite Variante des Dichtele- ments 5, bei dem die Kanäle 9 die Dichtfläche 8 nur über einen Teil des Umfangs des Dichtelements 5 durchziehen. Hier sind die Kanäle 9 beispielsweise an der in Einbaulage an der Außenwan- dung des Rohrs 6 anliegenden Seite des Dichtelements, d. h. ra- dial einwärts, ausgelassen bzw. unterbrochen.

Alternativ hierzu kann das Dichtelement 5 wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt ausgebildet sein. Das Dichtelement 5 ist als Dichtschnur mit rundem Querschnitt ausgebildet, wobei im Win- kelabstand von 120° über den Umlauf des Dichtelements 5 torus- förmige Verdickungen 10 vorgesehen sind, die jeweils axial mit Bohrungen 11 durchsetzt sind. Axial heißt in diesem Zusammen- hang in Richtung der Längserstreckung des Pressfittings 2. D. h., dass in dieser Richtung axiale Durchgänge geschaffen wer- den, die aufgrund der Volumenanhäufung im Bereich der Verdi- ckungen 10 im verpressten Zustand verschlossen werden.

Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Anzahl der vorgesehenen Verdickungen und die Anzahl der in diesen vorgese- henen Bohrungen für die Erfindung eine untergeordnete Rolle spielen.

Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Dichtelements 5 ist in den Figuren 8,9 und 10 dargestellt. Das Dichtelement 5 hat über seinen gesamten Umlauf einen gleichbleibenden Querschnitt,

im Falle der Figur 8 einen achteckigen Querschnitt, wie aus der mit VIII bezeichneten Querschnittsansicht ersichtlich ist. Die- ser in Bezug auch auf die sich in Umlaufrichtung des Dichtele- ments 5 erstreckende Mittelachse desselben nicht rotationssym- metrische Querschnitt ist über den Umlauf des Dichtelements 5 in sich verdreht, so dass im unverpressten Zustand Lücken zwi- schen der Sicke 4 und dem Dichtelement 5 als auch Lücken zwi- schen dem Dichtelement 5 und der Außenfläche des Rohres 6 ent- stehen. Wie vorstehend bereits erwähnt, ist das Dichtelement 5 nicht unter Spannung in sich tordiert, sondern ist im entspann- ten und unverpressten Zustand, wie in Figur 5 dargestellt, formstabil.

Eine Alternative des zuvor beschriebenen Lösungsprinzips ist in den Figuren 9 und 10 dargestellt. Auch hier hat das Dichtele- ment 5 über seinen gesamten Umlauf einen gleichbleibenden Quer- schnitt, der bereichsweise in Bezug auf eine Symmetrieachse durch den geometrischen Schwerpunkt bzw. in Bezug auf die um- laufende Achse des Dichtelements 5 eine andere Winkellage ein- nimmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Quer- schnitt elliptisch und das Dichtelement 5 ist über seinen Um- lauf in acht Bogensegmente unterteilt, wobei in jedem der Bo- gensegmente der Querschnitt des Dichtelements 5 jeweils um 90° verdreht angeordnet ist.

Pressfitting Bezugszeichenliste 1 Rohrverbindung 2 Pressfitting 3 muffenartig ausgebildeter Bereich 4 Sicke 5 Dichtelement 6 Rohr 7 Anschlag 8 Dichtfläche 9 Kanäle 10 Verdickungen 11 Bohrungen 12 Bogensegment