Gegenstand der Erfindung ist eine Wellrohrdichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Eine derartige Wellrohrdichtung ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE 10 2004 017 293 B3 bekannt geworden. Dieses Patent offenbart eine Befestigungskupplung für Wellrohre und Wickelschläuche, wobei eine elastische Hülse ein offenes Einführungsende zum Aufnehmen eines

Wellrohres oder eines Wickelschlauches aufweist. Das entgegengesetzte Ende der elastischen Hülse ist in einem nicht-elastischen Anschlussteil aufgenommen, wobei das Anschlussteil in seinem Aufnahmebereich zwei entgegengesetzte Vorsprünge aufweist, die die elastische Hülse dauerhaft fixieren. Das Anschlussteil weist zudem ein Gewinde oder einen

Steckanschluss auf, mit denen das Anschlussteil mit einem Rohr verbunden werden kann. Durch die elastische, reversible Deformierbarkeit der aus EPDM oder PP bestehenden Hülse ist es möglich ein Wellrohr werkzeuglos mit der Befestigungskupplung zu verbinden.

Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch, dass das eingeführte

Wellrohr bei einer hohen Druckbeaufschlagung aus der Befestigungskupplung herausrutschen kann, da es lediglich in die Befestigungskupplung gesteckt ist. Auch eine thermische Beständigkeit ist mit dieser Befestigungskupplung nicht gegeben, da sich bei einer geringen Materialverformung aufgrund hoher Temperaturen die Steckverbindung lösen kann und keine Dichtwirkung mehr erzielbar ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wellrohrdichtung der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass eine höhere Druckfestigkeit und eine bessere thermische Beständigkeit erzielbar sind.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Wesentliches Merkmal ist, dass die Wellrohrdichtung eine Gewindemutter aufweist, die mit ihrer Längsachse konzentrisch zu der Öffnung

verdrehgesichert an einer Wand befestigt ist und ein Innengewinde aufweist, in das eine Dichtschraube eingeschraubt ist, die eine erste stirnseitige

Schrägfläche aufweist, und dass auf dem Außenumfang des Wellrohrs ein verformbares Dichtelement sitzt, das einen im Umfang vergrößerten Kragen aufweist, in dessen Bereich eine zweite stirnseitige Schrägfläche angeordnet ist, die mit der ersten, gleichgerichteten Schrägfläche der Dichtschraube zusammen wirkt und das Dichtelement mindestens in radialer Richtung des in die Wellrohrdichtung eingeführten Wellrohrs deformiert.

Die erfindungsgemäße Wellrohrdichtung besteht somit aus drei Teilen, wobei eine Gewindemutter als erster Teil konzentrisch zu einer Wandöffnung verdrehsicher fixiert ist und ein Innengewinde aufweist, in das eine

Dichtschraube mit einer stirnseitigen Schrägfläche eingeschraubt ist, wobei die Schrägfläche auf eine gleichgerichtete Schrägfläche eines zylindrischen Dichtelements wirkt und dieses in Richtung der Wand, sowie in Richtung des in die Wellrohrdichtung eingeführten Wellrohrs deformiert.

Zunächst wird eine Gewindemutter um die Öffnung positioniert und

anschließend gegen Verdrehung fixiert. Beispielhaft kann eine solche

Fixierung durch ein Lot bzw. Hartlot oder eine Schweißung oder Klebung oder ein mechanisches Element erfolgen.

Anschließend wird ein Wellrohr zusammen mit einem zylindrischen

elastomeren Dichtelement, welches bevorzugt ein EPDM-Dichtelement ist, von der Seite der Gewindemutter eingeführt. Das Dichtelement weist einen stirnseitigen Kragen auf, welcher größer ist als der Durchmesser der Öffnung und sich somit an den Randbereich der Öffnung an die Wand anlegt, während sich der restliche Körper des zylindrischen Dichtelements durch die Öffnung hindurch erstreckt. Das Dichtelement kann sowohl elastisch als auch plastisch verformbar ausgebildet sein.

Anschließend wird eine Dichtschraube mit einem Außengewinde in die Gewindemutter eingeschraubt. Dazu weist die Dichtschraube ein

entsprechendes Innengewinde auf, wobei bei einer Rotation der

Dichtschraube diese aufgrund des Gewindeeingriffs in axialer Richtung in Richtung des Dichtelements bewegt wird.

Der Kopf der Dichtschraube enthält Formelemente zum formschlüssigen Ansatz eines Werkzeugs für das Drehen der Dichtschraube. Dies kann beispielsweise ein Außen-Sechskant-Profil oder ein anderes Formelement sein.

Die Dichtschraube besitzt an ihrem stirnseitigen Ende eine Schrägfläche, welche in einem spitzen Winkel, ausgehend von der Mittellinie der

Dichtschraube, verläuft. Somit besitzt die Dichtschraube eine konische Öffnung, gebildet durch die ringförmige Schrägfläche, in Richtung der Öffnung der Wand.

Das Dichtelement besitzt an der Stirnseite des Kragens eine zur Schrägfläche der Dichtschraube gleichgerichtete, ebenfalls konische Schrägfläche, welche den gleichen Winkel wie auch die Schrägfläche der Dichtschraube aufweist.

Durch die zwei zueinander abgestimmten Schrägflächen der Dichtschraube und des Dichtelements entsteht eine kreisringförmige Kontaktfläche zwischen den beiden Bauteilen. Über diese Kontaktfläche wird eine translatorische Bewegung der Dichtschraube auf das Dichtelement übertragen. Das

Dichtelement wird dann ebenfalls zu einer Bewegung in Richtung der Öffnung gezwungen bzw. deformiert sich. Eine solche Bewegung bzw. Deformation findet aufgrund der über die Schrägflächen übertragene Kraft in axialer sowie in radialer Richtung des Dichtelements statt. Durch diese von der Dichtschraube ausgeübte Kraft wird das Dichtelement gegen den Randbereich der Öffnung der Wand und auf das Wellrohr gepresst.

Dadurch wird eine Dichtwirkung mit hoher Druckfestigkeit und guter

thermischer Beständigkeit erreicht, d.h. eine hohe Dichtheit gegenüber

Flüssigkeiten und Gasen, insbesondere gegenüber erwärmtem Wasser im Bereich von 100°C.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine Temperaturbeständigkeit bis zu etwa 180°C realisiert werden, da die bevorzugt verwendeten Materialien EPDM für das Dichtelement und Stahl für die Dichtschraube in diesem

Bereich langzeitstabil sind.

Das elastomere Dichtelement besteht bevorzugt aus EPDM (Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk bzw. -Monomer), es kann jedoch grundsätzlich auch aus Naturkautschuk oder einem thermoplastischen Elastomeren (TPEs) gebildet sein.

Bei der Verwendung der Wellrohrdichtung in der Zu- und Ableitung eines thermosolaren drucklosen Warmwasserstahltanks, liegt die maximale

Temperaturbelastung im Bereich des Siedepunkts von Wasser und stellt daher keine große Herausforderung für die Langzeitstabilität der

erfindungsgemäßen Wellrohrdichtung dar.

Die drei Wellrohrdichtungsteile (Gewindemutter, Dichtelement, Dichtschraube) werden bevorzugt aus Stahl bzw. Edelstahl gefertigt, können jedoch genauso aus thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen gefertigt werden, wobei in diesem Fall die Gewindemutter nur durch Verklebung oder durch mechanische Elemente gegen Verdrehen gesichert werden kann.

Als Material für das Wellrohr wird bevorzugt Edelstahl verwendet und insbesondere eine rostfreie Edelstahlqualität gemäß der Norm 1 .44xx, also einer molybdänhaltigen, nichtrostenden Stahlqualität. Eine derartige Edelstahlqualität ermöglicht die Nutzung für Trinkwasser, genauso wie für ein Schwimmbad mit chlor- oder salzhaltigem Wasser.

Höherwertige Stahlqualitäten bzw. Stahlqualitäten mit den gewünschten Eigenschaften gegenüber chemischen Angriffen sind ebenfalls verwendbar und weisen i.a. einen hohen Chrommassengehalt von über 10,5% auf.

Die ringförmige schräge Kontaktfläche kann mit einem Gleitmittel in Form von Ölen, Fetten, Seifen bzw. Laugen und dergleichen versehen werden, um das Verdrehen der Dichtschraube zu erleichtern.

Das elastomere Dichtelement kann in einer weiteren erfinderischen

Ausbildung einen Gleiteinsatz aus Kunststoff, Metall oder Keramik aufweisen, welcher entweder ein integraler Bestandteil des Dichtelements ist, oder als eigenständiges Einlegeteil bei der Montage der Wellrohrdichtung zusätzlich verwendet wird.

Um eine gute Dosierbarkeit des Anziehens der Dichtschraube sicherzustellen, ist das Gewinde bevorzugt als Feingewinde ausgebildet.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einer, lediglich einen

Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche

Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Soweit einzelne Gegenstände als„erfindungswesentlich“ oder„wichtig“ bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände

notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des

unabhängigen Patentanspruches bestimmt.

Dabei zeigen:

Figur 1 : einen schematischen Schnitt durch eine Wellrohrdichtung Figur 2: einen schematischen Schnitt durch das Dichtelement Figur 3: Detailansicht des Dichtelements

Figur 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Wellrohrdichtung 1 , bestehend aus einem Dichtelement 4, einer Dichtschraube 5 und einer Gewindemutter 3. Die Wellrohrdichtung dient zur Abdichtung einer

Durchführung eines Wellrohrs 2 durch die Öffnung 9 einer Wand 6.

Zunächst wird eine Gewindemutter 3 konzentrisch um die Öffnung 9 positioniert und anschließend gegen Verdrehung gesichert. Beispielhaft kann eine solche sichere Verbindung 8 durch ein Lot bzw. Hartlot oder eine Schweißung oder einer Klebung oder durch ein mechanisches Element erfolgen.

Die Wand 6 kann beispielsweise die Außenwand eines Behälters für

Warmwasser sein, insbesondere ein Teil eines Stahltanks eines

thermosolaren Warmwassertanks, in den ein Wellrohr hinein und hinaus geführt werden muss und das dabei als Wärmetauscher wirkt.

Unter einer Wand 6 kann ebenfalls die Wand eines Verbindungselementes verstanden werden. Im Inneren der drehgesicherten Gewindemutter 3 wird das elastomere Dichtelement 4 im Bereich der Öffnung 9 fixiert.

Die Gewindemutter weist ein Innengewinde 7 auf, welches zur Aufnahme des Außengewindes 17 der Dichtschraube 5 dient.

Das durch das Dichtelement 4 durchgeführte Wellrohr 2 liegt mit seiner gewellten Mantelfläche 19 an der ebenfalls gewellten Innenfläche 15 des hülsenartigen Ansatzes 27 des Dichtelements 4 an.

Das Dichtelement 4 besitzt an der Stirnseite des Kragens 20 eine zur

Schrägfläche 25 der Dichtschraube 5 gleichgerichtete, ebenfalls konische Schrägfläche 24, welche den gleichen Winkel 13 wie auch die Schrägfläche 24 der Dichtschraube 4 aufweist.

Durch die zwei zueinander abgestimmten Schrägflächen 24, 25 der

Dichtschraube 5 und des Dichtelements 4 entsteht eine kreisringförmige Kontaktfläche 10 zwischen den beiden Bauteilen 4, 5.

Durch Verdrehen der Dichtschraube 5 wird eine Kraft über die schräge Kontaktfläche 10 auf das Dichtelement 4 übertragen.

Der Kopf der Dichtschraube 5 enthält ein Formelement 26 zum

formschlüssigen Ansatz eines Werkzeugs für das Drehen der Dichtschraube 5. Dies ist im gezeigten Beispiel nach Figur 1 ein Außen-Sechskant-Profil.

Über diese Kontaktfläche 10 wird somit die translatorische Bewegung der Dichtschraube 5 in Pfeilrichtung 1 1 auf das Dichtelement 4 übertragen.

Das Dichtelement wird dann ebenfalls zu einer Bewegung in Richtung der Öffnung 9 gezwungen bzw. deformiert sich.

Eine solche Bewegung bzw. Deformation findet aufgrund der über die

Schrägflächen 24, 25 übertragenen Kraft in axialer sowie in radialer Richtung des Dichtelements 4 statt. Dabei drückt das Dichtelement 4 auf den Umfangsbereich der Öffnung 9, sowie auf die Mantelfläche 19 des Wellrohrs 2. Aufgrund der Elastizität des Dichtelements 4 wird es in diesen Bereichen komprimiert und entfaltet seine Dichtwirkung.

Der äußere Durchmesser des Wellrohrs 2 wird auf den inneren Durchmesser des elastomeren Dichtelementes 4 derart abgestimmt, dass das Dichtelement 4 einfach über das Wellrohr 2 geschoben bzw. positioniert werden kann und nach dem Anziehen der Dichtschraube 5 eine gute Dichtung zum Wellrohr 2 als auch zur Wand 6 erreicht wird, um Stoffübergänge zu verhindern.

Figur 2 zeigt das Dichtelement 4 mit der Schrägfläche 24 und der gewellten Innenfläche 15.

Figur 3 zeigt die Detailansicht C von Figur 2. Das Dichtelement besteht aus dem Kragen 20 und ein an dem Kragen 20 anschließenden hülsenartigen Ansatz 27. Am Kragen 20 des Dichtelements 4 befindet sich am stirnseitigen Bereich die ringförmige Schrägfläche 24, welche in einem spitzen Winkel 13 gegenüber der Mittellinie 12 verläuft und somit dem Dichtelement eine konische Formgebung verleiht.

Im Bereich des Kragens 20 weist das Dichtelement 4 an seiner gewellten Innenfläche 15 in radialer Richtung eine besonders ausgeprägte Welle auf, welche einen Vorsprung 16 bildet. Der Innendurchmesser des Dichtelements ist bedingt durch den in das Innere ragenden Vorsprung an dieser Stelle geringer als an den übrigen Bereichen. Dieser Vorsprung 16 kommt somit vor den übrigen Wellenbergen (des hülsenartigen Ansatzes 27) der Innenfläche 15 in Kontakt mit einem eingeführten Wellrohr 2. Zudem kann eine auf die Schrägfläche 24 übertragene Kraft durch den hervorstehenden Vorsprung 16 besser auf die Mantelfläche des Wellrohrs an dieser Stelle übertragen werden.

Der Kragen 20 weist in Richtung des Umfangsbereichs 21 der Öffnung 9 einen weiteren Vorsprung 18 auf, der sich in axialer Richtung des

Dichtelements 4 erstreckt. Dieser Vorsprung 18 legt sich, bei einer Kraftübertragung über die Fläche 24, zuerst an den Umfangsbereich 21 der Öffnung an.

Durch die Vorsprünge 16, 18 wird somit die Dichtwirkung des Dichtelements 4 verstärkt.

Das Dichtelement 4 weist an seiner dem Kragen entgegengesetzten Stirnseite eine in radialer Richtung abfallende Schrägfläche 23 mit dem Winkel 22 auf. Durch diese Schrägfläche wird die Einführung des Dichtelements 4 in die Öffnung 9 vereinfacht.

Zeichnungslegende

1 . Wellrohrdichtung

2. Wellrohr

3. Gewindemutter

4. Dichtelement

5. Dichtschraube

6. Wand

7. Gewinde (von 3)

8. Verbindung

9. Öffnung

10. Kontaktfläche

1 1 . Pfeilrichtung

12. Mittellinie

13. Winkel

14.

15. Innenfläche

16. Vorsprung

17. Gewinde (von 5)

18. Vorsprung

19. Mantelfläche

20. Kragen

21 . Umfangsbereich 22. Winkel

23. Schrägfläche

24. Schrägfläche (von 4)

25. Schrägfläche (von 5)

26. Formelement

27. hülsenartiger Ansatz