Die Erfindung betrifft eine Spannmuffenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Solche Anordnungen werden hauptsächlich zum Verbinden von Kunststoffrohren zu einer Ablaufleitung für praktisch druckloses Abwasser benützt. Zur axialen Verbindung benachbarter Rohre genügt dabei im allgemeinen der zwischen der Manschette und der Rohraussenwand wirkende Kraftschluss. Um auch für Ausnahmefälle gerüstet zu sein, werden allerdings gegen die Rohrwandung verspannbare Verankerungsringe an beiden Seiten des Spannmuffengehäuses angebracht und diese an zwei einander diametral gegenüber liegenden Stellen durch sich axial erstreckende Laschen miteinander verbunden.
Natürlich ist eine solche Anordnung etwas aufwendig und bringt besonders beim Verbinden von Formstücken (Bögen, T-Stücke, V-Abzweiger) Platzprobleme, doch ist der Aufwand durch die dadurch herbeigeführte Sicherheit mehr als nur gerechtfertigt: Selbst ausserordentliche Überbelastungen, wie sie beispielsweise bei heftigen Regenfällen auftreten können, führen zu keinem Schaden (Versagen) der Verbindungsstelle.
Die vorliegende Erfindung begnügt sich nicht etwa mit der Verminderung des zur Befriedigung der verlangten Sicherheit erforderlichen Aufwandes, vielmehr liegt ihr die Aufgabe zugrunde, den insgesamt erforderlichen Montageaufwand herabzusetzten sowie bei Formstücken das Platzproblem zu lösen und eine Spannmuffenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die - bei gespanntem Gehäuse - eine Verbindung der an ihren Enden flanschlosen Rohre gewährleistet, die praktisch mit einer Flanschverbindung (mit der entsprechenden Biegefestigkeit) gleichwertig ist. Ausserdem soll die vorgeschlagene Muffenanordnung Gewähr dafür bieten, dass das Gehäuse lediglich bis zum optimalen Verformungsgrad der Dichtungsmanschette gespannt werden kann und auch stets konzentrisch zu den verbundenen Rohrenden bleibt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die vorgeschlagene Spannmuffenanordnung die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Merkmale aufweist.
Die verengungsfähigen Verankerungsringe, die mit axial wirksamem Formschluss vom Gehäuse umgeben sind, verengen sich beim Spannen des Gehäuses bis sie mit ihrem Innenrand auf die Aussenfläche der Rohre auftreffen, und auf diese Aussenflächen festgedrückt werden. Dadurch bilden sie gewissermassen Endflansche der sonst flanschlosen Rohrenden und gewährleisten somit eine allseitige Biegesteifigkeit der Rohrverbindung. Dabei kann das Gehäuse aus vergleichsweise dünnen und biegsamen, jedoch zugfestem Material bestehen, beispielsweise aus rostfestem Stahlblech, das erlaubt, allfällige Fluchtungsfehler der miteinander verbundenen Rohre zu kompensieren.
Ausserdem gewährleistet die vorgeschlagene Spannmuffenanordnung, dass das Gehäuse stets konzentrisch zu den verbundenen Rohren bleibt, was - insbesondere bei einer waagrecht verlaufenden Rohrleitung - von Bedeutung ist, denn die durch die Verformung bedingte radiale Beanspruchung der Dichtungsmanschette bleibt an ihrem gesamten Umfang auch über lange Zeit im wesentlichen konstant.
Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Spannmuffenanordnung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschreiben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Stirnansicht einer Spannmuffenanordnung bei ungespanntem Gehäuse;
Fig. 2 oben eine Seitenansicht, unten einen Axialschnitt der Anordnung gemäss Fig. 1;
Fig. 3 die mit der gestrichelten Linie III der Fig. 2 umrahmte Einzelheit in stark vergrösserter Darstellung bei ungespanntem Gehäuse, und
Fig. 4 die Einzelheit der Fig. 3 jedoch mit einem Teil des Endes eines der Rohre bei gespanntem Gehäuse.
Die dargestellte Spannmuffenanordnung 10 weist ein Gehäuse 11 aus einem vergleichsweise dünnwandigen und daher biegsamen aber zugfesten Material, beispielsweise aus rostfestem Stahlblech, auf. Dieses Gehäuse ist in der Art einer Rohrschelle um die zu verbindenden Rohrenden 12, 13 spannbar. Zu diesem Zweck sind am Gehäuse 11 im Bereich seiner umfangsseitigen Enden, das heisst zu beiden Seiten des Gehäusespaltes 11 min Laschen 14, 15 verankert, beispielsweise aufgenietet, die je einen praktisch über die Länge des Gehäuses sich erstreckenden Versteifungsbalken 16 bzw. 17 umschliessen. Die Versteifungsbalken 16 und 17 sind hier von einem Spannbolzen 18 durchsetzt, mit dem sich das Gehäuse 11 spannen, das heisst bezüglich seines Durchmessers verringern lässt. Das Gehäuse 11 besitzt ausserdem an seinen beiden Enden nach innen umgebogene Endflansche 19, 20.
Das Gehäuse 11 umschliesst eine im wesentlichen schlauch- oder rohrförmige Dichtungsmanschette 21 auseinem Elastomermaterial. Die Dichtungsmanschette weist ausser einem in ihrer Mitte nach innen sich erstreckenden Anschlagwulst 22 an ihren Enden (vergl. auch Fig. 3) je zwei Dichtkanten 23, 24 und 25, 26 auf. Der Fig. 3 lässt sich entnehmen, dass die Dichtkanten in diesem Ausführungsbeispiel rippenartig ausgebildet sind und einen nach innen sich verjüngenden Querschnitt haben, wobei die eine, innere Flanke der Dichtkanten 23-26 im wesentlichen eben und rechtwinklig zur Achse A des Gehäuses 11 ist, während die äussere Flanke schräg, etwa gegen die Mitte der Spannmuffe 10, weist.
Die äusseren Flanken der Dichtkanten 23 und 26, das heisst die Stirnseiten der Dichtmanschette 21, liegen je an der äusseren Mantelfläche eines hohlkegelförmigen Verankerungs- oder Spannringes 27, 28 aus Stahl an und sind dadurch abgestützt. Der äussere Rand dieser Spannringe 27, 28 ist in der Kehle zwischen dem Endflansch 19 bzw. 20 und dem zylindrischen Teil des Gehäuses 11 ab gestützt, so dass sich zwischen dem Gehäuse 11 und dem entsprechenden Verankerungsring 27 bzw. 28 ein in axialer Richtung wirksamer Formschluss ergibt. Der innere Rand der Spannringe 27, 28 definiert einen Innendurchmesser, der grösser ist als der kleinste Innendurchmesser der Dichtkanten 23-26 bei ungespanntem Gehäuse, jedoch geringer als der von den Endflanschen 19, 20 definierte Innendurchmesser.
Ausserdem kann der innere Rand der Verankerungsringe 27, 28 rundum durch Kerben oder Lücken in eine Vielzahl von Segmenten 29 aufgeteilt sein, wie in Fig. 1 oben dargestellt. Beide Spannringe 27, 28 sind bezüglich ihres Durchmessers verengungsfähig, sind also offen und ihre Enden überlappen sich, wie in Fig. 1 bei 30 angedeutet. Der Fig. 3 und 4 lässt sich auch entnehmen, dass der innere Rand der Spannringe 28, 29 ein konkaves, in vorliegendem Falle ein V-förmiges Profil haben kann.
Damit ergibt sich folgende Wirkungsweise der dargestellten Spannmuffenanordnung (vergl. Fig. 4). Wird das Gehäuse 11 mittels des Spannbolzens 18 gespannt, verringert sich sein Innendurchmesser und damit auch jener der Dichtungsmanschette 11. Die Scheitel der Dichtkanten 23-26 gelangen als erste in Berührung mit dem Aussenumfang der Rohre 12, 13. Wegen der nach innen weisenden, keilartigen Profilform der Dichtkanten werden deren Scheitel bei weiterem Anziehen des Gehäuses 11 nach innen umgelegt und dadurch werden sie gewissermassen zu Dichtlippen verformt. Zugleich gelangt aber auch der innere Rand der Verankerungsringe 27, 28 mit dem gesamten Aussenumfang der Rohre 12, 13 in Eingriff und verkrallen sich dort, was zur Folge hat, dass das zum Einschrauben des Spannbolzens 18 aufzuwendende Drehmoment plötzlich spürbar grösser wird.
Dies ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel besonders ausgeprägt, weil, wie Fig. 4 zeigt, sich der eine Schenkel 28 min des V-förmigen Profils des Innenrandes der Spannringe 27, 28 in die Aussenfläche der Rohre 12, 13 wie eine Schneide eingräbt. Bei gespanntem Gehäuse passen sich somit die Verankerungsringe 27, 28 infolge ihrer in Umfangsrichtung vorhandenen Biegsamkeit ohne weiteres der Aussenform der Rohrenden 12, 13 an. Ausserdem definieren die Verankerungsringe 27, 28 zwischen der Innenseite des Gehäuses 11 und der Aussenseite der Rohre 12, 13 einen wohldefinierten Raum, der von der Dichtungsmanschette eingenommen wird.
The invention relates to a clamping sleeve arrangement according to the preamble of claim 1.
Such arrangements are mainly used for connecting plastic pipes to a drain line for practically unpressurized waste water. For the axial connection of adjacent pipes, the force fit between the sleeve and the pipe outer wall is generally sufficient. In order to also be prepared for exceptional cases, anchoring rings that can be braced against the pipe wall are attached on both sides of the clamping sleeve housing and are connected to one another at two diametrically opposite locations by axially extending tabs.
Of course, such an arrangement is somewhat complex and, particularly when connecting fittings (elbows, T-pieces, V-branches), creates space problems, but the effort caused by the resulting safety is more than justified: Even extraordinary overloads, such as those encountered in violent situations Rainfalls can cause no damage (failure) to the connection point.
The present invention is not satisfied with the reduction of the effort required to satisfy the required security, rather it is based on the task of reducing the total assembly effort required, and of solving the space problem in the case of fittings and creating a clamping sleeve arrangement of the type mentioned at the outset, which - when the housing is tensioned - a connection of the flangeless pipes at its ends is guaranteed, which is practically equivalent to a flange connection (with the corresponding bending strength). In addition, the proposed sleeve arrangement is intended to ensure that the housing can only be tensioned up to the optimum degree of deformation of the sealing sleeve and also always remains concentric with the connected pipe ends.
This object is achieved in that the proposed clamping sleeve arrangement has the features described in the characterizing part of patent claim 1.
The constricting anchoring rings, which are surrounded by the housing with an axially effective positive fit, narrow when the housing is tensioned until they hit the inner surface of the tubes with their inner edge and are pressed onto these outer surfaces. As a result, they form, as it were, end flanges of the otherwise flangeless pipe ends and thus ensure the pipe connection is rigid on all sides. The housing can consist of comparatively thin and flexible, but tensile material, for example of rustproof steel sheet, which allows any misalignment of the interconnected pipes to be compensated.
In addition, the proposed clamping sleeve arrangement ensures that the housing always remains concentric with the connected pipes, which is important - in particular in the case of a horizontally running pipeline - because the radial stress on the sealing collar caused by the deformation remains on its entire circumference for a long time essentially constant.
Features of preferred embodiments are described in the dependent claims.
An embodiment of the proposed clamping sleeve arrangement is described below with reference to the drawing. It shows:
1 shows an end view of a clamping sleeve arrangement with the housing untensioned;
FIG. 2 shows a side view above, an axial section below the arrangement according to FIG. 1;
Fig. 3 shows the detail framed with the dashed line III of Fig. 2 in a greatly enlarged representation with the housing untensioned, and
Fig. 4 shows the detail of Fig. 3 but with part of the end of one of the tubes with the housing tensioned.
The clamping sleeve arrangement 10 shown has a housing 11 made of a comparatively thin-walled and therefore flexible but tensile material, for example made of rustproof steel sheet. This housing can be clamped in the manner of a pipe clamp around the pipe ends 12, 13 to be connected. For this purpose, tabs 14, 15 are anchored, for example riveted, to the housing 11 in the region of its circumferential ends, that is to say on both sides of the housing gap 11, each of which encloses a stiffening bar 16 and 17 which extends practically over the length of the housing. The stiffening bars 16 and 17 are penetrated here by a clamping bolt 18 with which the housing 11 can be tensioned, that is to say reduced in diameter. The housing 11 also has end flanges 19, 20 bent inwards at both ends.
The housing 11 encloses an essentially tubular or tubular sealing sleeve 21 made of an elastomer material. In addition to a stop bead 22 which extends inwards in its center, the sealing sleeve has two sealing edges 23, 24 and 25, 26 at its ends (see also FIG. 3). 3 that the sealing edges in this exemplary embodiment are rib-like and have an inwardly tapering cross-section, the one inner flank of the sealing edges 23-26 being substantially flat and perpendicular to the axis A of the housing 11, while the outer flank is inclined, approximately towards the center of the clamping sleeve 10.
The outer flanks of the sealing edges 23 and 26, that is to say the end faces of the sealing sleeve 21, each lie on the outer lateral surface of a hollow-cone-shaped anchoring or tensioning ring 27, 28 made of steel and are thereby supported. The outer edge of these clamping rings 27, 28 is supported in the throat between the end flange 19 or 20 and the cylindrical part of the housing 11, so that between the housing 11 and the corresponding anchoring ring 27 or 28 there is a positive connection effective in the axial direction results. The inner edge of the clamping rings 27, 28 defines an inner diameter which is larger than the smallest inner diameter of the sealing edges 23-26 when the housing is not tensioned, but smaller than the inner diameter defined by the end flanges 19, 20.
In addition, the inner edge of the anchoring rings 27, 28 can be divided all around into a plurality of segments 29 by notches or gaps, as shown in FIG. 1 above. Both clamping rings 27, 28 can be narrowed with regard to their diameter, that is to say they are open and their ends overlap, as indicated at 30 in FIG. 1. 3 and 4 can also be seen that the inner edge of the clamping rings 28, 29 can have a concave, in this case a V-shaped profile.
This results in the following mode of operation of the clamping sleeve arrangement shown (see FIG. 4). If the housing 11 is tensioned by means of the clamping bolt 18, its inner diameter and thus also that of the sealing sleeve 11 are reduced. The apexes of the sealing edges 23-26 come first into contact with the outer circumference of the tubes 12, 13. Because of the inwardly facing, wedge-like Profile shape of the sealing edges, the apex of which is folded inwards when the housing 11 is tightened further, and as a result they are, to a certain extent, deformed into sealing lips. At the same time, however, the inner edge of the anchoring rings 27, 28 engages with the entire outer circumference of the tubes 12, 13 and is clawed there, with the result that the torque required to screw in the clamping bolt 18 suddenly becomes noticeably greater.
This is particularly pronounced in the illustrated embodiment because, as shown in FIG. 4, one leg 28 min of the V-shaped profile of the inner edge of the clamping rings 27, 28 digs into the outer surface of the tubes 12, 13 like a cutting edge. When the housing is tensioned, the anchoring rings 27, 28 readily adapt to the outer shape of the pipe ends 12, 13 due to their flexibility in the circumferential direction. In addition, the anchoring rings 27, 28 define a well-defined space between the inside of the housing 11 and the outside of the tubes 12, 13, which space is occupied by the sealing sleeve.