DE102006050275A1

DE102006050275A1 - Kupplung zum Verbinden von mit Kupplungsflanschen oder Ringbunden versehenen Rohr- oder Armaturteilen

Info

Publication number: DE102006050275A1
Application number: DE200610050275
Authority: DE
Inventors: Karl Weinhold
Original assignee: Weinhold Karl Dipl-Ing
Current assignee: Weinhold Karl Dipl-Ing
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-04-30

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Kupplung zum Verbinden von mit Kupplungsflanschen oder Ringbunden versehenen Rohr- oder Armaturteilen, wobei wenigstens eine Schelle über die Kupplungsflansche bzw. über die Ringbunde gelegt und dort zum formschlüssigen Verbinden der Rohrenden verspannt wird. Damit eine solche Kupplung auch für die Verbindung von Kunststoffrohren geeignet ist, ist vorgesehen, dass die Ringbunde (4, 4') der zu verbindenden Rohrenden (1, 1') von einer gemeinsamen als Dichtring wirkenden Hülse (5) umfasst werden, deren Breite im Wesentlichen dem Abstand der rohrseitigen Enden der Ringbunde (4, 4') entspricht und die an ihren Enden jeweils ebenfalls einen Ringbund (5A, 5B) aufweist, und dass für jedes Ringbundpaar (4, 5A bzw. 4', 5B) eine eigene Schelle (2, 2') vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum Verbinden von mit Kupplungsflanschen oder Ringbunden versehenen Rohr- oder Armaturteilen, wobei wenigstens eine Schelle über die Kupplungsflansche bzw. über die Ringbunde gelegt und dort zum formschlüssigen Verbinden der Rohrenden verspannt wird sowie ihre Verwendung.
Kupplungen zur Verbindung von mit Kupplungsflanschen oder Ringbunden versehenen Rohr- oder Armaturteilen sind in vielerlei Ausgestaltungen bekannt. Sie bestehen meist aus mehreren miteinander gelenkig verbundenen, die Flansche bzw. Ringbunde umfangsseitig umfassenden Kupplungselementen. Bei den verwendeten Schellen kann es sich um gelenkig miteinander verbundene halbkreisförmige Kupplungsschalen oder um Kupplungselemente mit einer Mehrzahl von Einzelsegmenten handeln. Verschlossen werdend die Kupplungsschalen meist durch (Schnell-)Spannverschlüsse, welche die beiden freien Enden der Schalen bzw. äußeren Schalensegmente miteinander verbinden.
Die allgemein bekannten und zuvor näher beschriebenen Kupplungen sind jedoch problematisch, wenn es um die Verbindung von Kunststoffrohren untereinander geht. Kunststoffrohre haben aufgrund ihrer relativ geringen Scherfestigkeit von der Konstruktion her – in Achsrichtung gesehen – dickere Ringbunde. Aufgrund dieser breiten, starken Bunde ist es technisch schwierig und nicht wirtschaftlich, eine sehr breite Schelle zu fertigen, welche die beiden in Abstand zueinander angeordneten Ringbunde übergreifen müsste.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Kupplung zur Verbindung von Ringbunden aufweisenden Rohr- oder Armaturenteilen so auszugestalten und weiterzubilden, dass sie auch für den Einsatz mit Kunststoffrohren geeignet ist. Ferner ist erwünscht, dass die Kupplung einfach herstellbar und kostengünstig produzierbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Kupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch dass die Ringbunde der zu verbindenden Rohrenden von einer gemeinsamen als Dichtring wirkenden Hülse umfasst werden, deren Breite im wesentlichen dem Abstand der rohrseitigen Enden der Ringbunde entspricht und die an ihren Enden jeweils ebenfalls einen Ringbund aufweist, und dass für jedes Ringbundpaar eine eigene Schelle vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Kupplung eignet sich besonders für die Verwendung als Verbindungselement von Kunststoffrohren.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jede Schelle unterschiedlich hohe Stege aufweist, wobei der kürzere Steg im wesentlichen der Stärke des Ringbundes und der längere Steg im wesentlichen der Gesamtstärke aus dem jeweiligen Ringbund sowie der vollen Stärke von der Hülse und dem jeweiligen Ringbund entspricht. Dadurch, dass sich der eine Steg oberhalb des Dichtrings abstützt und der andere Steg hinter den breiten Ringbund des Kunststoffrohres fasst, kann der Radialdruck exakt im Bereich der jeweiligen Ringbundpaare aufgebracht werden. Die Verwendung zweier Schellen innerhalb einer einzigen Kupplung hat darüber hinaus den Vorteil des geringeren Gewichts und der größeren Flexibilität hinsichtlich der Anordnung der verwendeten Spannverschlüsse.
Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung ist vorgesehen, dass die Breite der Ringbunde der Hülse im wesentlichen der Breite der Ringbunde der Rohrenden entspricht. Auf diese Weise lassen sich radiale Spannkräfte optimal übertragen.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Rohrenden jeweils wenigstens eine endseitige und beabstandet zu den jeweiligen Ringbunden verlaufende Verstärkung aufweisen. Dies dient einerseits dem Schutz der Rohrenden beim Transport und dgl. und erlaubt andererseits, dass in der zwischen Ringbund und Verstärkung jedes Rohrendes gebildeten Nut eine Dichtung angeordnet sein kann. Hier ist vorzugsweise ein O-Ring vorgesehen, welcher eine zuverlässige Abdichtung zwischen äußerem Rohrende und der als Dichtring wirkenden Hülse auf einfache Weise realisieren lässt.
Zur Verbesserung der radialen Spannkraft zwischen Schelle und Ringbunden ist vorgesehen, dass die Ringbunde konisch zulaufende Flanken aufweisen. Eine solche Konizität erleichtert auch die Öffnung der verwendeten Kupplungsschelle.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schelle als Kettengliederschelle ausgebildet ist. Dabei sind bevorzugt die freien Enden der Kettengliederschelle mit einem Spannverschluss kraft- und formschlüssig miteinander verbindbar. Der zu verwendende Spannverschluss ist für sich seit langem bekannt und wirkt im allgemeinen mittels einer Feder. Zur Vermeidung der Ermüdung dieser verwendeten Feder kann es sich jedoch auch um einen solchen Spannverschluss handeln, bei dem der Spannhebel formschlüssig mit dem freien Ende des benachbarten Schellensegments verbindbar ist und wobei der Spannhebel in gespannter Stellung verrastbar ist, wie in der deutschen Patentanmeldung 10 2006 023 902 des Anmelders detailliert beschrieben ist. Bevorzugt können dazu der Spannverschluss und/oder die zu verbindenden endseitigen Kettenglieder im geschlossenen Zustand mit einem Sicherungselement formschlüssig verbunden sein.
Zur Anpassung an verschiedene Rohrdurchmesser sieht eine weitere Lehre der Erfindung vor, dass in der Kettengliederschelle wenigstens ein längenverstellbares Kettenglied vorgesehen ist. Auch solche Kettengliederschellen sind bereits für sich bekannt, hier wird beispielsweise auf die deutsche Patentanmeldung 197 50 251 des Anmelders verwiesen.
Als Material für die verwendete Hülse wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt Stahl verwendet, um die aufzutretenden Druckkräfte optimal abfangen bzw. verteilen zu können.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hülse wenigstens einen mittig angeordneten Anschlag aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass die Rohrkupplungsteile bzw. die Kunststoffrohre nicht weiter als mittig eingeschoben werden können. Auf diese Weise wird die Montage weiter vereinfacht.
Schließlich kann die Hülse auch einseitig ein Gewinde aufweisen, wenn die erfindungsgemäße Kupplung nur einseitig ein Rohr verbindet. Ebenso ist die Verwendung anderer Armaturteile mit einem entsprechend ausgestalteten, einen Ringbund aufweisenden Stutzen möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Kupplung in Seitenansicht und
2 die Kupplung aus 1 im Vertikalschnitt entlang der Linie II-II aus 1.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kupplung, wobei als Schelle eine Kettengliederschelle verwendet wird, ist in 1 in Seitenansicht dargestellt. Zur Erläuterung des konstruktiven Aufbaus der erfindungsgemäßen Kupplung wird jedoch zugleich auf 2 verwiesen, in der ein Vertikalschnitt entlang der Linie II-II gezeigt ist. Die erfindungsgemäße Kupplung dient zum Verbinden zweier Rohrenden 1 und 1', von denen 1 nur das Rohrende 1' (bei abgeschnittenem Rohr) zeigt. Die verwendete Schelle 2 besteht dabei aus einer Mehrzahl – im Ausführungsbeispiel 13 – einzelner, identisch aufgebauter Schellensegmente 2A, 2B, 2C, ..., 2M, wo von zwei benachbarte Segmente jeweils durch einen Gelenkbolzen 3 miteinander verbunden sind.
Aus 2 geht deutlich hervor, dass die beiden Rohrenden 1, 1' jeweils einen Ringbund 4, 4' aufweisen, wobei die Ringbunde 4, 4' aufgrund der bevorzugt verwendeten Kunststoffrohre 1, 1' in Achsrichtung der Rohre gesehen relativ dick ausgebildet sind. Zur Verbindung und Abdichtung dient nun erfindungsgemäß eine Hülse 5, deren Breite im wesentlichen dem Abstand der rohrseitigen Enden der Ringbunde 4, 4' entspricht und die an ihren Enden jeweils ebenfalls einen Ringbund 5A bzw. 5B aufweist.
Entgegen der aus dem Stand der Technik bekannten Kettengliederschellen wird erfindungsgemäß eine Kettengliederschelle 2 eingesetzt, die eine unterschiedliche Steghöhe hat, bei der sich der eine Steg 2* auf der Hülse 5 abstützt und der andere Steg 2** die Hülse 5 gemeinsam mit dem Ringbund 4 des Rohrendes 1 umgreift. Für die Kettenglieder 2' gilt dies spiegelsymmetrisch.
Die Kettengliederschellen 2 bzw. 2' werden so ausgeführt, dass durch Erhöhen bzw. Verringerung der Gliederzahl unterschiedliche Rohrdurchmesser eingesetzt werden können. Der breite Ringbund 4 bzw. 4' der Kunststoffrohre 1 bzw. 1' erlaubt es, die durch den Axialdruck entstehenden Kräfte aufzunehmen, ohne dass eine – für ein Kunststoffrohr zerstörerische – Scherkraft eingeleitet wird.
Um nun eine optimale Abdichtung zu erreichen, weisen beide gezeigten Rohrenden 1, 1' jeweils eine endseitig umlaufende Verstärkung 6, 6' auf, so dass sich zwischen Ringbund 4 und Verstärkung 6 bzw. Ringbund 4' und Verstärkung 6' jeweils eine nicht näher bezeichnete umlaufende Nut bildet, in der eine Dichtung, im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel jeweils ein O-Ring 7 eingelegt ist, und für eine zuverlässige Abdichtung zwischen Rohrende 1 bzw. 1' und Hülse 5 sorgt. Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel liegen die O-Ringe 7 jeweils unter den zugewandten Stegen 2* der Kettengliederschellen 2 bzw. 2'. Da die Hülse 5 der eigentliche Druckträger für die Abdichtung der erfindungsgemäßen Kupplung ist, wird diese bevorzugt aus Stahl gefertigt.
Aus 2 ist ferner erkennbar, dass die Flanken der Ringbunde 4, 4', 5A, 5B leicht konisch zulaufend ausgebildet sind. Dies erhöht einerseits die Spannwirkung und erleichtert andererseits die Demontage der erfindungsgemäßen Kupplung.
Zur Verbindung der Rohrenden 1 und 1' werden die Schellen 2 und 2' in bekannter Weise um die jeweiligen Ringbundpaare 4, 5A bzw. 4', 5B gelegt und mittels einem Spannverschluss 8 am Ende der freien (End-)Segmente 2A und 2M miteinander kraft- und formschlüssig verbunden. Dazu wird ein an einem Gelenkbolzen 9 am Schellensegment 2M gelenkig angeordneter Spannhebel 10 gegen die Kraft einer Feder 11, welche zwischen einem am Spannhebel 10 befestigten Bolzen 12 und einem am Schellensegment 2L angeordneten Bolzen 13 verläuft, umgelegt.
Nicht dargestellt ist, dass der Spannverschluss 8 und/oder die zu verbindenden endseitigen Kettenglieder 2A und 2M im geschlossenen Zustand mit einem Sicherungselement formschlüssig verbunden sind. Diese konstruktive Lösung wird jedoch in der Praxis angestrebt, um die Feder 11 nicht dauerhaft zu belasten.
Aus 2 wird deutlich, dass das eine Rohrende 1, welches nur einseitig über die Schelle 2 mit der Hülse 5 verbunden ist, genauso wirkt wie eine für sich bekannte Muffe, in die dann das zweite Rohrende 1' eingeschoben und mit der zweiten, spiegelbildlichen Schelle 2' mit der Hülse 5 verspannt wird.
Es sei noch einmal betont, dass die in der Zeichnung wiedergegebene erfindungsgemäße Kupplung nur ein Ausführungsbeispiel darstellt und dass sich die erfindungsgemäße in einer Vielzahl unterschiedlichster Ausgestaltungen realisieren lässt, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.

Claims

Kupplung zum Verbinden von mit Kupplungsflanschen oder Ringbunden versehenen Rohr- oder Armaturteilen, wobei wenigstens eine Schelle über die Kupplungsflansche bzw. über die Ringbunde gelegt und dort zum formschlüssigen Verbinden der Rohrenden verspannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbunde (4, 4') der zu verbindenden Rohrenden (1, 1') von einer gemeinsamen als Dichtring wirkenden Hülse (5) umfasst werden, deren Breite im wesentlichen dem Abstand der rohrseitigen Enden der Ringbunde (4, 4') entspricht und die an ihren Enden jeweils ebenfalls einen Ringbund (5A, 5B) aufweist, und dass für jedes Ringbundpaar (4, 5A bzw. 4', 5B) eine eigene Schelle vorgesehen ist.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schelle (2, 2') unterschiedlich hohe Stege (2*, 2**) aufweist, wobei der kürzere Steg (2*) im wesentlichen der Stärke des Ringbundes (5A bzw. 5B) und der längere Steg (2**) im wesentlichen der Gesamtstärke aus dem jeweiligen Ringbund (4 bzw. 4') sowie der vollen Stärke von der Hülse (5) und dem jeweiligen Ringbund (5A bzw. 5B) entspricht.
Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Ringbunde (5A, 5B) der Hülse (5) im wesentlichen der Breite der Ringbunde (4, 4') der Rohrenden (1, 1') entspricht.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden (1, 1') jeweils wenigstens eine endseitige und beabstandet zu den jeweiligen Ringbunden (4, 4') verlaufende Verstärkung (6, 6') aufweisen.
Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der zwischen Ringbund (4, 4') und Verstärkung (6, 6') jedes Rohrendes (1, 1') gebildeten Nut eine Dichtung angeordnet ist.
Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als O-Ring (7) ausgebildet ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbunde (4, 4', 5A, 5B) konisch zulaufende Flanken aufweisen.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schelle als Kettengliederschelle (2, 2') ausgebildet ist.
Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Kettengliederschelle (2, 2') mit einem Spannverschluss (8) kraft- und formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Kupplung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannverschluss (8) und/oder die zu verbindenden endseitigen Kettenglieder im geschlossenen Zustand mit einem Sicherungselement formschlüssig verbunden sind.
Kupplung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kettengliederschelle wenigstens ein längenverstellbares Kettenglied vorgesehen ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) aus Stahl gefertigt ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse wenigstens einen mittig angeordneten Anschlag aufweist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse einseitig ein Gewinde aufweist.
Verwendung einer Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 14 für die Verbindung von Kunststoffrohren.