Bekannt
sind Rohrverbindungen die als Klemm- und Schneidring in Kombination
mit einer Rohr- oder Manschettenverschraubung, als Doppelnippel
und Überwurfmutter,
als Doppelkonendichtung, als Manschettendichtung oder als Flanschring ausgeführt sind
(z.B.
DT 2421470 A1 oder
DE 285025 A1 oder
DE 2625460 C2 oder
DT 2344116 A1 ).
Neben
den bekannten Rohrverbindungsmethoden wie Schweißen, Löten und Kleben, welche nur
durch Zerstörung
lösbar
sind, gibt es noch die Familie der Rohrkupplungen. Zu diesen zähle ich
auch die Flanschverbindung mit ihren Ausführungsvarianten. Diese verbinden
Rohre unterschiedlicher oder aber auch gleicher Materialien axial
zugfest oder flexibel miteinander. Der überwiegende Teil dieser Kupplungen
ist lösbar
und auch mehrmals verwendbar, sofern ein entsprechender Verschlußmechanismus,
in Form von Schrauben, Bolzen und Muttern vorhanden ist. Bei den
sogenannten gequetschten oder gepressten Verbindungen (z.B. Mannesmann Pressfittings)
handelt es sich in der Regel um Einwegverbindungen, die nur durch
Zerstörung
derselben zu lösen
sind. Axial zugfeste Rohrkupplungen setzen entweder eine Rohrendenbearbeitung
voraus, um den Kraftschluß zu
gewährleisten,
wie z.B. das Einbringen einer Nut oder eines Gewindes bzw. Verwendung
eines Schneidringes, oder aber solche Kupplungen sind mit einem
entsprechenden Verankerungsring ausgestattet, welcher sich beim
Montieren der Kupplung in die Rohroberfläche einkrallt und bei Druckbeaufschlagung
entsprechend tiefer verankert. Kupplungen mit Verschlußschrauben
sind in der Regel lösbar
und wiederverwendbar. Press- und Quetschverbindungen setzen zwar
auch nicht unbedingt eine werkseitige Rohrendenbearbeitung voraus,
stoßen
allerdings aufgrund der relativ aufwendigen Montagehilfsmittel sowie
in Anlehnung an die verwendeten Rohrmaterialien und der anliegenden Betriebsdrücke im System
rela tiv schnell an ihre Einsatzgrenzen, insbesondere bei der Baustellenanwendung.
Eine flexible Rohrkupplung hat gegenüber einer zugfesten Rohrkupplung
nur eine dichtende Funktion und nimmt keine Axialkräfte auf,
die sich aufgrund einer Druckbeaufschlagung ergeben. Das Leitungssystem
muß entsprechend
geführt
und gehaltert werden, um diese Kräfte aufnehmen zu können. Diese,
mir bekannten Kupplungen, sind alle samt mit einem Verschluß versehen,
welcher mit Schrauben und Muttern versehen ist, um nach erfolgter
Montage eine Demontage und Wiederverwendung zu gewährleisten.
Außerdem
bewirkt dieser Verschluß eine
Vorspannung der Dichtmanschette und sichert die Kupplung so gegen
Verrutschen. Durch die Vorspannung der Dichtmanschette und aufgrund
ihrer hohen Flexibilität
ist eine Auswinkelung der zu verbindenden Rohre von bis zu ca. 5°, je nach
Dimension und Ausführungsvariante,
sprich zugfest oder flexibel, ebenfalls möglich. Diese Flexibilität der Dichtmanschette
ist auch bestens geeignet, um Längenänderungen
eines Rohrleitungssystems aufgrund von Temperaturschwankungen des Leitungsmediums
kompensieren zu können.
Kupplungen der Nennweite DN 300 können so beispielsweise bis
zu 10 mm Längenänderung
aufnehmen und ersetzen oftmals den kostspieligen Einsatz eines Kompensators,
wie z. B. in Belüftungsleitungen
von Kläranlagen
mit Temperaturschwankungen von über 50° C.
All
diese Kupplungssysteme, axial zugfest oder flexibel, haben bestimmte
Leistungsmerkmale und sich daraus ergebende Einsatzgrenzen, abhängig vom
Gehäusewerkstoff
dem Abdichtungssystem, der Verschlußausbildung sowie dem Verankerungsprinzip,
sofern vorhanden. Insbesondere beim Zusammentreffen dieser doch
recht unterschiedlichen Materialqualitäten in aggressiven Umgebungsmedien,
wie z.B. Klärbecken,
Meerwasser oder bestimmten Dämpfen
und Gasen, ergeben sich bei so manchen Ausführungen relativ schnell nachhaltige
Auflösungserscheinungen
bzw. chemische Reaktionen und führen
dann zum Ausfall der Kupplung. Dies trifft insbesondere für die Verschlußausführung zu,
bei denen Muttern und Schrauben verwendet werden und mit vorgegebenem
Drehmoment anzuziehen sind, wie es bei sämtlichen Kupplungsherstellern
der Fall ist. Die üblicherweise
vorgegebenen Anzugsdrehmomente für
die Verschlußschrauben
sind dabei abhängig
vom Dichtmanschettenwerkstoff, von der Rohrtoleranz, der Rohrdimension,
der Auslegung der Verschlußschrauben
sowie der Verschlußbolzen,
der Druckstufe und des Gehäusewerkstoffes
und des sen Wandstärke.
Obwohl für
jeden Kupplungstyp und für jede
Dimension der verschiedenen Kupplungshersteller ein bestimmtes Drehmoment
angegeben ist, ergeben sich für
die Gummiverpressung innerhalb der Dichtmanschette Abweichungen,
welche mehr oder weniger nicht oder aber nur sehr schwer zu beeinflussen
sind. Diese Abweichungen begründen sich
aus der Drehmomentschlüsseltoleranz
von bis zu 20 %, je nach Hersteller und Ausführungsart, der unterschiedlichen
Reibungswerte in den Verschlüssen
bei Edelstahl sowie bei verzinkten bzw. beschichteten Schrauben,
den unterschiedlichen Reibungswerten aufgrund der Schmierzustände der
Verschlüsse,
des Verschmutzungsgrades bei Lagerung im Freien bzw. auf der Baustelle
einschl. kleinerer nicht sichtbarer Beschädigungen im Gewindebereich sowie
aus den unterschiedlichen Reibungswerten zwischen Gehäuseinnenseite
und äußerer Dichtmanschettenoberfläche. Trotz
dieser Unzulänglichkeiten
sind die Kupplungen bei Einhaltung des angegebenen Drehmomentes
dicht, ungeachtet der oben aufgeführten Kriterien. Dies zeigt
wiederum die doch recht hohe Flexibilität der eingesetzten Dichtmanschetten.
Hinzu kommt außerdem
noch eine recht unterschiedliche Flächenpressung im Bereich der Auflage
der Dichtmanschette auf der Rohroberfläche entlang des Rohrumfangs.
Die höchste
Flächenpressung
liegt dabei im Bereich des Verschlusses, die geringste auf der gegenüberliegenden
Seite des Verschlusses. Dies haben von mir durchgeführte Messungen
mittels Druckmeßsensoren,
welche jeweils um 90° am
Umfang versetzt angeordnet waren, ergeben. Aufgrund der unterschiedlichen
Schraubenanzugsmomente bei verschiedenen Durchmessern und unter
Berücksichtigung
der auf dem Rohr aufliegenden Fläche
der Dichtmanschette ergeben sich hier schon rein rechnerisch beträchtliche
Unterschiede hinsichtlich der Flächenpressungen.
Dies nur zur Verdeutlichung der enormen Belastbarkeit und Flexibilität derartiger
Dichtmanschetten. Ein wesentlicher Nachteil der heute gebräuchlichen
Kupplungen sind die äußeren Abmaße, insbesondere
im Verschlußbereich.
Diese lassen den Einsatz als Verbindungselement bei Rohren, welche
in einem Futterrohr mit wenig Ringraum einzubringen sind oft scheitern,
da der Kupplungsaußendurchmesser
in Verbindung mit diesem Verschlußsystem einfach zu groß ist.
Die 1-5 stellen den aktuellen Stand der gebräuchlichen
Kupplungstechnologie insbesondere hinsichtlich der Verschlußausbildung
dar, so wie sie heute von den Unternehmen Straub Werke AG (Schweiz),
Taylor Kerr Couplings Ltd (England), Rasmussen GmbH (Deutschland)
und der Firma Arpol aus Spanien hergestellt und vertrieben werden.
Andere, aus Fernost stammende Fabrikat spielen in Deutschland nur
eine untergeordnete Rolle, sind aber ansonsten baugleich.
1 stellt eine flexible Rohrkupplung
zum Verbinden von Rohren aus metallischen sowie aus nicht metallischen
Werkstoffen dar. Zu erkennen ist der allgemein übliche Verschluß, bestehend
aus zwei Verschlußschrauben
sowie zwei Verschlußbolzen. Der
an den Schraubenköpfen
befindliche Bolzen ist mit Durchgangsbohrungen versehen, der andere
mit Gewinde zum Verspannen der Kupplung. Die Bolzen sind lose eingesteckt
und haben genügend
Freiraum, um beim Verspannen des Gehäuses dem Bewegungsablauf folgen
zu können.
2 stellt eine entsprechende
Grip-Kupplung dar. Diese Kupplung ist mit einem Verankerungsring
versehen, um axiale Zugkräfte
aufgrund der Innendruckbelastung aufnehmen zu können. Sie ersetzt eine Schweißnaht ober
aber einen Flansch. Der Verschluß ist dem der Flex-Kupplung
identisch, in dieser Darstellung verwendet man allerdings sogenannte
U-Bolzen und Muttern anstelle der Rundbolzen. Der in das Gehäuse eingelegte
Verankerungsring krallt sich beim Verspannen der Kupplung in die Rohroberfläche ein.
Dieser Eingriff der Verzahnungselemente erhöht sich bei Druckbeaufschlagung
und diese Verankerungen sowie das Gehäuse nehmen die Axialkräfte auf.
3 stellt eine sogenannte
Reparaturkupplung mit geschlitztem Gehäuse und geschnittener Dichtmanschette
dar. Diese Kupplung dient zur Abdichtung von Leckagen und kann am
geschlossenen Rohrleitungssystem montiert werden. Der Verschluß entspricht
dem der Flex-Kupplung.
4 stellt die entsprechenden
Spannwerkzeuge zur Vormontage einer Rep.-Kupplung dar. Diese Werkzeuge
werden zum Verspannen der Kupplung benutzt bis das Eindrehen der
Verschlußschrauben
mühelos
erfolgen kann. Danach werden sie entfernt und die Kupplung wird
mit dem Drehmomentschlüssel
fertig montiert.
5 stellt die Montage mittels
Drehmomentschlüssel
dar.
Haupteinsatzgebiete
dieser Rohrkupplungen sind: Kühl-
und Versorgungssysteme im zivilen und strategischen Schiffbau, Wasserversorgung,
Abwasser, Belüftungsleitungen
in Kläranlagen,
Feuerlöschleitungen,
Kühlsysteme
im Anlagen- und Maschinenbau sowie im Automobilbau.
Die
im folgenden beschriebene Erfindung einer Rohrkupplung mit Schnellverschluß umgeht
die bei herkömmlichen
Verschlußsystemen
nur schwer zu beeinflussenden Faktoren der unterschiedlichen Reibungsgrößen einschl.
der Drehmomentschlüsseltoleranzen
und nutzt die hohe Flexibilität
der eingesetzten Dichtmanschetten aus und beinhaltet keine Verschlußelemente
wie Schrauben, Bolzen und Muttern. Je nach Ausführungsart ist diese Kupplung
auch bestens geeignet, um in Futterrohren mit geringem Ringraum
eingesetzt zu werden, da gewisse Verschlußelemente nur eine unwesentliche
Durchmesservergrößerung darstellen.
Das von mir verwendete Verschlußsystem
wird, in Abhängigkeit
des gewählten
Dichtmanschettentyps sowie der abzudeckenden Rohrtoleranzen der
jeweiligen Dimension und der benötigten
Vorspannkraft für
die Dichtmanschette sowie der benötigten Kraft zum Verspannen
des Gehäuses
entsprechend ausgelegt und am Kupplungsgehäuse angebracht bzw. angearbeitet.
Nach dem Verspannen mittels geeigneter Vorrichtung rastet der Verschluß entweder
selbständig
mechanisch ein oder aber es wird ein entsprechendes Einlege- oder Einsteckelement
eingebracht. Nach dem Plazieren dieses Verschlußelementes bzw. nach dem Einrasten
wird die Spannvorrichtung entfernt und die Kupplung ist montiert.
Je nach Erfordernis können
dann noch entsprechende Sicherungselemete angebracht werden, um
den Verschlußmechanismus
gegen ungewolltes Öffnen
zu sichern. Zum Öffnen
der Kupplung wird wiederum die entsprechende Spannvorrichtung angebracht,
die eventuellen Sicherungen entfernt, der Verschluß entlastet
und die Verschlußelemente
werden entfernt oder durch Ansetzen eines Montagehebels wird der
Verschlußmechanismus entriegelt.
Die Spannvorrichtung wird nun entlastet und öffnet die Kupplung Die Ausführung dieses
Verschlußsystems
findet ebenso Anwendung auf flexiblen wie auch auf axial zugfesten
Kupplungssystemen für
glattendige Rohre sowie Rohre mit Rohrendenbearbeitung aus Metall,
Kunststoffen und Faserverbundwerkstoffen und kann auch als Übergangskupplung
von einem zum anderen Material eingesetzt werden. Der jeweilige
Gehäuse-
und Verschlußwerkstoff
muß den
Gegebenheiten hinsichtlich chemischer Beständigkeit, Druck und Temperatur
entsprechen und zur Aufnahme der anstehenden Kräfte geeignet sein. Es kommen
hierfür
neben metallischen Werkstoffen auch Kunststoffe sowie Faserver bundwerkstoffe
oder entsprechende Kombinationen dieser Materialien erfindungsgemäß zum Einsatz.
Fünf Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Zwei
dieser Beispiele beziehen sich auf ein mechanisches Einrasten bei
Erreichen der Verschlußendlage. Zwei
weitere Ausführungsbeispiele
beziehen sich auf das Einbringen entsprechender Verschlußelemente zur
Einhaltung der Kupplungsendlage. Ein Beispiel bezieht sich auf den
Einsatz mit Rohrendenbearbeitung.
Variante 1: Flexible Rohrkupplung
aus Metall mit mechanisch einrastendem Verschluß.
6 dieser Variante stellt
die erfindungsgemäße Verschlußausbildung
an einer geöffneten Rohrkupplung
zur Verbindung zweier Rohre dar, wobei der Verschlußmechanismus
(6a) in diesem Beispiel ähnlich einer Sägeblattverzahnung
einreihig ausgebildet ist , weitere artverwandte Ausbildungen des
Ineinandergreifens dieses Verschlußmechanismus oder einer anderen
Verzahnungsart sind hier ebenfalls möglich. Merkmal bei dieser Darstellung
ist ein sogenannter Hinterschnitt; welcher ein sicheres Einrasten
und somit Verschließen
der Kupplung gewährleistet.
Neben dieser Ausführung
des Verschlußmechanismus
sind die Elementausbildungen auch in rund oder eckig oder keilförmig oder
konisch oder voll oder hohl oder gerade oder gekrümmt sowie mit
oder ohne Hinterschnitt auszuführen,
einschließlich
jeder möglichen
Kombination wie z. B. rund und hohl und mit Hinterschnitt sowie
sonstiger geometrischer Ausbildungen, sofern sinnvoll und eine entsprechende
Fertigung möglich
ist. Die Anordnung vorab genannter Verschlußelemente erfolgt erfindungsgemäß einreihig
oder mehrreihig oder nebeneinander oder hintereinander oder durchgehend
oder unterbrochen oder gerade oder schräg oder gekrümmt oder höhenversetzt oder aber in jeglicher möglichen
Kombination dieser Anordnungen wie z. B. mehrreihig hintereinander
versetzt und gekrümmt mit
Höhenversatz,
wobei das jeweils eingreifende Element entweder auf der überlappenden
Gehäuseunterseite
und/oder auf der überlappten
Gehäuseoberseite
angeordnet sein kann. Die Ausbildung der jewei ligen Gegenseite für den Eingriff
muß auch
nicht zwingend gleich sein. Es können
auch hier entsprechende Kombinationen der bereits erwähnten Ausbildungsformen
verwendet werden, sofern gewünscht und
angebracht sowie technisch sinnvoll und den Beanspruchungen genügend. Die
Anbringung und/oder Einbringung dieser Elemente des Verschlußsystems erfolgt
durch Einschrauben oder Anschrauben oder Schweißen oder Löten oder Kleben oder Einpressen oder
Fräsen
oder Einprägen
oder durch sonstige Verformungsarbeiten einschließlich jeglicher
Kombination dieser Verfahren wie z. B. Einfräsungen auf der Verschlußunterseite
und Einschweißen
auf der Verschlußoberseite.
Eine Verstärkung
dieser Ausbildungen zur eventuell besseren Kraftaufnahme in Form von
z. B. Verstärkungsblechen
und/oder sonstigen geeigneten Elementen ist sowohl auf der überlappten als
auch auf der überlappenden
Gehäuseseite
innen und/oder außen
möglich.
Die Verschlußüberlappungen
einschließlich
der Verschlußelemente
werden entweder direkt am Gehäuse
entsprechend angearbeitet und/oder aufgebracht und/oder aber sie
werden separat angefertigt und nachträglich am Kupplungsgehäuse z. B.
durch Schweißen
und/oder Löten und/oder
Schrauben und/oder Kleben oder sonstwie gemäß weiterer oder einer der bereits
beschriebenen Verfahren angebracht. Bei all diesen Ausführungsvarianten
und Anordnungsmöglichkeiten
der vorab beschriebenen Verschlußelemente muß ein sicheres und
unkompliziertes Erreichen der vorbestimmten Endlage möglich sein,
dies betrifft insbesondere die Oberflächen der entsprechenden Segmente,
die auch angeschliffen, angefast oder sonstwie bearbeitet sein können, um
den Spannvorgang sowie die Verriegelung einwandfrei zu gewährleisten.
Eine z. B. federnde und/oder versenkbare Lagerung ist dabei ebenfalls
möglich.
Die angebrachten Fixpunkte (6b, 6c) dienen zum
Ansetzen eines geeigneten Spannmittels zum Verschließen oder Öffnen der
Kupplung, wobei diese entweder wie dargestellt als angeschweißte Rundeisen
ausgebildet sein können
oder aber auch aus anderen Elementen des Maschinenbaus bestehen
können,
welche geeignet sind, um dem Spannmittel einen entsprechenden Halt
zu geben. Entsprechend eingebrachte Bohrungen und/oder Vertiefungen
sind ebenfalls als Fixpunkte möglich.
Die Lage und Ausführung
der Fixpunkte ist unter Berücksichtigung
des erforderlichen Spannweges sowie der zu übertragenden Kräfte und
der eingesetzten Spannmittel so zu wählen, daß ein möglichst unkompliziertes Anbringen des
Spannmittels gewährleistet
und das Gehäuse
bis zum Einrasten des Verschlußmechanismus
sicher verspannt und auch wieder geöffnet werden kann. Zum Öffnen des Verschlußsystems
wird dieses durch das entsprechende Spannmittel kurz entlastet und
dann mit einem geeigneten Hilfsmittel an einer im Verschluß und/oder
im Gehäuse
speziell dafür
vorgesehenen Stelle, wie z. B. einer Vertiefung und/oder Erhebung und/oder
sonstiger angebrachter Elemente, aus seiner Verzahnung gelöst. Anschließend wird
das Spannmittel betätigt
bis der Verschluß geöffnet und entlastet
ist. Erfindungsgemäß können hier
neben den manuell betätigten
Hebelmechanismen einschl. Gurte, Ketten und Spannbänder (auch
metallisch) auch hydraulisch oder pneumatisch mit oder ohne elektromotorischer
Unterstützung
betriebene Spannvorrichtungen eingesetzt werden. Diese können auch so
ausgestattet sein, daß sie
nach Erreichen einer bestimmten Kraft oder eines bestimmten Spannweges
den Spannvorgang beenden oder aber anzeigen diesen zu beenden, um
den Verschluß dann
erfindungsgemäß zu verschließen. Dieser
Verschlußmechanismus
kann auch so aufgebaut sein, daß z.
B. aufgrund unterschiedlicher Rohrdurchmesser die rechte oder die
linke Kupplungsseite oder aber beide gemeinsam verspannt und auch
geöffnet
werden können.
Das Verschlußsystem
ist dafür
entsprechend auszulegen, z. B. als geschlitztes oder unterbrochenes
System oder aber in mehrteiliger Ausführung. Zur Sicherung des Verschlußmechanismus sind übliche Elemente
des Maschinenbaus wie z. B. Stifte, Splinte, Schrauben oder Muttern
zu verwenden. Diese können
auch so angebracht sein, daß ein nachträgliches
Entfernen ohne Verschlußzerstörung nicht
möglich
ist. Zum Schutz der Dichtmanschette sowie der Verschlußelemente
kann innen im Kupplungsgehäuse
eine Brücke
aus Metall oder auch anderen Werkstoffen eingelegt oder sonstwie
befestigt werden, ebenso im Bereich der Fixpunkte.
7 stellt die erfindungsgemäße Kupplung im
geöffneten
Zustand mit aufgesetzter und manuell zu bedienender Spannvorrichtung
(7a) in Form eines Hebelmechanismus dar. Der Spannvorgang
erfolgt bei dieser Ansicht von links nach rechts.
8 stellt die verspannte
Kupplung dar, wobei die Spannvorrichtung (8a) in dieser
Endlage verweilt und nun entfernt werden kann. Der einreihige und
nicht unterbrochene Verschlußmechanismus (8b)
ist eingerastet, die Kupplung ist somit fertig montiert und der
Verschluß kann
nun entsprechend gesichert werden.
9 stellt ebenfalls eine
erfindungsgemäße flexible
Rohrkupplung mit mechanisch einrastendem Verschlußsystem
im verspannten Zustand dar. Bei diesem Beispiel ist jedoch der überlappende
Teil des Verschlusses mit Bohrungen zur Aufnahme der entsprechenden
Gegenstücke
versehen. Diese sind hier als Rundbolzen (9a) ausgebildet.
Der Unterschied zu dem vorab beschriebenen Beispiel liegt darin,
daß hier
eine der beiden Verschlußseiten
einen Materialdurchbruch erfährt,
entweder durch Bohren, Stanzen, Schneiden oder gemäß einem
sonstigen technischen Verfahren. Die bei diesem Ausführungsbeispiel
zur Anwendung kommenden Ausführungen hinsichtlich
der Verschluß-
und Verschlußsegmentausbildung
in Form, Lage, Anordnung, Anbringung und Fertigung einschl. der
Fixpunkte, der Spannmittel sowie der Sicherungselemente sind dem
vorab beschriebenen Beispiel zu entnehmen und erfindungsgemäß anzuwenden.
Variante 2: Flexible Rohrkupplung
aus Metall mit einem oder mehreren Verschlußelementen.
10 stellt die erfindungsgemäße Verschlußausbildung
an einer Rohrkupplung mit manuell einzubringendem Verschlußelement
dar. Auch bei dieser Variante wird das Kupplungsgehäuse mittels Spannmittel
in eine vorbestimmte Endlage gebracht, um dann das entsprechende
Verschlußelement durch
Einlegen, Einstecken Einschieben, Eindrehen, Einschlagen, Einkleben
oder Anschweißen
entsprechend plazieren oder fixieren zu können. Eine Kombination dieser
vorab genannten Möglichkeiten
ist ebenfalls möglich,
insbesondere bei z. B. Einsatz von mehreren Verschlußelementen
in unterschiedlicher Ausbildung. Die an das Gehäuse angearbeiteten Verschlußausbildungen
können
dabei, sofern technisch realisierbar und betriebssicher, jede nur
denkbare geometrische Form annehmen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Verschlußausbildung (10a)
trapezförmig
angelegt und nachträglich
am Gehäuse
angebracht. Grundsätzlich
muß das
entsprechend einzubringende Verschlußelement nicht zwingend der
gleichen geometrischen Form entsprechen, es sollte aber den Anforderungen
in konstruktiver und technischer Ausführung genügen und eine unkomplizierte
Handhabung ermöglichen.
Auch bei dieser Variante kann der Verschlußmechanismus erfindungsgemäß durchgehend
und/oder unterbrochen sein und/oder aus mehreren hintereinander
und/oder nebeneinander liegenden Segmenten bestehen, ebenso das
einzubringende Gegenstück.
Die
in 11 dargestellte Kupplung
hat zwei als Hohlkörper
ausgebildete Verschlußelemente (11a)
am Kupplungsgehäuse
angebracht, welche mittig unterbrochen sind. In diese Hohlkörper werden geeignete
Spannvorrichtungen eingebracht, um das Kupplungsgehäuse zu verspannen
und um die Verschlußelemente
einbringen zu können.
In diesem Beispiel wird je ein Bolzen (11b) im rechten
und linken Hohlkörper
eingesteckt, wobei einer dieser Bolzen mit einer Durchgangsbohrung
und der andere mit einem Durchgangsgewinde versehen ist. Mittels
einer mittig einzudrehenden Schraube oder sonstigem Hilfsmittel
wird das Gehäuse
nun auf seine Endlage hin verspannt, um die Verschlußelemete,
bei der dargestellten Variante ist bereits eines dieser Elemente (11c)
eingelegt, einbringen zu können.
Danach wird die Schraube entfernt, das Verschlußelement ist belastet, und
die entlasteten Bolzen können
herausgezogen werden. Möglich
ist hierbei auch, z. B. in Abhängigkeit
der Spannkräfte,
der Einsatz mehrerer Spannschrauben, wobei diese auch an entsprechend längeren Bolzen
und außerhalb
des Kupplungsgehäuses
eingeschraubt werden können.
Die Verschlußelemente
sind entsprechend auszulegen. Die Ausbildung von ineinanderliegenden
und/oder ineinandergreifenden Verschlußelementen, ähnlich einer „Panzerkette" ist auch möglich. Ebenso
kann sich das ganze Gehäuse
erfindungsgemäß aus derartigen
Elementen zusammensetzen und mittels geeigneter Bolzen, Schrauben
oder sonstigen Elementen zusammengefügt werden. Weitere, bei dieser
dargestellten Variante zur Anwendung kommende Ausführungen
hinsichtlich, Anordnung, Form, Lage, Anbringung und Fertigung der
gesamten Verschlußausbildung
einschl. der Verschlußelemente,
der Fixpunkte, der Spannmittel sowie der Sicherungselemente sind der
bereits vorab beschriebenen Variante zu entnehmen und erfindungsgemäß umzusetzen.
Sämtliche dargestellten
Ausführungsvarianten
dieser Kupplungssysteme können
entweder komplett aus Metall, Kunststoff, Faserverbundwerkstoff
einschl. Kohlefaser oder aus entsprechenden Kombinationen dieser Werkstoffe
hergestellt sein. Diese erfindungsgemäßen Verschlußsysteme
können
auch als Gelenk- und oder Klappversion ausgeführt werden, wobei die Verschlußhälften dabei
z. B. durch Anbringen entsprechender Lagerungen oder Scharniere
auszuführen sind,
entweder beidseitig oder aber einseitig.
Ebenso
ist die gesamte Kupplung in Segmentbauweise unter Verwendung der
erfindungsgemäß erläuterten
Verschlußsysteme
zu fertigen. Die Anzahl der einzelnen Elemente ist abhängig vom Durchmesser,
der Beanspruchungsart, der Materialauswahl sowie der Möglichkeit
der entsprechenden erfindungsgemäßen Formgebung,
Anordnung, Lage sowie der Fertigung der einzelnen Elemente. Die
Verbindung der einzelnen Elemente untereinander geschieht unter
Verwendung der im Maschinenbau dafür geeigneten Elemente wie z.
B. Schrauben, Bolzen, Stiften oder anderen geeigneten gelenkig oder flexiblen
ausgeführten
Verbindungsarten.
Weitere
Ausführungsmöglichkeiten
bestehen darin, daß auch
Kombinationen der Variante 1 und der Variante 2 in jeglicher Ausführung, sofern technisch
realisierbar, möglich
sind. Die Verschlußelemente
der einen und/oder der anderen Seite können dabei sowohl mit Durchbrüchen als
auch mit entsprechend beschriebenen auf- und/oder angearbeiteten Segmenten versehen
werden.
Bei
einer Ausführung
in Kunststoff oder Faserverbundwerkstoffen, gefertigt in Spritzgießtechnik,
ist auch die Variante der Zweikomponenten-Spritzgießtechnik
erfindungsgemäß anzuwenden,
wobei die Dichtmanschette dabei direkt in das Gehäuse eingespritzt
oder angespritzt wird.
Die
Gehäuseausführung bei
den verschiedenen einzusetzenden Materialien sowie die Anordnung
und Ausführung
des Verschlußsystems
ist so zu gestalten, daß der
gewählte
Werkstoff, beisbielsweise ein Edelstahl, hinsichtlich der Wandstärke, der Gehäusebreite,
des Durchmessers, der Abkantung am Gehäuserand sowie der Überlappung
den Anforderungen der einzubringenden flexiblen Dichtmanschette,
des möglichen
Verankerungsringes, der Betriebsdrücke, der Rohrtoleranzen sowie
einer möglichen
Rohrauswinkelung einschließlich
der Aufnahme von Längenänderungen
entspricht und die zu verbindenden Rohre sicher abdichtet und verbindet.
Bei Verriegelung des Verschlußmechanismus
nach Erreichen einer vorgegebenen Kraft oder eines Spannweges sind
die Verschlußelemente
der Variante 1 z.B. bei einer Ausbildung ähnlich einer Sägeverzahnung
und mit Hinterschnitt unterbrochen, versetzt und mehrreihig hintereinander
anzuordnen, um die gewünschte
Position einnehmen zu können.
Die einzelnen Verschlußhälften und/oder
Segmente sind dann vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich federnd
und/oder versenkbar zu lagern bzw. so zu bearbeiten, daß sie die
entsprechende Endlage ohne nennenswerte mechanische Widerstände erreichen und
sicher einrasten können.
Entsprechende Einlegestücke
bei der Variante 2 können
z. B. konisch und/oder keilförmig
ausgebildet sein.
12 stellt die erfindungsgemäße Rohrkupplung
für den
Einsatz auf Rohren (12a, 12b) aus Kunststoffen
und/oder Faserverbundwerkstoffen und/oder GFK und/oder Metall dar.
Die dabei formschlüssig
in die Rohroberfläche
eingreifenden Elemente (12d) sind in diesem Beispiel direkt
an der Kupplung fest angearbeitet. Sie können aber auch federnd oder
sonstwie beweglich angebracht sein und durchgehend und/oder unterbrochen
ausgebildet sein. Um die Kupplung planieren zu können, ist das Gehäuse entsprechend
weiter zu öffnen,
je nach Ausbildung der Rohrendenbearbeitung und der in der Kupplung
dafür vorgesehenen
Elemente. Die Dichtmanschette (12c) liegt in der Kupplung
zwischen den Elementen, welche den Formschluß bewirken. Die für den Formschluß verantwortlichen
Elemente könne
dabei jede Form und/oder Anordnung gemäß eines vorgegebenen Rohres
mit Rohrendenbearbeitung annehmen oder aber in einer gemäß eines Rohrherstellers
forgegebenen Form ausgebildet werden, sofern technisch realisierbar
und betriebssicher, wie z. B. rund, eckig, keilförmig, konisch mit gerader und/oder
schräger
Anstellung im Gehäuse,
je nach anstehenden axialen und radialen Kräfteverhältnissen. Bei loser oder sonstiger
nicht mit dem Gehäuse fest
verbundener Ausführung
ist die Materialwahl der Segmente, wie z. B. in Metall, Kunststoff,
Kohlefaser oder sonstigen Verbundwerkstoffen gem. den Beanspruchungen
oder den Vorgaben des Rohrherstellers auszuführen.