DE2050754C3

DE2050754C3 - Kupplungsstück für Rohre

Info

Publication number: DE2050754C3
Application number: DE2050754A
Authority: DE
Inventors: Henry William Lebanon Pa. Demler sen.
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1969-10-15
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1981-12-24
Also published as: NL7014505A; FR2068338A6; CA940566A; DE2050754B2; NL171291B; GB1306278A; DE2050754A1; NL171291C; ES384316A2; US3674292A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsstück für Rohre gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Aus der FR-PS 15 41 324 ist ein Rohrkupplungsstück bekannt, das einen Grundkörper aus Kunststoffmaterial m> aufweist, der einen rohrförmigen Teil mit einer Öffnung enthält, durch die das Ende eines Rohres bis /um Anschlag an eine Anschlagfläche des Grundkörpers cinsct/bar ist. Ferner weist dieses Kohrkuppliingsstiiek eine axial zu dem rohrförmigen Teil bewegbare Hülse M aus starrem Material auf. Dabei besitzt der Grundkörper einen Angriffsteil /ur Aufnahme eines Greifbackens eines Werkzeuges, und die I liilse weist einen Vorsprung zum Zusammenwirken mit einem anderen Greifbacken des Werkzeuges auf. Mit dem Werkzeug läßt sich die Hülse axial zu dem rohrförmigen Teil verschieben und das Rohrende in dem rohrförmigen Teil abdichten. Dabei sind die zusammenwirkenden Oberflächen des Rohrendes und des rohrförmigen Teils sowie des rohrförmigen Teils und der Hülse im wesentlichen glatt ausgebildet, so daß die erzielbare Rohrbefestigung und -abdichtung bei hohen Temperatur- und Druckbelastungen nicht immer befriedigt.

Bei einem aus der US-PS 3149 860 bekannten Kupplungsstück weist das einsetzbare Rohr mehrere Umfangsnuten auf, in die beim Aufschieben der starren Hülse auf den außen glatten, leicht konisch ansteigenden rohrförmigen Teil des Grundkörpers Material des rohrförmigen Teils unter elastischer oder plastischer Verformung gedrückt wird. Wieweit beim Aufschieben der starren Hülse die Umfangsnuten mit Material des rohrförmigen Teils ausgefüllt werden, hängt sehr stark von dem Grad der Verformbarkeit des rohrförmigen Teils des Grundkörpers, von der Schärfe der Nutkanten und von dem beim Aufschieben der starren Hülse ausgeübten Kompressionsdruck ab. Dringt zu wenig Material in die Umfangsnuten ein, kann die Kupplungskraft, das heißt der Widerstand des Kupplungsstückes gegen Herausziehen des eingesetzten Rohres, bei hohen Drücken zu niedrig sein. Werden die Umfangsnuten dagegen vollständig mit dem Material des rohrförmigen Teils ausgefüllt, kann es aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten von eingesetztem Rohr und rohrförmigen! Teil des Grundkörpers zu Problemen bei der Wärmeausdehnung kommen.

Aus der US-PS 1186 813 ist ein Kupplungsstück bekannt, bei dem eine über zwei zu verbindende Rohre geschobene Hülse beiden Endes mit je einem äußeren ringförmigen Vorsprung versehen ist, der beim Zusammenschrauben von über die Rohre und die Hülse geschobenen Spannhülsen nach innen gegen die Oberfläche des jeweiligen Rohrendes unter plastischer Verformung gedrückt wird, wodurrh bei starren Rohren eine Zone erhöhten Anpreßdruckes auf dem glattzylindrisch bleibenden Rohrende und bei weichen Rohren eine ringförmige Einschnürung des Rohrendes erzielt wird. Bei dieser Kupplungsmethode sind jedoch die Befestigung und Abdichtung von starren Rohren unter hohen Temperatur- und Druckbelastungen nicht immer befriedigend, während bei der Befestigung und Abdichtung von weichen Rohren die in die Rohrenden gepreßten Einschnürungen zwangsläufig immer vollständig mit Material der Hülse ausgefüllt sind, so daß die Rohrnuten bei einer Wärmeausdehnung bei höheren Temperaturen kein zusätzliches Material der Hülse aufnehmen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsstück gemäß Oberbegriff mit verbesserter Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und hohen Drücken verfügbar zu machen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch I angegeben und kann den Unteransprüchen entsprechend vorteilhaft weitergebildet werden.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Kupplungsstück die ringförmigen Vorsprünge des rohrförmigen Teils mit einem oder mehreren Vorsprüngen versehen sind, die bei vollständig in den rohrförmigen Teil eingeschobenem Rohr über der bzw. den Umfangsnuten des Rohres liegen, kann man ein nur teilweises Ausfüllen der Llmfangsnuten des Rohres mit dem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial des

rohrförmigen Teils des Grundkorpers erreichen. Denn das MaQ der Einwölbung der Vorsprünge in die Umfangsnuten ist im wesentlichen durch die beim Aufschieben der starren Hülse erfolgende Einebnung des bzw. der ringförmigen Vorsprünge gegeben. Dadurch ist in gleichmäßiger Weise ein definiertes Eindringen von Material des rohrförmigen Teils in die Umfangsnuten des eingesetzten Rohres gewährleistet, was zu einer bestimmten, voraussehbaren Zugfestigkeit der Kupplung gegenüber hohen Drücken führt. Durch dieses wohldefinierte Eindringen von Material des rohrförmigen Teils in die Umfangsnuten des eingesetzten Rohres kann aber andererseits auch sichergestellt werden, daß die Umfangsnuten nicht gänzlich mit Material des rohrförmigen Teils ausgefüllt werden. Bei hohen Temperaturen können die sich im allgemeinen unterschiedlichen War meausdehnungskoef fizienten von eingesetztem Rohr und Grundkörper daher in der Weise ausgleichen, daß die Umfangsnuten noch mehr von dem sich ausdehnenden Material des Grundkorpers aufnehmen, so daß auch bei hohen Temperaturen keine axialeü Kräfte aufgrund der unterscniedlichen Wsrmeausdehnungen wirksam werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. I einen teilweisen Schnitt eines erfindungsgemäßen Kupplungsstückes und eines Rohres vor der Montage;

Fig. 2 eine der Fig. I ähnliche Darstellung des mit dem Rohr zusammengebauten Kupplungsstückes; und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie Ill-Ill von Fig. 2.

Das Kupplungsstück besteht aus elastischem Kunstharz und weist einen allgemein rohrförmigen Grundkörper 1 auf, der eine ringförmige Außenschulter 2 zwischen den Enden 3 (nur eines gezeigt) besitzt. Eine ringförmige Innenschulter 4 verläuft in dem Grundkörper 1 und bildet eine Anschlagfläche 5 für das Ende eines Rohres 6, das so bemessen ist, daß es von jedem Ende 3 des Grunc'körpers 1 eingeführt werden kann. Die Außenfläche des rohrförmigen Grundkorpers I verjüngt sich gegen die Enden 3. und die Innenfläche ist glatt.

Der Grundkörper I weist eine Reihe von Umfangsnu- ten 7 zwischen einer Seite der Außenschulter 2 und jedem Ende 3 auf. Zwischen den Niuen sind ringförmige Vorsprünge 10 vorgesehen.

Wie gezeigt, besitzt jede Nut 7 eine von der Schulter 2 entfernte Wand 8, die allgemein senkrecht von der Außenseite des Grundkorpers 1 nach innen verläuft, und einen FSoden 9, der von dem Innenende der Wand 8 weg gegen die Außenschulter 2 allmählich schräg nach radial außen ansteigt. Die der Schulter zunächstliegende Nut 7 besitzt den längsten Boden 9, der einen allgemein flachen Abschnitt aufweist, bevor der Boden von der Wand 8 weg schräg nach radial außen verläuft.

Eine Metallhülse 11 ist jedem rohrförmigen Teil des Grundkorpers zugeordnet und hat an einem Ende, und zwar dem von dem Kupplungsstück entfernten Ende, eine nach innen gerichtete Lippe 12 mit einem scharfen freien Rand und am anderen Ende einen nach außen gerichteten Flansch 13. Die Hülse 11 verjüngt sich geringfügig gegen das mit der Lippe 12 versehene Ende. Der Innendurchmesser der Hülse 11 ist der gleiche oder etwas geringer als der Außendurchmesser des entsprechenden Abschnittes des Kupplungsstückes.

Das Kupplungsstück kann mit einem Metallrohr 6 verbunden werden, dessen Endabschnitt Umfangsnuien 14 aufweist, die in Längsrichtung im Abstand voneinander vorgesehen sind. Wie gezeigt, besitzt jede Nut 14 in gegenüberliegende Wände 15, die sich senkrecht von einem allgemein flachen Boden 16 erstrecken; der Boden jeder Nut 14 ist größer als der der entsprechenden Nut 7. Der Boden 16 der dem freien Ende des Metallrohres 6 benachbarten Nut 14 ist breiter als der i^r> Boden der anderen Nuten.

Zuerst wird eine Metullhülse Il auf einen Endabschnitt eines Metallrohres 6 so aufgesetzt, daß das einen Flansch 13 aufweisende Ende das Hinterende ist, und das Rohr 6 wird in eine Bohrung des Kupplungsstückes in so weit eingesetzt, bis das freie Ende des Rohres an der Anschlagfläche 5 anschlägt. Ein n'ir'.i gezeigtes Werkzeug mit aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Greifbacken wird so angeordnet, daß ein Greifbacken mit dem Flansch 13 der Hülse 11 um das Rohr 6 herum in Eingriff gelangt und der andere Greifbacken die dem Rohr 6 entfernte Seite der äußeren Schulter 2 ergreift. Die Greifbacken werden dann aufeinander zu bewegt und bringen so die Hülse 11 auf den rohrförmigen Teil 1 auf und in den in F i g. 2 in gezeigten Zustand, wobei die Lippe Π in dab Material des Grundkörpers 1 eingreift und so die Hülse und den Grundkörper miteinander verriegelt. Während die Hülse 11 gegen die Schulter 2 geschoben wird, wird das die Vorsprünge 10 zwischen den Nuten 7 bildende in Material des Grundkörpers 1 in bezug auf das Kupplungsstück radial nach innen gepreßt, und es ergeben sich Vorwölbungen 17. die aus der glatten Innenfläche des rohrförmigen Grundkörpers 1 heraustreten und in die entsprechenden Nt'ten 14 des ο Metallrohres 6 eintreten. Aufgrund des Unterschiedes in Größe und Form zwischen den Vorsprüngen 10 eirsrseits und den Nuten ' 4 andererseits erstrecken sich die Vorwölbungen 17 von dem Grundkörper 1 in die Nuten 14 des Metallrohres 6, ohne die Nuten vollständig auszufüllen. Wenn nun die hergestellte Verbindung hohen Temperaturen unterworfen wird, dehnen sich das Kunststoffmaterial und das Metall mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus, und das Kunststoffmaterial der ^'orwölbungen 17 kann in den verbleibenden freien ο Raum in den Nuten 14 des Metallrohres 6 fließen, wodurch die Längsbeanspruchung der Verbindung auf ein Mindestmaß verringert wird. Die Anordnung der Nuten 7 und 14 mit dem breitesten Boden angrenzend an die Schulter 2 vergrößert den Widerstand gegen eine in Längsrichtung angewandte Kraft, die zum größten Teil der Anschlapfläche 5 benachbart aufgenommen wird. Das Vorhandensein der Nuten 7 in dem Grundkörper I und die Neigung der schrägen Flächen des Bodens 9 der Nuten 7 gegen die Schulter 2 η verringern die Kr 'ft, die notwendig ist, um die Hülse 11 auf den Grundkörper 1 aufzubringen, und vergrößern die Zugfestigkeit der so gebildeten Verbindung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Kuppiungsstück für Rohre, mit einem Grundkörper mit einem rohrförmigen Teil, der eine öffnung aufweist, durch die ein Ende eines Rohrs einsetzbar ist bis zum Anliegen ai~· einer Anschlagfläche, wobei das Rohr mindestens eine Umfangsnut aufweist, die in dem rohrförmigen Teil liegt, wenn das Rohr in diesem aufgenommen ist, und mit einer Hülse aus starrem Material, die axial zum rohrförrni- to gen Teil verschiebbar ist, wobei der Grundkörper zur Aufnahme eines ersten Greifbackens eines Werkzeugs ausgebildet ist und die Hülse einen Vorsprung aufweist zum Zusammenwirken mit einem weiteren Greifbacken des Werkzeugs zwecks Verschiebung der Hülse axial zum rohrförmigen Teil und wobei durch die Axialverschiebung der Hülse in bezug auf den rohrförmigen Teil Material des rohrförmigen Teils unter elastischer Verformung radial einwärts in die Umfangsnut des Rohrs gedrückt v.'ird, um das Rohr und den rohrförmigen Teil formschlüssig und dicht miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Teil aus Kunsistoffmaterial auf seiner mit der starren Hülse (II) zusammenwirkenden _"> Oberfläche mindestens einen ringförmigen Vorsprung (10) aufweist und daß der ringförmige Vorsprung (10) und die Umfangsnut (14) des Rohrs

(6) so bemessen sind, daß eine durch das Einwärtsdrücken des ringförmigen Vorsprungs (10) beim jo Herstellen der Kupplungsverbindung gebildete Ein wölbung (57 in Fig. 2) die Umfangsnut (14) nicht vollständig lullt.

2. Kupplungsstück nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des rohrförmigen Teils eine der Anzahl der '. rnfangsnuten (14) im Rohr (6) entsprechende Anzahl ringförmige Vorsprünge (10) aufweist, die sich zwischen dem einen Ende (3) des rohrförmigen Teils und dem zum Ansetzen eines Greifbackens des Werkzeugs be- 4» stimmten Vorsprung (2) des Grundkörpers (1) befinden, und daß benachbarte ringförmige Vorsprünge (10) durch Umfangsnuten (7) in dem rohrförmigen Teil getrennt sind, wobei der Boden (9) jeder Umfangsnut (7) in einer von dem genannten -r» Ende (3) des rohrförmigen Teils wegführenden Richtung ansteigt.

3. Kupplungsstück nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Bodens (9) der am weitesten von dem genannten Ende (3) w entfernt befindlichen Nut (7) die der anderen Nuten

(7) übertrifft.