DE2034325A1

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Publication number: DE2034325A1
Application number: DE19702034325
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1970-07-10
Publication date: 1972-01-13
Also published as: AT309929B; FR2094972A5; DE2034325C3; GB1312436A; US3724880A; NL7104175A; DE2034325B2

Description

Schubsicherung bei Muffenverbindungen von Rohren

Die Erfindung betrifft eine Schubsicherung bei Muffenverbindungen von Rohren, insbesondere Druckrohren, aus duktilem Guß oder Kunststoff, mit einem Dichtring zum Abdichten des Spaltes zwischen Muffe und Rohrende, bei der sich die Innenfläche der Muffe zum Muffenende hin unter vorbestimmter neigung etwa konisch verengt und zur Aufnahme eines Klemmringes dient.

■In der Praxis haben sich sowohl Schraubmuffenverbindungen als auch Steckmuffenverbindungen bewährt. Bei den Steckmuffenverbindungen für Druckrohr aus duktilem Gußeisen hat sich insbesondere die unter dem Warenzeichen bekannte Tyton-Muffenverbindung in der Praxis bewährt. Diese besteht aus einem zum Rohrinneren weisenden Weichgummiabschnitt und einem Hartgummiabschnitt, der eine ringförmige Nut aufweist, die üher eine entsprechende Ringrippe im Muffeninneren greift, um den Dichtring in axialer Richtung zu sichern. Weiterhin sind Steckmuffenverbindungen bei

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Kunststoffrohren bekannt, bei denen die erweiterte Muffe eine ringförmige Ausnehmung', auf weist, in welphe eine im Querschnitt etwa nierenförmige Dichtung eingesetzt ist, die nach innen vorspringende Dichtrippen besitzt»

Bei Muffenverbindungen-g unabhängig davon, ob es sich, um Steckmuffen oder Sckraubmiaffen handelt_r können an den verlegten Rohren von außen wirkende Zugkräfte oder durch den Innendruck verursachte Schubkräfte auftreten» die bestrebt sind, die Verbindung zwischen Rohrabsclmitten zu lösen. Die Dichtringe- können begreiflicherweise diese Kräfte nur in sehr begrenztem Maße aufnehmen. Es sind daher relativ komplizierte Sicherungen bekannt, welche die. auftretenden Zug- oder Schubkräfte von dien Rohren auf die Muffen ohne Belastung des Dichtringes übertragen. Diese relativ komplizierten Sicherungen machen in der Regel zusätzliche Arbeiten an der Baustelle, insbesondere dann notwendig, wenn die Rohre auf bestimmte Längen gekürzt werden müssen. Man hat zwar verschiedene Kleamschellen entwickelt, welche eine die Zug- und Schubkräfte übertragende und die Dichtung umgehende mechanische Brücke zwischen den Rohrabschnitten bilden. Auch diese sind relativ kompliziert und teuer und umständlich in der Anbringung.

Bei Rohren kleineren Durchmessers, insbesondere Kunststoffrohren ist deshalb eine Zug- und Schubsicherung bekannt, bei der ein besonderer hülsenförmiger Verbindungskörper jorgesehen ist, in welche die Rohrenden von beiden Seiten her eingeschoben werden können. Der Yerbindungskörper weist sich konisejb. verengende

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Ende auf, in denen ein geschlitzter Klemmdraht, auf dessen Umfang gegebenenfalls drei in Umfangsrichtung verteilte Klemmrollen oder Kugeln angeordnet sind, eingelegt ist , der durch eine zusätzliche Feder oder durch entsprechende Fenster in dem Verbindungsstück nach Einschieben der Rohre in die KlenrniBteilung gebracht werden kann. Diese Schubsieherung bedarf ebenfalls eines besonderen Verbindungsstückes, und ist außerdem unzuverlässig, da sie von der Aufmerksamkeit des Rohrverlegers abhängig ist. Außerdem müssen besondere Maßnahmen zur Abdichtung der Vorrichtung vorgesehen sein.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schübsicherung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei gleichzeitiger Abdichtung eine Aufnahme der Zug- und Schubkräfte bei einfacher Ausbildung und Montage der Sicherung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Klemmring aus einer Mehrzahl von Klemmstücken besteht, welche durch Zwischenabschnitte aus einem elastischen Material nachgiebig in vorbestimmten, gegenseitigen ümfangsabständen und in vorbestimmter gegenseitiger lage gehalten sind.

Aufgrund dieser ..Ausbildung können die Klemmstücke einzeln sowohl elastisch in radialer Richtung nachgeben als auch in gewissen Grenzen relativ zueinander elaptische Kippbewegungen ausführen. Trotz dieser relativ großen Beweglichkeit der Klemmstücke gegen-

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einander ist ihre gegenseitige Lage durch die Zwisehenabschnitte aus elastischem Material gesichert. Von ganz besonderer Bedeutung ist dabei, daß der gegenseitige Umfangsabstand der Klemmstücke durch die Zwischenabschnitte aufrechterhalten wird. Dies ist für die Erzielung einer gleichmäßigen Klemmwirkung über den ganzen Umfang der Schubsicherung ebenso wie für die konzentrische Halterung der ineinandersteckenden Rohre von erheblicher Bedeutung. Gleichzeitig gewährleistet die relative Beweglichkeit der Klemmstücke einen Ausgleich jeglicher Umfangs- und Durchmessertoleranzen der ineinandersteckenden Rohre, ohne daß die Klemmwirkung dadurch beeinträchtigt wird. Durch die relative Kippmöglichkeit um eine in Umfangsrichtung verlaufende Achse, wird die Klemmwirkung bei Auftreten von Zug- oder Schubkräften noch kräftig unterstützt.

Vorteilhafterweise sind die Klemmstücke und die Zwischenabschnitte fest miteinander verbunden, so daß das ganze einen leicht zu fe . handhabenden, elastischen Ring ergibt, der leicht in die Ausdrehung der Rohrmuffe eingelegt werden kann. Die Verbindung zwischen den Zwischenabschnitten und den Klemmstücken kann durch Vulkanisation, durch Klebstoff oder aber auch auf mechanische Weise erfolgen. Die Klemmstücke lassen sich leicht, z.B. durch Spritzgießen, oder auf andere für die Massenfertigung geeignete Weise herstellen. Ebenso läßt sich das Verbinden der Klemmstücke mit Hilfe der elastischen Zwischenabschnitte auf automatischem Fertigungswege erzielen.

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Jedes Klemmstück weist zweckmäßigerweise eine äußere ballige Umfangsflache, eine in Umfangsrichtung verlaufende Zahnung an der inneren Umfangsfläche und eine breitere,·teilringförmige, in axialer Richtung weisende glatte Stirnfläche auf, an welcher der Dichtring mit einer entsprechenden Anlagefläche zur Anlage kommt. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn der Dichtring unmittelbar an dem Klemmring anliegt, so daß die axiale Bewegung oder Verformung des Dichtringes unter dem bei Betrieb der Rohrleitung auftretenden Innendruck von dem Dichtring unmittelbar auf den Klemmring in Form einer axialen Verschiebung des Klemmringes in die Klemmstellüng übertragen wird.

Zusätzlich zu den elastischen Zwischenabschnitten, welche die Klemmstücke des Klemmringes miteinander verbinden, kann in eine in Umfangsrichtung durchgehende Bohrung oder Nut der Klemmstücke ein elastisches Ringelement, z.B. ein elastischer Gummiring oder eine elastische Schraubenfeder eingelegt sein, welche die Klemmstücke in radialer Richtung nach innen gegen die elastische Verformungskraft der Zwischenabschnitte unter solcher Vorspannung hält, daß die Zahnungen der Klemmstücke bei eingeschobenem Rohrende in ausreichend inniger Berührung mit dem Umfang des Rohrendes stehen. Gleichzeitig wird hierbei gewährleistet, daß das elastische Material der Zwischenabschnitte auch bei geringfügiger Dehnung des Klemmringes unter Druckvorspannung steht.

Die Zwischenabschnitte aus elastischem Material erfüllen eine weitere zusätzliche Aufgabe, die für die Punktion der Schubsiche-

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rung, insbesondere bei langer Betriebsdauer von erheblicher Bedeutung ist. Insbesondere dann, wenn der Dichtring unmittelbar auf dem Klemmring aufliegt, kann der Innendruck die Tendenz zeigen, das Material des Dichtringes in die Spalte zwischen den Klemmstücken zu pressen, was zu einer vorzeitigen Zerstörung des Dichtringes oder des Klemmringes führen könnte. Dieser Tendenz wirkt das Material der Zwischenabschnitte ausreichend entgegen. Insbesondere dann, wenn die Zwischenabscfanitte an den in ümfangsrichtung weisenden Flächen der Klemmstücke in einem Bereich angeordnet sindj der an die in Achsrichtung weisende Anlagefläche der Klemmstücke angrenzt. .

Zur besseren Verankerung des Materials der Zwischenabschnlttean den Klemmstücken können die in Umfangsrichtung weisenden Flächen der Klemmstücke entsprechende Ausnehmungen aufweisen, welche mit dem Material der Zwischenabschnitte ausgefüllt sind. Bei in Umfangsrichtung verlaufender Außennut in den Klemmstücken kann das Material der Zwischenabschnitte auch sich als geschlossener Ring durch die Nuten der Klemmstücke erstrecken und somit die Klemmstücke auf vornehmlich mechanischem Wege in ihrer relativen gegenseitigen Lage halten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig.1 ist ein axialer Schnitt durch die Verbindungsstelle von zwei Rohren mit einer Schubsicherung gemäß der Erfindung.

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Pig.2 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Klemmstück eines Klemmringes der Schubsicherung nach Fig.1.

Pig.3 zeigt in Draufsicht einen Teil des Klemmringes nach Fig.1.

Die Pig.4 und 5 zeigen jeweils abgewandelte Ausführungsbeispiele einer Schubsicherung gemäß der Erfindung, während

Pig,6 und 7 eine Seitenansicht bzw. eine in Umfangsrichtung weisende Ansicht eines weiter abgewandelten Klemmringes wiedergibt.

Bei der Schubsicherung nach Fig.1 handelt es sich um eine Steckmuffenverbindung, bei der das glatte, eingeschobene Rohrende 1 des einen Rohres und die Muffe am Ende des anderen Rohres im Schnitt in der Gebrauchsstellung wiedergegeben sind. Zum Erleichtern des Einschiebens weist das glatte Rohrende 1 eine Schräge 3 auf, während das Stirnende des Rohres an einer Schulter 4 der Muffe zur Begrenzung des Einschiebens zur Anlage kommt.

In der Muffe 2 ist eine weitere Schulter 5 vorgesehen, an welcher ein Dichtring 7 zur Anlage kommen kann. Im dargestellten Beispiel ist der Dichtring ein im Querschnitt etwa ü-förmiger, elastischer Ring in Form einer Lippendichtung.

Das freie Ende der Muffe ist auf seiner Innenseite nach außen zu konisch verengend ausgebildet, wie dies bei 6 angedeutet ist.

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In dem zwischen dem Dichtring 7 und dem sich verengenden Ende 6 . der Muffe gebildeten Ringraum ist ein Klemmring 8 eingelegt. Dieser besteht aus einzelnen, in Umfangsrichtung in Abständen angeordneten und durch Zwischenabschnitte 15 aus elastischem Material zusammengehaltenen Klemmstücken, welche jeweils eine in axialer Richtung zum Inneren der Muffe weisende glatte Stirnfläche 9 zur Anlage des Dichtringes 7, eine zum eingeschobenen Rohr 1 und mit dessem Umfang zusammenwirkende Zahnung 10 und eine äußere ballige Klemmfläche 11 aufweisen. Die ballige Klemmfläche 11 wirkt bei axialer Verschiebung des Klemmringes nach außen mit der konischen Fläche 6 zusammen.

Im dargestellten Beispiel können die Klemmstücke eine auf der Außenseite liegende Umfangsnut 12 aufweisen, in welche eine endlose Schraubenfeder 16 mit Vorspannung eingelegt ist. Durch die Feder können die Klemmstücke radial nach innen unter Zusammenpressung der Zwischenabschnitte 15 in Umfangsrichtung vorgespannt sein.

Wie Fig.2 zeigt, ist das elastische Material der Zwischenabschnitte, z.B. Gummi, wenigstens in dem Bereich an der in Umfangsrichtung weisenden Fläche 13 der Klemmstücke angeordnet, welche an die in Achsrichtung weisende Anlagefläche 9 der Klemmstücke für den Dichtring 7 angrenzen. Gegenüber der Zahnung 10 ist das Material der Zwischenabschnitte zweckmäßigerweise radial nach außen versetzt.

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Wie insbesondere aus Fig.3 hervorgeht, werden die Klemmstücke durch die Zwischenabschnitte 15 in einem vorbestimmten Umfangsabschnitt gehalten, so daß sie gleichmäßig in Umfangsrichtung ' verteilt sind und daher auch gleichmäßig am Umfang des eingeschobenen Rohrendes 1 angreifen können. Da dieKlemmstücke aufgrund der Zwischenabschnitte 15 elastisch relativ gegeneinander sowohl in radialer Richtung relativ beweglich als auch verschwenkbar sind, können mit Hilfe der Klemmstücke Toleranzen in der Umfangsgestaltung des eingeschobenen Rohrendes 1 leicht ausgeglichen werden, so daß eine gleichmäßige Klemmkraft über den ganzen Umfang gewährleistet ist.

Der Klemmring ist zweckmäßigerweise radial nach innen geringfügig vorgespannt, so daß er beim Einschieben des Rohrendes 1 auch bei dem kleinsten zulässigen Durchmesser des Rohres 1 geringfügig aufgeweitet wird. Diese Vorspannung kann durch das elastische Material der Zwischenabschnitte 15 und/oder durch die Feder 16 erhalten werden. Statt der Feder 16 kann auch ein Ring aus einem elastischen Material mit anderem Elastizitätsmodul als das Material der Zwischenabschnitte verwendet werden.

Um ein Zerquetschen des Dichtringes beim Einschieben des Rohrendes in die Muffe durch den Klemmring zu verhindern, kann die Mufjfe 20 gemäß Fig.4 auf ihrer Innenfläche eine zusätzliche Schulter 20a aufweisen, die mit einer Schulter 22a an den Klemmstücken zusammenwirkt. Die Schulter 22a ist gegenüber der Auflagefläche 22b zwischen Klemmring 22 und Dichtring 21 in axialer

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Richtung nach außen versetzt, um eine ausreichend lange Gleitfläche und Dichtfläche für den Dichtring 21 zu gewährleisten. In dem gezeigten B_eispiel nach Fig.4 ist das Material der Zv/i«- schenabschnitte mit 23 bezeichnet, welches elastische Material sich in Umfangsrichtung erstreckende Bohrungen 24 der Klemmstücke aufweist, um eine mechanische Verbindung zwischen den Klemmstücken und den Zwischenabschnit^zu erhalten.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig.^ ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Dichtelementes gezeigt, welches der unter dem Warenzeichen "Tyton" bekannten Dichtung entspricht. Bei dieser Dichtung weist die Muffe 25 eine Umfangsrippe 27 auf, über welche eine Kralle 28 des Dichtringes greift, der jenseits der Rippe einen Weichgummipfropfen 26 aufweist, welcher die Dichtung gewährleistet. Der Hals des Dichtringes weist eine ausreichend axiale Beweglichkeit gegenüber der umfangsrippe 27 auf. Die Kralle 28 liegt im dargestellten Beispiel unmittelbar an der fc Auflagefläche des Klemmringes 29 auf, der aus Klemmstücken und diese verbindende Zwischenabschnitte 30 besteht.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen wird das Dichtelement durch den Innendruck in der in Betrieb befindlichen Rohrleitung in axialer Richtung zum äußeren Ende der Muffe hin verschoben oder verformt, welche Verschiebungs- oder Verformungskraft sich auf den Klemmring überträgt. Dieser wirkt dabei mit der sich verjüngenden Innenfläche am äußeren Ende der Muffe zusammen.

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Bei dem Aüsführungsbeispiel nach Fig.6 und 7 ist erkennbar, daß in den in Umfangsrichtung weisenden Flächen der Klemmstücke 31 Ausnehmungen 33 vorgesehen sind, in welche das elastische Material 34 der Zwisehenabschnitte eingreift. Im gezeigten Beispiel weisen die Klemmstücke auch eine äußere Umfangsnut 32 auf, welche ebenfalls mit dem elastischen Material der Zwisehenabschnitte gefüllt ist, so daß das elastische Material der Zwisehenabschnitte einen geschlossenen, alle Klemmstücke umgebenden Ring bildet.Die Klemmstücke lassen sich leicht individuell bewegen, was nicht nur das Einlegen des Klemmringes in die Muffe erleichtert, sondern auch ein zuverlässiges, gleichmäßiges Angreifen der Klemmstücke an dem unregelmäßigen Umfang eines eingeschobenen Rohres gewährleistet. Durch die Kippmöglichkeit der Klemmstüeke erhöht sich die Klemmkraft.

Durch die in axialer Richtung langgestreckte Form der Klemmstükke zusammen mit der relativ großen gezahnten Anlagefläche wird gewährleistet, daß selbst bei relativ weichem Material für die Rohre, wie dies bei Kunststoffrohren der Fall ist, eine Kerbwirkung im schädlichen Ausmaße nicht auftreten kann.

Ansprüche

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Claims

- 12 Ansprüche

Schubsicherung bei Muffenverbindungen von Rohren, insbesondere Druckrohren, mit einem Dichtring zum Abdichten des Spaltes zwischen Muffe und Rohrende, bei der sieh die Innenfläche der Muffe zum Muffenende hin unter vorbestimmter Neigung etwa konisch verengt und zur Aufnahme eines Klemmringes dient, dadurch gekennzeichnet , daß der Klemmring aus einer Mehr-. zahl von Klemmstücken (8) besteht, welche durch Zwischenabschnitte (15) aus einem elastischen Material nachgiebig in vorbestimmten gegenseitigen Umfangsabständen und in vorbestimmter gegen-, seitiger Stellung gehalten sind,

2, Schubsieherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Klemmstücke (8) und ZwIs ehenab schnitte (15) fest miteinander verbunden sind.

^ 3. Schubsieherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Klemmstüeke (8) eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut (12) oder Bohrung aufweisen und das Material der Zwischenabsehnitte (34, 35) wenigstens teilweise in diese Nuten oder Bohrungen hineinragt,

4. S chub si ehe rung nach Anspruch 3, dadir oh gekennzeichnet , daß in die Umfangsnut oder Bohrung (12) eine endlose Schraubenfeder (16) oder dgl, elastisches Spannglied eingelegt ist.

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5. Schubsieherung nach Anspruch 4» dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die radial nach innen gerichtete Vorspannkraft des Spanngliedes (16) so gewählt ist, daß der Klemmring (8, 15) vor dem Einbau unter elastischer Verformung des Materials der Zwischenabschnitte (15) auf einen lichten Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Hohres (1) gehalten ist.

6. Schubsicherung nach Anspruch 1-5» dadurch g e k oe η η - ζ e i c h η e t , daß Jedes Klemmstück eine gegenüber seiner radialen Dicke merklich größere axiale Ausdehnung aufweist, sowie eine ballige äußere Umfangsflache (11), eine gezahnte innere Umfangsflache (TO) und eine breitere, teilringförmige und glatte, in axiale Richtung weisende Anlagefläche (9) für die Anlage des Dichtringes (?)·

7· Schubsieherung nach Anspruch 6, dadurch ge ke η η ζ e i ch η et , daß das Material der Zwischenabschnitte (15) vornehmlich in den an die glatte Stirnfläche (9) der Klemmstücke (8) angrenzenden Bereiche der in Umfangsrichtung weisenden Flächen (13) angeordnet ist.

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L e e r s e i t e