DE3141032A1

DE3141032A1 - Rohrkupplung

Info

Publication number: DE3141032A1
Application number: DE19813141032
Authority: DE
Inventors: John James Finham Coventry Kelly; Jeremy Wellesbourne Warwicks Richard
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1980-10-16
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1982-06-03
Also published as: FR2492499A1; IT1171587B; NL187989B; IT8149481A1; FR2492499B1; AU7626581A; NL187989C; NL8104715A; IT8149481A0; DE3141032C2; US4457541A; AU543545B2

Description

LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Birmingham, Großbritannien

Rohrkupplung

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung, insbesondere eine Rohrkupplung, bei der die Ankupplung durch die gegenseitige Befestigung zweier Flansche mit Hilfe einer Mehrzahl von Bolzen, Schrauben o.a. (im folgenden einfach als "Bolzen" bezeichnet) geschieht.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rohrkupplung oder einen Teil davon anzugeben, der so gestaltet ist, daß sie leicht gehandhabt werden kann und die Gefahr einer unkorrekten Montage der Kupplung minimal gehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Rohrkupplung gelöst, die sich gemäß der Erfindung kennzeichnet durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1. Eine solche Rohrkupplung kann auch unter beengten Verhältnissen ohne die Gefahr, daß sich das Stützelement, der Klemmring und/oder die Bolzen versehentlich lösen, gehandhabt und ausgerichtet werden.

Vorzugsweise werden beide Halteeinrichtungen durch ein ringförmiges Halteelement verwirklicht, das einen Teil der Außenfläche des Dichtungsstützelementes überdeckt.

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Durch dieses Halteelement führen eine Mehrzahl von Bohrungen, die im wesentlichen fluchtend mit den Bohrungen durch das Flanschelement angeordnet sind. Die Bolzen werden durch die Bohrungen im Halteelement geführt, wo-. bei die Bolzen und das Halteelement sich durch ihre gegenseitige Verbindung in ihrer Lage fixieren und das Dichtungsstützelement und der Klemmring in ihrer Lage durch den gegenseitigen Eingriff des Halteelementes und des Dichtungsstützelementes gehalten werden.

Vorzugsweise ist die Verbindung der Bolzen mit den Bohrungen im Halteelement als Preß-Sitz oder Preßpassung ausgebildet.

Ist die Rohrkupplung so ausgebildet, daß ein Stützring als Extrusionsschutz zwischen einer Dichtung und dem -. Dichtungsstützelement angeordnet werden muß, dann werden Stützring und Dichtungsstützelement vorzugsweise so relativ zueinander geformt, daß der Stützring mit dem Dichtungsstützelement in Eingriff ist und von ihm gehalten wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, daß der Stützring.so geformt ist, daß er in das Dichtungsstützelement einschnappt.

Der Klemmring ist vorzugsweise als in Axialrichtung geteilte Buchse ausgebildet, deren Innenfläche gezahnt sein kann und dadurch in die Oberfläche des Rohres einschneidet. Die Buchse ist vorzugsweise mit einer konischen Außenfläche in Form eines Kegelstumpfes versehen, die mit der Innenoberfläche des Flanschelementes, die ebenso konisch ausgebildet sein kann, in Eingriff ist.

Besonders vorteilhaft ist eine Abschrägung der Außenoberfläche des Dichtungsstützelementes und eine hinterschnittene Abschrägung der Innenoberfläche des Halteelementes, wodurch das Halteelement das Dichtungsstützelement

überdeckt und in seiner Lage hält.

Die Erfindung wird im weiteren anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein T-Stück

mit drei identischen Kupplungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 in einer teilweise weggebrochenen Darstellung einen axialen Teilschnitt durch einen Teil einer geraden Rohrverbindung gemäß einer anderen

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 verweisen die Pfeile 1 auf drei Kupplungen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei jede Kupplung 1 zur Verbindung jeweils eines Rohres 3 mit einem T-förmigen Mittelstück 5 dient. Die Rohre sind untereinander verbunden durch einen T-förmigen Kanal 6 im Mittelstück 5. Jede Rohrkupplung 1 enthält ein ringförmiges Flanschelement 7 aus Stahl, dessen innere Berandungsfläche 8 aus einem konischen Teil in Form eines Kegelstumpfes und einem zylindrischen Bereich zusammengesetzt ist, der sich an den Stumpf des ersteren anschließt. Eine Mehrzahl (acht in dieser Ausführungsform) von Bohrungen 9 führen durch das ringförmige Flanschelement 7. Die Bohrungen 9 verlaufen parallel zu der Längsachse des ringförmigen Flanschelementes 7. Innerhalb des Flanschelementes 7 ist ein Klemmring 10 angeordnet, der in Längsrichtung geteilt ist (hier nicht gezeigt) und mit seiner Innenfläche 11 das zu befestigende Rohr 3 fixiert. Die äußere Umfangfläche 12 des Klemmringes 10 ist konisch ausgebildet mit demselben Winkel wie der konische Teil der inneren Berandungsfläche 8 des ringförmigen Flanschelementes 7. Die Länge des Klemmringes 10 in axialer Richtung ist geringer als die des konischen Teiles der Fläche 8. Die Kupplung 1 enthält weiterhin ein ringförmiges Dichtungsstützelement 13 mit L-förmiger Quer-

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schnittsform wie in Fig. 1 gezeigt. Ein Schenkel 13a des Elementes 13 erstreckt sich relativ zum Flanschelement 7 radial nach außen und berührt eine Stirnfläche dieses Elementes. Die äußere ümfangsflache des Schenkels 13a ist in einem Winkel von 45 zur Axialrichtung der Kupplung abgeschrägt. Der andere Schenkel 13b des Elementes 13 verläuft in Axialrichtung der Kupplung. Sein Innendurchmesser ist größer als der Außendurchmesser des Rohres 3. Wie in Fig. 1 gezeigt, überdeckt das Dichtungsstützelement 13 den Klemmring 10 in radialer Richtung der Kupplung. Auf diese Weise hindert in zusammengesetztem Zustand das Stützelement 13 den Klemmring 10 daran, sich durch gemäß Fig. 1 axiale Bewegung nach links von der Verbindung mit dem Flanschelement 7 zu lösen. Da sich die konischen Teile des Klemmringes 10 und des Flanschelementes 7 mit zunehmender Entfernung vom Stützelement 13 verjüngen, kann sich der Klemmring 10 auch nicht durch gemäß Fig. 1 axiale Bewegung nach rechts von der Verbindung mit dem Flanschelement 7 lösen.

Um das Dxchtungsstützelement 13 in seiner Position zu halten, ist ein ebenes ringförmiges Halteelement 14 aus Kunststoff (z.B. Polypropylen) vorgesehen. Die innere ümfangsflache dieses Ringes 14 ist mit einer hinterschnittenen Abschrägung versehen, die mit der Abschrägung des Schenkels 13a des Dichtungsstützelementes 13 zusammenpaßt. Durch das Element 14 führen eine Mehrzahl von Bohrungen 15, die in einer Flucht mit den Bohrungen 9 liegen, aber einen geringeren Durchmesser besitzen. Durch jede Bohrung 9 und die ihr zurgeordnete fluchtende Bohrung wird der mit einem Gewinde versehene Schaft eines Bolzens 16 geführt. Der Kopf 17 jedes Bolzens 16 liegt jeweils in einer Vertiefung 18 in derjenigen axialen Endoberfläche des Flanschelementes 7, die der Stirnfläche gegenüber-

liegt, an die sich das Stützelement 13 anlegt. Der Durchmesser jeder Bohrung 15 ist geringfügig kleiner als der des Schaftes des zugehörigen Bolzens 16, so daß der Schaft durch die zugehörige Bohrung 15 gezwungen werden muß. Ist er jedoch einmal durch die Bohrung 15 gezwungen, dann kann sich Bolzen 16 nicht von selber aus seiner Lage lösen, so daß also Bolzen 16 in seiner Position durch den Ring 14 gehalten wird. Darüber hinaus wird der Ring 14 in seiner Verbindung mit dem Flanschelement 7 durch die Abstützung der Köpfe 17 der Bolzen 16 an dem Flanschelement 7 gehalten. Dadurch wird das Dichtungsstützelement 13 fixiert.

Die Kupplung 1 enthält ferner einen Stützring 19, der sich gegen die dem Klemmring 10 gegenüberliegende Stirnfläche des Schenkels 13b abstützt. Der Stützring 19 wird durch das Stützelement 13 über eine angeformte Buchse 20 fixiert, die sich durch den Schenkel 13b erstreckt und mit ihrem aufgeweiteten Ende 21 in eine entsprechende Vertiefung der Stirnfläche des Dichtungsstützelementes 13, die am Klemmring 10 liegt, einschnappt.

Aus den obigen Ausführungen ist es ersichtlich, daß das Stützelement 13 den Klemmring 10 und den Stützring 19 in ihrer Lage fixiert und daß das Stützelement 13 selbst in seiner Lage durch den Haltering 14 gehalten wird, der mit dem Bolzen 16 in Eingriff steht.

Der Kanal 6 im Mittelstück 5 besitzt Absätze zur Aufnahme des Rohres 3 und des Stützringes 19 zusammen mit dem Schenkel 13b des Stützelementes 13 und einer elastomeren 0-Ring-Dichtung 22.

Bei der Montage der Kupplung 1 wird diese über das Ende des Rohres 3 geschoben bevor letzteres in das Mittelstück 5 eingesetzt wird. Danach wird die elastomere O-Ring-Dich-

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tung 22 über das Rohr 3 geschoben und das Rohr 3 in das Mittelstück eingesetzt bis es gegen den Absatz 23 stößt. Danach wird der O-Ring 22 gegen einen Absatz 24 im Durchgang 6 geschoben und die Kupplung 1 auf dem Rohr 3 entlangbewegt und ausgerichtet, so daß die Bolzen 16 in einer Flucht mit den zugehörigen/ mit einem Innengewinde versehenen Bohrungen 25 im Mittelstück 5 zu liegen kommen. Durch Anziehen der Bolzen 16 wird das Flanschelement 7 an das Mittelstück 5 gedrückt. Während des Anziehens bewegt sich das Flanschelement 7 relativ zum Klemmring 10, wodurch dieser, was durch seine Längsteilung ermöglicht wird, zusammengedrückt wird und dadurch das Rohr 3 fest umschließt. Der Schenkel 13a des Stützelementes 13 wird fest zwischen dem Mittelstück 5 und dem Flanschelement 7 eingespannt und die Dichtung 22 erhält eine korrekte Lage dm Kanal 6 und in Verbindung zum Stützring 19.

In einer anderen Ausführungsform wurde der Stützring 19 weggelassen, so daß die Kupplung nur aus_: dem Flanschelement-7, dem Klemmring 10, dem Stützelement 13, den Bolzen 16 und dem Haltering 14 besteht.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Stützring 19, anstatt mit dem Stützelement 13 in Eingriff zu sein, als integriertes Teil dieses Stützelementes ,ausgebildet.

Die in Fig. 2 teilweise dargestellte gerade Rohrverbindung enthält zwei in Längsrichtung gegenüberliegende Rohrkupplungen 101 (nur eine ist in Fig. 2 dargestellt), die ähnlich wie die Rohrkupplungen 1 ausgebildet sind. Den entsprachenden Teilen werden die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, jedoch beginnend mit 101. In dieser Ausführungsform jedoch wird ein gemeinsames Halteelement wie der Haltering 14 in Fig. 1 ersetzt durch getrennte Halteelemente für Bolzen 116 und Dichtungsstützelement 113.In dieser

Ausführungsform besitzt Schenkel 113a des Elementes 113 am Umfang eine Ringnut 126. Ein Haltering 127 sitzt in einer Vertiefung 128 im Flanschelement 107. Der Haltering 127 besitzt eine angeformte nach innen gerichtete schräge Lippe 129, die elastisch verformbar ist. Diese Lippe greift in die Ringnut 126 ein," um das Stützelement 113 in seiner Lage zu halten. Bei der Montage wird der Ring 127 in die Vertiefung 128 eingelegt, bevor das Stützelement 113 montiert wird. Danach wird das Stützelement 113 in das Flanschelement 107 gedrückt, bis die Lippe 129 in die Ringnut 126 einschnappt. Dadurch wird ein Lösen des Stützelementes 113 und des Klemmringes 110 vom Flanschelement 107 verhindert. Jeder Bolzen 116 wird in der zügehörigen Bohrung 109 durch jeweils einen Federring 130 gehalten, der in eine Nut 131 in der Vertiefung 118 des Flanschelementes 107 nach Einführen des Bolzens 116 in die Bohrung 109 eingelegt wird. Jeder Federring 130 liegt an einem Kopf 117 des zugehörigen Bolzens 116 an und verhindert so ein Herausrutschen des Bolzens aus der Bohrung 109, erlaubt jedoch ein Verdrehen des Bolzens 116 relativ zum Flanschelement 107.

In einer weiteren Ausführungsform, die hier nicht gezeigt ist, werden die Federringe 130 durch einzelne Scheiben ersetzt, die auf den Schäften der Bolzen 116 auf der der Vertiefung 118 gegenüberliegenden Seite des Flanschelementes 107 durch einen Preß- bzw. Pass-Sitz befestigt sind. In einer weiteren Ausführungsform, die ebenso nicht gezeigt ist, werden die Federringe 130 ersetzt durch einen einzigen gemeinsamen Haltering ähnlich dem Haltering 14 mit den Bohrungen 15, jedoch ohne-die Abschrägung der inne-' ren Umfangsfläche. Dadurch werden alle Bolzen 116 durch einen einzigen gemeinsamen Haltering gehalten.

Die vorliegende Erfindung kann nicht nur, wie gezeigt, auf T-förmige und gerade Rohrverbindungen angewendet wer-

den, sondern auch auf Winkelverbindungen und auf die Verbindung eines Rohres mit einem Element wie z.B. einem Ventilkörper oder einer anderen Armatur.

Claims

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PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN

MB 35-2250 P/K/hu

LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Birmingham, Großbritannien

Rohrkupplung

PATENTANSPRÜCHE

Rohrkupplung, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Flanschelement (7) mit einem konischen Teil der Innenoberfläche (8) und einer Mehrzahl von Bohrungen (9) durch dieses Element, durch diese Bohrungen (9) hindurchführende Bolzen (16), eine Halteeinrichtung (14, 131) zur Verhinderung des Herausfallens der Bolzen (16) aus diesen Bohrungen (9),einen im Flanschelement (7) angebrachten, mit einem Rohr in Eingriff bringbaren Klemmring (10), der mit einer konischen Außenfläche (12) versehen ist, die sich an die konische Innenfläche (8) anlegt, ein ringförmiges Dichtungsstützelement (13), dessen Lage ein Herausrutschen des Klemmringes (10) aus dem Flanschelement (7) verhindert, und eine Halteein-

PATENTANWAi-T DIPU-PHYS. LUTZ H.PRÜFER ■ D-8O00 MÜNCHEN 9O · WILLROIDERSTR. 8 - TEL. (f 09) 6<IO64f)

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richtung (14, 127), um das Stützelement (13) vor dem Abfallen vom Flanschelement (7) zu bewahren.
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide !ladeeinrichtungen durch einen Haltering (14) verwirklicht sind, der einen Umfangsteil des Dichtungsstützelementes (13) überdeckt und eine Mehrzahl von Bohrungen (15) aufweist, die im wesentlichen fluchtend mit den Bohrungen (9) durch das Flanschelement (7) angeordnet sind, daß durch diese Bohrungen (15) im Haltering · (14) Bolzen (16) geführt sind, wobei Bolzen (16) und Haltering (14) in ihrer Lage durch ihre gegenseitige Verbindung fixiert werden, und daß das Dichtungsstützelement (13) und der Klemmring (10) durch die Verbindung von Haltering (14) und Dichtungsstützelement (13) in ihrer 5 Lage gehalten werden.
3. Rohrkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (16) mit den Bohrungen (15) im Haltering (14) durch einen Preß-Sitz oder eine Preßpassung verbunden sind.
4. Rohrkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsflache des Dichtungsstützelementes (13) abgeschrägt ist und die Innenoberfläche des Halteringes (14) mit einer hinterschnittenen Abschrägung versehen ist, wodurch der Haltering (14) das Stützelement (13) überdeckt und so in seiner Lage hält.
5. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Stützring (19) als Extrusionsschutz, wobei dieser und das Dichtungsstützelement (13) relativ zueinander so geformt sind, daß der Stützring (19) mit dem Dichtungsstützelement (13) in Eingriff ist

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und durch dieses gehalten wird.
6. Rohrkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (19) so geformt ist, daß er in das Stützelement (13) einschnappt.
7. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung für das Dichtungsstützelement (113) aus einem Haltering (127) besteht, der in einer Vertiefung (128) des Flanschelementes (107) sitzt, und daß dieser Haltering (127) ein nach innen gerichtetes Teil (129) besitzt, das in eine Ringnut (126) des Dichtungsstützelementes (113) eingreift.
8. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung für die Bolzen (116) aus separaten Halteeinrichtungen für jeden Bolzen (116) besteht.
9. Rohrkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser separaten Halteeinrichtungen einen Federring (130) umfaßt, der in jeweils einer Nut im Flanschelement (107) sitzt und am Kopf (117) des entsprechenden Bolzens (116) angreift.