DE4027032C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung zum koaxialen Verbinden glatter Endabschnitte zweier Rohre, mit einem biegsamen, etwa C-förmig gebogenen Spannband aus Stahlblech und zwei etwa radial nach außen gerichte­ ten Spannbacken aus dickerem Stahlblech als das Spann­ band, wobei der eine Endabschnitt des Spannbands an der einen und der andere Endabschnitt an der anderen Spannbacke befestigt ist, und mit Spannschrauben, die durch je eine Gruppe miteinander fluchtender Löcher in den Endabschnitten des Spannbands und der Spannbacken hindurchgeführt sind, wobei die Spannbacken sich axial über die Breite des Spannbands erstrecken und in der Mitte ihres radial äußeren Randes jeweils eine erste Aussparung aufweisen, um einen Ausgleich von Durchmes­ ser-Unterschieden der Rohre zu ermöglichen.

Bei einer bekannten Rohrkupplung dieser Art (EP 00 57 373 A1) sind die Spannbacken als ebene Platten ausgebildet und ihre radial äußeren Ränder mit einer etwa V-förmigen Aussparung versehen. Die Endabschnitte des Spannbands sind durch sich von den Enden der Spannbänder in Umfangs­ richtung erstreckende Ausschnitte in axial auseinander­ liegende Laschen unterteilt. Die Laschen liegen einsei­ tig an den einander zugekehrten Flächen der beiden Spann­ backen an und sind mit Löchern versehen. Diese Löcher nehmen Tüllen auf, die durch Ausstülpung der Lochränder der in den Spannbacken vorgesehenen Löcher für die Durch­ führung der Spannschrauben gebildet sind. Diese Tüllen sollen eine Beschädigung der Löcher in den Laschen ver­ hindern sowie die Ausbildung eines Gewindes in den für die Durchführung der Spannschrauben vorgesehenen Löchern in den Spannbacken ermöglichen. Wenn mittels einer sol­ chen Rohrkupplung Rohre mit stark unterschiedlichen Durchmessern verbunden werden sollen, z. B. dickwandige Rohre, deren Endabschnitte zur Verbindung ineinander­ gesteckt werden, oder Rohre mit sehr großen Durchmessern, deren Enden auf Stoß verbunden werden sollen, werden die Spannbacken unter Aufbringung sehr hoher Spannkräfte in ihrer Ebene um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse gebogen, so daß die Gefahr eines Einreißens der Spann­ backen im Bereich der Spitze der V-förmigen Aussparung besteht, da diese Aussparung eine erhebliche Kerbwirkung zur Folge hat. Wenn ineinandergesteckte Endabschnitte von Abgasrohren verbunden werden sollen, bei denen man auf eine Dichtungsmuffe zwischen der Rohrkupplung und den Rohren verzichten kann, legt sich das Spannband nicht vollständig auf der Umfangsfläche des Rohres mit dem kleineren Durchmesser an, weil die Spannbacken im Bereich des Rohres mit dem kleineren Durchmesser durch­ gehend schräg zur Rohrlängsachse verlaufen und das Spann­ band im wesentlichen nur mit der einen Umfangskante gegen die Umfangsfläche des Rohres mit dem kleineren Durchmesser drückt. Hierbei übt das Spannband nur eine verhältnismäßig geringe Klemmkraft auf das Rohr mit dem kleineren Durchmesser aus. Eine solche Rohrkupplung könnte die Verbindung daher bei Ausübung höherer Axial­ zugkräfte auf die Rohre nicht aufrechterhalten. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß die Löcher in den End­ abschnitten des verhältnismäßig dünnen Spannbands aus­ reißen, wenn höhere Spannkräfte ausgeübt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupp­ lung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die es gestat­ tet, höhere Spannkräfte auszuüben, und die höheren auf die Rohre ausgeübten Axialzugkräfte standhält, ohne daß die Spannbacken im Biegebereich einreißen und die Löcher in den Endabschnitten des Spannbands ausreißen.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Spannbacken U-förmig gebogen sind, wobei ihre Schenkel etwa radial nach außen ragen, daß der eine Endabschnitt des Spannbands um den einen Schenkel der einen Spannbacke und der andere Endabschnitt des Spann­ bands um den einen Schenkel der anderen Spannbacke herum­ gebogen ist, wobei die von den Endabschnitten umgebenen Schenkel einander benachbart und die Endabschnitte des Spannbands jeweils zwischen den Schenkeln der Spannbacken eingeklemmt sind, daß die erste Aussparung bei jeder Spannbacke in den radial äußeren Rändern beider Schenkel ausgebildet ist, und daß die Spannbacken in der Mitte ihrer radial inneren Biegung ein eine zweite Aussparung bildendes Loch aufweisen, wobei die erste und zweite Aussparung bei der Spannbacke durch einen sich axial erstreckenden Steg getrennt sind. Bei dieser Ausbildung halten die Spannbacken sehr hohen Spannkräften stand, da sie auf Grund ihrer Zusammenfaltung jeweils doppelt so dick wie das Stahlblech sind, aus dem sie bestehen. Man kommt ohne in die Löcher des Spannbands eingreifende Tüllen aus. Dennoch ist das Material der Spannbacken hinreichend dick, um gewünschtenfalls Gewinde in die Löcher der einen Spannbacke zu schneiden. Da auch jeder Endabschnitt des Spannbands für jede Spannschraube zwei koaxiale Durchführungslöcher aufweist und zudem zwischen den Schenkeln einer der Spannbacken eingeklemmt ist, ist die Gefahr eines Ausreißens der Durchführungslöcher in hohem Maße beseitigt, insbesondere dann, wenn die Rohrkupplung sich so weit spannen läßt, daß die einander zugekehrten Flächen der Endabschnitte des Spannbands durch die Spannbacken gegeneinandergedrückt werden, so daß eine zusätzliche Klemmkraft auf die Endabschnitte des Spannbands ausgeübt wird. Die Aussparungen in beiden Längsrändern der Spannbacken und der zwischen ihnen liegende langgestreckte Steg haben den Vorteil, daß der Steg wie ein Biegegelenk wirkt, aber dennoch keiner Kerbwirkung unterliegt. Die Spannbacken nehmen ferner in der zweiten Aussparung ungehindert eine durch unter­ schiedliche Rohrdurchmesser gebildete Stufe auf und können das Spannband axial außerhalb der zweiten Ausspa­ rung weitgehend achsparallel und großflächig an die Rohre oder eine gegebenenfalls zwischengeschaltete Gummi­ muffe drücken, so daß sich ein besserer Reibschluß zwi­ schen dem Spannband einerseits und den Rohren oder der Gummimuffe andererseits ergibt.

Es ist zwar an sich bekannt (DE-PS 8 10 088), die Spann­ backen U-förmig zu biegen, so daß ihre Schenkel radial nach außen ragen, und den einen Endabschnitt des Spann­ bands um den einen Schenkel der einen Spannbacke und den anderen Endabschnitt des Spannbands um den einen Schenkel der anderen Spannbacke herumbiegen, so daß die von den Endabschnitten umgebenen Schenkel einander benachbart und die Endabschnitte des Spannbands jeweils zwischen den Schenkeln der Spannbacken eingeklemmt sind. Hierbei handelt es sich jedoch um eine Rohrkupp­ lung, sondern um eine schmale Schlauchbefestigungsschelle mit nur einer Spannschraube. Dort tritt mithin beim Spannen nicht das Problem einer Verbiegung der Spann­ backen um eine zu ihrer Ebene senkrechte Achse auf Grund unterschiedlicher Durchmesser von zu verbindenden Rohren auf, da solche Schlauchschellen grundsätzlich nicht zum Verbinden von Rohren geeignet sind.

Die Endabschnitte des Spannbands sollten quer zum Spann­ band (axial) durchgehend ausgebildet sein. Im Gegensatz zu einer Auftrennung der Endabschnitte des Spannbands durch sich in Umfangsrichtung des Spannbands erstreckende Einschnitte in den Endabschnitten des Spannbands hat eine quer zum Spannband bzw. axial durchgehende Ausbil­ dung der Endabschnitte des Spannbands den Vorteil, daß die Gefahr eines Abreißens von Laschen, wie sie sich bei der Ausbildung von Einschnitten in Umfangsrichtung von den Enden des Spannbands her ergeben, ebenso wie die Gefahr des Einreißens des Spannbands in Umfangsrich­ tung zwischen den Laschen bei Ausübung höherer Spann­ kräfte vermieden ist.

Ferner kann dafür gesorgt sein, daß die Stege bei jeder Spannbacke in Umfangsrichtung gewölbt sind, so daß die konkaven Seiten der Wölbungen auf seiten der einen Spann­ backe denen auf seiten der anderen Spannbacke zugekehrt sind. Auf diese Weise gewölbte Stege haben den Vorteil, daß sich die Stege etwas in Querrichtung des Spannbands bzw. in Axialrichtung der Rohre strecken können, so daß sich das Spannband, nachdem es um den Endabschnitt eines Rohres mit größerem Durchmesser festgezogen wurde, auch im Bereich des kleineren Rohres leichter unter großflächiger Anlage an den Rohren festziehen läßt, so daß beide Rohre fest durch das Spannband eingespannt sind.

Die die Stege und die Ausssparungen überdeckenden Berei­ che der Endabschnitte des Spannbands können ebenso wie die Stege gewölbt sein, um eine leichtere Anpassung des Spannbands an den Umfang von Rohren mit unterschied­ lichem Durchmesser außerhalb der Übergangsstufe vom Umfang des einen Rohres zum Umfang des anderen Rohres zu ermöglichen.

So dann ist es günstig, wenn die radial inneren Biegungen der Spannbacken beiderseits der zweiten Aussparung wenig­ stens ein weiteres Loch aufweisen. Dadurch ergibt sich eine Querschnittsverringerung im Bereich der Biegungen der Spannbacken, so daß sie sich leichter in die U-Form biegen lassen. Darüber hinaus haben diese Löcher den Vorteil, daß sie eine höhere Flächenpressung zwischen den Biegungen und dem Spannband und damit eine noch festere Anlage des Spannbands am Umfang der Rohre bzw. einer gegebenenfalls zwischen dem Spannband und den Rohren angeordneten Gummimuffe gewährleisten.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend an Hand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbei­ spiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Spannbereichs einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung,

Fig. 2 den Axialschnitt II-II nach Fig. 1 beim Zusammen­ kuppeln zweier ineinandergesteckter Rohre,

Fig. 3 eine Spannbacke der Rohrkupplung nach Fig. 1 vor dem Umbiegen in die U-Form,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Spannbereich der erfin­ dungsgemäßen Rohrkupplung nach Fig. 2 und

Fig. 5 eine geringfügig abgewandelte erfindungsgemäße Rohrkupplung für zwei auf Stoß zu verbindende Rohre in der gleichen Ansicht wie die nach Fig. 2.

Die Rohrkupplung nach den Fig. 1 bis 4 dient zum koaxia­ len Verbinden ineinandergesteckter glatter Endabschnitte zweier Rohre 1 und 2, die ein Abgasrohr bilden. Die Rohrkupplung besteht aus einem etwa C-förmig gebogenen Spannband aus Stahlblech, zwei U-förmig gebogenen Spann­ backen 4 und 5 aus dickerem Stahlblech als das Spann­ band 3 sowie zwei nur schematisch durch unterbrochene Linien dargestellten Spannschrauben 6 und 7, die jeweils einen Mehrkantkopf aufweisen.

Das Spannband 3 hat zwei gleiche Endabschnitte 8 und 9, von denen jeder Endabschnitt 8, 9 vier Durchgangslöcher 10 aufweist, die paarweise miteinander fluchten. Der eine Endabschnitt 8 ist um den einen Schenkel 11 der beiden Schenkel 11, 12 der einen Spannbacke 4 und der andere Endabschnitt 9 um den einen Schenkel 13 der beiden Schenkel 13, 14 der anderen Spannbacke 5 herumgebogen. Die von den Endabschnitten 8, 9 umgebenen Schenkel 11, 13 sind einander benachbart. Die Endabschnitte 8, 9 sind jeweils zwischen den Schenkeln 11, 12 bzw. 13, 14 der etwa radial nach außen gerichteten Spannbacken 4, 5 eingeklemmt und - bis auf die Löcher 10 - quer zum Spannband 3 (axial) durchgehend ausgebildet.

Die Spannbacken 4 und 5 sind aus einem ebenen Stahlblech, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, U-förmig gebogen und erstrecken sich axial über die Breite des Spannbands 3. In der Mitte ihres radial äußeren Randes haben sie jeweils eine erste Aussparung 15 bzw. 16 in den äußeren Rändern beider Schenkel 11, 12 bzw. 13, 14. In der Mitte ihrer radial inneren Biegung bzw. ihres radial inneren Randes haben sie jeweils eine zweite Aussparung 17 bzw. 18. Die zweiten Aussparungen 17 und 18 bilden jeweils ein mittleres Loch, das vor dem Umbiegen der Spannbacke um die mittlere Längsachse 19 vier abgerundete Ecken aufweist, wie es für die zweite Aussparung 17 der einen Spannbacke 4 in Fig. 3 dargestellt ist. Bei jeder Spann­ backe 4 bzw. 5 ist die erste Aussparung 15 bzw. 16 von der zweiten Aussparung 17 bzw. 18 durch einen sich axial erstreckenden Steg 20 bzw. 21 getrennt, wobei jeder Steg 20 bzw. 21 jeweils durch zueinander deckungsgleiche Stege 20a, 20b bzw. 21a, 21b gebildet ist.

Die Spannbacken 4, 5 haben ferner vier paarweise mitein­ ander fluchtende Löcher 22 bzw. 23, wobei die Löcher 23 mit Gewinde für den Eingriff der Spannschrauben 6 und 7 versehen sind. An Stelle der Gewindelöcher 23 kön­ nen gewindefreie Löcher vorgesehen sein, wenn zum Spannen der Spannschrauben 6, 7 Spannmuttern verwendet werden.

Die Stege 20 und 21 sind bei jeder Spannbacke in Umfangs­ richtung gewölbt, so daß die konkaven Seiten der Wölbun­ gen auf seiten der einen Spannbacke 4 denen auf seiten der anderen Spannbacke 5 zugekehrt sind. Die die Stege 20, 21 und die Aussparungen 15, 17 bzw. 16, 18 über­ deckenden Bereiche der Endabschnitte 8, 9 des Spannbands 3 sind ebenso wie die Stege 20, 21 gewölbt.

Ferner haben die radial inneren Biegungen bzw. Ränder der Spannbacken beiderseits der zweiten Aussparung 17 bzw. 18 wenigstens ein weiteres Loch, hier zwei Löcher 24, also insgesamt vier Löcher 24. Diese Löcher 24 sind kreisförmig, bevor die Spannbacken 4, 5 in die U-Form gebogen werden, und bilden nach dem Umbiegen in die U-Form etwa halbkreisförmige Ausnehmungen in den radial inneren Rändern oder Biegungen der Spannbacken 4, 5. Diese Ausnehmungen bzw. Löcher 24 erleichtern das Umbie­ gen des ebenen Stahlblechs nach Fig. 3 um die Längsachse 19 in die U-Form nach den Fig. 1, 2 und 4. Darüber hinaus erhöhen sie die Flächenpressung zwischen den Spannbacken 4, 5 einerseits und dem Spannband 3 andererseits in den am Spannband 3 anliegenden Bereichen der radial inneren Biegungen der Spannbacken 4, 5.

Nachdem die Rohre 1 und 2 mit ihren Endabschnitten inein­ andergesteckt worden sind und das Spannband 3 um beide Rohre 1 und 2 herumgelegt worden ist, werden die Spann­ schrauben 6 und 7 in die Löcher 10 und 23 eingeführt und festgezogen. Alternativ ist es auch möglich, nach Einführung der Spannschrauben 6 und 7 in die Löcher 10 und 23 vor dem Festziehen der Spannschrauben 6 und 7 das Rohr 1 in die Rohrkupplung einzuführen, dann das Rohr 2 in das Rohr 1 zu stecken und schließlich die Spannschrauben 6 und 7 festzuziehen. In beiden Fällen wird das Spannband 3 um das Rohr 2 enger zusammengezogen als um das Rohr 1, wie es in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist. Gegebenenfalls läßt sich das Spannband 3 um das Rohr 2 so weit zusammenziehen, daß die einander zugekehr­ ten Flächen der Endabschnitte 8 und 9 des Spannbands 3 im Bereich des Rohres 2 großflächig aneinander anlie­ gen. In jedem Fall behalten sie jedoch im Bereich des Rohres 1 einen Abstand, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Im Bereich des abgestuften Übergangs zwischen den beiden Rohren 1 und 2 wirken die Stege 20 und 21, die jeweils aus den Stegen 20a und 20b bzw. 21a und 21b bestehen, wie biegsame Gelenke, so daß die sich an die axialen Enden der Stege 20, 21 anschließenden Bereiche der Spannbacken 4, 5 das Spannband 3 achsparallel zu den Rohren 1 und 2 an diese andrücken, wobei die Wölbun­ gen der Stege 20, 21 und die Wölbungen der Endabschnitte 8, 9 des Spannbands 3 im Bereich der Stege 20, 21 sicher­ stellen, daß die Spannbacken 4, 5 in ihren axial beider­ seits der Stege 20, 21 liegenden, von den Spannschrauben 6, 7 durchsetzten Bereichen eine zueinander parallele Lage beibehalten. Auf diese Weise wird das Spannband 3 beiderseits der Durchmesser-Abstufung der Rohre 1 und 2 großflächig an die Rohre 1 und 2 gedrückt, so daß sich ein fester Reibschluß zwischen dem Spannband 3 und den Rohren 1, 2 ergibt, der eine hohe Axialzug­ belastbarkeit der Rohre 1 und 2 gewährleistet, ohne daß die Rohre 1, 2 auseinandergleiten. Gleichzeitig wird die Gefahr eines Einreißens der Aussparungen 15 und 16 vermieden, da die Stege 20, 21 im wesentlichen auf Biegung beansprucht werden, und es lassen sich sehr hohe Spannkräfte ausüben, ohne daß die Endabschnitte 8, 9 des Spannbands 3 abreißen oder im Bereich der Spann­ schrauben 6, 7 ausreißen. Die Aussparungen 17 und 18 nehmen die Abstufung der Rohre 1, 2 auf, ohne daß die Stege 20, 21 das Spannband 3 gegen die radial äußere Kante am Ende des Rohres 1 drücken und dort einer Kerb­ wirkung aussetzen. Darüber hinaus üben die beiderseits der Löcher 24 liegenden Randbereiche der Spannbacken 4, 5 eine hohe Flächenpressung auf das Spannband aus, wodurch der Reibschluß zwischen dem Spannband 3 einer­ seits und den Rohren 1, 2 andererseits noch weiter ver­ bessert wird. Darüber hinaus erleichtern die Löcher 24 das Umbiegen der Spannbacken 4, 5 aus der in Fig. 3 dargestellten ebenen Form um die Achse 19 in die U-Form.

Die Rohrkupplung nach Fig. 5 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 bis 4 lediglich dadurch, daß eine Gummimuffe 25 zwischen dem Spannband 3 und den Rohren 1, 2 angeordnet ist und die Rohre 1 und 2 auf Stoß mit ihren Enden verbunden werden sollen, jedoch geringfügig unterschiedliche Durchmesser aufweisen, z. B. auf Grund von Herstellungstoleranzen. Die Gummimuffe 25 greift hierbei mit einer radial nach innen vorstehenden und umlaufenden Rippe 26 zwischen die einander zugekehrten Stirnflächen der Rohre 1 und 2 und dient der Abdichtung des Spaltes zwischen den Rohren 1 und 2. Das Spannband 3 kann zusätzlich etwa radial nach innen vorstehende Flan­ sche 27 und 28 an seinen axialen Enden aufweisen, die sich jeweils auf den Rohren 1 und 2 abstützen, wenn die Rohrkupplung gespannt worden ist. Die Wirkungsweise ist ansonsten im wesentlichen die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4.

Eine weitere Abwandlung kann darin bestehen, daß der Spalt zwischen den einander zugekehrten Flächen der Endabschnitte 8 und 9 des Spannbands 3 durch eine an der Innenseite des Spannbands 3 (z. B. durch Punktschwei­ ßung) angeschweißte Lasche überbrückt ist.

Claims (5)

1. Rohrkupplung zum koaxialen Verbinden glatter Endab­ schnitte zweier Rohre (1, 2), mit einem biegsamen, etwa C-förmig gebogenen Spannband (3) aus Stahlblech und zwei etwa radial nach außen gerichteten Spann­ backen (4, 5) aus dickerem Stahlblech als das Spann­ band (3), wobei der eine Endabschnitt (8) des Spann­ bands (3) an der einen (4) und der andere Endabschnitt (9) an der anderen Spannbacke (5) befestigt ist, und mit Spannschrauben (6, 7), die durch je eine Gruppe miteinander fluchtender Löcher (10, 23) in den Endabschnitten (8, 9) des Spannbands (3) und der Spannbacken (4, 5) hindurchgeführt sind, wobei die Spannbacken (4, 5) sich axial über die Breite des Spannbands (3) erstrecken und in der Mitte ihres radial äußeren Randes jeweils eine erste Aussparung (15; 16) aufweisen, um einen Ausgleich von Durchmes­ ser-Unterschieden der Rohre (1, 2) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (4, 5) U-förmig gebogen sind, wobei ihre Schenkel (11, 12; 13, 14) etwa radial nach außen ragen, daß der eine Endabschnitt (8) des Spannbands (3) um den einen Schenkel (11) der einen Spannbacke (4) und der andere Endabschnitt (9) des Spannbands um den einen Schenkel (13) der anderen Spannbacke (5) herumgebogen ist, wobei die von den Endabschnitten (8, 9) umgebenen Schenkel (11, 13) einander benachbart und die Endab­ schnitte (8, 9) des Spannbands (3) jeweils zwischen den Schenkeln (11, 12; 13, 14) der Spannbacken (4, 5) eingeklemmt sind, daß die erste Aussparung (15; 16) bei jeder Spannbacke (4; 5) in den radial äußeren Rändern beider Schenkel (11, 12; 13, 14) ausgebildet ist und daß die Spannbacken (4, 5) in der Mitte ihrer radial inneren Biegung ein eine zweite Aussparung (17; 18) bildendes Loch aufweisen, wobei die erste und zweite Aussparung (15, 17; 16, 18) bei jeder Spannbacke (4; 5) durch einen sich axial erstreckenden Steg (20; 21) getrennt sind.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (8, 9) des Spannbands (3) quer zum Spannband (3) (axial) durchgehend ausgebildet sind.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stege (20, 21) bei jeder Spannbacke (4; 5) in Umfangsrichtung gewölbt sind, so daß die konkaven Seiten der Wölbungen auf seiten der einen Spannbacke (4) denen auf seiten der anderen Spann­ backe (5) zugekehrt sind.

4. Rohrkupplung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Stege (20, 21) und die Aus­ sparungen überdeckenden Bereiche der Endabschnitte (8, 9) des Spannbands (3) ebenso wie die Stege (20, 21) gewölbt sind.

5. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die radial inneren Biegun­ gen der Spannbacken (4, 5) beiderseits der zweiten Aussparung (17; 18) wenigstens ein weiteres Loch (24) aufweisen.