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Schnellkupplung für Rohre
Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung für Rohre, bei welchen der Endteil des einen der zu verbindenden Rohre zu einem kelchförmigen Mutterteil erweitert ist, wobei sein nach innen gebogener Rand einen zur Aufnahme eines elastischen Dichtungsringes bestimmten Ringraum bildet und das, den Vater. teil bildende, zylindrische Ende des zweiten der zu verbindenden Rohre in den Mutterteil einsteckbar ist, so dass sich die Dichtung am zylindrischen Ende des zweiten Rohres abstützt. dieses eine vorzugsweise kugelförmige Haube aufweist, an der ein Verriegelungsorgan, z. B. ein mit Haken versehener Verschlussring, beweglich angeordnet ist und die Haken in der Schliessstellung der Kupplung mit einem am Mutterteil angeordneten Bördelring, nach Art eines'Bajonettverschlusses, zusammenwirken.
Von solchen Schnellkupplungen wird verlangt. dass sie einer dreifachen Bedingung entsprechen, u. zw. die Dichtheit der elastischen Dichtung sichern, mit der sie versehen sind, der zeitweisen kraftschlüssigen Verbindung der Rohre und der Möglichkeit der Richtungseinstellung des einen mit Bezug auf das andere derselben.
Die bekannten Schnellkupplungen, die im allgemeinen zahlreiche bewegliche Teile enthalten, welche gelenkig angebracht und schwierig zu handhaben sind, sehen alle ein vollwandiges oder hohles, durch eine starke mechanische Kraftwirkung fest zusammengepresstes und zusammengehaltenes Drehgelenk vor.
Dabei wird die erforderliche Abdichtung ebenfalls erst durch diese mechanische Kraftwirkung gesichert.
Bei solchen Kupplungen bildet also das abdichtende Drehgelenk ein unerlässliches Element der Ver- bindungsorgane für den mechanischen Zusammenschluss. Die beiden Funktionen, nämlich das Dichthalten und das Zusammenhalten sind daher wechselseitig und gleichzeitig. Die eine kann bei diesen Kupplungen ohne die andere nicht herbeigeführt werden.
Zur gleichzeitigen Herbeiführung sowohl der Abdichtung wie des notwendigen mechanischen Zu- sammenhaltes ist bei den bekannten Kupplungen allgemein die Verwendung eines Hebels oder Bedienungs- schlüssels erforderlich, welche Hilfsmittel auf den jeweiligen Montageplatz mitgeführt werden müssen und dann dort aus Unachtsamkeit leicht verlegt werden oder überhaupt verloren gehen. Angelenkte Bedienungshebel bilden wiederum einen beträchtlichen Vorsprung und es besteht dabei die Gefahr, dass sie sich zur unrechten Zeit leicht auslösen, wenn sie im Gelände auf irgend ein Hindernis stossen und dass dann die Verbindung der Rohre auseinandergeht.
Ziel der Erfindung ist es nun, die aufgezeigten Nachteile und Mängel zu beseitigen.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss durch eine Schnellkupplung, bei welcher der Rand des Mutterteiles um nahezu 3600 nach innen abgewinkelt ist und der dadurch gebildete, zur Aufnahme des elastischen Dichtungsringes bestimmte, offene, konische Ringraum gegen das Rohrinnere zu weist und bei welcher sich am Mutterteil ein diesen umfassender zylindrischer Kragen befindet, dessen freier Rand als mit dem Verschlussring zusammenwirkender, radial nach aussen weisender Bördelring ausgebildet ist.
Die erfindungsgemässe Schnellkupplung zeigt die Besonderheit, dass bei ihr die Dichtheit der elastischen Dichtung und der mechanische Zusammenhalt der Rohrverbindung vollständig unabhängig voneinander sind. Die Dichtungwerbindung wird durch das wechselseitige Eindringen der beiden Rohre vor der Betätigung erzielt, welche ihre Kupplung verursacht. Die Dichtung unterliegt also keinerlei elastischem Druck infolge des mechanischen Zusammenhaltes.
Letzterer ergibt sich aus der konzentrisch zu den Rohren erfolgenden Drehung eines einzigen, beweglichen Organes, welches durch den Verschlussring gebildet ist. der die am Ende des zweiten Rohres festsitzende, kugelförmige Haube bedeckt, wobei der Verschlussring mit Organen versehen ist, die sich beim Drehen an dem freien, mit Ausschnitten versehenen Rand
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des zylindrischen Kragens einhaken, wodurch eine Art Bajonettverschluss verwirklicht ist. Dieser Verschluss unterscheidet sich von der Bajonettverbindung der bekannten Art dadurch, dass er keinerlei progressive Reaktion, welche von der Dichtung herrührt, ergibt und dass er keine Rampe und keine schraubenförmige Nut enthält. enthält.
Der vorerwähnte Verschlussring, der der einzige bewegliche Teil der Vorrichtung ist, die weder Achsen noch Gelenkselemente, noch einen Hebel aufweist, erhöht ihre Wirtschaftlichkeit ganz erheblich. Die Kupplung ist auch nicht mehr dem Auseinandergehen durch die zufällige Lösung dieses Hilfsmittels ausgesetzt und ihr im wesentlichen kreisförmiger Platzbedarf ist auf ein Minimum eingeschränkt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Hiebei zeigt Fig. 1 eine Ansicht von zwei miteinander zu vereinigenden Rohren, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Ansicht der beiden Rohre im vereinigten Zustande, Fig. 3 den Verschlussring ir. Vorderansicht, Fig. 4 den Verschlussring in Seitenansicht und Fig. 5 eine Teilansicht der Kupplung ir. vergrössertem Massstab im Schnitt.
Auf der Zeichnung sind die beiden miteinander zu verbindenden Rohre mit 1 und 2 bezeichnet. In Nähe des Endes la des Rohres 1 ist, z. B. durch Schweissung, ein hohler sphärischer Teil befestigt, welcher eine Haube 3 bildet, auf dem frei ein Verschlussring 4 mit zwei Warzen 5 in Hakenform, die sich diametral gegenüberliegen, angebracht ist. Hinter der Haube 3 sind Nasen 6 angeordnet, die ein völliges Abgleiten des Verschlussringes 4 von der Haube 3 verhindern.
Das Ende 2a des Rohres 2 hat Trichterform und weist einen nach dem Inneren zu gerichteten umgebogenen Rand 7 auf, wobei dieser umgebogene Rand ein Lager in Form eines konischen Ringraumes 12 bildet, welches einen selbstsperrenden Dichtungsring 8 aus Kautschuk oder einen andern geeigneten elastomeren Stoff aufnimmt. Der Dichtungsring 8 weist zwei durch einen Steg miteinander verbundene Lippen 8a und 8b auf und greift im wesentlichen nur mit seinem Stegteil in den Ringraum 12 ein, so dass seine beiden frei liegenden Lippen 8a und 8b einerseits am Innenmantel dea Mutterteiles 2a und anderseits am Vaterteil la zur dichten Anlage kommen.
Auf dem Mutterteil 2a befindet sich ein ausgeweiteter, diesen umfassender, zylindrischer Kragen 9, dessen freier Rand als ein mit dem Verschlussring 4 zusammenwirkender, radial nach aussen weisender Bördelring 10 ausgebildet ist (Fig. 1 und 2). Der Bördelring 10 kann aber auch, wie in Fig. 5 dargestellt ist, nach aussen umgelegt sein.
Im Bördelring 10 sind Ausschnitte 11 angeordnet, deren Breite derjenigen der Warzen 5 entspricht.
Der Zusammenbau der Rohre 1 und 2 erfolgt in folgender Weise : Der Monteur schiebt das Ende la des Rohres 1 in die durch den Rand 7 des Mutterteiles 2a begrenzte Öffnung und in den Dichtungsring 8, der in dem durch den zurückgebogenen Rand gebildeten Lager eingelassen ist. Unter der Wirkung des Schubes weitet sich die innere Lippe 8a des Dichtungsringes 8 elastisch aus und umfasst das Rohrende la mit einem leichten Druck. Dadurch kommt eine automatische Vorabdichtung mit einem nur geringen Druck, oder auch ohne einem solchen zustande und dies unabhängig davon, ob die in den Röhren befindliche Flüssigkeit unter Druck steht oder nicht. Die Reibung von Metall auf Gummi bewirkt jedoch, dass der Dichtungsring 8 bis gegen den Boden des Randes 7 geschoben wird.
Die äussere konische Lippe 8b drückt dann gegen die in derselben Richtung verlaufende Wand des Randes 7. Die besagte äussere Lippe 8b und der massive Stegteil des Dichtungsringes 8 verhalten sich daher wie ein klassisches konisches Ventil auf seinem Sitz, welches eine Vorabdichtung der Wände bei Wasserdruck oder einer andern Flüssigkeit unter geringem Druck oder auch ohne Druck gewährleistet.
Es ist zu bemerken, dass nach der Vereinigung nur ein sehr geringes Spiel (Fig. 5) zwischen dem Ende des Rohres 1 und dem umgebogenen Rand 7 vorhanden ist, was die Bruchgefahr der Lippe 8a des Dichtungsringes 8 ausschliesst und was davon entbindet, denselben mit einer dicken Verstärkung zu versehen, die bei der Mehrzahl der autoklaven Dichtungen bekannter Art erforderlich ist.
Wenn die Rohre in der beschriebenen Weise ineinandergesteckt sind, ergreift der Monteur, dessen beide Hände frei sind, den Verschlussring 4, und nachdem er die Haube 3 damit bedeckt hat, dreht er ihn um dieselbe, bis die Warzen 5 mit den Ausschnitten 11 zusammentreffen und in diese eingreifen. Er setzt die Drehung des Verschlussringes 4 fort, bis die Warzen 5, die frei um den Bördelring 10 herumgleiten, gegen einen nicht dargestellten Vorsprung stossen, der auf dem genannten Bördelring vorgesehen ist.
Durch diese Drehung um ungefähr 1800 entfernen sich die Warzen 5 genügend von den Ausschnitten 11, um in Verbindung mit dem Bördelring 10 einen Bajonett-Ineinandergriff ohne Rampe und ohne schraubenförmige Nut von einer praktisch absoluten Sicherheit zu verwirklichen, wobei die Bedienung leicht ist und selbst im Falle von Rohren mit einem grossen Durchmesser keinen Schlüssel erfordert.
Bei einer so ausgeführten Verbindung ist es verständlich, dass, da der innere Durchmesser des Ver-
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schlussringes 4 unter dem grössten Durchmesser der Haube 3 liegt, das Rohr 1, welches daran festsitzt, nicht anders von dem Rohr 2 getrennt werden kann, welches an des Bördelring 10 festsitzt, als durch eine Drehung des Verschlussringes 4 im entgegengesetzten Sinne, dessen Warzen 5, wenn sie den Ausschnitten 11 wieder gegenüberliegen, die Auseinandernahme der Verbindung gestatten.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung weist der Mutterteil 2a und die mit dem Vaterteil la fest verbundene Haube 3 in der Schliessstellung der Kupplung einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt M auf, so dass bei einer Verschwenkung der beiden Rohrenden gegeneinander, die Haube 3 in den vom Mutterteil 2a und dem Kragen 9 gebildeten Hohlraum 13 einschwenkbar ist, wobei der Verschlussring 4 an der Haube 3 frei gleitet.
Die extremen Ablenkungen der Rohre, d. h. das eine mit Bezug auf das andere nach Herstellung der Verbindung, sind in Fig. 5 der Zeichnung in gestrichelten Linien dargestellt. Die verschiedenen möglichen Einstellungen zwischen diesen äussersten Lagen der Rohre (4 cri), die ihnen durch die Anforderungen des Betriebes oder die mehr oder weniger kurvenreiche Wegstrecke der Rohrleitung auferlegt werden können, werden erhalten, indem man die Haube 3 in dem durch die Warzen 5 in wirksamer Stellung gehaltenen Verschlussring 4 bewegt.
Wenn das Rohrsystem unter Druck von Wasser oder einer andern Flüssigkeit gesetzt wird, besteht einerseits die Tendenz, dass das Rohr 2 und der Dichtungsring 8 zurückgedrängt werden. Dabei wird die äussere Lippe 8b ausgedehnt und stark an die Wand des Randes 7 gepresst, wodurch zur bereits bestehenden Abdichtung durch die innere Lippe 8a zusätzlich beigetragen wird. Die Verbindung ist daher unter Druck, als auch im drucklosen Zustande dicht. Anderseits wird auch das Rohr 1 und dessen Haube 3 zurückgestossen. Dabei nimmt die Haube 3 den Verschlussring 4 mit, so dass ein noch vorhandenes Spiel zwischen dem Verschlussring 4 und dem Bördelring 10 sogleich aufgehoben wird und die beiden Ringe 4 und 10 stark gegeneinanderpressen.
Die Beweglichkeit der Rohre 1 und 2 bleibt aber trotzdem erhalten, zwar weniger frei als im losen Zustande, aber noch immer leicht genug, da die Reibung zwischen der Haube 3 und dem Verschlussring 4, Metall auf Metall, in tangentialen Linien erfolgt. Die Kontaktstellen können auch geschmiert werden, was bei den bekannten Kupplungen unmöglich ist.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel soll keine Beschränkung der Erfindung darstellen. Im Rahmen der Erfindung sind auch weitere erwünschte Ausführungen möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schnellkupplung für Rohre, bei welcher der Endteil des einen der zu verbindenden Rohre zu einem kelchförmigen Mutterteil erweitert ist, wobei sein nach innen gebogener Rand einen zur Aufnahme eines elastischenDichtungsringesbestimmtenRingraumbildetunddas, denVaterteilbildende, zylindrischeEnde des zweiten der zu verbindenden Rohre in den Mutterteil einsteckbar ist, so dass sich die Dichtung am zylindrischen Ende des zweiten Rohres abstützt, dieses eine vorzugsweise kugelförmige Haube aufweist, an der ein Verriegelungsorgan, z.
B. ein mit Haken versehener Verschlussring, beweglich angeordnet ist und die Haken in der Schliessstellung der Kupplung mit einem am Mutterteil angeordneten Bördelring, nach Art eines Bajonettverschlusses, zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (7) des Mutterteiles (2a) um nahezu 3600 nach innen abgewinkelt und der dadurch gebildete, zur Aufnahme des elastischen Dichtungsringes (8) bestimmte offene konische Ringraum (12) gegen das Rohrinnere zu weist und dass sich am Mutterteil (2a) ein diesen umfassender zylindrischer Kragen (9) befindet, dessen freier Rand als mit dem Verschlussring (4) zusammenwirkender radial nach aussen weisender Bördelring (10) ausgebildet ist.