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Schlauchkupplung
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der Spülmittels Anwendung finden.
Es werden hiebei üblicherweise Schläuche aus Gummi oder Kunststoff angewendet, die eine zwischen einer äusseren und einer inneren Gummi- bzw. Kunststoffschichte eingebettete Drahtbewehrung ent- halten.
Zum Anschliessen der Schläuche an Pumpen, Druckleitungen, Spülköpfe und Armaturen oder an an- dere Schläuche werden diese an den Enden mit Kupplungen versehen, die meist aus einer das Schlauch- ende umgebenden innen konischen Muffe bestehen, mit der beispielsweise ein Anschlussnippel verschraubbar ist.
Zur Aufnahme der in erster Linie durch den Leitungsdruck hervorgerufenen axialen Zugkräfte zwi- schen Schlauch und Muffe wird die, die Bewehrung umgebende Gummischichte zusammen mit der äusse- ren Gummischichte gegebenenfalls der Leineneinlage entfernt, soweit sich das Schlauchende in den ko- nischen Teil der Muffe erstreckt. Hiebei lockern sich auf diesem Stück die Drähte der Bewehrung, sprin- gen unter ihrer eigenen Vorspannung auseinander und kommen in den das Schlauchende umgebenden ko- nischen Ringraum der Muffe zu liegen. Wird dieser Ringraum dann mit einer erhärtenden Masse ausge- füllt, so entsteht dadurch auf dem Schlauchende ein mit der Bewehrung verankerter. aussen konischer Kopf, der den Schlauch auch in axialer Richtung an der konischen Innenfläche der Muffe abstützt.
Zur Erzie- lung einer besonders guten axialen Abstützung wird die konische Innenfläche der Muffe meist mit rings- umlaufenden Nuten oder Stufen versehen.
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Die Abdichtung des Schlauchendes gegenüber der Muffe bzw. dem damit verschraubten Nippel soll bei den bekannten Ausführungen dadurch erzielt werden, dass die Stützbüchse, deren lichte Weite der Schlauchweite entspricht, aussen konisch ist und vom Schlauchende her unter starkem Druck derartig in dieses hineingedrückt wird, dass dort die innere Gummischichte des Schlauches an die diese umgebende erhärtete Masse gedrückt und dadurch eingeklemmt wird. Zur Verbesserung der Klemmwirkung und zur Entlastung der erhärteten Masse hat man auch zwischen diese und die innere Gummischichte des Schlauchendes eine aussen und innen konische zweite Büchse eingesetzt.
Es hat sich indessen gezeigt, dass eine solche Abdichtung durch Einklemmen der inneren Gummischichte des Schlauchendes insbesondere bei hohen Drücken nicht ausreicht, zumal da der eingeklemmte Gummi allmählich seine Elastizität verliert, so dass selbst dann, wenn die innere Stützbüchse durch den Leitungsdruck selbsttätig nachgesetzt wird, das Leitungsmedium zwischen Schlauchinnenseite und Stützbüchse zum Schlauchende hin und damit zwischen Muffe und angeschraubtem Nippel nach aussen dringen kann. Eine Abdichtung des über das Schlauchende vorstehenden Endes der StUtzbüchse gegenüber dem Nippel bleibt infolgedessen ebenfalls wirkungslos.
Wird jedoch, um das Nachaussendringen des Leitungsmediums zu vermeiden, die die erhärtete Masse des Kopfes umgebende Ringfläche zwischen Muffe und Nippel abgedichtet, so lastet der Leitungsdruck in voller Grösse auch auf der ringförmigen Basisfläche des Kopfes, so dass sowohl die durch den konischen
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Kopf erstrebte axiale Zugsicherung zwischen Muffe und Schlauchende als auch die Muffe selbst in axialer und vor allem in radialer Richtung erheblich stärker belastet wird, als wenn der Leitungsdruck lediglich auf dem
Querschnitt des Schlauchinneren zuzüglich des Querschnitts der inneren Gummischichte wirkt.
Die Muffe muss daher bei den bekannten Ausführungen besonders kräftig ausgeführt werden und es ist auch kaum möglich, die
Muffe in beispielsweise zwei Halbschalen aufzuteilen, die auch auf einen an seinen beiden Enden mit Köpfen versehenen Schlauch nachträglich aufgesetzt und miteinander verbunden, beispielsweise verschraubt, werden können. Es ist demnach bei Verwendung der bekannten Schlauchkupplungen meist erforderlich, jeden Schlauch zusammen mit seinen beiden Muffen auf Lager zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Schlauchkupplungen zu vermeiden und zugleich eine besonders einfache Ausrüstung des Schlauches mit den Kupplungen zu er- möglichen.
Dies wird bei einer Schlauchkupplung, bei der am Schlauchende die Drahtbewehrung auf einer ge- wissen Strecke gelockert und die diese umgebende Gummischichte sowie die äussere Gummischichte ent- fernt und durch eine erhärtende Masse ersetzt wird, deren äussere Begrenzungsfläche zwecks Aufnahme axialer Kräfte formschlüssig von einer innen vorzugsweise konischen Muffe eingefasst wird, mit der ein
Anschlussnippel verbunden, insbesondere verschraubt werden kann, und wobei in das Innere der inneren
Gummischichte des Schlauchendes eine starre Stutzbüchse eingesetzt ist, erfindungsgemäss dadurch erzielt,
dass eine die Aussenfläche der aus der erhärtenden Masse herausragenden inneren Gummischichte gegenüber der erhärtenden Masse und der Muffe abdichtende und eine die Muffe gegenüber der Innenfläche des Nippels abdichtende ringförmige Dichtung vorgesehen ist.
Die beiden Dichtungen werden zweckmässigerweise als Lippendichtungen ausgebildet, da deren Dichtwirkung mit dem Leitungsdruck selbsttätig anwächst, ohne dass sie - richtigen Einbau vorausgesetzt ihre Form oder Elastizität verlieren.
Es ist weiterhin zweckmässig, die beiden Dichtungen als eine zusammenhängende, den Querschnitt eines offenen Hohlprofils aufweisende Lippendichtung auszubilden, deren eine Lippe auf der Aussenseite des inneren Gummimantels des Schlauches und deren andere Lippe an der Innenfläche des Nippels anliegt.
Gegenüber der Anwendung zweier getrennter Dichtungen, bei denen vier Dichtungszonen vorhanden sind, ergibt sich dadurch der Vorteil, dass nur zwei Dichtungszonen erforderlich sind, um unmittelbar den Schlauch gegenüber dem Nippel einwandfrei abzudichten. Zudem wird dadurch der Einbau der Dichtung und das Zusammensetzen der Kupplung wesentlich erleichtert.
Um die ringförmige Basisfläche des konischen Kopfes aus der erhärteten Masse vom Leitungsdruck völlig zu entlasten, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung an dieser Basisfläche, d. h. der äusseren Stirnfläche der erhärteten Masse, ein auf die Aussenfläche der inneren Gummischichte des Schlauches aufgesetzter Ring vorgesehen, der in axialer Richtung mit seiner einen Stirnfläche unmittelbar gegen die Muffe sich abstUtzt und gegen dessen andere Stirnfläche der Nippel anliegt.
Der Ring weist dabei im Querschnitt zweckmässig die Form eines Winkels auf, dessen einer Schenkel etwa senkrecht auf der Aussenfläche der inneren Gummischichte des Schlauches steht und dessen anderer Schenkel etwa senkrecht auf der zugewandten Stirnfläche des Nippels steht, wobei die von dem Winkel eingeschlossene Fläche der inneren Gummischichte des Schlauches und dem Nippel zugewandt ist. Diese Fläche stellt demnach den Querschnitt eines ringförmigen Raumes dar, der für die Aufnahme der Dichtung bestimmt ist.
Da der Kopf durch den Ring von axialen Kräften, die über die Kraft hinausgehen, die auf der gesamten Querschnittsfläche der Schlauchöffnung einschliesslich der inneren Gummischichte durch den Lei-
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Infolge der Geringhaltung der axialen und der durch diese infolge der Konizität der Muffe erzeugten radialen Kräfte kann auch die Stützbüchse im Schlauchende in der Wandstärke erheblich geringer gehalten werden als bei den bekannten Ausführungen.
Infolge der nunmehr zulässigen Teilung der Muffen ergibt sich als weiterer Vorteil der Erfindung die Möglichkeit, nicht nur Schläuche mit Köpfen, jedoch ohne Muffen, auf Lager zu halten, sondern auch alle Köpfe mit nur einer kleinen Anzahl von Muffen im Bedarfsfalle auch am Verwendungsort herzustellen. Der Stützring wird dabei ohne die Dichtung in die Muffe eingesetzt und durch den angeschraubten Nippel gehalten. Nach dem Erhärten des Kopfes kann die Muffe, der Ring und der Nippel wieder vom Kopf abgenommen werden.
DieErfindung ist an einem Ausführungsbeispiel und in weiteren Einzelheiten in der Zeichnung erläu-
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tert. Die Figur stellt eine vollständige Kupplung, im rechten Teil geschnitten, dar, die durch den Kopf aus erhärteter Masse mit dem einen Ende des Schlauches verbunden ist.
Der Schlauch 1 besteht in bekannter Weise aus einer inneren Gummi- oder Kunststoffschichte 4, einer aus Stahldrähten gebildeten in Gummi bzw. Kunststoff eingebetteten Bewehrung 2 und einer äusseren Gummi- bzw. Kunststoffschichte 3, sowie gegebenenfalls aus einer oder mehreren Gewebeeinlagen.
Wenn im folgenden von Gummi gesprochen ist, so ist darunter auch jeder geeignete Kunststoff zu verstehen.
Zwecks Herstellung des Kopfes 26 wird die äussere Gummischichte 3 sowie der die Bewehrungsdrähte 6 umgebende Gummi entfernt, wodurch die Bewehrung aufspringt und sich von der inneren Gummischichte 4 löst. Sodann werden die beiden Hälften der Muffe 5 auf das Schlauchende aufgesetzt und durch die tangentialen Schrauben 24 miteinander verbunden. Es ist selbstverständlich möglich, auch eine ungeteilte Muffe anzuwenden, die vorher auf den Schlauch aufgeschoben wurde ; doch müssen dann die zu jedem Schlauch gehörenden Muffen nach Herstellung der beiden Köpfe an den Schlauchenden auf dem Schlauch verbleiben. Es ist weiterhin auch möglich, die geteilte, jedoch zusammengeschraubte Muffe vorher auf das Schlauchende aufzuschieben oder die Verbindung der beiden Muffenhälften in anderer Weise, z.
B. durch aufgezogene Ringe, deren Innendurchmesser vorzugsweise grösser ist als der grösste Durchmesser des Kopfes 26, vorzunehmen. In das Schlauchinnere ist eine verhältnismässig dünnwandige, aussen zweckmässig leicht konische Stützbüchse 15 eingeschoben, die so weit reicht, wie die Bewehrung 6 gelockert ist. Da hiebei keine besondere Klemmwirkung auf die innere Gummischichte 4 ausgeübt zu werden braucht, kann die Stützbüchse 15 mit verhältnismässig geringem Kraftaufwand in das Schlauchende eingeschoben werden.
Nach dem Aufbringen der Muffe 5 wird die erhärtende Masse für die Bildung des Kopfes 26 eingefüllt. Die Muffe 5 wird hiezu zweckmässig zusammen mit dem Schlauchende senkrecht ausgerichtet. Dadurch kann das Einfüllen der Masse von der offenen Stirnseite der Muffe 5 her erfolgen. Es sind dann keine besonderen Einfüllöffnungen in der Mantelfläche der Muffe 5 erforderlich. Ausserdem kann so leicht erreicht werden, dass die Masse den Zwischenraum zwischen Gummischichte 4 und Muffe 5 vollständig, d. h. ohne Bildung von Hohlräumen und Luftblasen, ausfüllt. Würden sich solche Hohlräume in der Nähe der inneren Gummischichte 4 befinden, so könnte bei hohen Leitungsdrücken der Gummi in die Hohl- räume hineingedrückt und zerstört werden.
Zur Zentrierung der Muffe 5 bis zum Erhärten der Masse dient das untere Ende der Muffe und der von oben auf das vordere Ende 4'der inneren Gummischichte 4 des Schlauches l aufgesetzte Stützring 7, der in das weitere Ende der Muffe 5 hineinpasst und sich in axialer Richtung gegen die Muffe 5 an einer Anschlagfläche 11 abstützt. Der Stützring 7 ist mit Bohrungen 10 versehen, durch die überschüssige Masse und vor allem auch Luftblasen entweichen können.
Das vordere Ende 4'der inneren Gummischichte 4 des Schlauches l wird vor dem Aufschieben des Stützringes 7, falls erforderlich, auf der Aussenseite geglättet, damit der Innenumfang des Stützringes 7 möglichst spaltfrei auf der Gummischichte anliegt. Es kann ausserdem zweckmässig sein, dem Innendurchmesser des Stützringes 7 ein gewisses Untermass zu geben. Um trotzdem ein störungsfreies Aufschieben zu ermöglichen, wird die Innenkante des Stützringes 7 in Aufschieberichtung angeschrägt, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. Bis zum Erhärten der den Kopf 26 bildenden Masse wird der Stützring 7 zweckmässig durch den aufgeschraubten Nippel 16 in seiner Lage gehalten.
Zur Aufnahme der Dichtung 12 ist der Stützring 7 mit einem ringförmigen Raum 20 versehen, der dem vorderen Ende 4'der inneren Gummischichte 4 und der inneren Stirnfläche 28 des Nippels 16 zugewandt ist. Der Stützring 7 hat daher einen Querschnitt von der Form eines Winkels, dessen einer Schenkel 9 der Gummischichte 4 und dessen anderer Schenkel 8 dem Nippel 16 zugewandt ist. Der Schenkel 8 liegt bei aufgeschraubtem Nippel 16 an dessen Stirnfläche 22 an. Der Nippel 16 weist ein Innengewinde 18 nach Art einer Überwurfmutter auf, das auf ein zugeordnetes Aussengewinde der Muffe 5 aufschraubbar und durch Sicherungsschrauben 25 festgelegt werden kann. Selbstverständlich kann auch eine Flanschverbindung zwischen Nippel 16 und Muffe 5 angewendet werden.
Die Lippe 14 der Dichtung 12 liegt an der Stirnfläche 28 des Nippels 16 an. Um der Gefahr der Bildung eines Spaltes zwischen Nippel 16 und dem Schenkel 8 des Stützringes 7 zu begegnen, ist es zweckmässig, die aussen liegende Stirnfläche 22 des Nippels 16 tiefer in diesen einzuarbeiten als die als Dichtfläche mit der Lippe 14 dienende Stirnfläche 28, Der Innendurchmesser des Schenkels 8 des Stützringes 7 soll genau zum Aussendurchmesser der Dichtungsfläche 28 passen. Durch diese Anordnung wird auch bei nicht genau zentrisch sitzendem Gewinde 18 des Nippels 16 bzw. der Muffe 5 ein Spalt, in den das Material der Dichtung 12 hineingedrückt und zerstört werden könnte, vermieden.
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Es ist weiterhin zweckmässig, das vordere Ende 4'der inneren Gummischichte 4 des Schlauches 1 sowie die Stützbüchse 15 ein gewisses Stück über die Vorderkante der Lippe 13 der Dichtung 12 vorstehen zu lassen, damit auch dann, wenn das vordere Stück 4'unter dem Einfluss des Leitungsdruckes, insbesondere bei abwechselnder Belastung und Entlastung, zurückwandern sollte, d. h. sich vom Nippel 16 entfernen sollte, stets ein Anliegen der Kante der Lippe 13 an der inneren Gummischichte 4 bzw. 4'ge- währleistet ist. Der Nippel 16 ist hiezu mit einer an seine Durchflussbohrung angrenzenden Ausdrehung 30 versehen, in die das vordere Ende 4'der inneren Gummischichte 4 und die Stützbüchse 15 hineinragen.
Um auch dann, wenn die innere Gummischichte 4 und die Stützbüchse 15 bis an die Stirnfläche 23 der Ausdrehung 30 des Nippels 16 heranreichen, dem Leitungsdruck sofortigen Zutritt zum Hohlraum der Dichtung 12 zu geben, sind an der Vorderkante der inneren Gummischichte 4 bzw. 4'Ausnehmungen 19 vorgesehen.
Durch die Dichtung 12 wird die Aussenfläche der inneren Gummischichte 4 unmittelbar gegenüber der inneren Stirnfläche 28 des Nippels 16 abgedichtet, so dass selbst dann, wenn das Leitungsmedium zwischen Stützbüchse 15 und innere Gummischichte 4 des Schlauches 1 gelangen sollte, dieses nicht nach aussen entweichen kann. Das über den Stützring 7 nach vom hinausragende Stück der Stützbüchse 15 bleibt von Kräften frei, da auf der Innen- und Aussenseite der gleiche Druck herrscht.
Da der in axialer Richtung wirkende Druck, soweit er an der Anlagefläche 21 zwischen Dichtung 12 und Stützring 7 zur Auswirkung kommt, infolge der Abstützung des Stützringes an der Anlagefläche 11 der Muffe 5 nicht auf die Stirnfläche 27 des Kopfes 26 übertragen wird, bleibt dieser von axialen Kräften, die über die Kraft hinausgehen, die vom Leitungsdruck auf einer Querschnittsfläche mit dem Aussendurchmesser der inneren Gummischichte 4 hervorgerufen wird, frei.
An Stelle eines mit Anschlussgewinde 17 versehenen Nippels 16 kann selbstverständlich beispielsweise für die Verbindung zweier Schläuche miteinander auch ein Doppelnippel angewendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schlauchkupplung, insbesondere Spitlschlauchkupplung für Tiefbohranlagen, bei der am Schlauch-
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zugsweise konischen Muffe eingefasst wird, mit der ein Anschlussnippel verschraubbar ist, wobei in das Innere der inneren Gummischichte des Schlauches eine starre Stützbüchse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine dieAussenfläche der aus der erhärtenden Masse (26) herausragenden inneren Gummischichte (4) gegenüber der erhärtenden Masse (26) und der Muffe (5) und eine die Muffe (5) gegenüber der Innenseite (28) des Nippels (16) abdichtende ringförmige Dichtung vorgesehen ist.