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Befestigungs-und Abdichtungsvorrichtung zum Anschliessen bzw. Verbinden starrer Rohrleitungen
Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Gegenstand, mittels welcher starre Rohrleitungen jeglichen
Durchmessers rasch und ohne besondere Werkzeuge verbunden werden können und die besonders für Rohr- leitungen verwendbar ist, die dazu bestimmt sind, von einem flüssigen oder gasförmigen Medium unter hohem Druck durchflossen zu werden,
Die Erfindung geht dabei von einer Befestigungs- und Abdichtungsvorrichtung zum Anschliessen bzw.
Verbinden starrer Rohrleitungen aus, die aus einem Verbindungsstück besteht, in das wenigstens ein Rohr eingreift, und die eine ringförmige Dichtung aufweist, welche an einer Schulter des Verbindungsstückes anliegt und sich auf das Rohr stützt, und die weiters wenigstens eine in das Verbindungsstück eingeschraubte Schraube aufweist, welche gleichzeitig einen Druck in der Längsrichtung auf die ringförmige Dichtung zur Sicherung der Dichtheit der Verbindung und einen radialen Druck gegen die Aussenwand des Rohres zur axialen Sicherung desselben ausübt.
Ziel der Erfindung ist es, eine Verbindung zu schaffen, die trotz schwachen Spanndruckes mit leichterer Einbauweise, insbesondere bei Rohren von grossem Durcnmesser auch ohne sperrige Werkzeuge, gute Abdichtung und gutes Festhalten aufweist.
Das Hauptkennzeichen der Erfindung besteht nun darin, dass die Schraube unmittelbar auf die Rohrwand einwirkt.
Beim Zusammenbau der erfindungsgemässen Verbindung übt die Schraube in erster Linie einen Druck auf den Schutzring der Dichtung aus, zum Zwecke das Roh ! durch Zusammendrücken der Dichtung zu zentrieren und sodann das Festklemmen des Rohres zu erzielen, was durch das unmittelbare Einwirken auf das Rohr erleichtert wird.
Die Dichtung ist zufolge der Verbindung des Verdrehens während des Anziehens der Schraube keiner Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt. Was die Schrauben betrifft, so ermöglichen sie ein Festhalten durch Eindrücken, wobei aber die Vorrichtung ganz zerlegbar und wieder verwendbar bleibt.
Die Merkmale der Erfindung gehen klar aus der folgenden Beschreibung derselben hervor, wobei Bezug auf die Figuren der Zeichnung genommen wird, die eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäss der Erfindung als nicht beschränkendes Beispiel darstellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Verbindung mit zwei eingebauten Rohren und die Fig. 2-6 stellen einige Arten der dabei verwendbaren Schrauben dar.
Wie in Fig. 1 zu sehen, weist die Vorrichtung zum Verbinden ein Verbindungsstück (Muffe) 1 auf, in das die Enden der zu verbindenden Rohre 2 und 3 gesteckt werden.
Weiters enthält die Vorrichtung zum Verbinden eine Dichtung 4. einen Ring 5 zum Schutz der Dichtung 4 und zum Übertragen der Druckwirkung von Schrauben 6, die in Gewindelöcher 7 des Verbindungsstückes 1 eingeschraubt sind. Diese Löcher 7 sind im dargestellten Beispiel unter einem Winkel von 450 gegen die Achse der Rohre gebohrt, so dass der von den Schrauben auf den Schutzring 5 und der auf das Rohr 2 bzw. 3 ausgeübte Druck ungefähr gleich gross ist.
Der Zusammenbau der Einzelteile kann leicht durchgeführt werden, wie aus der Fig. 1 hervorgeht,
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Man schiebt auf das zu verbindende Rohr den Ring 5 und die Dichtung 4, dann steckt man das Ende des
Rohres in das Verbindungsstück 1 und schliesslich zieht man die Schrauben 6 abwechselnd bis zum Festklemmen in der Verbindung an.
Das Anziehen der Schrauben bewirkt zunächst, dass auf den Ring und die Dichtung eine zur Rohrachse parallele Kraft ausgeübt wird, um die Abdichtung zu erzielen, und hierauf, dass auf das Rohr eine zu seiner Achse senkrechte Kraft wirkt, um es festzuklemmen. Der Druck der Schraube auf das Rohr ruft im Falle der Verwendung von Schrauben der Art nach Fig. 2 zwei Eindrücke 9 und 10 in der äusseren Wand des Rohres hervor und daraus ergibt sich selbst bei nur schwachem Spanndruck ein Festklemmen des Rohres im Verbindungsstück.
Die Fig. 2-6 zeigen als keineswegs beschränkende Beispiele einige Arten von Schrauben, die in der Verbindung gemäss der Erfindung verwendet werden können. Fig. 2 stellt eine Schraube mit vorspringendem Zapfen dar, Fig. 3 eine Schraube mit einer Vertiefung am Ende, Fig. 4 eine Schraube ohne Kopf mit Körnerspitze, Fig. 5 eine Schraube mit flachem Ende und Fig. 6 eine Schraubemitkugelförmi- gem Ende.
Die Schrauben nach Fig. 6, die mit kugelförmigem Ende oder die an ihrem Ende mit einer beweglichen Gelenkkugel versehen sind, können verwendet werden, um bei starken Dehnungen ein Gleiten zu ermöglichen.
Die Gestalt und Tiefe des in der Aussenwand des Rohres gebildeten Eindruckes hängen unter anderem von der Art der verwendeten Schrauben ab. So erhält man die Möglichkeit, die Form und Art der Verankerung zu verändern, indem man verschieden gestaltete Schrauben mit grösserer Härte als die zu verbindenden Rohre verwendet. In Fig. 1 ist die Schraube 6 eine solche mit Vertiefung am Ende und die Schraube 8 eine mit vorspringendem Zapfen, die im Rohr 3 die Eindrücke 9 und 10 erzeugt. So kann man nach Wunsch je nach der Form der Schrauben ein bleibendes oder veränderliches Festklemmen erzielen.
Die Anzahl der Druckschrauben schwankt entsprechend dem Durchmesser der zu verbindenden Rohre und je nach der auf die Verbindung ausgeübten Kraft. Bei Rohren von grossem Durchmesser wird die Zahl der Schrauben grösser als bei Rohren kleinen Durchmessers sein. Gutes Druckhalten erhält man durch Verwendung von drei und sogar von nur zwei Schrauben. Äusserstenfalls kann man in gewissen Fällen zufriedenstellendes Druckhalten noch mit einer einzigen Schraube erreichen.
Der Winkel, der von der Schraube mit der Achse des zu verbindenden Rohres eingeschlossen wird, kann je nach der Verteilung der Kräfte schwanken, die man auf das Rohr und auf die Dichtung ausüben will. Die Schraube kann rechtwinkelig zur Rohrachse angeordnet werden ; in diesem Falle erhält der Schutzring für die Dichtung eine schräge Angriffsfläche, die es gestattet, auf die Dichtung einen Druck auszuüben, wobei diese Variante gegen axiale Drücke empfindlicher ist.
Die Schrauben können aus vergütetem Hartstahl von hoher Festigkeit bestehen und in einer geneigten Ebene, wirken, was es gestattet, eine Zusammendrückung der verformbaren Dichtung zu erzielen, um einesteils die Ungenauigkeiten der Rohre auszugleichen und andernteils ihre Zentrierung zu erleichtern und schliesslich einen Eindruck im Rohr zu erzeugen, der dieses unbeweglich festhält. Die Schrauben können aber auch aus verformbarem Material bestehen, so dass sie eine Klemmung durch Zusammendrücken auf dem Rohr ohne Eindrückung bewirken.
Das Widerlager 11 gemäss Fig. 1 kann auch weggelassen werden, um ein Verschieben des Verbindungsstückes gegenüber den Rohren zu ermöglichen, den Ausbau von Rohrstücken zu erleichtern und das genau winkelrechte Abschneiden, und das genaue Ablängen der Rohre zu ersparen.
Die Verbindung gemäss der Erfindung bietet die Möglichkeit, die Kraft des Zusammendrückens zu verteilen, wobei sie Winkelabweichungen bis zu 5 oder 8 erlaubt.
Es ist zu bemerken, dass die Verbindung gemäss der Erfindung für Rohre von kleinem Durchmesser und solche von grossem Durchmesser die gleiche Form zeigt, in welch letzterem Fall man eine entsprechend grössere Zahl von Schrauben 6 verwendet. Dies vermeidet die übergrossen Überwurfmuttern (bei den bekannten Schraubverbindungen), welche Schlüssel von sehr grossen Abmessungen mit erheblichem Drehmoment beim Anziehen erfordern, oder aber auch die sehr sperrigen Flanschverbindungen.
Bei der Verbindung gemäss der Erfindung wird das Druckhalten dank einer begrenzten Anzahlvon Eindrücken erreicht, woraus sich eine grosse Einfachheit des Zusammenbaues und des Auseinandernehmens der Verbindung ergibt, die beide ohne Kraftanwendung durchgeführt werden können. Die Verbindung ist auf diese Weise zerlegbar und als ganze ohne- Beschädigung der Dichtung wiederverwendbar, da letztere keine Verdrehung während des Anziehens der Schrauben erfährt.
Es ist ein Vorteil der erfindungsgemässen Verbindung, dass sie gegenüber Vakuum ebensogut wie ge-
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gen Überdruck dicht hält.
Sie bietet gleichermassen gutes Standhalten gegenüber Vibrationen. Die Sicherung der Schrauben kann durch Anbringung einer Sicherung bei jeder Schraube, beispielsweise einer Unterlagsbremsscheibe, oder durch Verbinden der Schraubenköpfe durch einen Draht bewirkt werden. Die doppelten Eindrückungen 9 und 10 (Fig. 1) verbessern das Festklemmen und die Standfestigkeit gegen Vibrationen.
Die Gestalt, die Zusammensetzung und die Anordnung der Dichtung können je nach der Verwendung der Verbindung und nach der gewünschten Dichtheit schwanken. Eine gute Zentrierung des Rohres und ein gutes Ausgleichen des Spieles zwischen dem Aussendurchmesser der Rohre und dem Innendurchmesser des
Verbindungsstückes werden beispielsweise durch Verwendung einer torischen oder einer konischen Dichtung erhalten. Übrigens können die Dichtung und ihr Schutzring auch aus einem Stück bestehen. Man kann auf dem Rohr schon vorher eine kreisförmige Einkerbung entsprechend dem Profil der verwendeten
Schrauben anbringen ; beim Anziehen legen sich dann die Schrauben mit ihren Enden in die Einkerbung ein.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Befestigungs- und Abdichtungsvorrichtung zum Anschliessen bzw. Verbinden starrer Rohrleitungen, die aus einem Verbindungsstück besteht, in das wenigstens ein Rohr eingreift, und die eine ringför- mige Dichtung aufweist, welche an einer Schulter des Verbindungsstückes anliegt und sich auf das Rohr stützt und die weiters wenigstens eine in das Verbindungsstück eingeschraubte Schraube aufweist, welche gleichzeitig einen Druck in der Längsrichtung auf die ringförmige Dichtung zur Sicherung der Dichtheit der Verbindung und einen radialen Druck gegen die Aussenwand des Rohres zur axialen Sicherung dessel- ben ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (6) unmittelbar auf die Rohrwand einwirkt.