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Steckkupplung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckkupplung für fliegend zu verlegende Leitungen, insbesondere Rohrleitungen, bei welcher der Vaterteil gegenüber dem Mutterteil durch ein Dichtungsglied abgedichtet und durch ein mit dem Dichtungsglied verbundenes Sperrglied gegen axiale Verschiebung gesichert ist.
Es sind bereits Steckkupplungen bekannt, bei welchen das Dichtungsglied von einer Dichtung beliebiger Art gebildet ist, wogegen als Halteglied willkürlich zu betätigende Organe, wie beispielsweise Hakenlaschen, vorgesehen sind, die den Vaterteil im Mutterteil gegen axiale Verschiebung sichern. Abgesehen vom zusätzlichen Konstruktionsaufwand ist bei diesen Steckkupplungen ein gesonderter Arbeitsvorgang beim Kuppeln und Entkuppeln erforderlich. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Sperrglieder, wie beispielsweise Drahtspiralen, vorzusehen, welche mit dem Dichtungsglied in die Kupplung gesteckt werden. Hiebei konnte zwar ein gesonderter Arbeitsvorgang beim Kuppeln und Entkuppeln gespart werden, jedoch boten solche Ausbildungen nicht die notwendige Sicherheit gegen Lösung.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, den Vaterteil im Mutterteil durch eine aufblähbare Dichtungsmanschette zu sichern. Diese Manschette musste nun aber gesondert aufgeblasen werden, und der Zusammenhalt der Kupplung sowie auch die Dichtheit waren von der Lufthaltung der aufgeblähten Dichtungsmanschette abhängig. Es ist weiters eine Steckkupplung bekannt, bei welcher durch ein einziges, in eine Vertiefung des Vaterteiles eingreifendes Verriegelungsglied lediglich an derjenigen Stelle, an der dieses Verriegelungsglied angeordnet ist, eine Sicherung der beiden Rohrenden gegen axiale Verschiebung erfolgt. Dadurch, dass nur ein einziges Verriegelungsglied vorgesehen ist, ist eine einwandfreie Verbindung zwischen den beiden Rohrenden, insbesondere bei grösseren Drücken, nicht gewährleistet.
Ausserdem ist beim öffnen und Schliessen dieser bekannten Steckkupplung eine Schwenkbewegung des Vaterteiles bzw. des mit diesem Vaterteil verbundenen Rohres in einer Vertikalebene notwendig, welche den Kupplungsund Entkupplungsvorgang erschwert.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile bekannter Steckkupplungen zu vermeiden und besteht im wesentlichen darin, dass die Dichtfläche des Mutterteiles zu seinem Einsteckende hin verjüngt ist und die Dichtfläche des Vaterteiles eine Verjüngung in Richtung von seinem Einsteckende weg aufweist, und dass mehrere aus härterem Material als das Dichtungsglied bestehende Sperrglieder in der Betriebsstellung im verjüngten Bereich der Dichtfläche des Mutterteiles hinter der Stelle grössten Durchmessers des Vaterteiles, von dessen Einsteckende her gemessen, liegen.
Das Dichtungsglied besteht somit aus leicht deformierbarem Material, wie beispielsweise Gummi, wogegen die Sperrglieder aus einem Material, welches praktisch undeformierbar ist, wie Hartgummi, Metall oder harter Kunststoff, hergestellt sind. Die Verbindung der Sperrglieder mit dem Dichtungsglied kann hiebei in beliebiger Weise hergestellt sein. Diese Sperrglieder können mit dem Dichtungsglied durch Vulkanisieren, durch Kleben oder auch durch Klemmung verbunden sein. Hartgummi und Kunststoff haben gegenüber Metall den Vorteil der geringeren Anfälligkeit gegen Korrosion, Hartgummi hat den Vorteil, dass zwischen den Sperrglieder und dem Dichtungsglied, welches aus Weichgummi besteht, eine gute Verbindung durch Vulkanisieren hergestellt werden kann.
Die Kupplung wird in drucklosem Zustand
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zusammengesteckt, und hierauf wird durch den Innendruck das Dichtungsglied mit den Sperrgliedern bis zum Einsteckende des Mutterteiles gedrückt. In dieser Stellung werden die Sperrglieder durch die konische Verjüngung der Dichtfläche des Mutterteiles am Einsteckende derselben radial nach innen gedrückt und umgreifen den sich vom Einsteckende weg verjüngenden Teil des Vaterteiles. Solange das Dichtungsglied mit den Sperrgliedern durch den Innendruck in dieser Stellung gehalten wird, kann die Kupplung auch durch stärkste Zugkraft nicht gelöst werden, es sei denn, dass Vaterteil, Mutterteil oder Sperrglieder deformiert werden.
Erst wenn die Leitung drucklos wird und die Kupplungsenden über die Betriebsstellung hinaus zusammengeschoben werden, gelangt das Dichtungsglied mit den Sperrgliedern wieder an die Stelle grösseren Durchmessers des Mutterteiles, und die Sperrglieder können so weit radial auseinandergehen, dass der Vaterteil freigegeben wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind als Sperrglieder Blöcke vorgesehen, welche in der Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet und nur über das elastische Material des Dichtungsgliedes miteinander verbunden sind. Auf diese Weise bildet das Dichtungsglied selbst eine elastische Halterung, so dass diese radial bewegliche Verriegelungsstücke zwischen Vater- und Mutterteil bilden.
Bei Steckkupplungen ist es bekannt, das Dichtungsglied in einer ringförmigen Ausnehmung des Mutterteiles zu lagern, weil dadurch die Dichtungsglieder einerseits unverlierbar und anderseits gegen Beschädigungen geschützt untergebracht sind. Gemäss der Erfindung ist nun die Dichtfläche des Mutterteiles von einer ringförmigen Ausnehmung desselben gebildet, deren axiale Erstreckung grösser ist als die axiale Erstreckung des Dichtungsgliedes einschliesslich der Sperrglieder, wodurch die Axialbeweglichkeit des Dichtungsgliedes mit den Sperrglieder im Mutterteil gewährleistet wird, welche zum Schliessen und öffnen der Kupplung erforderlich ist.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. l und 2 zeigen einen Querschnitt durch verschiedene Ausbildungen einer Steckkupplung, Fig. 3 und 4 zeigen ein Dichtungsglied mit den Sperrgliedern, wobei Fig. 3 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 4 und Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 darstellt. Fig. 5 und 6 zeigen eine etwas abgewandelte Ausführungsform, wobei Fig. 5 die Betriebsstellung und Fig. 6 die Stellung beim Lösen der Kupplung darstellt.
Fig. l zeigt eine als abwinkelbare Kugelgelenkkupplung ausgebildete Steckkupplung für Rohre. Die Kupplungshälfte --1-- stellt den Vaterteil und die Kupplungshälfte-2--den Mutterteil dar. --3-- ist das Dichtungsglied, welches in einer ringförmigen Ausnehmung --4-- des Mutterteiles --2-liegt und mit der kugelförmigen Dichtfläche-5-des Vaterteiles zusammenwirkt. Dieses Dichtungsglied --3-- ist als Lippendichtung mit einer an der kugelförmigen Dichtfläche anliegenden Dichtungslippe --6-- und eine an der Dichtfläche-7-der Ausnehmung-4-anliegende Dichtungslippe --8-- ausgebildet.
Mit diesem Dichtungsglied-3--, welches aus Weichgummi besteht, sind eine Anzahl von Sperrgliedem-9--, welche aus hartem Material, u. zw. aus Hartgummi, bestehen, durch Vulkanisieren vereinigt. Wie Fig. 3 und 4 zeigen, sind diese Sperrglieder--9--im Abstand voneinander angeordnet, so dass sie nur über den elastischen Dichtungsring --3-- miteinander in Verbindung stehen und radial beweglich bleiben. Zur Vergrösserung der Vulkanisierfläche ist die
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den Innendruck der Dichtungsring --3-- mit den Sperrgliedem-9-in die in Fig. l darggestellte Betriebsstellung gedrückt. Gleichzeitig werden auch durch den Innendruck die Kupplungsenden-1, 2-auseinandergezogen.
In dieser in Fig. l dargestellten Betriebslage sind die Sperrglieder --9-- durch einen konisch verjüngten Teil --18-- der Dichtfläche --7-- des Mutterteiles radial nach innen gedrückt, so dass sie
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in den Zeichnungen dargestellten Lage durch den Innendruck gehalten wird, ist ein Lösen der Kupplung unter Zugeinwirkung nicht möglich.
Sobald nun das Rohr innen drucklos wird, können die beiden Kupplungsenden--l und 2--axial zusammengeschoben werden. Das Dichtungsglied --3-- mit den Sperrgliedern-9-gelangt in den zylindrischen Bereich --14-- des Mutterteiles, in welcher Stellung die Sperrglieder --9-- so weit radial auseinanderweichen können, dass der Vaterteil--l--aus dem Mutterteil herausgezogen werden kann.
Das Dichtungsglied --3-- mit den Sperrgliedern --9-- liegt in einer von der Dichtfläche - 7-des Mutterteiles-2-begrenzten ringförmigen Ausnehmung --15-- desselben, und die
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axiale Erstreckung dieser Ausnehmung --15-- ist grösser als die axiale Erstreckung des Dichtungsgliedes - mit den Sperrgliedern--9-, so dass die axiale Bewegung des Dichtungsgliedes --3-- mit den Sperrgliedern --9-- ermöglicht wird.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. l lediglich dadurch, dass hier die Dichtfläche --5-- des Vaterteiles nicht kugelförmig ausgebildet ist, so dass die Kupplung nicht oder nur begrenzt abwinkelbar ist. Auch hier ist aber wieder die sich zum Einsteckende verjüngende Zone-18-der Dichtfläche-7-des Mutterteiles-2-vorgesehen, durch welche die Sperrglieder --9-- radial nach innen gedrückt werden, und es ist wieder der Vaterteil-l-in Richtung vom Einsteckende weg bei --13-- verjüngt, so dass der Vaterteil durch die Sperrglieder --9-- im Mutterteil --2-- axial festgehalten wird. Die Funktion ist die gleiche wie bei der Ausbildung nach Fig. 1.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. l lediglich durch die Ausbildung des Dichtungsgliedes --3-- und die Verbindung desselben mit den Sperrgliedern-9--. Wie bereits auch Fig. l und 2 zeigen, weist die am Vaterteil anliegende Lippe --6-- eine grössere axiale Erstreckung auf als die am Mutterteil anliegende Lippe-8-. Dadurch wird begünstigt, dass beim Zusammenschieben der Kupplungsenden zum Zwecke des Lösens der Dichtungsring --3-- am Vaterteil haftet und nicht am Mutterteil und daher in die in Fig. 6 dargestellte Stellung gebracht wird.
Um diese Sicherheit zu vergrössern, weist die Lippe --6-- noch einen nach aussen ragenden Wulst --16-- auf, welcher die Lippe-6-so verstärkt, dass sie stark nach innen zum Vaterteil--l--gezogen wird.
Des weiteren ist die Verbindung der Sperrglieder --9-- mit dem Dichtungsring --3-- durch
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durch diese Zwischenglieder --17-- elastisch nach aussen gedrückt werden. Dadurch wird im Zusammenwirken mit dem sich konisch verengenden Teil --18-- des Mutterteiles --2-- ein Zurückgehen des Dichtungsringes --3-- in die in Fig. 6 dargestellte Stellung begünstigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steckkupplung für fliegend zu verlegende Leitungen, insbesondere Rohrleitungen, bei welcher der Vaterteil gegenüber dem Mutterteil durch ein Dichtungsglied abgedichtet und durch ein mit dem Dichtungsglied verbundenes Sperrglied gegen axiale Verschiebung gesichert ist, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dadass die Dichtfläche (7) des Mutterteiles (2) zu seinem Einsteckende hin verjüngt ist und die Dichtfläche (5) des Vaterteiles (1) eine Verjüngung (13) in Richtung von seinem Einsteckende weg aufweist und dass mehrere aus härterem Material als das Dichtungsglied (3) bestehende Sprrglieder (9) in der Betriebsstellung im verjüngten Bereich (18) der Dichtfläche (7) des Mutterteiles (2) hinter der Stelle
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