<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zum Kuppeln zweier Kunststoffrohre
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kuppeln zweier Kunststoffrohre, von denen das eine einen Abschnitt aufweist, der in der Kuppelstellung das zweite Rohr umgreift, wobei jedes der beiden Rohre an den in der Kuppelstellung einander zugewendeten Flächen mindestens eine offene Umfangsnut aufweist und ein in der Umfangsnut des einen Rohres aufgenommenes Kupplungselement aus hartem, jedoch elastischem Material einen Grundkörper in Form eines etwa kegelstumpfförmigen
Ringes mit einer elastischen Lippe aufweist, die aus der Umfangsnut herausragt und beim Kuppeln in die Umfangsnut des andern Rohres einrastet, und wobei diese Lippe und die Nut radiale Flächen aufweisen, die in der Kuppelstellung zusammenwirken und ein Auseinanderziehen der Rohre entgegengesetzt zur Richtung ihres Zusammenfügens verhindern.
Bei bekannten Kupplungen ist das Kupplungselement gleichzeitig Dichtungsorgan, was es notwendig macht, dass das Kupplungselement aus einem weichen, elastischen Material hergestellt wird und somit einer Kraft nicht widerstehen kann, die die Rohre in einer Richtung auseinanderzuziehen strebt, die derjenigen entgegengesetzt ist, in welcher sie zusammengeschoben wurden. Diese Kupplungen sind zwecks kräftiger Zusammenhaltung der Rohre in axialer Richtung davon abhängig, ob ein ausreichender überdruck in ihnen herrscht, wobei die Schenkel der U- oder V-förmigen Dichtungsringe als zugeschärfte Zungen ausgebildet sind, die in der Axialrichtung der Rohre keine nennenswerte Belastung aufnehmen können. Diese Schenkel oder Zungen sollen sich gegen die Nutboden des inneren und des äusseren Rohres anlegen.
Eine solche Funktionsweise ist aber auf Grund der grossen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kunststoffes beim Zusammenkuppeln von Kunststoffrohren praktisch nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige und zuverlässige Rohrkupplung der erwähnten Art zu schaffen, mit deren Hilfe zwei Rohre durch einfache Handgriffe schnell miteinander verbunden werden können.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass sich von dem einen kegelstumpfförmigen Ring bildenden Grundkörper des Kupplungselementes an einer von der Lippe entfernten Stelle ein federndes Organ in der Form eines etwa kegelstumpfförmigen Kragens abstreckt, das im spitzen Winkel auf den Grund der Nut dieses einen Rohres zu gerichtet ist und mit seinem freien Ende an diesem anliegt, um das Kupplungselement gegenüber dem betreffenden Rohr zu zentrieren, und dass zwischen den Rohren ein gesonderter Dichtungsring vorgesehen ist.
Durch diese Anordnung werden hinsichtlich der Herstellungsgenauigkeit der Rohre und deren Nuten relativ geringe Anforderungen gestellt, so dass es möglich ist, auch Rohre mit grossem Wärmeausdehnungskoeffizienten, z. B. Kunststoffrohre, zuverlässig zusammenzufügen. Die erfindungsgemässe Rohrkupplung wurde in erster Linie für das Zusammenfügen von Kunststoffrohren mittlerer Abmessungen entwickelt, insbesondere für Kunststoffrohre, z. B. solche aus Polyolefin, die sich durch einen Klebvorgang nur unter Schwierigkeiten oder gar nicht miteinander verbinden lassen.
Die erfindungsgemässe Rohrkupplung eignet sich daher besonders zum Verbinden von
<Desc/Clms Page number 2>
Polyäthylenrohren mit einem Durchmesser von etwa 5 cm bis zu einigen Dezimetern. Natürlich kann die erfindungsgemässe Rohrkupplung auch zum Verbinden von Rohren aus ähnlichen Werkstoffen oder mit andern Abmessungen verwendet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen : Fig. l im Schnitt eine Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Kuppeln von Rohren, Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Rohrkupplung, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Rohrkupplung und Fig. 4 im Schnitt das Kupplungselement der Rohrkupplungen nach den Fig. l bis 3 in unbelastetem Zustand.
Die Fig. l, 2 und 3 zeigen die Endabschnitte von zwei Rohren --10, 11--, die mittels einer Rohrkupplung gemäss der Erfindung miteinander verbunden sind. Das Rohr--10--ist mit einem erweiterten Abschnitt oder einer Muffe --12-- versehen, die das Rohr --11-- umgreift. In den einander zugewandten Mantelflächen der Rohre--10 und 11--befinden sich die offenen Nuten - 13 bzw. 14--. Das Kupplungselement15, das zweckmässigerweise einstückig ausgebildet ist und vorzugsweise aus hartem, jedoch elastischem Kunststoff besteht, ist in der Nut-13- aufgenommen und mit dem Abschnitt--16--in Form eines kegelstumpfförmigen Ringes sowie mit dem federnden Organ--17--versehen, das im folgenden näher beschrieben wird.
Der Ring --16- weist eine radial gerichtete, durchgehende Stirnfläche-18-auf, die mit
EMI2.1
Auseinanderziehen der Rohre-10, 11- entgegengesetzt zur Richtung ihres Zusammenfügens zu verhindern. Der Innendurchmesser an der Oberseite des Ringes --16-- entspricht im wesentlichen dem Innendurchmesser der Muffe--12--und ist vorzugsweise etwas grösser als dieser, so dass die radial verlaufende, durchgehende Stirnfläche--20--vollständig an der radial gerichteten
EMI2.2
--21-- der Nut --13-- anliegt,--15- axial aus der Muffe --12-- herausgezogen wird, und um das Rohr-11-an der Stirnfläche --20-- vorbeischieben zu können.
Die Konizität des Ringes--16--ist derart gewählt, dass in unbelastetem Zustand sein kleinster Durchmesser etwa gleich oder vorzugsweise etwas geringer ist als der Durchmesser am inneren Rand der Seitenwandung --19-- der Nut --14--. Die aus der Nut --13-- herausragende Lippe des Kupplungselementes rastet daher in die Nut --14-- ein, wenn die Rohre --10 und 11-zusammengesteckt werden.
Das federnde Organ-17--, welches mit der Nut-13-zusammenwirkt, um durch das Zusammengreifen seines freien Endes mit der der Seitenwandung --21--gegenüberliegendenSeitenwandung--22--derNut--13--denRing--16--gegenüber der Muffe--12-zu zentrieren und zu verhindern, dass das Kupplungselement in axialer Richtung an der Nut --13-- vorbei in die Muffe --12-- hineingeschoben wird, erstreckt sich vom Ring --16-- an einer von seinem unteren Ende --18-- entfernten Stelle im spitzen Winkel zum Grund --23-- der Nut-13--, an welchem es über einen Teil seiner Länge elastisch anliegt.
Vorzugsweise
EMI2.3
Ringes--16--ausgehen.Grund-23-der Nut-13-anliegt, wird der Ring --16-- gegenüber der Muffe--12-zentriert, so dass die Nut--13-ohne grössere Herstellungsgenauigkeit eingeschnitten werden kann. Bei dem Organ --17- handelt es sich zweckmässigerweise um einen durchgehenden, ringförmigen Kragen. Alternativ kann es sich jedoch auch um eine Anzahl Organe in Form von Zungen handeln, die sich im Winkel vom Ring --16-- abstrecken.
Der Rig --16-- muss normalerweise erhebliche Axialbelastungen aufnehmen und Kräften widerstehen, die ihn aus der Nut-13-herauszubewegen suchen. Das Kupplungselement soll daher aus einem verhältnismässig harten, federnden Material bestehen. Um das Kupplungselement--15-ohne grössere Anstrengungen in die ihm zugeordnete Nut --13-- einzusetzen, ist der Ring-16verhältnismässig dünn, obwohl seine Dicke, in radialer Richtung gesehen, grösser sein muss als die des Organs--17--. Insbesondere dann, wenn das Organ--17--ein ringförmiger Kragen ist, erfährt der Ring--16--eine vorteilhafte Versteifung, ohne dass seine Fähigkeit, beim Zusammenfügen der Rohr --10, 11--in die Nut --13-- einzurasten, verloren geht.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. l und 2 ist die Innenwandung der Muffe --12-- axial innerhalb der Nut-13-mit einem ringförmigen Sitz oder einer Nut zur Aufnahme des elastischen Dichtungsringes--24--versehen. Gemäss Fig. 3 kann der Dichtungsring auch in einer Nut
EMI2.4
<Desc/Clms Page number 3>
--13-- undSeitenwandung --22-- der Nut --13-- abstützt.
Bei einer andern Ausführungsform kann sich der Dichtungsring am axial inneren Ende der Muffe--12--befinden und gemäss Fig. 1 auf der Stützfläche --25- aufruhen, um zwischen der Stützfläche--25--und der Stirnfläche des Rohres--11-geklemmt zu werden, so dass in der Kuppelstellung der Rohre eine axial gerichtete Kraft vorhanden ist, welche die Rohre auseinander zu bewegen sucht.
Wie aus den Fig. l bis 3 hervorgeht, verjüngt sich der Dichtungsring --24-- zu seinen
EMI3.1
darüberhinaus vorteilhafterweise in seiner Innenmantelfläche mindestens eine Umfangsnut aufweisen, welche von dem Material des Dichtungsringes z. B. in Abhängigkeit von dem Abstand der einander gegenüberliegenden Wandungsflächen der Rohre-10, 11-in mehr oder weniger grossem Ausmass ausgefüllt werden kann.
EMI3.2
man in der Aussenmantelfläche der Muffe --12-- gegenüber der Nut-13-eine flache Nut vorsehen und in diese einen Verstärkungsring einsetzen.
In einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Rohre-10 und 11-aus Polyäthylen vom Typ HD und das Kupplungselement aus Acetalkunststoff bestehen, wobei das Rohr-10-im Bereich der Nut --13-- ein Metallring aufgeschrumpft werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 stimmt die axiale Länge der Nut --13-- im wesentlichen mit dem Abstand zwischen der Stirnfläche--20--des Ringes--16--und dem freien Ende des federnden Organs--17--überein, so dass das Kupplungselement das mit seiner Stirnfläche-20-und dem erwähnten freien Ende mit den Seitenwandungen-21 bzw. 22-der Nut-13-zusammengreift, im wesentlichen axial unverschiebbar in der Nut --13-- festgehalten ist. Im Hinblick darauf soll der Ring--16--in unbelastetem Zustand eine axiale Länge haben, die etwas geringer ist als die axiale Länge der Nut-13--, so dass er in die Nut eintreten kann.
Die axiale Länge des Organs --17-- soll jedoch der axialen Länge der Nut --13-- gleich sein oder diese etwas überschreiten. Die Fig. 4 zeigt das Kupplungselement --15-- im Querschnitt und lässt deutlich erkennen, dass das Organ --17-- länger ist als der Ring--16--. Darüberhinaus zeigt die Fig. l, dass die Länge des Organs-17-grösser ist als die axiale Länge der Nut-13--.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 hat die Nut --13-- zur Aufnahme des Kupplungselementes --15-- eine grössere axiale Länge als das Kupplungselement. Auf diese Weise können die miteinander verbundenen Rohre-10, 11-eine begrenzte Axialbewegung zueinander ausführen, so dass Längenveränderungen der Rohre z. B. auf Grund von Temperaturunterschieden, von der Kupplung aufgenommen werden. Damit von der Kupplung sowohl Längenzunahmen als auch
EMI3.3
Stellung befindet, während sie bei einer Längenabnahme eine relative Lage erreichen, in welcher die Stirnfläche--20--des Ringes--16--an der Seitenwandung--21--der Nut--13--anliegt und das Kupplungselement --15-- sich daher in der strichpunktiert angedeuteten Stellung befindet.
Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 können Längenveränderungen der Rohre-10, 11-von der Kupplung aufgenommen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Nut--13--in der gleichen Weise ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Damit sowohl Längenzunahmen als auch Längenabnahmen von der Kupplung aufgenommen werden können, werden die Rohre --10, 11--nach dem Zusammenstecken in eine Stellung gebracht, in welcher sich die Stirnfläche --26-- des Rohres --11-- zwischen der in Fig. 3 links wiedergegebenen Stellung und derjenigen Stellung befindet, in welcher die Stirnfläche --26-- an der inneren Stützfläche-25-des Rohres --10-- anliegt. Die rechte Seite der Fig. 3 zeigt die Rohre-10, 11- in einer Zwischenstellung.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist somit der Ring --16-- fast ganz innerhalb der Nut-13aufgenommen. Das Kupplungselement muss hiebei gute und dauerhafte elastische Eigenschaften aufweisen, so dass der Ring-16-von selbst wieder in die Nut --14-- einrastet, wenn die Rohre --10, 11--die auf der linken Seite der Fig. 3 wiedergegebenen Stellung einnehmen.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,
<Desc/Clms Page number 4>
vielmehr ergeben sich im Rahmen des Erfindungsgedankens mannigfache Abwandlungsmöglichkeiten sowohl in bezug auf die Ausbildung der Nuten als auch auf das Kupplungselement und die Dichtungsanordnung. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass auch mehr als ein Kupplungselement
EMI4.1
mitPATENTANSPRÜCHE :
1.
Vorrichtung zum Kuppeln zweier Kunststoffrohre, von denen das eine einen Abschnitt aufweist, der in der Kuppelstellung das zweite Rohr umgreift, wobei jedes der beiden Rohre an den in der Kuppelstellung einander zugewendeten Flächen mindestens eine offene Umfangsnut aufweist und ein in der Umfangsnut des einen Rohres aufgenommenes Kupplungselement aus hartem, jedoch elastischem Material einen Grundkörper in Form eines etwa kegelstumpfförmigen Ringes mit einer elastischen Lippe aufweist, die aus der Umfangsnut herausragt und beim Kuppeln in die Umfangsnut des andern Rohres einrastet, und wobei diese Lippe und die Nut radiale Flächen aufweisen, die in der Kuppelstellung zusammenwirken und ein Auseinanderziehen der Rohre entgegengesetzt zur Richtung
EMI4.2
kegelstumpfförmigen Ring (16) bildenden Grundkörper des Kupplungselementes (15) an einer von der Lippe (18)
entfernten Stelle ein federndes Organ (17) in der Form eines etwa kegelstumpfförmigen Kragens abstreckt, das im spitzen Winkel auf den Grund der Nut (13) dieses einen Rohres (10) zu gerichtet ist und mit seinem freien Ende an diesem anliegt, um das Kupplungselement (15) gegenüber dem betreffenden Rohr (10) zu zentrieren, und dass zwischen den Rohren (10,11) ein gesonderter Dichtungsring (24) vorgesehen ist.
EMI4.3