CH648392A5

CH648392A5 - Anschlussverbindungsstueck fuer leitungen zum fuehren von gasfoermigen oder fluessigen medien.

Info

Publication number: CH648392A5
Application number: CH5395/80A
Authority: CH
Inventors: Kurt Dipl-Ing Stoll
Original assignee: Festo Maschf Stoll G
Priority date: 1979-07-18
Filing date: 1980-07-14
Publication date: 1985-03-15
Also published as: ATA372080A; SE8005218L; FR2461875B1; GB2054081B; ES493466A0; GB2054081A; US4328979A; FR2461875A1; ES8105843A1; DE7920496U1; IT1131703B; IT8023503A0; AT379223B

Description

648 392

PATENTANSPRUCH

Anschlussverbindungsstück für Leitungen zum Führen von gasförmigen oder flüssigen Medien mit einem spannzangenartigen Einsteckstutzen, in den das anzuschliessende Leitungsende einsteckbar ist und der mehrere über den Umfang verteilte,

durch sich in Längsrichtung des Einsteckstutzens erstreckende Längsschlitze voneinander getrennte und federnd ausgebildete Spannzangenelemente aufweist, wobei auf dem Einsteckstutzen ein Sicherungsring sitzt, der die Spannzangenelemente in seiner dem axial äusseren Ende der Spannzangenelemente zugewandten wirksamen Stellung radial nach innen gedrückt hält und in seiner axial inneren unwirksamen Stellung freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (7) zumindest in seiner wirksamen Stellung über eine selbsthemmende Schraubverbindung mit den Spannzangenelementen (3,4) verbunden ist, indem der Sicherungsring (7) ein Innengewinde (8) und der Einsteckstutzen (1) in seinem die Spannzangenelemente (3,4) enthaltenden Bereich ein entsprechendes Aussengewinde (9) trägt, dass die Spannzangenelemente (3,4) mit ihrem Gewindebereich bei sich in seiner unwirksamen Stellung befindlichen Sicherungsring (7) konisch aufgespreizt sind und dass am Innenumfang des Einsteckstutzens (1) an einer dem Aussengewinde (9) gegenüberliegenden Stelle mindestens ein sich über alle Spannzangenelemente (3,4) erstreckender Ringzahn (24) nach innen hin vorsteht.

Die Erfindung betrifft ein Anschlussverbindungsstück für Leitungen zum Führen von gasförmigen oder flüssigen Medien mit einem spannzangenartigen Einsteckstutzen, in den das anzuschliessende Leitungsende einsteckbar ist und der mehrere über den Umfang verteilte, durch sich in Längsrichtung des Einsteckstutzens erstreckende Längsschlitze voneinander getrennte und federnd ausgebildete Spannzangenelemente aufweist, wobei auf dem Einsteckstutzen ein Sicherungsring sitzt, der die Spannzangenelemente in seiner dem axialen äusseren Ende der Spannzangenelemente zugewandten wirksamen Stellung radial nach innen gedrückt hält und in seiner axial inneren unwirksamen Stellung freigibt.

Es ist bereits bekannt, zum Anschliessen von Leitungen aus flexiblem Material einen auf dem Einsteckstutzen in axialer Richtung hin und her verschiebbaren Sicherungsring zu verwenden. Wird der Sicherungsring in seine wirksame Stellung verschoben, pressen sich die Spannzangenelemente gegen die Wandung der Leitung und halten diese fest. Handelt es sich dabei um Leitungen aus flexiblem Material, wird das flexible Material von den Spannzangenelementen mehr oder weniger stark nach innen gestaucht. Hierdurch wird der feste Halt der Leitung erhöht, da zum einen das elastisch gestauchte Leitungsmaterial in radialer Richtung nach aussen eine elastische Kraft auf die Spannzangenelemente ausübt und diese ihrerseits elastisch gegen den Sicherungsring hält. Zum anderen erhält man durch das Stauchen bzw. das Einbauchen des Leitungsmaterials, selbst wenn es sehr gering ist, eine formschlüssige Verbindung in axialer Richtung. Bei Leitungen aus starrem Material, also in erster Linie bei Metallrohren , treten diese Effekte nicht auf. Um einen gleich guten Halt der Leitung zu erzielen, müssen in diesem Falle die Spannzangenelemente stärker gegen die Leitung gedrückt werden. Andernfalls könnte sich das Leitungsende, beispielsweise bei grossen auftretenden Drücken oder bei einer Wechselbelastung im Inneren der Leitung, aus dem Anschlussverbindungs-stück lösen. Die grössere Anpresskraft der Spannzangenelemente bedeutet, dass zum axialen Verschieben des Sicherungsrings eine entsprechend grössere Betätigungskraft erforderlich ist. Hierdurch wird die Handhabung erheblich erschwert. Dazu-hin besteht noch die Gefahr, dass der axial verschiebbare Sicherungsring unabsichtlich in seine unwirksame Stellung zurückgeschoben wird, wodurch die Verbindung gelöst wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Anschlussverbindungsstück der eingangs genannten Art zu schaffen, das nicht nur bei Leitungen aus flexiblem Material, sondern auch bei Leitungen aus Metall einen sicheren Halt des eingesteckten Leitungsendes gewährleistet, selbst wenn die Leitung unter einem hohen Druck oder unter einer pulsierenden Wechselbeanspruchung steht, wobei die aufzubringende Betätigungskraft für das Herstellen der Verbindung verhältnismässig niedrig sein und von Hand aufgebracht werden können soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Sicherungsring zumindest in seiner wirksamen Stellung über eine selbsthemmende Schraubverbindung mit den Spannzangenelementen verbunden ist, indem der Sicherungsring ein Innengewinde und der Einsteckstutzen in seinem die Spannzangenelemente enthaltenden Bereich ein entsprechendes Aussengewinde trägt, dass die Spannzangenelemente mit ihrem Gewindebereich bei sich in seiner unwirksamen Stellung befindlichem Sicherungsring konisch aufgespreizt sind und dass am Innenumfang des Einsteckstutzens an einer dem Aussengewinde gegenüberliegenden Stelle mindestens ein sich über alle Spannzangenelemente erstreckender Ringzahn nach innen hin vorsteht.

Der Sicherungsring wird also bei der Montage auf die Spannzangenelemente aufgeschraubt, wodurch man eine verhältnismässig niedrige Betätigungskraft erhält, da die die Spannzangenelemente nach innen biegende Axialkomponente der Schraubbewegung sehr klein ist. Dabei wird die Steigung so klein gewählt, dass man sich im Bereich der Selbsthemmung befindet, so dass sich der Sicherungsring nicht unabsichtlich selbsttätig lösen kann. Ferner erhält man durch den vorstehenden Ringzahn eine Kraftkonzentration an der Stelle des Zahns.

Das erfindungsgemässe Anschlussverbindungsstück eignet sich selbstverständlich nicht nur für metallische Leitungen, sondern auch für Leitungen aus flexiblem Material, stets ergibt sich bei einfacher Handhabung ein guter Halt der eingesteckten Leitung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt eines Anschlussverbindungsstücks bei sich in seiner unwirksamen Stellung befindlichem Sicherungsring und

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 bei sich in seiner wirksamen Stellung befindlichem Sicherungsring.

Das in der Zeichnung dargestellte Anschlussverbindungsstück besteht aus zwei Teilen, nämlich aus einem Einsteckstutzen 1 an einer Seite und aus einem von diesem gesonderten Gewindestut-zen 2 an der anderen Seite. Der Einsteckstutzen 1 ist spannzangenartig ausgebildet, indem er gleichmässig über den Umfang verteilte Spannzangenelemente 3,4 besitzt, die durch sich in Längsrichtung des Einsteckstutzens erstreckende Längsschlitze 5 voneinander getrennt sind. Die Spannzangenelemente 3,4 ragen von einem mittleren Umfang 6 des Einsteckstutzens in Richtung vom Gewindestutzen 2 weg vor, d. h. die freien Enden der Spannzangenelemente sind dem Gewindestutzen abgewandt. Auf dem Einsteckstutzen 1 sitzt ein Sicherungsring 7, der zwischen zwei Stellungen verstellbar ist. Befindet sich der Sicherungsring 7 in seiner axial inneren unwirksamen Stellung (Fig. 1), gibt er die Spannzangenelemente 3,4 frei, die somit entlastet sind und sich wegen ihrer federnden Ausbildung leicht aufspreizen. In seiner dem axial äusseren Ende der Spannzangenelemente 3,4 zugewandten wirksamen Stellung (Fig. 2) hält der Sicherungsring 7 die Spannzangenelemente 3, 4 radial nach innen gedrückt.

Der Sicherungsring 7 ist mit einem Innengewinde 8 versehen, dem ein entsprechendes Aussengewinde 9 im die Spannzangenelemente enthaltenden Bereich des Einsteckstutzens zugeordnet ist. Die Spannzangenelemente 3,4 besitzen also an ihrem

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

\ussenumfang das Aussengewinde 9, auf das der Sicherungsring 7 mit seinem Innengewinde 8 aufschraubbar ist. Vom äusseren Ende her gesehen besitzt der Einsteckstutzen 1 zunächst einen radial vorspringenden Anschlagring 10, der ein zu weites Aufschrauben des Sicherungsrings bzw. ein Verlorengehen des Sicherungsrings verhindert. Bei der Montage können die Spannzangenelemente 3,4 von Hand radial so weit nach innen bedrückt werden, dass der Sicherungsring aufgesteckt werden iann. Auf den Anschlagring folgt axial nach innen hin das Aussengewinde 9, wobei dieser Bereich des Einsteckstutzens linear verläuft. In der unwirksamen Stellung des Sicherungsrings »emäss Fig. 1 verläuft dieser Bereich mit einer geringen Konizi-:ät, während er bei sich in seiner wirksamen Stellung gemäss Fig. 2 befindlichem Sicherungsring eine zylindrische Gestalt Desitzt. Auf den das Aussengewinde 9 tragenden Bereich folgt schliesslich eine verjüngte Partie 11, die von dem Sicherungsring in dessen unwirksamen Stellung umschlossen wird. Der Aussen-durchmesser dieser verjüngten Partie 11 ist kleiner als der Innendurchmesser des Sicherungsrings 7, und seine axiale Erstreckung ist grösser als die Länge des Sicherungsrings, so dass dieser in seiner unwirksamen Stellung lose angeordnet ist und die spannzangenelemente freigibt, wodurch diese unter ihrer Eigenelastizität aufspreizen können. Zwischen der verjüngten Partie 11, deren Aussenumfang parallel zur Umfangsfläche des das Aussengewinde 9 tragenden Bereichs ist, und dem das Aussengewinde 9 tragenden Bereich ist eine konische Über-jangsfläche 12 vorhanden. Diese zentriert den Sicherungsring 7 neim Aufschrauben. Es ist ersichtlich, dass bei genügender Länge der Spannzangenelemente der Aussenumfang des Ein-iteckstutzens auch mit gleichbleibender Steigung ausgebildet sein kann, d. h. dass der das Aussengewinde tragende Bereich ahne Neigungsänderung in die vom Sicherungsring in dessen jnwirksamen Stellung umschlossene Partie übergehen kann. In diesem Falle ergibt sich in der aufgespreizten Stellung nach Fig. 1 ;ine durchgehend gleichbleibende Konizität und bei aufgeschraubtem Sicherungsring gemäss Fig. 2 eine Zylindergestalt mit durchgehend gleichem Durchmesser.

An die verjüngte Partie 11, innerhalb der der mittlere Umfang 5 angeordnet ist, von dem aus sich die Längsschlitze 5 und somit die Spannzangenelemente 3,4 zum freien Ende hin erstrecken, schliesst sich noch eine im wesentlichen zylindrische Erweiterung 13 mit einem Boden an, der einen radial gerichteten Absatz 14 bildet. Am Innenumfang der zylindrischen Erweiterung 13 ist îine Ringnut 15 vorhanden.

Der Gewindestutzen 2, der endseitig einen Schraubstutzen 16 besitzt, enthält im Anschluss an diesen zum Einsteckstutzen 1 hin îinen äusseren Betätigungsbund 17, der radial vorsteht und z. B. aus einem Sechskant zum Ansetzen des Schraubenschlüssels besteht. An diesen Betätigungsbund 17 schliesst sich dann ein mit Bezug auf diesen zurückgesetzter Ringfortsatz 18 an, der an seinem Aussenumfang einen Ringvorsprung 19 trägt, der ebenso wie die Ringnut 15 umlaufend ist und im Querschnitt dieser entspricht. In die dem Einsteckstutzen 1 zugewandte Stirnseite des Gewindestutzens 2 ist eine ringförmige radial nach innen zu den Einsteckstutzen und den Gewindestutzen durchdringenden Durchgangsbohrung 20 hin sowie stirnseitig offene Ausnehmung 11 eingearbeitet, in die ein O-Ring 22 aus Dichtungsmaterial Angelegt ist.

Der Einsteckstutzen 1 ist mit seiner im wesentlichen zylindrischen Erweiterung 13 auf den Ringfortsatz 18 des Gewindestut-jens 2 aufgesteckt, wobei der Ringvorsprung 19 am Aussenum-Fang des Gewindestutzens und die zu diesem komplementäre Ringnut 15 am Innenumfang des Einsteckstutzens ineinandergreifen und eine ringförmige Rastverbindung bilden. Im zusammengesteckten Zustand liegt der Einsteckstutzen 1 mit seinem radial gerichteten Absatz 14 an der Stirnseite des Gewindestut-sens 2 an, wobei der O-Ring 22 zwischen den beiden Stutzen dichtend eingeklemmt ist. Ferner schlägt im zusammengesteck648 392

ten Zustand das freie Ende der Erweiterung 13 an die dem Einsteckstutzen 1 zugewandte Stirnfläche des Betätigungsbundes 17 an, der somit als Stirnanschlag für das aufgesteckte Ende des Einsteckstutzens 1 ausgebildet ist. Es ist auch noch darauf hinzuweisen, dass der Betätigungsbund 17 des Gewindestutzens mit axialem Abstand zu dessen in den Einsteckstutzen 1 eingesteckten Stirnseite und zum O-Ring 22 angeordnet ist.

Es ist zu erkennen, dass die Schnapp- oder Rastverbindung zwischen dem Einsteckstutzen 1 und dem Gewindestutzen 2 absolut sicher und zuverlässig wirkt und nach ihrer Herstellung oft nur durch Zerstörung der Teile gelöst werden kann. Diese Schnapp- oder Rastverbindung erlaubt im übrigen, dass die beiden Stutzen um die Längsachse gegeneinander verdrehbar sind.

Es ist ferner ersichtlich, dass man bei gleicher Ausbildung des die Spannzangenelemente enthaltenden Bereichs des Einsteckstutzens und bei gleicher Ausbildung des Sicherungsrings auch so vorgehen kann, dass man das dem Gewindestutzen zugewandte Ende des Einsteckstutzens nicht über sondern in das zugewandte Ende des Gewindestutzens steckt. Auch bei einem einstückig ausgebildeten Anschlussverbindungsstück, wenn also der Gewindestutzen und der Einsteckstutzen eine einteilige Einheit bilden, kann man den den Sicherungsring tragenden und die Spannzangenelemente aufweisenden Bereich gleich ausbilden wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel. Schliesslich kann das Anschlussverbindungsstück anstelle des Gewindestutzens auch einen zweiten Anschlussstutzen oder ein zentrales Verteilerstück besitzen, das mit weiteren Einsteckstutzen zusammensteckbar ist.

In das dargestellte Anschlussverbindungsstück kann das Ende einer zum Führen von gasförmigen oder flüssigen Medien dienenden Leitung eingesteckt und mit Hilfe des Sicherungsrings 7 lösbar befestigt werden. Das Einstecken erfolgt bei auseinandergespreizten Spannzangenelementen 3,4, wenn sich der Sicherungsring 7 in seiner unwirksamen Stellung befindet. Dabei wird das anzuschliessende Leitungsende bis zu einer Abstufung 23 innerhalb des Gewindestutzens 2 eingesteckt, deren radiale Abmessung der Wandstärke der Leitung entspricht, so dass sich über die gesamte Länge gesehen ein gleichmässiger Durchflussquerschnitt ergibt. Die Leitung ist in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Nach dem Einstecken der Leitung wird der Sicherungsring 7 auf das Aussengewinde 9 aufgeschraubt. Hierdurch werden die Spannzangenelemente nach innen gegen die Wandung der Leitung gedrückt. Die zum Aufschrauben erforderliche Betätigungskraft ist verhältnismässig klein, da ja die das Zusammendrücken der Spannzangenelemente bewirkende Axialkomponente der Schraubbewegung mit Bezug auf die Umfangskomponente klein ist. Das Verklemmen der Leitung mit Hilfe des aufgeschraubten Sicherungsrings 7 lässt sich auch gut dosieren. Da man somit mit einer verhältnismässig geringen Betätigungskraft grosse Klemmkräfte aufbringen kann, eignet sich das dargestellte Anschlussverbindungsstück bestens zum Anschliessen von metallischen Leitungen. Selbstverständlich lassen sich aber auch Leitungen aus flexiblem Material anschliessen.

Des weiteren ist am Innenumfang des Einsteckstutzens 1 an einer dem Aussengewinde 9 gegenüberliegenden Stelle mindestens ein sich über alle Spannzangenelemente 3,4 erstreckender Ringzahn 24 vorhanden, der nach innen hin vorsteht. Die dem Gewindestutzen 2 zugewandte Zahnflanke des Ringzahns ist steiler als die äussere Zahnflanke 25, so dass das Einstecken des Leitungsendes leichter als das Herausziehen in entgegengesetzter Richtung vor sich geht. An diesem Ringzahn 24 konzentriert sich die Klemmkraft. Der Ringzahn 24 wird also fest und dicht gegen das Leitungsende gepresst. Dabei ist er nicht scharfkantig ausgebildet, sondern mit einem Flächentraganteil, so dass sich beim Anschliessen einer Leitung aus flexiblem Material keine

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

648 392

Beschädigung der Leitung ergibt; diese wird nur elastisch deformiert und nicht eingeschnitten.

Die von dem Innengewinde 8 und dem Aussengewinde 9 gebildete Schraubverbindung ist selbsthemmend, ein unabsichtliches selbsttätiges Lösen des Sicherungsrings ist nicht möglich.

Die Handhabung des Anschlussverbindungsstücks ist denkbar einfach und die Leitung wird unabhängig von ihrem Material, also auch wenn sie aus Metall besteht, sicher und fest gehalten, selbst wenn das in ihr transportierte Medium unter einem grossen 5 Druck steht oder pulsierend hin und her strömt.

1 Blatt Zeichnungen