CH670293A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung mit einer unprofilierte Endabschnitte der Rohre an ihrer Verbindungsstelle umgebenden spannbaren Schelle, die etwa radial nach innen ragende Flansche aufweist, und mit wenigstens zwei Sicherungseinrichtungen, die jeweils einen der Endabschnitte der Rohre an diesen und der Schelle anliegend umgeben und in die Rohre eingreifende Krallen aufweisen, wobei sich die Einrichtungen beim Auseinanderziehen der Rohre radial aufrichten.

Bei einer bekannten Rohrkupplung dieser Art sind die Sicherungseinrichtungen jeweils als ein an der Innenseite der Schelle umlaufender, in der Seitenansicht etwa kegelstumpflörmiger Verankerungsring ausgebildet, der in seiner den kleineren Durchmesser aufweisenden Umfangskante mit axialen Schlitzen versehen ist, wobei die zwischen den Schlitzen liegenden Lamellen einander in Umfangsrichtung überlappen und die in das Rohrmaterial eingreifenden Krallen bilden. Wenn die durch die Rohrkupplung verbundenen Rohre einer axialen Zugbelastung ausgesetzt und dadurch auseinandergezogen werden, richtet sich der konische Teil der Verankerungsringe radial in bezug auf die Rohre auf, so dass die Schelle die Verankerungsringe mit höherer Kraft an die Rohre drückt und ein weiteres Auseinanderziehen der Rohre verhindert wird. Zum Aufrichten der Verankerungsringe ist jedoch eine Verbiegung des Ringmaterials über den gesamten Ringumfang erforderlich, so dass ein hohes Biegemoment zu überwinden ist, das der Aufrichtung der Verankerungsringe entgegenwirkt. Vor dem Aufrichten der Verankerungsringe und der Erhöhung der Einspannkraft durch das Aufrichten kann daher bereits eine erhebliche axiale Relativverschiebung der beiden Rohrenden unter Abtragung des Rohrmaterials durch die Krallen bewirkt worden sein. Erst wenn sich schliesslich durch die Axialverschiebung eine grössere Anhäufung von Rohrmaterial vor den Krallen ergeben hat, wird der Aufrichteeffekt wirksam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der'gattungsgemässen Art anzugeben, bei der das Aufrichten der Sicherungselemente beim Auseinanderziehen der Rohrenden nahezu unverzüglich einsetzt.

Erfmdungsgemäss ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Sicherungseinrichtungen auf den Endabschnitten der Rohre axial abrollbare und relativ zueinander weitgehend frei drehbare, auf der Rollfläche mit den Krallen versehene Sicherungselemente aufweisen, die in ihrer Umfangsrichtung etwa oval sind und in Umfangsrichtung der Rohre nebeneinander angeordnet sind.

Bei dieser Lösung entfallt ein Verbiegen der Sicherungselemente, um sie aufzurichten. Sie werden daher unverzüglich beim Auseinanderziehen der Rohrenden aufgerichtet, so dass sie ein weiteres Auseinanderziehen der Rohrenden praktisch unverzüglich verhindern.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, dass die Sicherungselemente als etwa ovale Ringe ausgebildet sind, die auf wenigstens einem Träger so gelagert sind, dass ihre Drehebenen in Axialebenen der Rohre liegen. Ein ovaler Ring, der zum Beispiel die Form einer Ellipse aufweisen oder aus Kreisabschnitten zusammengesetzt sein kann, die tangential ineinander übergehen, hat in seiner Ebene eine lange und eine kurze Achse, so dass er bei einer Verdrehung aus einer Normallage, in der die lange Achse etwa parallel zur Längsachse der Rohre verläuft, sich sofort und stetig weiter aufrichtet und dadurch umgehend bei einer axialen Relativverschiebung der Rohre für eine Erhöhung der Spannkraft der Schelle sorgt.

Der Träger kann ein in Umfangsrichtung der Rohre verlaufendes Element sein, das stellenweise an der Innenseite der Schelle befestigt ist und die Ringe zwischen den Befestigungsstellen trägt. Auf diese Weise sind die Ringe unverlierbar mit der Schelle verbunden.

Sodann kann dafür gesorgt sein, dass das axiale Loch der Ringe ein Mehrkantloch und der Träger ein Metallband ist, das mit allseitigem Spiel durch die Ringe hindurchgeführt ist, wobei die Höhe des Loches kleiner als die Breite des Metallbandes ist. Diese Ausbildung des Trägers gewährleistet zunächst eine freie Drehbarkeit der Ringe auf dem Träger, bis schliesslich das Metallband an den Kanten des Mehrkantloches anschlägt und dadurch eine Überdrehung der Ringe über eine vertikale Lage ihrer länge5

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ren Achse hinaus verhindert.

Die Befestigungsstellen können Punktschweissstellen sein, und der Träger kann in einer Querebene der Rohre mäandrieren. Dies ergibt eine einfache Art der Verbindung der Träger mit der Schelle unter gleichzeitiger Beihaltung der Drehbarkeit der Ringe.

Hierbei können zwischen benachbarten Befestigungsstellen mehrere Ringe auf dem Träger gelagert sein, so dass man mit wenigen Befestigungsstellen auskommt.

Wenn die Ringe auf der Innenseite der Flansche liegen, werden sie durch die Flansche zusätzlich an einer Überdrehung gesichert und gleichzeitig axial gesichert.

Sodann können die Sicherungselemente etwa C-förmige Ringe sein, die die radial inneren Kanten der Flansche übergreifen und sich mit ihren auf der Innenseite der Flansche liegenden Schenkeln an der Innenseite der Schelle abstützen. Bei dieser Ausbildung wirken die Flansche gleichzeitig als Träger für die Ringe, so dass gesonderte Träger entfallen.

Vorzugsweise ist hierbei zwischen den Innenkanten der Flansche und den sie übergreifenden C-Ringen ein Spiel vorhanden, das die freie Drehbarkeit der Ringe gewährleistet.

Eine weitere Ausführung der Sicherungseinrichtungen kann darin bestehen, dass die Sicherungselemente im Querschnitt etwa ovale, durch leicht tordierbare dünnere Stege einteilig verbundene Drahtabschnitte sind, wobei wenigstens einige Stege mit der Schelle punktverschweisst sind. Diese Sicherungseinrichtungen lassen sich leicht aus einem längeren Draht mit ovalem Querschnitt herstellen, der mit über seine ganze Länge durchgehenden und in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Krallen oder Zähnen (Rippen) versehen und in der gewünschten Länge der Drahtabschnitte entsprechenden Abständen mit radialen Einschnitten versehen wird, die zur Ausbildung der Stege bis zu einer Tiefe ausgeführt werden, die der gewünschten leichten Tordierbarkeit der Stege entspricht.

Bei jeder Ausführung kann dafür gesorgt sein, dass an jedem axialen Ende der Schelle zwei Reihen aus in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Sicherungselementen nebeneinander angeordnet sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass die Rohrkupplung einer Abwinklung der verbundenen Rohre mit höheren Kräften entgegenwirkt.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Flg. 1 eine erfindungsgemässe Rohrkupplung auf den Endabschnitten zweier zu verbindender Rohre im Radialschnitt I-I der Fig. 2,

Rg. 2 den Schnitt II-II der Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt III-III der Fig. 2,

Rg. 4 einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels im Axialschnitt vor dem Auseinanderziehen der verbundenen Rohrenden,

Rg. 5 die gleiche Schnittansicht wie die nach Fig. 4, jedoch nach dem Auseinanderziehen der beiden verbundenen Rohrenden,

Rg. 6 eine perspektivische Darstellung eines Sicherungselements, das bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 verwendet wird, und

Rg. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer dem Schnitt III-III nach Rg. 2 entsprechenden Schnittansicht.

Das Ausführungsbeispiel nach den Hg. 1 bis 3 besteht aus einer der Axialzugentlastung und Erhöhung der Biegesteifigkeit der Rohrverbindungsstelle dienenden Schelle 1 und einer darin angeordneten Dichtschelle 2 mit GummimufFe 3, die die Endabschnitte 4 und 5 zweier miteinander zu verbindender Rohre 6 und 7 umgeben und axial verbinden. Die Schelle 1 ist zusätzlich zur Dichtschelle 2 vorgesehen, wenn die Verbindungsschelle der Rohre höheren axialen Zugkräften und radialen Kräften standhalten soll. Andernfalls kann die Schelle 1 entfallen. Die Schelle 1 besteht aus zwei Halbschellen 8 und 9, deren Enden durch jeweils zwei Spannverschlüsse 10 und 11, von denen in der Ansicht nach Fig. 1 jeweils nur einer zu sehen ist, miteinander verbunden sind. Die Spannverschlüsse bestehen aus an den Enden der Halbschellen befestigten Spannbacken 12 und 13 und einer diese durchsetzenden Spannschraube 14 mit Mutter.

Die Dichtschelle 2 ist im Quer- bzw. Radialschnitt C-fÖrmig und ebenfalls an den Enden durch zwei Spannverschlüsse 15 verbunden, von denen nur einer in Fig. 1 sichtbar ist. Die Spannverschlüsse 15 bestehen ebenfalls-aus an den Enden der Dichtschelle 2 befestigten Spannbacken 12 und 13, die durch einen entsprechenden Umfangsschlitz in der Halbschelle 8 hindurchgeführt und durch eine Schraube 14 mit Mutter verbunden sind.

Die Halbschellen 8 der Schelle 1 bestehen aus einem breiten Schellenband mit an den Umfangsrändern etwa radial abgewinkelten Hanschen 16 und 17.

An der Innenseite der Schelle 1 in der Nähe der Hansche 16 und 17 sind etwa ovale Ringe 18 in Umfangsrichtung der Rohre 6 und 7 nebeneinander auf Trägern 19 in Radialebenen der Rohre 6 und 7 begrenzt drehbar gelagert.

Die Ringe 18 sind auf ihrem Umfang mit Krallen oder Zähnen versehen und haben ein Mehrkantloch 20, durch das der Träger 19 mit allseitigem Spiel hindurchgefühlt ist. Die Ringe 18 haben in ihrer Ebene eine grössere Längsachse und eine kleine Querachse, und ihre äussere Kontur ist - abgesehen von den Krallen oder Zähnen - aus Kreisbögen zusammengesetzt. Die Kontur kann aber auch elliptisch sein.

Der Träger 19 ist bandförmig und mäandriert in einer Querebene der Rohre, wie Hg. 3 zeigt. Die radial nach aussen gerichteten Ausbauchungen des Trägers 19 sind mit der Innenseite der Schelle 1 durch Schweisspunkte 21 verbunden, und zwischen den Verbindungsstellen auf den radial nach innen gerichteten Ausbauchungen des Trägers 19 sind Pakete oder Gruppen 22 aus mehreren Ringen 18 gelagert.

Wenn die Rohre 6 und 7 ordnungsgemäss durch die Rohrkupplung miteinander verbunden sind, nehmen die Ringe 18 die in Rg. 2 links dargestellte Drehwinkellage ein. Wenn jedoch das Rohr 7 relativ zu dem Rohr 6 in Richtung des Pfeils 23 nach Rg. 2 durch Ausübung einer Zugkraft auf das Rohr 7 verschoben wird, so dass es die gestrichelt dargestellte Lage einnimmt, drehen sich die rechts in Rg. 2 dargestellten Ringe 18 entgegen dem Uhrzeigersinn, bis sie, wie es in Rg. 2 dargestellt ist, mit den Kanten ihres Mehrkantloches 20 an den Kanten des Trägers 19 anschlagen, da die Höhe der Mehrkantlöcher kleiner als die Breite der Träger 19 ist. Dabei richten sich diese Ringe 18 radial in bezug auf das Rohr 7 auf, so dass sich die Spannkraft der Schelle 1 erhöht und die Krallen oder Zähne dieser Ringe 18 erstmals oder tiefer in der Aussenseite des Rohres 7 und der Innenseite der Schelle 1 eingreifen und schliesslich eine weitere Verschiebung des Rohres 7 relativ zum Rohr 6 blockieren. Wenn hierbei die Schelle 1 durch das Rohr 7 über die rechts dargestellten Ringe 18 in Richtung des Pfeils 23 mitgenommen wird, richten sich auch die links in Hg. 2 dargestellten Ringe 18 durch eine Drehung im Uhrzeigersinn (in Hg. 2) auf, so dass auch eine Weiterbewegimg der Schelle 1 blockiert wird. Entsprechendes gilt für ein Auseinanderziehen beider Rohre 6 und 7 relativ zueinander.

Da die Drehbewegung der Ringe 18 zumindest anfanglich nicht durch ein Gegenbiegemoment der Träger 19 behindert wird, können sich die Ringe 18 bis zur Blockierung der axialen Relativbewegung der Rohre 6 und 7 aufrichten. Dananch wird eine weitere Drehung der Ringe 18 durch die Träger 19 einerseits und die Hansche 16 und 17 andererseits verhindert.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Hg. 4 und 6 sind als Sicherungselemente im Querschnitt etwa C-förmige Ringe 24 vorgesehen, die mit ihren Schenkeln 25 und 26 die Hansche 16 und 17 (von denen in den Rg. 4 und 5 nur der Hansch 16 dargestellt ist) übergreifen und auf ihrer gewölbten Aussenseite, die dem betreffenden Rohr 6 (bzw. 7) zugekehrt ist, mit Krallen oder Zähnen versehen sind. Die freien Enden der Schenkel 26 stützen sich

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an der Innenseite der Schelle 1 ab, wobei zwischen der radial inneren Kante der Flansche 16 (und 17) einerseits und der Innenseite der Ringe 24 ein Spiel bzw. Abstand verbleibt.

Wenn das Rohr 6 relativ zur Schelle 1 in Richtung des Pfeils 27 (in Rg. 4) gezogen wird, richtet sich der Schenkel 26 in die in Rg. 5 dargestellte Lage auf, so dass sich der Anpressdruck zwischen den Ringen 24 und den Rohren erhöht und aufgrund des Eingriffs der Krallen oder Zähne der Ringe 24 in das Material der Rohre ein weiteres Auseinanderziehen der Rohre verhindert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel übernehmen die Hansche 16 bzw. 17 die Funktion der Träger 19 des ersten Ausführungsbeispiels, so dass zusätzliche Träger, wie die Träger 19, entfallen.

Die Ringe 24 sind in Umfangsrichtung der Rohre bzw.

Schelle 1 verteilt angeordnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Rg. 7 ist ein im Querschnitt etwa ovaler Draht 28 mit sich über seine gesamte Länge erstreckenden Zähnen, die zur Vereinfachung der Darstellung nur links in Rg. 7 angedeutet sind, und mit radialen Einschnitten 29 versehen. Die Einschnitte 29 sind bis zu einer solchen Tiefe ausgeführt, dass leicht tordierbare Stege 30 verbleiben. Die Abstände der Einschnitte 29 sind so gering gewählt, dass die die Sicherungselemente bildenden Drahtabschnitte 31 zwischen den Einschnitten 29, trotz ihrer Krümmung in Umfangsrichtung, in Axialrichtung der Rohre 6 und 7 zwischen der Schelle 1 und den Rohren sowie aufgrund der leichten Tordierbarkeit der die Drahtabschnitte 31 einteilig verbindenden Stege 30 leicht relativ zueinan-5 der verdrehbar und an der Innenseite der Schelle 1 sowie der Aussenseite der Rohre 6, 7 abrollbar sind, um durch das Aufrichten ihrer längeren Querachse den Anpressdruck zwischen der Schelle 1 und den Rohren 6, 7 zu erhöhen.

Statt die Einschnitte 29 nur von einer Seite des Drahtes 28 her io auszuführen, können auch ringförmige Einschnitte ausgebildet werden, bei denen etwa in der Mitte des Drahtes 28 schwache runde Verbindungsstege verbleiben, die leicht tordierbar sind.

Wenigstens die an den freien Enden des Drahtes 28 ausgebildeten Stege 30 sind an der Innenseite der Schelle 1 durch 15 Schweisspunkte 21 befestigt, wobei jede Halbschelle 8, 9 mit einem eigenen Draht 28 versehen ist.

Statt nur einer können an jedem Ende der Schelle 1 auch zwei Reihen aus in Umfangsrichtung der Schelle 1 nebeneinander angeordneten Sicherungselementen 18,24 oder 31 in Axialrich-20 tung nebeneinander angeordnet sein, um ein Abwinkein der verbundenen Rohre 6 und 7 mit höherer Kraft und aufgrund der durch die Doppelreihen bewirkten grösseren Widerlagerflächen für die Rohre zu verhindern.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

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1. Rohrkupplung mit einer unprofilierte Endabschnitte der Rohre an ihrer Verbindungsstelle umgebenden spannbaren Schelle, die etwa radial nach innen ragende Flansche aufweist, und mit wenigstens zwei Sicherungseinrichtungen, die jeweils einen der Endabschnitte der Rohre an diesen und der Schelle anliegend umgeben und in die Rohre eingreifende Krallen aufweisen, wobei sich die Einrichtungen beim Auseinanderziehen der Rohre radial aufrichten, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtungen auf den Endabschnitten (4, 5) der Rohre (6, 7) axial abrollbare und relativ zueinander weitgehend frei drehbare, auf der Rollfläche mit den Krallen versehene Sicherungselemente (18; 24; 31) aufweisen, die in ihrer Umfangsrichtung etwa oval sind und in Umfangsrichtung der Rohre (6,7) nebeneinander angeordnet sind.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungselemente (18; 24) als etwa ovale Ringe ausgebildet sind, die auf wenigstens einem Träger (16; 17; 19) so gelagert sind, dass ihre Drehebenen in Axialebenen der Rohre (6, 7) liegen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Rohrkupplungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (19) ein in Umfangsrichtung der Rohre (6,7) verlaufendes Element ist, das stellenweise an der Innenseite der Schelle (1) befestigt ist und die Ringe (18) zwischen den Befestigungsstellen (21) trägt.

4. Rohrkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das axiale Loch der Ringe (18) ein Mehrkantloch (20) und der Träger (19) ein Metallband ist, das mit allseitigem Spiel durch die Ringe (18) hindurchgefiihrt ist, wobei die Höhe des Loches

(20) kleiner als die Breite des Metallbandes (19) ist.

5. Rohrkupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstellen (21) Punktschweissstellen sind und der Träger (19) in einer Querebene der Rohre (6,7) mäandriert.

6. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Befestigungsstellen

(21) mehrere Ringe (18) auf dem Träger (19) gelagert sind.

7. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (18) auf der Innenseite der Flansche (16,17) liegen.

8. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungselemente etwa C-förmige Ringe (24) sind, die die radial inneren Kanten der Flansche (16,17) übergreifen und sich mit ihren auf der Innenseite der Flansche (16, 17) liegenden Schenkeln (26) an der Innenseite der Schelle (1) abstützen.

9. Rohrkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Innenkanten der Flansche (16, 17) und den sie übergreifenden C- Ringen (24) ein Spiel vorhanden ist.

10. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungselemente im Querschnitt etwa ovale, durch leicht tordierbare dünnere Stege (30) einteilig verbundene Drahtabschnitte (31) sind, wobei wenigstens einige Stege (30) mit der Schelle (1) punktverschweisst sind.

11. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem axialen Ende der Schelle (1) zwei Reihen aus in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Sicherungselementen (18; 24; 31) nebeneinander angeordnet sind.