BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Klemmelement in Form einer Kreisringscheibe für eine Rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden, auf die je ein Klemmelement geschoben ist, das sich mit einem radial innenliegenden Klemmrand auf dem Rohrende abstützt, hinsichtlich eines radial aussenliegenden Klemmrandes von einer Klemmfläche übergriffen wird und in axialer Richtung so ausgeformt ist, dass eine das Klemmelement beaufschlagende axiale Druckkraft zu einer Vergrösserung des Aussendurchmessers und zu einer Verkleinerung des Innendurchmessers des Klemmelementes führt, wobei der ringförmige Teil des Klemmelementes ein bogenförmiges, durch einen Radius bestimmtes Profil aufweist und aus einem äusseren Kreisring besteht, an dem nach innen gerichtete Radiallaschen hängen.
Die vorstehend beschriebene Rohrverbindung lässt sich der deutschen Gebrauchsmusterschrift 8408 265 entnehmen.
Diese Konstruktion hat sich in der Praxis bewährt. Als nachteilig hat sich in bestimmten Fällen lediglich die verhältnismässig grosse axiale Bauhöhe des Klemmelementes erwiesen, die zu verhältnismässig grossen Schraubenlängen zwingt.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs erläuterten Klemmelement die axiale Bauhöhe zu verringern, ohne dadurch die Gesamtwirkung innerhalb der Rohrverbindung zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der aussenliegende Klemmrand des Klemmelementes sowie der durch die freien Enden der Radiallaschen gebildete innenliegende Klemmrand in einer Ebene liegen, wobei die freien Enden der Radiallaschen einen abgewinkelten, in der genannten Ebene liegenden Abschnitt aufweisen.
Hierdurch ergibt sich eine nennenswerte Verringerung der axialen Bauhöhe. Es hat sich ferner gezeigt, dass sich die Toleranzen der genormten DIN-Rohre ohne zusätzliche Schräglage des Klemmelementes problemlos überbrücken lassen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Segmentwinkel des ringförmigen Teils etwa 900 beträgt.
Das erfindungsgemässe Klemmelement eignet sich insbesondere auch für Niederdruck-Rohrverbindungen gemäss der DE-OS 3 329 004. Hier hat sich gezeigt, dass die abgewinkelten Abschnitte der Radiallaschen beim Festziehen der Rohrverbindung zu einer Stabilisierung des Klemmelementes in der senkrecht zur Rohrachse stehenden Ebene führen.
Weitere Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine in der Montage befindliche Rohrverbindung mit vier Klemmelementen gemäss der Erfindung;
Fig. 2 in vergrössertem Massstab ein Klemmelement in Draufsicht;
Fig. 3 das Klemmelement gemäss Figur 2 in Stirnansicht und
Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie A-A in Figur 2.
Zur Herstellung einer Rohrverbindung gemäss Figur 1 werden auf zwei stumpf miteinander zu verbindende Rohrenden 1, 2 jeweils zuerst ein Flansch 3, zwei Klemmelemente 4, ein Kammerteil 5 sowie für beide Rohrenden 1, 2 gemeinsam eine Dichtung 6 aufgeschoben. Der Flansch 3 weist eine kreisringförmige Klemmkammer 7 auf, die zum Verbindungsstoss 8 hin offen ist. In diese Klemmkammer 7 werden die beiden Klemmelemente 4 eingeschoben, die sich mit einem radial innenliegenden Klemmrand 4a auf dem Rohrende 1 bzw. 2 abstützen und hinsichtlich eines radial aussenliegenden Klemmrandes 4b von einer ringförmigen Klemmfläche 7a der Klemmkammer 7 übergriffen werden.
In entlastetem Zustand ragt das jeweils zweite Klemmelement 4 über die Stirnfläche des zugeordneten Flansches 3 hinaus. Die Ausbildung der Klemmelemente 4 ist dabei so gewählt, dass eine die Klemmelemente in axialer Richtung gegen die Rückseite der zugeordneten Klemmkammer 7 drückende Kraft zu einer Vergrösserung des Aussendurchmessers und gleichzeitig zu einer Verkleinerung des Innendurchmessers führt.
Das Kammerteil 5 weist eine angenähert dreiecksförmige Aussenkontur auf und ist mit einer jeweils zum Verbindungsstoss 8 hin offenen Dichtungskammer 9 versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel konusförmig ausgebildet ist, sich also in Richtung auf den benachbarten Flansch 3 verjüngt.
Der Verbindungsstoss 8 wird von der Dichtung 6 umschlossen, die als Elastomer-Formdichtung ausgebildet ist, in die ein Innenring 10 aus hartem und/oder plastischem Werkstoff, z. B. Metall, eingebettet ist. Die Aussenkontur der Dichtung 6 entspricht etwa der der beiden Dichtungskammern 9 in den Kammerteilen 5, weist jedoch ein Übermass auf, so dass ein Gegeneinanderdrücken der beiden Kammerteile 5 die Dichtung mit einem Druck beaufschlagt, der axial und radial nach innen gerichtet ist.
Um die beiden Flansche 3 gegeneinander verspannen zu können, sind z. B. drei gleichmässig am Flanschumfang ver teilt angeordnete Schraubbolzen 11 vorgesehen, während zum Verspannen der beiden Kammerteile 5 drei Inbusschrauben 12 angeordnet sind.
Zur Montage der in Figur 1 dargestellten Rohrverbindung werden zuerst die beiden Kammerteile 5 über die Inbusschrauben 12 miteinander verschraubt, nachdem die Dichtung 6 genau über den Verbindungsstoss 8 geschoben worden ist. Anschliessend werden die Klemmelemente 4 auf Anschlag gegen die Kammerteile 5 und dann die Flansche 3 auf Anschlag gegen die Klemmelemente geschoben. Durch Anziehen der Schraubbolzen 11 werden die Flansche 3 gegeneinander verspannt; hierdurch erfolgt die vorstehend erläuterte Verformung der Klemmelemente 4, die dadurch eine kraftschlüssige und bei angeschärftem innenliegenden Klemmrand 4a auch eine formschlüssige Verbindung zwischen Flansch und Rohrende herstellen.
Für die Funktion der neuen Rohrverbindung ist es nicht erforderlich, dass die Flansch 3 plan gegen die Kammerteile 5 anliegen; wesentlich ist allein, dass beim Anziehen der Schraubbolzen 11 die Klemmelemente 4 in axialer Richtung von den Kammerteilen 5 beaufschlagt werden.
Das in den Figuren 2 bis 4 dargestellte Klemmelement 5 besteht aus einem ringförmigen Teil 41, das im Querschnitt die Form eines Kreissegmentes aufweist, dessen Profil durch einen Radius R1 bestimmt ist. Dieses ringförmige Teil 41 setzt sich zusammen aus einem schmalen äusseren Kreisring 44, an dem nach innen gerichtete Radiallaschen 49 hängen. Die freien Enden der Radiallaschen 49 weisen einen abgewinkelten Abschnitt 49a, der den innenliegenden Klemmrand 4a bildet und zusammen mit dem aussenliegenden Klemmrand 4b in einer gemeinsamen Ebene 42 liegt, die senkrecht zu den Achsen der miteinander zu verbindenden Rohrenden liegt.
Figur 2 lässt erkennen, dass die Breite c der Radiallaschen 49 über ihre Länge angenähert gleich ist, und dass die Seitenkante 49b jeder Radiallasche 49 über einen ausgeprägten Radius R3 in den äusseren Kreisring 44 einlaufen.
Figur 4 zeigt, dass der ringförmige Teil 41 einen Segmentwinkel cp aufweist, der etwa 900 beträgt, aber auch kleiner ausgebildet sein kann. Dieser kreissegmentförmige Bereich geht über einen Radius R2 in den Abschnitt 49a der Radiallaschen 49 über. Die Länge der Radiallaschen 49a ist mit d bezeichnet.
Beispiel
Ein Klemmelement für eine Rohrverbindung zwischen Rohrenden der Nennweite 25 weist vorzugsweise folgende Abmessungen auf: Aussendurchmesser Da 52,5 mm Innendurchmesser Di 34,2 mm axiale Bauhöhe h 2,5 mm Breite der Radiallaschen c 4,2 mm Konturradius des ringförmigen Teils R1 5,4 mm Segmentwinkel des ringförmigen Teils cm 90' Breite des Kreisringes b 2 mm Anzahl der Radiallaschen 16 Länge des Abschnittes 49a der Radiallaschen d = 1 mm Materialstärke des Klemmelementes t < 1 mm Material X40Crl3 gehärtet 40 + 2 HRC
DESCRIPTION
The invention relates to a clamping element in the form of an annular disc for a pipe connection between two butt-jointed pipe ends, on each of which a clamping element is pushed, which is supported on the pipe end with a radially inner clamping edge, is overlapped by a clamping surface with respect to a radially outer clamping edge and is shaped in the axial direction in such a way that an axial compressive force acting on the clamping element leads to an enlargement of the outside diameter and to a reduction of the inside diameter of the clamping element, the annular part of the clamping element having an arcuate profile determined by a radius and from an outer annulus exists on which hang inward radial tabs.
The pipe connection described above can be found in German utility model 8408 265.
This construction has proven itself in practice. In certain cases, only the comparatively large axial overall height of the clamping element, which forces comparatively large screw lengths, has proven to be disadvantageous.
The invention is therefore based on the object of reducing the axial overall height in the clamping element explained at the outset, without thereby impairing the overall effect within the pipe connection.
This object is achieved according to the invention in that the outer clamping edge of the clamping element and the inner clamping edge formed by the free ends of the radial plates lie in one plane, the free ends of the radial plates having an angled section lying in the plane mentioned.
This results in a significant reduction in the axial height. It has also been shown that the tolerances of the standardized DIN tubes can be bridged without any additional inclination of the clamping element.
It is advantageous if the segment angle of the annular part is approximately 900.
The clamping element according to the invention is also particularly suitable for low-pressure pipe connections according to DE-OS 3 329 004. It has been shown here that the angled sections of the radial brackets lead to a stabilization of the clamping element in the plane perpendicular to the pipe axis when the pipe connection is tightened.
Further features of preferred embodiments are the subject of the dependent claims and are explained in more detail using an exemplary embodiment.
In the drawing, an exemplary embodiment of the invention is shown. Show it:
1 shows a longitudinal section through a pipe connection in the assembly with four clamping elements according to the invention.
Figure 2 on an enlarged scale, a clamping element in plan view.
Fig. 3 shows the clamping element according to Figure 2 in front view
4 shows a section along the line A-A in FIG. 2.
In order to produce a pipe connection according to FIG. 1, a flange 3, two clamping elements 4, a chamber part 5 and a joint 6 for both pipe ends 1, 2 are first pushed onto two pipe ends 1, 2 to be butted together. The flange 3 has an annular clamping chamber 7 which is open towards the connecting joint 8. The two clamping elements 4 are inserted into this clamping chamber 7, which are supported with a radially inner clamping edge 4a on the pipe end 1 or 2 and are covered by an annular clamping surface 7a of the clamping chamber 7 with respect to a radially outer clamping edge 4b.
In the relieved state, the respective second clamping element 4 projects beyond the end face of the associated flange 3. The design of the clamping elements 4 is chosen so that a force pressing the clamping elements in the axial direction against the rear of the assigned clamping chamber 7 leads to an enlargement of the outside diameter and at the same time to a reduction of the inside diameter.
The chamber part 5 has an approximately triangular outer contour and is provided with a sealing chamber 9 which is open towards the connecting joint 8 and which is conical in the exemplary embodiment shown, that is to say it tapers in the direction of the adjacent flange 3.
The connection joint 8 is enclosed by the seal 6, which is designed as an elastomer molded seal, into which an inner ring 10 made of hard and / or plastic material, for. B. metal is embedded. The outer contour of the seal 6 corresponds approximately to that of the two seal chambers 9 in the chamber parts 5, but has an excess, so that pressing the two chamber parts 5 against one another acts on the seal with a pressure which is directed axially and radially inwards.
In order to brace the two flanges 3 against each other, z. B. three evenly distributed on the flange circumference arranged bolts 11 are provided, while for clamping the two chamber parts 5 three Allen screws 12 are arranged.
To assemble the pipe connection shown in FIG. 1, the two chamber parts 5 are first screwed together using the Allen screws 12 after the seal 6 has been pushed exactly over the connecting joint 8. Then the clamping elements 4 are pushed to the stop against the chamber parts 5 and then the flanges 3 to the stop against the clamping elements. By tightening the bolts 11, the flanges 3 are braced against each other; this results in the above-described deformation of the clamping elements 4, which thereby produce a positive connection and, with a sharpened inner clamping edge 4a, also a positive connection between the flange and the pipe end.
For the function of the new pipe connection, it is not necessary that the flange 3 lie flat against the chamber parts 5; the only essential thing is that when the bolts 11 are tightened, the clamping elements 4 are acted upon by the chamber parts 5 in the axial direction.
The clamping element 5 shown in Figures 2 to 4 consists of an annular part 41 which has the shape of a circular segment in cross section, the profile of which is determined by a radius R1. This ring-shaped part 41 is composed of a narrow outer circular ring 44, on which inwardly directed radial plates 49 hang. The free ends of the radial brackets 49 have an angled section 49a which forms the inner clamping edge 4a and lies together with the outer clamping edge 4b in a common plane 42 which is perpendicular to the axes of the pipe ends to be connected to one another.
FIG. 2 shows that the width c of the radial plates 49 is approximately the same over their length, and that the side edge 49b of each radial plate 49 runs into the outer circular ring 44 over a pronounced radius R3.
FIG. 4 shows that the annular part 41 has a segment angle cp which is approximately 900, but can also be made smaller. This area in the shape of a segment of a circle merges over a radius R2 into the section 49a of the radial plates 49. The length of the radial tabs 49a is denoted by d.
example
A clamping element for a pipe connection between pipe ends of nominal width 25 preferably has the following dimensions: outer diameter Da 52.5 mm inner diameter Di 34.2 mm axial height h 2.5 mm width of the radial plates c 4.2 mm contour radius of the annular part R1 5, 4 mm segment angle of the annular part cm 90 'width of the circular ring b 2 mm number of radial plates 16 length of section 49a of the radial plates d = 1 mm material thickness of the clamping element t <1 mm material X40Crl3 hardened 40 + 2 HRC