DE10007369B4

DE10007369B4 - Rohrkupplung

Info

Publication number: DE10007369B4
Application number: DE2000107369
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr.rer.nat. Füsser; Harald Vohwinkel
Original assignee: Karl Hamacher GmbH
Current assignee: Karl Hamacher GmbH
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2020-02-19
Also published as: DE10007369A1

Abstract

Rohrkupplung für Rohre (1) aus Stahl, mit an Rohrenden (5) zu verbindender Rohre (1) angesetzten Kupplungsstücken (2) und einem die Kupplungsstücke (2) umgebenden Schalenverschluss (3), wobei
– die Kupplungsstücke (2) als identische Muffenkragen (2) ausgebildet sind und jeweils einen Innenbund (4) aufweisen, wobei ferner
– die Muffenkragen (2) mit ihrem jeweiligen Innenbund (4) gegen die Stirnflächen der zu verbindenden Rohrenden (5) angesetzt sind und mit einem Ansatz (9) die Rohrenden (5) übergreifen, wobei weiter
– die beiden Muffenkragen (2) bei verbundenen Rohrenden (5) einen zwischen den Innenbunden (4) angeordneten sowie spiegelsymmetrisch im Vergleich zu einer radialen Symmetrieachse (M) ausgebildeten Kupplungsring (6) form- und/oder kraftschlüssig übergreifen, und wobei
– die Schalen des Schalenverschlusses (3) die beiden Muffenkragen (2) außenseitig mit einem Außenbund (8) form- und/oder kraftschlüssig übergreifen,
dadurch gekennzeichnet dass
– die Muffenkragen (2) im Anschluss an den Innenbund (4) einen zylindrischen Dichtflächenabschnitt (10) und...

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung für Rohre aus Stahl, mit an Rohrenden zu verbindender Rohre angesetzten Kupplungsstücken und einem die Kupplungsstücke umgebenden Schalenverschluss, wobei die Kupplungsstücke als identische Muffenkragen ausgebildet sind und jeweils einen Innenbund aufweisen, wobei ferner die Muffenkragen mit ihrem jeweiligen Innenbund gegen die Stirnfläche der zu verbindenden Rohrenden angesetzt sind und mit einem Ansatz die Rohrenden übergreifen, wobei weiter die beiden Muffenkragen bei verbundenen Rohrenden einen zwischen den Innenbunden angeordneten sowie spiegelsymmetrisch im Vergleich zu einer Symmetrieachse ausgebildeten Kupplungsring form- und/oder kraftschlüssig übergreifen, und wobei die Schalen des Schalenverschlusses die beiden Muffenkragen außenseitig mit einem Außenbund form- und/oder kraftschlüssig übergreifen.

Es sind Rohrkupplungen bekannt, bei denen die Kupplungsstücke aus einerseits einer Muffe, andererseits einem in die Muffe einsteckbaren Dichtkopf bestehen und der Dichtkopf zumindest eine Ringnut zur Aufnahme eines gegen die Muffe anliegenden Dichtungsringes aufweist (vgl. DE 297 04 105 U1 ). Der Dichtkopf und die Muffe besitzen jeweils einen korrespondierenden konischen Dichtflächenabschnitt und einen sich daran anschließenden zylindrischen Dichtflächenabschnitt, wobei die Ringnut mit dem Dichtungsring im Bereich der korrespondierenden zylindrischen Dichtflächenabschnitte angeordnet ist. Im Übrigen können die Muffe und der Dichtkopf von einem Schalenverschluss umgeben sein und werden in gekuppelter Stellung von dem Schalenverschluss zusammengehalten.

Derartige Rohrkupplungen haben sich an sich bewährt, sind jedoch weiter entwicklungsfähig. Denn unter Berücksichtigung der Tatsache, dass einerseits die Muffe an dem einen Rohrende und andererseits der Dichtkopf an dem anderen Rohrende nicht identisch, sondern als unterschiedliche Kupplungsstücke ausgebildet sind, müssen die zu verbindenden Rohre stets mit zueinander passenden Kupplungsstücken verlegt oder entsprechend ausgerichtet werden, beispielsweise um 180° gewendet werden. Das ist umständlich, zeitaufwendig und dann problematisch, wenn am Montageort nur beengte Raumverhältnisse zur Verfügung stehen. Aus diesem Grunde müssen die zu verbindenden Rohre häufig schon auf dem Wege zum Montageort ausgerichtet werden. Das ist nicht immer sichergestellt.

Im Rahmen der gattungsbildenden Lehre nach der DE 1 850 648 U wird eine Rohrverbindung beschrieben, bei welcher eine Dichtung so ausgebildet und angeordnet wird, dass sie unter der Wirkung des Leitungsdruckes gegen ihre Dichtflächen gepresst wird. Zu diesem Zweck ist die betreffende Dichtung aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoff gefertigt. Tatsächlich bilden die zu verbindenden Rohrenden bei der bekannten Lehre eine Stoßlücke zwischen ihren Stirnflächen, welche an ihrer Innenseite durch die unter Leitungsdruck stehende Dichtung aus elastischem Werkstoff überbrückt wird. Für Anwendungen im Hochdruckbereich sind solche Dichtungen nicht geeignet, weil die Gefahr besteht, dass sie reißen oder sich unkontrolliert verformen bzw. ihrer Dichtungsfunktion überhaupt nicht mehr nachkommen.

Die FR 2 389 821 A1 beschäftigt sich mit einer lösbaren Flanschverbindung für Rohre, insbesondere Kunststoffrohre. Zu diesem Zweck finden sich endseitig an den Rohren angeordnete Flansche, die einen Zentrierring übergreifen.

Im Rahmen der GB 2 044 872 A wird eine Rohrkupplung beschrieben, bei welcher ein kompliziert aufgebautes und gegebenenfalls verstellbares Kupplungsstück zwischen schräg hochgebogene Rohrenden eingesetzt wird. Das erfordert eine spezielle Bearbeitung der Rohrenden, die aufwendig ist.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Rohrkupplung der eingangs beschriebenen Ausführungsform so weiter zu entwickeln, dass die Rohre in beliebiger Ausrichtung zum Montageort transportiert und dort in einfacher Weise funktionsgerecht gekuppelt werden können.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Rohrkupplung nach einer ersten Alternative dadurch, dass die Muffenkragen im Anschluss an den Innenbund einen zylindrischen Dichtflächenabschnitt und einen sich daran anschließenden konischen Lagerflächenabschnitt aufweisen, und dass der Kupplungsring beidseitig mit den Dichtflächenabschnitten und Lagerflächenabschnitten der Muffenkragen korrespondierende zylindrische Dichtflächenabschnitte und konische Lagerflächenabschnitte sowie eine auf der Symmetrieachse angeordnete und in einen Zwischenraum zwischen jeweiligen Enden der Muffenkragen eintauchende Nase aufweist.

Bei einer zweiten Alternative wird so vorgegangen, dass die Muffenkragen im Anschluss an den Innenbund einen zylindrischen Dichtflächenabschnitt oder einen konischen Dichtflächenabschnitt aufweisen, und dass der Kupplungsring beidseitig mit den zylindrischen Dichtflächenabschnitten oder konischen Dichtflächenabschnitten korrespondierende zylindrische Dichtflächenabschnitte oder konische Dichtflächenabschnitte sowie eine auf der Symmetrieachse angeordnete und in einen Zwischenraum zwischen jeweiligen Enden der Muffenkragen eintauchende Nase aufweist.

Das hat insgesamt zur Folge, dass bei der erfindungsgemäßen Rohrkupplung die zu verbindenden Rohrenden stets identisch ausgebildet sind und sich folglich ein Ausrichten der zu verbindenden Rohre, insbesondere Hochdruckrohre, grundsätzlich erübrigt. Das gilt sowohl am Montageort als auch für den Transport der Rohre zum Montageort. Die identische Ausbildung der Muffenkragen wird durch den zwischengeschalteten spiegelsymmetrischen Kupplungsring ermöglicht, der überraschenderweise als gleichsam loses Bauteil zwischen die zu verbindenden Rohrenden bzw. deren Muffenkragen eingesetzt werden kann und dort nicht nur einwandfrei positioniert und fixiert ist, sondern darüber hinaus auch eine ausreichende Dichtwirkung zwischen den Muffenkragen und dem Kupplungsring gewährleistet. Darüber hinaus ermöglicht der Kupplungsring im Zuge der Rohrmontage bzw. der Rohrverbindung zunächst ein Abwinkeln der miteinander zu verbindenden Rohre bis deren endgültige Kupplung erfolgt ist. Stets ist ein einwandfreier und dichtender Sitz des Kupplungsrings in den in beidseitig übergreifenden Muffenkragen gewährleistet. Hinzu kommt, dass sich die und der erfindungsgemäßen Rohrkupplung ausgerüsteten Rohre einfach, schnell und funktionssicher kuppeln lassen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im Folgenden beschrieben. So sind die Muffenkragen mit ihrem Innenbund gegen die Stirnflächen der zu verbindenden Rohrenden angesetzt, wobei in diesem Bereich unschwer ein Verschweißen der Muffenkragen mit den Rohrenden möglich ist, zumal die Muffenkragen ebenso wie die Rohre aus Stahl bestehen. Die im Querschnitt konischen bzw. kegelförmigen Lagerflächenabschnitte dienen auch zur Zentrierung des Kupplungsringes zwischen den Muffenkragen der zu verbindenden Rohrenden. Ein form- und/oder kraftschlüssiger Einsatz des Kupplungsringes zwischen den beiden Muffenkragen wird dadurch gewährleistet, dass der Schalenverschluss mit seinen Halbschalen bzw. deren Außenbunden die Muffenkragen außenseitig nur dann übergreifen kann, wenn sich die Muffenkragen mit dem Kupplungsring in der endgültigen Kupplungsposition befinden.

Die Dichtflächenabschnitte des Kupplungsringes und/oder der Muffenkragen weisen zweckmäßigerweise Ringnuten zur Aufnahme von zwischen den einander zugeordneten Dichtflächenabschnitten komprimierbaren Ringdichtungen auf. Die Innendurchmesser der Innenbunde der Muffenkragen und der Innendurchmesser des Kupplungsringes entsprechen zweckmäßigerweise dem Innendurchmesser der zu verbindenden Rohre.

Der Schalenverschluss weist vorzugsweise zwei Halbschalen mit U-förmigem Querschnitt auf, wobei die U-Schenkel der Halbschalen die Außenbunde bilden, welche die Muffenkragen bei gekuppelten Rohrenden außenseitig umfassen und in Kupplungsstellung halten.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Rohrkupplung im Axialschnitt,
2 eine Draufsicht auf eine Hälfte des Gegenstandes nach 1,
3 den Gegenstand nach 1 in Ansicht aus Richtung des Pfeiles X,
4 einen Muffenkragen für den Gegenstand nach 1 im Axialschnitt;
5 einen Kupplungsring für den Gegenstand nach 1 im Axialschnitt und
6 eine Halbschale für den bei dem Gegenstand nach 1 eingesetzten Schalenverschluss.
In den Figuren ist eine Rohrkupplung für Rohre 1, insbesondere Hochdruckrohre dargestellt, und zwar mit an den Rohrenden zu verbindender Rohre 1 angesetzten Kupplungsstücken 2 und mit einem die Kupplungsstücke 2 umgebenden Schalenverschluss 3. Die Kupplungsstücke sind als Muffenkragen 2 ausgebildet. Die beiden Muffenkragen 2 weisen jeweils einen Innenbund 4 auf. Ferner übergreifen die beiden Muffenkragen 2 bei verbundenen Rohrenden 5 einen zwischen den Innenbunden 4 angeordneten Kupplungsring 6 form- und/oder kraftschlüssig. Die Schalen bzw. Halbschalen 7 des Schalenverschlusses 3 übergreifen die beiden Muffenkragen 2 außenseitig mit einem Außenbund 8 form- und/oder kraftschlüssig.
Die Muffenkragen 2 sind mit ihrem Innenbund 4 gegen die Stirnflächen S der zu verbindenden Rohrenden 5 angesetzt und übergreifen die Rohrenden 5 mit einem rückwärtigen Ansatz 9. Die Muffenkragen 2 und die Rohrenden 5 sind im Bereich des Ansatzes 9 bzw. Innenbundes 4 miteinander verschweißt, zumal sowohl die Muffenkragen 2 als auch die zu verbindenden Rohre 1 aus Stahl bestehen.
Die Muffenkragen 2 weisen im Anschluss an den Innenbund 4 einen zylindrischen Dichtflächenabschnitt 10 und einen sich daran anschließenden konischen Lagerflächen- bzw. Zentrierflächenabschnitt 11 auf. Der Kupplungsring 6 besitzt beidseitig mit den Dichtflächenabschnitten 10 und Lagerflächenabschnitten 11 der Muffenkragen 2 korrespondierende zylindrische Dichtflächenabschnitte 10' und konische Lagerflächenabschnitte 11'. Die Dichtflächenabschnitte 10' des Kupplungsrings 6 und/oder der Muffenkragen weisen Ringnuten 12 zur Aufnahme von zwischen den einander zugeordneten Dichtflächenabschnitten komprimierbaren Ringdichtungen 13 auf. Die Muffenkragen 2 sind als identische Bauteile ausgebildet. Der Kupplungsring 6 ist als in Bezug auf eine radiale Mittelachse M spiegelsymmetrisches Bauteil ausgebildet.
Die Innendurchmesser der Innenbunde 4 der Muffenkragen 2 und des Kupplungsringes 6 entsprechen dem Innendurchmesser der zu verbindenden Rohre 1. – Der Schalenverschluss 3 weist zwei Halbschalen 7 mit U-förmigem Querschnitt auf, wobei die U-Schenkel der Halbschalen die Außenbunde 8 bilden, welche die Muffenkragen 2 außenseitig umfassen. Grundsätzlich können die beiden Halbschalen 7 mittels eines Lageransätze durchdringenden Scharnierbolzens miteinander verbunden und verschwenkbar gelagert sein, während sie an ihren andere Schalenenden Verschlussansätze aufweisen und mittels eines die Verschlussansätze durchdringenden Schließbolzens in Verschlussstellung überführbar und gehalten sind. Nach dem Ausführungsbeispiel weisen die Halbschalen 7 beidseitig solche Verschlussansätze 14 auf, wobei die die Verschlussansätze 14 durchdringenden Schließbolzen als Schraubenbolzen 15 ausgeführt und durch entsprechende Bohrungen 16 in den Verschlussansätzen 14 hindurchgeführt sind.
Nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung können die Muffenkragen 2 im Anschluss an den Innenbund 4 auch lediglich zylindrische Dichtflächenabschnitte 10 oder lediglich konische Dichtflächenabschnitte aufweisen, die dann zugleich als Zentrierflächenabschnitte dienen. In einem solchen Fall weist der Kupplungsring 6 beidseitig mit den Dichtflächenabschnitten 10 lediglich zylindrische Dichtflächenabschnitte 10' oder lediglich konische Dichtflächenabschnitte auf.

Claims

Rohrkupplung für Rohre (1) aus Stahl, mit an Rohrenden (5) zu verbindender Rohre (1) angesetzten Kupplungsstücken (2) und einem die Kupplungsstücke (2) umgebenden Schalenverschluss (3), wobei – die Kupplungsstücke (2) als identische Muffenkragen (2) ausgebildet sind und jeweils einen Innenbund (4) aufweisen, wobei ferner – die Muffenkragen (2) mit ihrem jeweiligen Innenbund (4) gegen die Stirnflächen der zu verbindenden Rohrenden (5) angesetzt sind und mit einem Ansatz (9) die Rohrenden (5) übergreifen, wobei weiter – die beiden Muffenkragen (2) bei verbundenen Rohrenden (5) einen zwischen den Innenbunden (4) angeordneten sowie spiegelsymmetrisch im Vergleich zu einer radialen Symmetrieachse (M) ausgebildeten Kupplungsring (6) form- und/oder kraftschlüssig übergreifen, und wobei – die Schalen des Schalenverschlusses (3) die beiden Muffenkragen (2) außenseitig mit einem Außenbund (8) form- und/oder kraftschlüssig übergreifen, dadurch gekennzeichnet dass – die Muffenkragen (2) im Anschluss an den Innenbund (4) einen zylindrischen Dichtflächenabschnitt (10) und einen sich daran anschließenden konischen Lagerflächenabschnitt (11) aufweisen, und dass – der Kupplungsring (6) beidseitig mit den Dichtflächenabschnitten (10) und Lagerflächenabschnitten (11) der Muffenkragen (2) korrespondierende zylindrische Dichtflächenabschnitte (10') und konische Lagerflächenabschnitte (11') sowie – eine auf der Symmetrieachse (M) angeordnete und in einen Zwischenraum zwischen jeweiligen Enden der Muffenkragen (2) eintauchende Nase aufweist.
Rohrkupplung für Rohre (1) aus Stahl, mit an Rohrenden (5) zu verbindender Rohre (1) angesetzten Kupplungsstücken (2) und einem die Kupplungsstücke (2) umgebenden Schalenverschluss (3), wobei – die Kupplungsstücke (2) als identische Muffenkragen ausgebildet sind und jeweils einen Innenbund (4) aufweisen, wobei ferner – die Muffenkragen (2) mit ihrem jeweiligen Innenbund (4) gegen die Stirnflächen der zu verbindenden Rohrenden (5) angesetzt sind und mit einem Ansatz (9) die Rohrenden (5) übergreifen, wobei weiter – die beiden Muffenkragen (2) bei verbundenen Rohrenden (5) einen zwischen den Innenbunden (4) angeordneten sowie spiegelsymmetrisch im Vergleich zu einer radialen Symmetrieachse (M) ausgebildeten Kupplungsring (6) form- und/oder kraftschlüssig übergreifen, und wobei – die Schalen des Schalenverschlusses (3) die beiden Muffenkragen (2) außenseitig mit einem Außenbund (8) form- und/oder kraftschlüssig übergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass – die Muffenkragen (2) im Anschluss an den Innenbund (4) einen zylindrischen Dichtflächenabschnitt (10) oder einen konischen Dichtflächenabschnitt aufweisen, und dass – der Kupplungsring (6) beidseitig mit den zylindrischen Dichtflächenabschnitten (10) oder konischen Dichtflächenabschnitten korrespondierende zylindrische Dichtflächenabschnitte (10') oder konische Dichtflächenabschnitte sowie – eine auf der Symmetrieachse (M) angeordnete und in einen Zwischenraum zwischen jeweiligen Enden der Muffenkragen (2) eintauchende Nase aufweist.
Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffenkragen (2) mit den Rohrenden (5) verschweißt sind.
Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächenabschnitte (10') des Kupplungsrings (6) und/oder die Dichtflächenabschnitte (10) der Muffenkragen (2) Ringnuten (12) zur Aufnahme von zwischen den einander zugeordneten Dichtflächenabschnitten (10, 10') komprimierbaren Ringdichtungen (13) aufweisen.
Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendurchmesser der Innenbunde (4) der Muffenkragen (2) und des Kupplungsringes (6) dem Innendurchmesser der zu verbindenden Rohre (1) entsprechen.
Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalenverschluss (3) zwei Halbschalen (7) mit U-förmigem Quer schnitt aufweist und die U-Schenkel der Halbschalen die Außenbunde (8) bilden, welche die Muffenkragen (2) außenseitig umfassen.
Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Rohren (1) um Hochdruckrohre handelt.