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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei oder mehreren, eine Mantelfläche aufweisende Schläuchen und/oder Rohren, insbesondere von Vakuumschläuchen.
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Vakuumschläuche oder Spiralschläuche werden beispielsweise zum Fördern von Feststoffen, wie Sande, Flüssigkeiten oder Gemischen davon, wie z. B. Schlämme eingesetzt. Dazu weisen die Vakuumschläuche Durchmesser zwischen 60 und 200 mm auf, wobei der benötigte Förderstrom beispielsweise mittels einer Vakuumpumpe erzeugt wird, die üblicherweise auf einem Fahrzeug montiert ist. Aufgrund des relativ großen Durchmessers und der sonstigen Beschaffenheit dieser Schläuche ist es nicht möglich, sie auf eine Haspel aufzurollen. Sie werden daher in mehrere Segmente unterteilt, die in der Regel ca. 5 m lang sind. Je nachdem, wie weit der Einsatzort vom Fahrzeug entfernt ist, müssen mehrere Schläuche miteinander verbunden werden, um die entsprechende Distanz zu überwinden.
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Rohre oder Schläuche werden üblicherweise mithilfe von an ihren zu verbindenden Enden angeordneten Flanschen miteinander verbunden, wozu Befestigungselemente aller Art eingesetzt werden können. Werden Verschraubungen eingesetzt, wird für den Verbindungs- und Trennvorgang eine Menge Zeit benötigt, was insbesondere im oben beschriebenen Einsatzbereich nicht akzeptabel ist. Eine deutliche Zeitersparnis ergibt sich durch den Einsatz von Schellen anstelle von Schrauben. Diese werden um die Flansche gelegt und mit einer Spannvorrichtung festgezogen.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus der
DE 20 2007 006 853 U1 bekannt, welche Dichtungen aufweisen, die durch axial zur Längsachse des Schlauches wirkende Kräfte aktiviert werden. Indem die Schlauchenden durch die Kräfte, welche mit den Schrauben oder Schellen erzeugt werden, aneinander gezogen werden, werden die Dichtkörper gestaucht und entfalten ihre dichtende Wirkung.
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Sowohl die Schellen als auch die Flansche weisen konische Kontaktflächen auf, die sehr empfindlich sind. Werden diese beschädigt, was in oftmals sehr rauen Umgebungen wie Kiesgruben oder Steinbrüchen allein schon dadurch passieren kann, dass die Schlauchenden mit den Kontaktflächen auf den steinigen Boden fallen, werden die Schlauchenden nicht mehr so stark aneinander gepresst, so dass die Dichtkörper keine ausreichende dichtende Wirkung entfalten können.
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Sind ferner die Passflächen der Flansche, also die Flächen, an denen die Schläuche gegeneinander gezogen werden, beschädigt, werden die Dichtungen aufgrund des Unterdrucks zum Schlauchinneren gezogen, wodurch die Dichtwirkung ebenfalls herabgesetzt wird. Ferner muss immer eine ausreichende Anzahl von Schellen vorgehalten werden. Gehen sie verloren, können die Schlauchenden nicht mehr miteinander verbunden und die notwendige Distanz nicht überwunden werden.
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Das GM 7912639 offenbart eine Federsperrverbindung aus zwei gleichen zylindrischen Kupplungsteilen, die mit einer Bohrung mit Führungsnut für die Aufnahme einer Feder und eines Stützröhrchens versehen sind. Je eine Stirnseite ist mit Verrastungszähnen versehen, die nach dem Spannen der Feder als Sperre dienen. Die zu verbindenden Schläuche werden auf das Stützröhrchen aufgesteckt, das zum besseren Aufstecken der Schläuche zu beiden Seiten der Kupplung herausragt. Außerdem wird eine Begrenzungsmarke offenbart, die das Durchschieben des Röhrchens verhindert. Die Enden der Feder werden durch eine Bohrung nach außen geführt und sind in Metallhülsen verankert.
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Die
DE 39 36 102 C1 beschreibt eine Vorrichtung zum Verbinden des Endes eines Schlauches mit einem Anschlussstutzen, der eine zum Aufschieben des Schlauchendes dienende Tülle aufweist. Mittels einer Schelle wird das Ende des Schlauches klemmend gehalten. Die beiden Teilschalen der Schelle sind durch einen Gelenkbolzen gelenkig miteinander verbunden. Eine Verlängerung des Gelenkbolzens reicht durch Öffnungen in den Halteflanschen hindurch und verbindet auf diese Weise neben den Teilschalen auch die diese umgebenden Sicherungsrohrhalbschalen. Mit den Klemmflanschen presst die Schelle in geschlossenem Zustand den Schlauch auf die Tülle.
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Die
DE-OS 19 11 969 offenbart eine Verbindungsvorrichtung für Hochdruckschläuche, die eine Kupplungseinheit aufweist, die aus drei Rohrabschnitten besteht. Die Schläuche werden jeweils auf Seitenrohrstücke aufgeschoben und dort fixiert. Hier sind Doppelklemmen für die Befestigung der Schlauchenden sowie Klemmhälften erforderlich, um das Hauptrohrstück mit den Seitenrohrstücken zu verbinden.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei oder mehreren Rohren oder Schläuchen zu schaffen, mit der die Rohre und Schläuche schnell und einfach verbunden und getrennt werden und die im insbesondere im eingangs beschriebenen Einsatzbereich zuverlässig und flexibel einsetzbar ist.
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Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche eine Kupplungseinheit, auf welche die Schläuche oder Rohre aufsteckbar sind, und eine oder mehrere Spannvorrichtungen zum Verspannen der Schläuche und/oder Rohre mit der Kupplungseinheit umfasst, wobei die Spannvorrichtung erste Mittel zum Erzeugen einer Verschlusskraft und zweite Mittel zum Übertragen der Verschlusskraft auf die Mantelfläche der Schläuche und/oder Rohre aufweist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung mit der Kupplungseinheit lösbar verbunden ist, dass die Kupplungseinheit aus einem Rohrabschnitt besteht, dass ein Anschlag zum Festlegen einer Endstellung der Rohre und/oder Schläuche auf dem die Kupplungseinheit bildenden Rohrabschnitt vorgesehen ist, dass die Spannvorrichtung über den Anschlag mit der Kupplungseinheit verbindbar ist und dass der Anschlag austauschbar ist.
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Dadurch, dass die Rohre oder Schläuche auf die Kupplungseinheit aufgesteckt werden, entsteht an der Kontaktfläche eine ausreichend große Dichtfläche, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne zusätzliche Dichtelemente wie O-Ringe auskommt, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird.
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Die Dichtwirkung der Kontaktfläche wird durch die Verschlusskraft bewirkt, die in Umfangsrichtung der Schläuche wirkt, und wird durch die zweiten Mittel so auf die Mantelfläche der Schläuche übertragen, dass eine radial zur Längsachse der Kupplungseinheit wirkende Kraft entsteht. Diese Kraft wird durch den im Schlauch während des Betriebs wirkenden Unterdruck, durch den der Schlauch zusammengezogen wird, verstärkt. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird erfindungsgemäß die die Dichtwirkung nicht durch axial, sondern durch radial zur Längsachse der Kupplungseinheit wirkende Kräfte erzeugt. Beschädigungen der Kontaktfläche führen in der Regel nicht zu Undichtigkeiten.
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Die Kupplungseinheit ist ein hohlzylindrischer Körper, insbesondere ein Rohr, vorzugsweise aus Metall.
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Vorteilhafterweise sind die zweiten Mittel als Seil, Band, Streifen oder Kette ausgestaltet. Die zweiten Mittel können entsprechend einfach an die vorliegenden Randbedingungen angepasst werden, beispielsweise an die zum Erzeugen der benötigten Dichtwirkung aufzubringende Verschlusskraft. Ferner kann das Material entsprechend gewählt werden. Die zweiten Mittel können ganz oder teilweise aus Stahl oder aus textilen Materialien hergestellt sein.
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Vorzugsweise sind die ersten Mittel als Hebelanordnung ausgestaltet. Mithilfe der Hebelanordnung kann auf einfache Weise die benötigte Verschlusskraft erzeugt werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Hebelanordnung einen Bügel und eine Lasche, wobei der Bügel um eine Drehachse drehbar mit der Lasche verbunden ist. Durch die Wahl der Bügellänge ist es möglich, die zum Erzeugen des zur Verschlusskraft führenden Drehmoments benötigte Kraft gering zu halten. Ferner kann der Bügel ergonomisch so ausgestaltet sein, dass der Bediener ihn gut ergreifen kann und sich beim Verschließen oder beim Lösen der Vorrichtung seine Hände nicht verklemmt. Die zweiten Mittel können form-, stoff- oder reibschlüssig in den oder an dem Bügel eingreifen, so dass die Verschlusskräfte übertragen werden können.
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In einer weiterhin vorteilhaften Ausführung ist die Lasche in ihrer Position verstellbar. Hierbei ist insbesondere die Verstellbarkeit der Position der Lasche in Umfangsrichtung der Spannvorrichtung zu nennen. Wird die Position der Lasche bezüglich der Kupplungseinheit verändert, ändert sich auch die Position der Drehachse des Bügels. Mit dieser Verstellbarkeit kann die Verschlusskraft eingestellt werden. Je stärker die zweiten Mittel gespannt werden, desto stärker ist auch die auf die Mantelfläche der Schläuche wirkende Anteil der Verschlusskraft. Sollte sich im Betrieb herausstellen, dass die Schläuche nicht dichtend miteinander verbunden sind, kann durch Ändern der Position der Lasche die Verschlusskraft und damit die resultierende radial zur Längsachse der Kupplungseinheit wirkende Kraft und die Dichtwirkung an den Kontaktflächen zwischen Schlauch und Kupplungseinheit erhöht werden, wodurch die Schläuche dichtend miteinander verbunden werden.
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Ferner kann auf Längenveränderungen der zweiten Mittel reagiert werden. Werden beispielsweise neue Seile eingesetzt, so ist es nicht ungewöhnlich, dass diese sich anfänglich längen. Die von ihnen übertragene Verschlusskraft lässt dann entsprechend nach, was zu Undichtigkeiten führen kann. Diese Längenveränderung kann durch eine entsprechende Veränderung der Position der Lasche korrigiert werden.
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Eine bevorzugte Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung, in der die Lasche ein Rastelement aufweist, umfasst eine Rastplatte mit einer Anzahl an Vorsprüngen, wobei die Vorsprünge form- und/oder reibschlüssig in das Rastelement eingreifen. Zum Verstellen der Position der Lasche wird das Rastelement ergriffen und in die Vorsprünge der Rastplatte eingebracht, welche sich an der gewünschten Position der Lasche befinden. Die Vorsprünge greifen so in das Rastelement ein, dass die Verschlusskraft übertragen werden kann.
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Um zu verhindern, dass sich das Rastelement im gelösten Zustand der Vorrichtung unkontrolliert von den Vorsprüngen löst, kann das Rastelement so gestaltet werden, dass ein gewisser Reibschluss beim Eingreifen in die Vorsprünge erzeugt und die Position des Rastelements festgelegt wird. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass das Rastelement mit einem entsprechenden Teil in Bereiche der Vorsprünge formschlüssig einrastet und nur durch Betätigen eines Stellelements wieder von den Vorsprüngen gelöst werden kann.
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Die Vorrichtung weist einen Anschlag zum Festlegen einer Endstellung der Rohre und/oder Schläuche auf der Kupplungseinheit auf. Liegen die Rohre oder Schläuche an diesem Anschlag an, ist gewährleistet, dass sie vollständig von den zweiten Mitteln umschlossen sind und mit der Kupplungseinheit verspannt werden können. Ferner ist dann sichergestellt, dass die Kontaktfläche zwischen der Kupplungseinheit und den Schläuchen ausreichend groß ist, dass sich die notwendige Dichtwirkung entfalten kann.
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Die Spannvorrichtung ist mit der Kupplungseinheit lösbar verbunden. Somit sind alle Komponenten der Vorrichtung fest miteinander verbunden, so dass diese nicht verloren gehen können. Zum einen ist keine besondere Lagerhaltung einzelner Komponenten notwendig, zum anderen wird sichergestellt, dass die Vorrichtung immer einsatzbereit ist.
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Die Spannvorrichtung ist über den Anschlag mit der Kupplungseinrichtung verbunden ist. In dieser Weiterbildung übernimmt der Anschlag neben der oben beschriebenen Funktion der Festlegung der Endstellung der Schläuche auf der Kupplungseinheit weiterhin noch die Funktion, dass er durch seine Erstreckung in radialer Richtung zur Längsachse der Kupplungseinrichtung einen radialen Abstand zwischen Kupplungseinrichtung und Spannvorrichtung festlegt. Mit diesem Abstand wird ebenfalls der maximale Außendurchmesser der mit der Vorrichtung verbindbaren Rohre oder Schläuche festgelegt. Sollen Schläuche oder Rohre mit einem größeren als dem maximal möglichen Außendurchmesser mit der Vorrichtung verbunden werden, kann der Anschlag durch einen anderen ausgetauscht werden, der eine größere radiale Erstreckung aufweist. Ferner kann der Anschlag auch höhenverstellbar ausgeführt werden, beispielsweise mittels einer Spindel.
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Vorzugsweise weist die Kupplungseinheit Aufnahmeabschnitte zum Aufnehmen von axial zur Längsachse wirkenden Kräften auf. Derartige Kräfte können im Betrieb der Schläuche entstehen, beispielsweise, wenn eine Höhendifferenz überwunden werden muss, so dass die Vorrichtung das Eigengewicht der Schläuche aufnehmen muss. Dies kann zu einem Verrutschen der Schläuche auf der Kupplungseinheit und folglich zu einer Undichtigkeit in der Vorrichtung führen. Schlimmstenfalls kann der Schlauch komplett von der Kupplungseinheit abrutschen. Durch Aufnahmeabschnitte, etwa durch geeignete Ösen, kann die Vorrichtung an einem Gerüst oder an einer Wand befestigt werden, so dass die axialen Kräfte entsprechend aufgenommen und abgeleitet werden. Ferner kann die Kupplungseinheit auch am Aufnahmeabschnitt von einer Bedienungsperson gut ergriffen werden. Mithilfe des Anschlages wird verhindert, dass die Aufnahmeabschnitte durch die Schläuche verdeckt und unzugänglich werden.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung weist die die Kupplungseinheit Fasen zum vereinfachten Aufstecken der Schläuche auf. Die Fasen verhindern zudem, dass die Schläuche an scharfen Kanten beschädigt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand von Figuren exemplarisch erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbei-spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 eine Seitenansicht des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels ohne angeschlossene Schläuche, und
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3 eine Draufsicht des in den vorherigen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels mit angeschlossenen Schläuchen.
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Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 zum Verbinden von zwei oder mehreren Schläuchen und/oder Rohren umfasst eine Kupplungseinheit 4 sowie eine erste Spannvorrichtung 18 und eine zweite Spannvorrichtung 19. Auf die Kupplungseinheit 4 sind ein erster Schlauch 1 und ein zweiter Schlauch 2 aufgezogen.
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Die Kupplungseinheit 4 ist als ein im Wesentlichen hohlzylindrischer Körper, vorzugsweise aus Metall, und kann beispielsweise aus einem Rohrabschnitt gebildet werden. Die Kupplungseinheit besitzt eine Längsachse LK und weist einen Aufnahmeabschnitt 17 zum Aufnehmen von in Richtung der Längsachse wirkenden Kräfte auf.
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Die Spannvorrichtungen 18, 19 umfassen erste Mittel 22 zum Erzeugen einer Verschlusskraft, die im dargestellten Beispiel als Hebelanordnung 23 mit einem Bügel 3 und einer Lasche 24 ausgeführt sind. Die Lasche 24 weist ein Rastelement 6 auf, welches in Vorsprünge 26, die auf einer Rastplatte 7 angeordnet sind, einbringbar ist.
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Die Rastplatte 7 ist über Nieten 8 mit einer Aufnahmeplatte 16 verbunden. Die Aufnahmeplatte 16 ist ebenfalls über Nieten 13 an einem Verbindungsstück 12 befestigt, das über Schrauben 11 mit der Kupplungseinheit 4 lösbar verbunden ist.
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Zwischen dem Verbindungsstück 12 und der Kupplungseinheit 4 ist ein Anschlag 5 angeordnet, der zum einen eine Endstellung der Schläuche 1, 2 auf dem Kupplungseinheit 4 festlegt und zum anderen einen Abstand A zwischen der Mantelfläche MK der Kupplungseinheit 4 und der Spannvorrichtung 18, 19 definiert (vgl. 2). In diesen Zwischenraum zwischen der Spannvorrichtung 18, 19 und der Kupplungseinheit 4 werden die Schläuche 1, 2 eingebracht, so dass der Abstand A im Wesentlichen festlegt, wie groß der maximale Außendurchmesser der Rohre oder Schläuche sein darf, damit sie mit der Vorrichtung 21 verbindbar sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Anschlag 5 durch Lösen der Schrauben 11 schnell gegen einen anderen Anschlag 5 mit größerer radialer Erstreckung ausgetauscht werden, sofern der Abstand A verändert werden soll.
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Weiterhin umfasst die Vorrichtung 21 zweite Mittel zum Übertragen der Verschlusskraft auf die Mantelfläche MS der Schläuche oder Rohre, die im dargestellten Beispiel als ein Stahlseil 9 ausgeführt sind, das ganz oder teilweise ummantelt sein kann. Andere Ausführungen wie ein Metallstreifen oder eine Kette sind ebenfalls denkbar. Die Stahlseile 9 sind über ein Befestigungselement 27 mit der Aufnahmeplatte 16 verbunden. Dazu werden die Stahlseile 9 zwischen die Aufnahmeplatte 16 und eine Befestigungsplatte 10 gelegt und mit einer Schraube 14 und einer Mutter 15 reibschlüssig verbunden.
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In 2 ist das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 in einer Seitenansicht ohne die Schläuche dargestellt. Man erkennt insbesondere den durch den Anschlag 5 festgelegten Abstand A zwischen der Kupplungseinheit 4 und der Spannvorrichtung 18, 19. Ferner sind Fasen 20 zu erkennen, die das Aufziehen der Schläuche auf die Kupplungseinheit 4 erleichtern und Beschädigungen der Schläuche beim Aufziehen vermeiden. Die Fasen 20 können auch auf der Innenseite der Kupplungseinheit 4 vorgesehen sein, so dass Druckverluste durch Verwirbelungen des zu fördernden Mediums vermieden werden.
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In 3 ist das in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht mit aufgezogenen Schläuchen 1, 2 dargestellt.
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Zum Verbinden der Schläuche 1, 2 werden die Bügel 3 in eine in den 1 bis 3 nicht dargestellte geöffnete Position gebracht. In dieser geöffneten Position stehen die Bügel 3 in etwa radial zur Längsachse LK der Kupplungseinheit 4 nach außen. Der Bügel 3 ist über die Lasche 24 und das Rastelement 6 mit einem beliebigen Vorsprung 26 verbunden. Dann werden der erste und der zweite Schlauch 1, 2 so weit auf die Kupplungseinheit 4 aufgeschoben, bis sie entweder am Anschlag 5 anliegen oder, wie dargestellt, vollständig von den Stahlseilen 9 umschlossen werden können. Die Stahlseile 9 werden nun mit den Bügeln 3 verbunden. Dazu weisen die Bügel 3 eine Ausnehmung 28 auf, die einen Abstand B zur Drehachse 25 aufweisen (vgl. 1) und in welche die schlaufenförmig angeordneten Stahlseile 9 eingebracht werden können. Im dargestellten Beispiel weisen die Bügel 3 nur jeweils eine Ausnehmung 28 auf, jedoch können auch mehrere Ausnehmungen 28 vorgesehen sein. Anschließend wird der Bügel 3 um die Drehachse 25 gedreht und in die in den 1 bis 3 dargestellte geschlossene Position gebracht. Dabei wird eine Verschlusskraft auf die Stahlseile 9 aufgebracht und die Stahlseile 9 um den Abstand B gespannt. Die Stahlseile 9 legen sich auf die Mantelfläche MS der Schläuche und üben auf diese eine radial zur Längsachse LK der Kupplungseinheit 4 gerichtete Kraft aus, wodurch die Schläuche 1, 2 auf die Kupplungseinheit 4 gepresst werden. Sofern diese Kraft groß genug ist, werden die Schläuche 1, 2 gegenüber der Kupplungseinheit 4 an der Kontaktfläche abgedichtet. Sollte sich herausstellen, dass die Dichtwirkung nicht erreicht wird, kann die Kraft dadurch erhöht werden, dass der Bügel 3 wieder geöffnet und die Position der Hebelanordnung 23 so geändert wird, dass die Stahlseile 9 in einem stärker vorgespannten Zustand in die Ausnehmung 28 eingebracht werden. Hierzu wird die Lasche 24 mit dem Rastelement 6 von den Vorsprüngen 26 entfernt und in andere Vorsprünge 26 eingebracht, die eine stärkere Vorspannung der Stahlseilen 9 bewirken. So könnte in 1 der erste Schlauch 1 nicht dichtend mit der Kupplungseinheit 4 verbunden sein, während der zweite Schlauch 2 dichtend mit der Kupplungseinheit 4 verbunden ist.
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Sollte sich herausstellen, dass sich die Bügel 3 nicht in die geschlossene Position bringen lassen, weil die Stahlseile 9 zu weit vorgespannt sind, wird das Rastelement 6 in andere Vorsprünge 26 eingebracht, so dass die Stahlseile 9 weniger stark vorgespannt werden. Durch diese Verstellbarkeit der Position der Hebelanordnung 23 können Schläuche mit verschiedenen Außendurchmessern verbunden werden. Ferner kann auf Längenveränderungen der Stahlseile 9 infolge der Belastungen im Betrieb der Vorrichtung 21 reagiert werden. Ferner kann die Vorspannung der Stahlseile 9 auch dadurch geändert werden, dass die Stelle, an denen sie mittels des Befestigungselements 27 mit der Aufnahmeplatte 16 verbunden sind, geändert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Schlauch
- 2
- zweiter Schlauch
- 3
- Bügel
- 4
- Kupplungseinheit
- 5
- Anschlag
- 6
- Rastelement
- 7
- Rastplatte
- 8
- Niete
- 9
- Stahlseil
- 10
- Befestigungsplatte
- 11
- Schraube
- 12
- Verbindungsstück
- 13
- Niete
- 14
- Schraube
- 15
- Mutter
- 16
- Aufnahmeplatte
- 17
- Aufnahmeabschnitt
- 18
- erste Verspannvorrichtung
- 19
- zweite Verspannvorrichtung
- 20
- Fase
- 21
- Vorrichtung zum Verbinden von zwei oder mehreren Schläuchen
- 22
- erste Mittel
- 23
- Hebelanordnung
- 24
- Lasche
- 25
- Drehachse
- 26
- Vorsprung
- 27
- Befestigungselement
- 28
- Ausnehmung
- A
- Abstand
- B
- Abstand
- MS
- Mantelfläche Schlauch
- LK
- Längsachse Kupplungseinheit
- MK
- Mantelfläche Kupplungseinheit
