DE10316563A1

DE10316563A1 - Leitungskupplung mit erweiterten Enden

Info

Publication number: DE10316563A1
Application number: DE10316563A
Authority: DE
Inventors: Gary D Lehnhardt
Original assignee: Construction Forms Inc
Current assignee: Construction Forms Inc
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2003-10-30
Also published as: ITRM20030183A0; GB2388170A; US20030197381A1; US6758500B2; GB2388170B; GB0305334D0; ITRM20030183A1; CA2423443A1

Abstract

Eine Kupplungsanordnung (10), die eine fluiddichte Strömung von druckbeaufschlagtem Fluid durch sie hindurch gewährleistet, besitzt ein Paar von Leitungselementen (12, 14), die in einer Ausrichtung Ende an Ende angeordnet sind und jeweils ein erweitertes Ende (16, 18) aufweisen. Eine umschließende Kupplungseinheit (20) umschließt die Enden der Leitungselemente (12, 14) und hat eine Konstruktion, um die Kupplungseinheit (20) um die erweiterten Enden (16, 18) der Leitungselemente (12, 14) festzuziehen, wobei die Kupplungseinheit (20) innere Seitenflächen aufweist, die teilweise einen Kupplungshohlraum (62) bilden. Eine umschließende verformbare Dichtung (22) ist in dem Hohlraum (62) der Kupplungseinheit (20) angeordnet. Die Dichtung (22) weißt äußere Seitenflächen, die von den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit (20) beabstandet sind, sowie Innenflächen auf, die eine ringförmige Aussparung (70) darin bilden. Eine starre Ringeinlage (24) ist in der ringförmigen Aussparung (70) der verformbaren Dichtung (22) festgehalten, um die Dichtung zu verstärken. Die erweiterten Enden (16, 18) der Leitungselemente (12, 14) sind zwischen den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit (20) und den äußeren Seitenflächen der verformbaren Dichtung (22) in Verkeil- und Abdichteingriff angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Kupplungsanordnungen zum lösbaren Verbinden von Leitungsabschnitten, wie Rohren und Schläuchen, in einer axialen Beziehung Ende an Ende. Im spezielleren bezieht sich die Erfindung auf eine sicherere und besser abgedichtete Kupplungsanordnung zum lösbaren Verbinden von einander gegenüberliegenden Endkonstruktionen der Leitungsabschnitte, wie diese bei Betonpumpsystemen verwendet werden.
Betonpumpsysteme werden zum Schütten von Beton in verschiedenen Anwendungen verwendet. Die vorliegende Erfindung ist speziell für die Betonpumptechnologie ausgebildet worden, kann jedoch auch bei anderen Rohrleitungen verwendet werden, die z. B. hohen mechanischen Abrieb und Verschleiß erzeugende Fluidmaterialien unter typischen Druckwerten von 3,5 × 10⁶ Pa bis zu einigen 7 × 10⁶ Pa (500 psi bis einigen 1000 psi) transportieren. Bei in Form von Auslegern angebrachten Einheiten sind die Ausleger aus Rohren gebildet, die Teil der Pumpleitung sind.
Im folgenden wird der Begriff "Leitung" allgemein in dem Sinn verwendet, der jegliches rohrförmige Element, beispielsweise ein Rohr oder einen Schlauch, beinhaltet, das zum Bilden eines Teils der Leitung angeschlossen wird. Beim Pumpen von Beton ist ein übermäßiger Verschleiß der Leitung ein häufiges Problem und ein spezielles Problem an der Kupplung der Leitungsabschnitte, insbesondere dort, wo eine Änderung der Strömungsrichtung stattfindet.

Bei Betonpumpsystemen werden Leitungsabschnitte unter Verwendung von lösbaren Kupplungen miteinander verbunden. Ein typisches System ist offenbart in dem US-Patent 3,705,737, erteilt am 1. Dezember 1972, und dem US-Patent 4,305,607, erteilt am 15. Dezember 1981, für die vorliegende Anmelderin. Die Kupplung der Leitungen in der derzeit vorhandenen Technologie beinhaltet im allgemeinen eine mehrteilige, lösbare Klemmanordnung, wie eine gelenkige C-förmige Klemmeinheit mit einer Dichtungseinrichtung, die sich innerhalb der Kupplung befindet, um die Verbindung zwischen geringfügig voneinander beabstandeten Leitungsenden der Leitung abzudichten.

Die Leitungsenden sind somit normalerweise geringfügig voneinander beabstandet und durch spezielle umschließende Dichtungskonstruktionen abgedichtet. Die Leitungsenden beinhalten generell ein Endkörperelement, das eine ringförmige Nut aufweist, wobei die seitlichen Ränder der U-förmigen Klemmelemente in die Nuten passen und die Leitungen bzw. Leitungsabschnitte miteinander verriegeln.

Leider hat es sich herausgestellt, daß aufgrund der geringen Tiefe der ringförmigen Nuten in den Leitungsenden, der Eingriffsoberflächen der seitlichen Ränder der Kupplungs-Klemmelemente in den Nuten sowie des Arbeitsdrucks des durch die Rohrleitungen strömenden, druckbeaufschlagten Fluids eine größere Möglichkeit für ein Bersten an dem Leitungsende besteht, als dies wünschenswert ist. Außerdem wurde festgestellt, daß die Dichtungsausbildung der Kupplung des Standes der Technik den Arbeitsdruck in der Rohrleitung einschränken und zu einer vorzeitigen Leckage führen kann.

Aus diesem Grund ist es wünschenswert, eine verbesserte Leitungsendkonstruktion zu schaffen, die unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik mit der Kupplung und der Dichtung zusammenarbeitet.

Ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe einer verbesserten Leitungskupplungsanordnung für Betonpumpsysteme, die die Möglichkeit eines Berstens und einer Leckage während des Betriebs mit hohem Druck vermindert.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Leitungsendes, das zwischen einer Kupplungseinrichtung und einer Dichtung in der Kupplungseinrichtung in verkeilter und abgedichteter Weise angeordnet ist.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Leitungsendes, das eine erweiterte Konstruktion hat.

Ferner besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Angabe einer Kupplung mit einer Dichtung, die bei Plazierung in einer Leitung einen höheren Arbeitsdruck zuläßt.

Zusätzlich dazu besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Angabe eines neuartigen Verfahrens zum Zusammenbauen einer Kupplungsanordnung.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Kupplungsanordnung zum Ermöglichen einer fluiddichten Strömung von druckbeaufschlagtem Fluid durch diese hindurch geschaffen. Ein Paar Leitungselemente ist in einer Ausrichtung Ende an Ende angeordnet, wobei jedes der Leitungselemente ein erweitertes Ende aufweist. Eine umschließende Kupplungseinheit umschließt die Kupplungsenden der Leitungselemente und hat eine Konstruktion, um die Kupplungseinheit um die erweiterten Enden der Leitungselemente herum festzuziehen.

Die Kupplungseinheit weist innere Seitenflächen auf, die teilweise einen Kupplungshohlraum bilden. Eine umschließende verformbare Dichtung ist in dem Hohlraum der Kupplungseinheit angeordnet. Die Dichtung weist äußere Seitenflächen, die von den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit beabstandet sind, sowie Innenflächen auf, die eine ringförmige Aussparung darin bilden.

Eine starre Ringeinlage ist in der ringförmigen Aussparung der verformbaren Dichtung festgehalten, um die Dichtung zu verstärken. Die erweiterten Enden der Leitungselemente sind zwischen den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit und den äußeren Seitenflächen der verformbaren Dichtung in Verkeil- und Abdichteingriff angeordnet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist mindestens eines der Leitungselemente einen Schlauch auf, und mindestens ein anderes der Leitungselemente weist ein Rohr auf. Die erweiterten Enden sind im allgemeinen in einem Winkel von ca. 90 Grad bis ca. 109 Grad relativ zu der Längsachse der Kupplungseinheit abgewinkelt bzw. gebogen. Die erweiterten Enden weisen axial verlaufende Bereiche auf, an denen der Schlauch bzw. das Rohr befestigt wird.

Die Kupplungseinheit ist durch ein Paar Kupplungssegmente gebildet ist, die schwenkbar miteinander verbunden sind. Jedes Kupplungssegment weist in bezug auf seine Längsachse, die zu der Längsachse der Leitungselemente senkrecht ist, ein Set von radial verlaufenden Außenflächen auf, die mit einem Set von axial verlaufenden Stufenbereichen verbunden sind, die wiederum mit einem Set von radial verlaufenden Stufenbereichen verbunden sind.

Jedes Kupplungssegment weist eine Basis auf, die einen Innendurchmesser des Kupplungssegments definiert, wobei die Basis ein Paar einander entgegengesetzter Enden aufweist. Jedes Kupplungssegment weist ein Set von schräg verlaufenden Seitenwänden auf, die jeweilige Enden der Basis mit den axial verlaufenden Stufenbereichen verbinden. Die schräg verlaufenden Seitenwände divergieren von der Basis zu den radial verlaufenden Stufenbereichen.

Die schräg verlaufenden Seitenwände bilden die inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit. Die schräg verlaufenden Seitenwände und die Basis bilden einen im allgemeinen kegelstumpfförmigen Kupplungshohlraum zum Aufnehmen der erweiterten Enden der Leitungselemente und der Dichtung. Die verformbare Dichtung ist ein elastisches, gummiartiges Element, das in dem Kupplungshohlraum zentral positioniert ist.

Die Dichtung weist eine äußere Endwand auf, die den Außendurchmesser der Dichtung bildet, wobei die äußere Endwand mit der Basis jedes Kupplungssegments in Eingriff bringbar ist. Die Dichtung weist ferner ein Set von vertikalen Seitenwänden auf, die mit der äußeren Endwand über ein Set von abgewinkelten bzw. abgeschrägten Schultern verbunden sind. Das Set der vertikalen Seitenwände und das Set der abgeschrägten Schultern bilden die äußeren Seitenflächen der Dichtung.

Die Dichtung weist ferner ein Set von Innenflächen auf, die sich radial von dem Set der vertikalen Seitenwände weg erstrecken. Die Dichtung ist mit einer ringförmigen Aussparung ausgebildet ist, um die Ringeinlage darin aufzunehmen und zu halten. Die Innenflächen bilden einen Innendurchmesser der Dichtung, wenn die Ringeinlage in der ringförmigen Aussparung angebracht ist.

Die abgeschrägten Schultern und die vertikalen Seitenwände sind von den schräg verlaufenden Seitenwänden jedes Kupplungssegments in Richtung nach innen beabstandet. Die schräg verlaufenden Seitenwände der Kupplungssegmente sind in einem Winkel von ca. 19 Grad relativ zu den axial verlaufenden Stufenbereichen gebildet. Die abgeschrägten Schultern der Dichtung sind in einem Winkel von ca. 26 Grad relativ zu den vertikalen Seitenwänden der Dichtung ausgerichtet.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung beinhaltet eine Kupplungsanordnung zum Ermöglichen einer fluiddichten Strömung von druckbeaufschlagtem Fluid durch diese hindurch ein Paar Leitungselemente, die in einer Ausrichtung Ende an Ende angeordnet sind. Eine umschließende Kupplungseinheit umschließt die Enden der Leitungselemente in einem festgezogenen Verschluß um diese und weist innere Seitenflächen auf, die teilweise einen Hohlraum bilden. Eine elastische Dichtung ist in dem Hohlraum angeordnet und weist äußere Seitenflächen auf.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Leitungselemente erweiterte Enden aufweisen, die zwischen den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit und den äußeren Seitenflächen der Dichtung in Verkeil- und Abdichteingriff stehen, so daß ein Anstieg des Drucks der Fluidströmung durch die Leitungselement das Ausmaß der Verkeil- und Dichtungswirkung der erweiterten Enden zwischen der Kupplungseinheit und der Dichtung erhöht.

Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Kupplungsanordnung angegeben, das folgende Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines Paares von Leitungselementen in einer Anordnung Ende an Ende, wobei jedes der Leitungselemente ein erweitertes Ende aufweist;
b) Bereitstellen einer umschließenden Kupplungseinheit, die innere Seitenflächen aufweist, die teilweise einen Hohlraum in der Kupplungseinheit bilden;
c) Plazieren der erweiterten Enden der Leitungselemente in dem Inneren der Kupplungseinheit angrenzend an die inneren Seitenflächen derselben;
d) Bereitstellen einer verformbaren Dichtung, die äußere Seitenflächen und eine ringförmige Fläche bzw. Aussparung zum Anbringen einer Ringeinlage in dieser aufweist; und
e) Positionieren der verformbaren Dichtung und der Ringeinlage in dem Hohlraum der Kupplungseinheit zwischen den erweiterten Enden derart, daß die erweiterten Enden der Leitungselemente zwischen den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit und den äußeren Seitenflächen der verformbaren Dichtung verkeilt und abgedichtet werden.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer Leitungskupplungsanordnung mit erweiterten Enden;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der zusammengebauten Leitungskupplungsanordnung mit erweiterten Enden;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Kupplungsanordnung;
Fig. 4 eine vergrößerte, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht der unverformten Dichtung vor der Montage in der Kupplungsanordnung;
Fig. 5 bis 8 Perspektivansichten zur Erläuterung der fortschreitenden Montage der Kupplungsanordnung; und
Fig. 9 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, jedoch unter Darstellung einer alternativen erweiterten Endkonstruktion.
In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 ist eine Kupplungsanordnung 10 im zerlegten Zustand dargestellt, die gebildet ist aus einem Paar von Leitungselementen 12, 14 mit erweiterten Enden 16, 18, einer Kupplungseinheit 20 sowie einer verformbaren Dichtung 22, in der eine Ringeinlage 24 angebracht ist.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, besitzen die Leitungselemente 12, 14 jeweils einen starren, axial verlaufenden Fortsatzbereich 26, 28 mit ähnlichem Innendurchmesser, an denen die erweiterten Enden 16, 18 in integraler Weise ausgebildet sind. Bei dem dargestellten, exemplarischen Ausführungsbeispiel weist der Bereich 26 des Leitungselements 12 einen Widerhakenbereich 30 auf, auf dem ein flexibler Schlauch 32 kraftschlüssig aufgenommen ist und mittels einer aufgecrimpten Zwinge 34 weiter befestigt ist.
Der Bereich 28 des Kupplungselements 14 beinhaltet ein starres Rohr 36, das daran beispielsweise durch Schweißen angebracht ist. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind die erweiterten Enden 16, 18 allgemein in Winkeln von 90° in bezug auf die Längsachse A der ausgefluchteten Leitungselemente 12, 14 umgebogen. Wie im folgenden noch beschrieben wird, können die erweiterten Enden 16, 18 jedoch auch in einem bevorzugten Bereich von stumpfen Winkeln von 91° bis 109° abgewinkelt sein.
Die Kupplungseinheit 20 wird dazu verwendet, die Leitungselemente 12, 14 in einer Beziehung lösbar miteinander zu verbinden, in der ein erweitertes Ende an einem erweitertem Ende angeordnet ist, um einen kontinuierlichen Strömungsweg für druckbeaufschlagtes Fluid, wie z. B. Beton, dazwischen zu schaffen.
Die Kupplungseinheit 20 weist ein Paar ähnlicher halbkreisförmiger Segmente 38, 40 (Fig. 5 und 6) auf, deren einander gegenüberliegende Flächen im allgemeinen radial planare Flächen sind, so daß bei Anordnung der Kupplungseinheit 20 in einer geschlossenen Stellung, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ein im wesentlichen vollständiger kreisförmiger Endeinschluß um die einander benachbarten Leitungselemente 12, 14 geschaffen wird. Die Kupplungssegmente 38, 40 (Fig. 5 und 6) besitzen ähnlichen Querschnitt und weisen eine allgemein U-förmige Querschnittskonstruktion auf, die ein Paar voneinander beabstandete Schenkel 42, 44 bildet.
Die Kupplungssegmente 38, 40 sind an ihrem einen Ende durch einen Scharnierstift 46 (Fig. 2) miteinander verbunden und an ihrem gegenüberliegenden Ende durch eine Schwenkverbindung 48 (Fig. 5) verbunden, die eine von Hand betätigbare Handhabe 50 aufweist, die das Lösen und Öffnen der Kupplungseinheit 20 gegenüber den Leitungselementen 12, 14 zuläßt, um das Zusammenbauen und Zerlegen der Elemente, und zwar im vorliegenden Fall des Schlauch- und des Rohrelements, zu ermöglichen.
Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, weist jedes Kupplungssegment 38, 40 radial verlaufende Außenflächen 52, axial verlaufende Stufenbereiche 54, radial verlaufende Stufenbereiche 56 und schräg verlaufende Seitenwände 58 auf, die in eine Basis 60 übergehen, die den Innendurchmesser der Segmente 38, 40 bildet. Die schräg verlaufenden Seitenwände 58 divergieren von der Basis 60 zu den radial verlaufenden Stufenbereichen 56.
Die schräg verlaufenden Seitenwände 58 dienen als innere Seitenflächen, und zusammen mit der Basis 60 bilden sie einen im allgemeinen kegelstumpfförmigen Kupplungshohlraum 62. Wie im folgenden noch beschrieben wird, hat der Hohlraum 62 eine Größe, die sowohl die Dichtung 22 als auch die erweiterten Enden 16, 18 in einer körperlichen festen Verbindung sowie in fluiddichter Beziehung aufnimmt.
Bei der verformbaren Dichtung 22 handelt es sich um ein elastisches, gummiartiges, ringförmiges Element, das dafür ausgebildet ist, in dem Kupplungshohlraum 62 zentral angeordnet zu werden. Die in Fig. 4 gezeigte, unverformte Dichtung 22 weist äußere Seitenflächen auf, die definiert sind durch abgewinkelte bzw. abgeschrägte Schultern 64, die an ihrem einen Ende mit vertikalen Seitenwänden 66 in Verbindung stehen. Der Innendurchmesser der Dichtung 22 mit dem Ring 24 in seiner Position wird durch Innenflächen 67 gebildet. Die abgeschrägten Schultern 64 stehen an ihrem anderen Ende mit einer äußeren Endwand 68 in Verbindung.
Wie ferner in Fig. 3 in unterbrochenen Linien dargestellt ist, die die unverformte Größe der Dichtung 22 darstellen, sind die abgeschrägten Schultern 64 und die vertikalen Seitenwände 66 derart konfiguriert, daß sie von den schräg verlaufenden Seitenwänden S8 der Kupplungseinheit 20 in Richtung nach innen beabstandet sind. Die äußere Endwand 68 der Dichtung 22 läßt sich mit der Basis 60 der Kupplungseinheit 20 in Anlageeingriff bringen.
Der Innenbereich der Dichtung 22 ist mit einer ringförmigen Aussparung 70 (Fig. 4) ausgebildet, um die starre Ringeinlage 24, die vorzugsweise aus Stahl hergestellt ist, darin aufzunehmen und zu halten, wobei die Ringeinlage 24 dazu dient, ein Kollabieren der Dichtung 22 zu verhindern und diese außerdem dem System zusätzliche Lebensdauer gibt. Zusätzlich dazu schützt die Ringeinlage 24 die Dichtung 22 vor dem Abriebverschleiß und dem hohen Druck des die Rohrleitung durchströmenden Betons.
Wie wiederum aus Fig. 1 ersichtlich, wird zum Montieren der Kupplungsanordnung 10 die Kupplungseinheit 20 an einer ebenen Oberfläche durch Aufschwenken geöffnet, so daß die Kupplungssegmente 38, 40 voneinander getrennt sind. Es ist wichtig, daß die Innenflächen der Kupplungssegmente 38, 40 in einem guten strukturellen Zustand sowie frei von jeglichen Fremdstoffen, beispielsweise Beton, sind, die sich bei einem früheren Gebrauch der Kupplungseinheit 20 möglicherweise angesammelt haben.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, werden dann die erweiterten Enden 16, 18 derart in dem Kupplungssegment 40 plaziert, daß die erweiterten Enden 16, 18 ausgefluchtet sind und an den schräg verlaufenden Seitenflächen 58 desselben anliegen. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird als nächstes die Dichtung 22 im unverformten Zustand mit der in der ringförmigen Aussparung 70 angebrachten und festgehaltenen Ringeinlage 24 in einen Spalt zwischen den ausgefluchteten erweiterten Enden 16, 18 gequetscht, so daß die äußeren Seitenflächen der Dichtung 22 sich zu verformen beginnen.
Das Kupplungssegment 38 wird dann verschwenkt und gegen das komplementäre Kupplungssegment 40 (Fig. 7) geschlossen, und die Handhabe 50 wird in den geschlossenen Zustand geschnappt (Fig. 8), um die Montage zu vervollständigen.
In der geschlossenen Position wird die Dichtung 22 mit etwa 3,45 × 10⁶ Pa (500 psi) weiter vorgespannt, wobei die äußeren Seitenflächen die in Fig. 3 in durchgezogenen Linien dargestellten, verformten kurvenförmigen Konturen annehmen, wenn die erweiterten Enden 16, 18 zwischen den Innenflächen der Kupplungssegmente 38, 40 und den Außenseiten der Dichtung 22 eingekeilt und abgedichtet werden.
Genauer gesagt, es treten die inneren Spitzen der erweiterten Enden 16, 18 mit dem oberen Bereich der schräg verlaufenden Seitenwände 58 der Kupplungssegmente 38, 40 in Eingriff, während die äußeren gekrümmten oder abgerundeten Bereiche der erweiterten Enden 16, 18 die abgeschrägten Schultern 64 und die vertikalen Seitenwände 66 der Dichtung 22 nach innen zwängen.
Wenn Beton durch die miteinander gekoppelten Leitungen 12, 14 fließt, kann der auf die Innenflächen 67 der Dichtung 22 wirkende Innendruck bis auf etwa 11,4 × 10⁶ Pa (etwa 1650 psi) ansteigen, so daß die anfangs unter den erweiterten Enden 16, 18, der Dichtung 22 und den Kupplungssegmenten 38, 40 gebildete Verkeil- und Abdichtwirkung stark gesteigert wird.
Eine derartige Verkeil- und Abdichtwirkung, wie sie bei der Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen wird, hat sich als wünschenswerter erwiesen als die Kupplung des Standes der Technik, die sich darauf stützt, daß die Schenkel einer Kupplungseinheit in rechteckigen Nuten der Leitungselemente 12, 14 eingeklemmt werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung ermöglicht einen verbesserten Kupplungseingriff der erweiterten Enden 16, 18, gestattet eine einfachere Montage der Kupplungsanordnung 10 und reduziert das Bersten zwischen den erweiterten Enden 16, 18 und der Kupplungseinheit 20, um dadurch der Arbeitsumgebung Rechnung zu tragen.
Man hat auch festgestellt, daß die Kupplungsanordnung ein geringeres Gewicht als beim Kuppeln von Enden mit Nuten aufweist, jedoch eine größere Wandstärke der axialen Bereiche 26, 28 der erweiterten Enden 16, 18 zuläßt als man dies bei Nutenden vorfindet. Außerdem ermöglicht die spezielle Ausbildung der Dichtung 22 höhere Arbeitsdruckwerte in der Rohrleitung.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die schräg verlaufenden Seitenwände 58 der Kupplungssegmente 38, 40 vorzugsweise unter einem Winkel a (Fig. 3) ausgebildet, der ca. 19° beträgt. Auch wurde festgestellt, daß die abgeschrägten Schultern 64 der Dichtung 22 unter einem Winkel von ca. 26° geneigt sind, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Während die erweiterten Enden 16, 18 vorzugsweise unter Winkeln von 90° angeordnet sind, versteht es sich, daß die erweiterten Enden 16, 18 ebenfalls unter einem Bereich von stumpfen Winkeln von 91° bis 109° winkelig ausgebildet sein könnten, wobei eine solche Ausbildung in Fig. 9 dargestellt ist.

Claims

1. Kupplungsanordnung (10), die eine fluiddichte Strömung von druckbeaufschlagtem Fluid durch sie hindurch gewährleistet,
gekennzeichnet durch
ein Paar von Leitungselementen (12, 14), die in einer Ausrichtung Ende an Ende angeordnet sind und jeweils ein erweitertes Ende (16, 18) aufweisen;
eine umschließende Kupplungseinheit (20), die die Enden der Leitungselemente (12, 14) umschließt und eine Konstruktion aufweist, um die Kupplungseinheit (20) um die erweiterten Enden (16, 18) der Leitungselemente (12, 14) herum festzuziehen, wobei die Kupplungseinheit (20) innere Seitenflächen aufweist, die teilweise einen Kupplungshohlraum (62) bilden;
eine umschließende verformbare Dichtung (22), die in dem Hohlraum (62) der Kupplungseinheit (20) angeordnet ist, wobei die Dichtung (22) äußere Seitenflächen aufweist, die von den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit (20) beabstandet sind, sowie Innenflächen aufweist, die eine ringförmige Aussparung (70) darin bilden; und
eine starre Ringeinlage (24), die in der ringförmigen Aussparung (70) der verformbaren Dichtung (22) festgehalten ist, um die Dichtung (22) zu verstärken;
wobei die erweiterten Enden (16, 18) der Leitungselemente (12, 14) zwischen den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit (20) und den äußeren Seitenflächen der verformbaren Dichtung (22) in Verkeil- und Abdichteingriff angeordnet sind.

2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Leitungselemente (12, 14) einen Schlauch (32) aufweist.

3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Leitungselemente (12, 14) ein Rohr (36) aufweist.

4. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erweiterten Enden (16, 18) unter einem Winkel von ca. 90 Grad bis ca. 109 Grad relativ zu der Längsachse (A) der Kupplungseinheit (20) gebogen sind.

5. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erweiterten Enden (16, 18) axial verlaufende Bereiche (26, 28) aufweisen, an denen der Schlauch bzw. das Rohr befestigt ist.

6. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinheit (20) durch ein Paar Kupplungssegmente (38, 40) gebildet ist, die schwenkbar miteinander verbunden sind.

7. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kupplungssegment (38, 40) ein Set von radial verlaufenden Außenflächen (52) aufweist, die mit einem Set von axial verlaufenden Stufenbereichen (54) verbunden sind, die wiederum mit einem Set von radial verlaufenden Stufenbereichen (56) verbunden sind.

8. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kupplungssegment (38, 40) eine Basis (60) aufweist, die einen Innendurchmesser des Kupplungssegments (38, 40) bildet, wobei die Basis (60) ein Paar von einander gegenüberliegenden Enden aufweist.

9. Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kupplungssegment (38, 40) ein Set von schräg verlaufenden Seitenwänden (58) aufweist, die jeweilige Enden der Basis (60) mit den radial verlaufenden Stufenbereichen (56) verbinden.

10. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Seitenwände (58) von der Basis (60) zu den radial verlaufenden Stufenbereichen (56) divergieren.

11. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Seitenwände (58) die inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit (20) bilden.

12. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Seitenwände (58) und die Basis (60) einen im allgemeinen kegelstumpfförmigen Kupplungshohlraum (62) zum Aufnehmen der erweiterten Enden (16, 18) der Leitungselemente (12, 14) und der Dichtung (22) bilden.

13. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Dichtung (22) ein elastisches, gummiartiges Element ist, das in dem Kupplungshohlraum (62) zentral positioniert ist.

14. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (22) eine äußere Endwand (68) aufweist, die den Außendurchmesser der Dichtung (22) bildet, wobei die äußere Endwand (68) mit der Basis (60) jedes Kupplungssegments (38, 40) in Eingriff bringbar ist.

15. Kupplungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (22) ferner ein Set von vertikalen Seitenwänden (66) aufweist, die mit der äußeren Endwand (68) über ein Set von abgeschrägten Schultern (64) verbunden sind.

16. Kupplungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Set der vertikalen Seitenwände (66) und das Set der abgeschrägten Schultern (64) die äußeren Seitenflächen der Dichtung (22) bilden.

17. Kupplungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (22) ferner ein Set von Innenflächen (67) aufweist, die sich radial von dem Set der vertikalen Seitenwände (66) weg erstrecken.

18. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (22) mit einer ringförmigen Aussparung (70) ausgebildet ist, um die Ringeinlage (24) darin aufzunehmen und zu halten.

19. Kupplungsanordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen (67) einen Innendurchmesser der Dichtung (22) bilden, wenn die Ringeinlage (24) in der ringförmigen Aussparung (70) angebracht ist.

20. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägten Schultern (64) und die vertikalen Seitenwände (66) von den schräg verlaufenden Seitenwänden (58) jedes Kupplungssegments (38, 40) in Richtung nach innen beabstandet sind.

21. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Seitenwände (58) der Kupplungssegmente (38, 40) unter einem Winkel von ca. 19 Grad relativ zu den axial verlaufenden Stufenbereichen (54) gebildet sind.

22. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägten Schultern (64) der Dichtung (22) unter einem Winkel von ca. 26 Grad relativ zu den vertikalen Seitenwänden (66) der Dichtung (22) ausgerichtet sind.

23. Kupplungsanordnung (10), die eine fluiddichte Strömung von druckbeaufschlagtem Fluid durch sie hindurch gewährleistet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsanordnung (10) folgendes aufweist:
ein Paar Leitungselemente (12, 14), die in einer Ausrichtung Ende an Ende angeordnet sind;
eine umschließende Kupplungseinheit (20), die die Enden der Leitungselemente (12, 14) in einem festgezogenen Verschluß um diese umschließt und innere Seitenflächen aufweist, die teilweise einen Hohlraum (62) bilden; und
eine elastische Dichtung (22), die in dem Hohlraum (62) angeordnet ist und äußere Seitenflächen aufweist; und
daß die Leitungselemente (12, 14) erweiterte Enden (16, 18) aufweisen, die zwischen den inneren Seitenflächen der Kupplungseinheit (20) und den äußeren Seitenflächen der Dichtung (22) in Verkeil- und Abdichteingriff stehen, so daß ein Anstieg des Drucks der Fluidströmung durch die Leitungselemente (12, 14) das Ausmaß der Verkeil- und Dichtungswirkung der erweiterten Enden (16, 18) zwischen der Kupplungseinheit (20) und der Dichtung (22) erhöht.

24. Verfahren zum Zusammenbauen einer Kupplungsanordnung (10), gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Bereitstellen eines Paares von Leitungselementen (12, 14) in einer Anordnung Ende an Ende, wobei jedes der Leitungselemente (12, 14) ein erweitertes Ende (16, 18) aufweist;

b) Bereitstellen einer umschließenden Kupplungseinheit (20), die innere Seitenflächen aufweist, die teilweise einen Hohlraum (62) in der Kupplungseinheit (20) bilden;

c) Plazieren der erweiterten Enden (16, 18) der Leitungselemente (12, 14) in dem Inneren der Kupplungseinheit (20) angrenzend an die inneren Seitenflächen derselben;

d) Bereitstellen einer verformbaren Dichtung (22), die äußere Seitenflächen und eine ringförmige Aussparung (70) zum Anbringen einer Ringeinlage (24) in dieser aufweist; und

e) Positionieren der verformbaren Dichtung (22) und der Ringeinlage (24) in dem Hohlraum (62) der Kupplungseinheit (20) zwischen den erweiterten Enden (16, 18) der Leitungselemente (12, 14) derart, daß die erweiterten Enden (16, 18) zwischen den inneren Seitenflächen der verformbaren Dichtung (22) verkeilt und abgedichtet werden.