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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Anordnung zur Verbindung von zwei Rohrleitungen. Mit ihr werden
Rohrleitungsverbindungen verschiedene Systeme, die beispielsweise
van leichter Bauart sind und solchermaßen an Bord eines Flugzeuges
verlegt werden, rationell montiert und gewartet, wobei sich das
Ver- und Entriegeln zweier Rohre auf einfache und unkomplizierte
Weise ohne Benutzung von Werkzeug erledigen lässt. Die Kupplung der Rohre wird
schnell, vibrationssicher und leckagefrei ausgeführt.
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Im Flugzeugbau werden oftmals Rohrverbindungen
verlegt, deren Ausführung
sehr kompliziert und nur mit erhöhtem
Aufwand realisierbar ist. Gerade bei der Fertigung von Airbus-Produkten
wird man auf Rohrverbindungen aufmerksam, deren Verschraubung sich
kaum ohne Benutzung von Werkzeug erledigen lässt, wodurch keinesfalls eine
rationelle Rohrverlegung, die von Arbeitserschwernissen befreit
ist, umgesetzt wird. Da diese Rohrverlegungen oftmals auf engstem
Raum erfolgen, wird die Wartbarkeit derartiger Rohrverbindungen
auch nicht gerade begünstigt.
Gerade Verbindungen mit einer häufig
angetroffenen Ausführung
der Anschlüsse
in Crimp-Bauart sind es, welchen die geschilderten Nachteile anhaften.
Die Verschraubung derartiger Rohrverbindungen ist sehr aufwendig,
wobei die Dichtfunktion meistens durch metallisches Zubehör (Muffenverschraubung
der rohrendseitig umfänglich abgedichteten
Rohrgewinde) umgesetzt wird. Problematisch wird die Verschraubung
der Rohre wegen der Einhaltung vorgeschriebener Anzugsmomente in engen
Räumen
im Flugzeug. So lässt
sich die Rohrmontage häufig
nur unter Nutzung eines Maulschlüssels,
mit dem ein Verschraubungskörper
(eine Rohrmuffe) dem Rohrgewinde angezogen wird, erledigen. Außerdem wird
vorkommen, dass mit einem weiteren Maulschlüssel dem anderen Verschraubungskörper, der
dem erstgenannten Verschraubungskörper gekontert wird, ein Gegenmoment übertragen
wird. Mit dieser Technologie will man eine dichte und vibrationssichere
Verschraubung der zu verbindenden Rohre, die während des Betriebes nicht selten
unter hohem Druck stehen, erreichen. Auch wird die Rohrinstallation
im Flugzeug des öfteren
mit maschinell gebogenen Rohrleitungen ausgeführt, deren Verlegung sehr aufwendig
(kostspielig und montageunfreundlich) sind. Diese Rohrinstallationen
weisen zum Teil einzelne oder mehrere Bögen auf, die unter anderem
bis zu dreidimensional gebogen sind. Allein die einzuhaltenden Herstellungstoleranzen
bei derartigen Rohrleitungsverbindungen, die technologisch vorgeschrieben
sind, deuten auf eine nicht unproblematische Rohrmontage hin, wodurch
die Verbindung zweier Rohre außerdem
erschwert wird.
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Demzufolge liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Verbindung von zwei Rohrleitungen
derart zu verbessern, wodurch sich diese im Flugzeug verlegten Rohrverbindungen
rationell und unkompliziert und auf einfache Weise ohne die Inanspruchnahme
von Werkzeug und sonstiger Montagekapazität umsetzen lassen. Außerdem soll während der
Montage derartiger Rohrverbindungen ein wesentlicher Abbau an Arbeitserschwernissen
erreicht werden.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch
1 angegebenen Maßnahmen
gelöst.
In den weiteren Unteransprüchen
sind zweckmäßige Ausgestaltungen
dieser Maßnahmen
angegeben.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel
anhand der beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. Dazu zeigen
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1 die
Anordnung zur Verbindung mit zwei Rohrleitungen;
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2 den
Schnitt 0–0
nach der 1;
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3 die
getrennte Darstellung zweier Rohrleitungsstutzen im nichtgekuppelten
Zustand;
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4 die
Darstellung des Details E nach der 3;
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5 die
Darstellung des Details F nach der 1.
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In der 1 werden
zwei Rohrleitungen 4, 5 dargestellt, denen rohrendseitig
jeweils ein Rohrleitungsstutzen 1, 2 angesetzt
ist. Dabei ist einer ersten Rohrleitung 4 ein erster Rohrleitungsstutzen 1 und
einer zweiten Rohrleitung 5 ein zweiter Rohrleitungsstutzen 2 verbunden.
Der Rohrleitungsstutzen 1, 2 ist beispielsweise
abgestuft ausgeführt,
der zwei verschiedene Außendurchmesser
aufweist. Die Wandung der Rohrleitungsstutzen 1, 2 ist
gestuft ausgeführt;
deswegen lässt
sich die Abstufung in der Verlaufsrichtung einer Rohrachse 3 betrachtet
bereichsweise unterteilen. Danach besitzt die Wandung des ersten
Rohrleitungsstutzens 1 einen ersten Stutzenbereich A, der
einen größeren Rohraußendurchmesser
besitzt, und ein zweiter Stutzenbereich B, der einen kleineren Rohraußendurchmesser
besitzt.
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Dem wird hinzugefügt, dass nach der 1c der aufgeweitete Rohrinnendurchmesser
der ersten Rohrleitung 4 weitestgehend dem Rohraußendurchmesser
des zweiten Stutzenbereiches B des ersten Rohrleitungsstutzens 1 entsprechen
wird, wodurch sich eine günstige
Fügung
dieser beiden Rohrwandungen an der Befestigungsstelle umsetzen lässt. Alternativ
kann nach der 1a die
zweite Rohrleitung 5 einem rohrinnenwandig vorhandenen
Recess des zweiten Rohrleitungsstutzens 2 eingeführt (bzw.
gesteckt) und fixiert, bspw. von außen geschweißt, werden.
Diese Verbindung ist dermaßen
ausgebildet, dass der Innendurchmesser der zweiten Rohrleitung 5 mit
demjenigen des zweiten Rohleitungsstutzens 2 korrespondiert.
Im Unterschied der Anordnung nach der 1a besitzt
der zweite Rohrleitungsstutzen 2 nach der 1b einen rohraußenseitig vorhandenen Recess,
dem der Innendurchmesser der zweiten Rohrleitung 5 aufgeschoben
wird. Im Unterschied der Anordnung nach der 1c brauchen die eingesteckten Rohrleitungsenden
nach den 1a und 1b nicht bearbeitet werden.
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Zurückkommend auf die 1 besitzt der zweite Rohrleitungsstutzen 2 gleichermaßen dem ersten
Rohrleitungsstutzen 1 auch eine derartige Bereichsunterteilung.
Danach besitzt die Wandung des zweiten Rohrleitungsstutzens 1 einen
ersten Stutzenbereich C, der einen größeren Rohraußendurchmesser
besitzt, und ein zweiter Stutzenbereich D, der einen kleineren Rohraußendurchmesser
besitzt, die durch die Abstufung bereichsweise unterteilt sind. Letzter
Abstufung der Wandung des zweiten Rohrleitungsstutzen 2 wird
als Anschlag für
eine auf Druck beanspruchbare Feder 6 benötigt, die, – um etwaigen Missverständnissen
vorzubeugen –,
als Begrenzung für
die drückende
Feder 6 benötigt
wird. Dadurch wird ein Federweg vorgegeben, um eine Vorspannung
der Feder 6 während
des Betriebes zu gewährleisten.
Deswegen wird die vorhandene Abstufung des ersten Rohrleitungsstutzens 1 entsprechend ausgebildet.
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Um eine Kupplung der beiden Rohrleitungsstutzen 1, 2 durchzuführen, sind
weitere Maßnahmen erforderlich,
deren Umsetzung man aus der 2, die
einen Schnitt O-O der 1 wiedergibt,
deutlicher entnehmen wird. Nahe dem freien Ende des ersten Rohrleitungsstutzens 1 (am
Außendurchmesser) sind
wenigstens zwei Führungszapfen 11 befestigt. Davon
ist wenigstens ein Führungszapfen 11 rohrachsensymmetrisch
(um 180° versetzt)
am Außendurchmesser
der Rohrwandung des ersten Rohrleitungsstutzens 1 lotrecht
abstehend angeordnet. Neben der erwähnten Feder 6, welche
den kleinen Außendurchmesser
des zweiten Rohrleitungsstutzens 2 in diesem Bereich umgibt
und die oberhalb des zweiten Stutzenbereiches D rohraxial beweglich
gelagert ist, wird außerdem
ein drehbeweglicher Verriegelungskörper 7 benötigt, bei
dem es sich um einen offenen hohlzylindrischen (rohrartigen) Körper handelt.
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Dieser Verriegelungskörper 7,
der ebenfalls den zweiten Stutzenbereich D des zweiten Rohrleitungsstutzens 2 umgibt,
dessen Zylinderwandung 8 oberhalb der Feder 6 angeordnet
ist, besitzt an einem Ende der Zylinderwandung 8, das (infolge
seiner Anordnung) dem ersten Rohrleitungsstutzen 1 abgewandt
ist, einen flanschartigen ersten Anschlag 9. Letzterer
wendet sich der Rohrachse 3 zu, der beispielsweise rohrendseitig
der Zylinderwandung 8 lotrecht stehend angesetzt ist. Dieser
erste Anschlag 9 und ein (durch die Abstufung vorhandener)
zweiter Anschlag 10 des zweiten Rohrleitungsstutzens 2 wird ebenfalls
als Begrenzung des Federweges in rohraxialer Richtung im Betrieb
benötigt.
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Damit die Kupplung der beiden Rohleitungen 4, 5 geschehen
kann, werden der Zylinderwandung 8 des Verriegelungskörpers 7 am
anderen Ende, das (infolge seiner Anordnung) dem ersten Rohrleitungsstutzen 1 zugewandt
ist, zwei Aussparungen ausgenommen, die (nach durchgeführter Kupplung)
mit den Führungszapfen 11 des
ersten Rohrleitungsstutzens 1 zusammenwirken. Diese Aussparungen,
welche rohrachsensymmetrisch (um 180° versetzt) der Zylinderwandung 8 ausgespart
sind, werden jeweils mit einem Führungsschlitz 12 realisiert.
Der betreffende Führungsschlitz 12 ist
nutenartig ausgebildet, welcher die Zylinderwandung 8 vollständig durchbricht
und diese mit durchgehendem Verlauf hakenähnlich ausgenommen ist. Der
offene Verlaufsbeginn des Führungsschlitzes 12 setzt
am bezeichneten anderen Ende der Zylinderwandung 8 ein,
das dem ersten Rohrleitungsstutzen 1 zugewandt ist. Ausgangs eines
(nach der 1) abgeschrägten Verlaufs
oder eines (nach der 4 alternativ
angegeben) gradlinigen Verlaufs in Rohrachsenrichtung wird der Führungsschlitz 12 mit
einem dem anderen Ende der Zylinderwandung 8 zugewandten
gekrümmten
Verlauf, der beispielsweise ein kurvenförmiger Verlauf ist, fortgesetzt,
dem wiederum ein gradliniger Verlauf des Führungsschlitzes 12 in
Rohrachsenrichtung folgt. Diese Schlitzführung (mit einem anfänglich abgeschrägten Verlauf)
kann man dem Detail F nach der 5 in
Korrelation der 1 entnehmen.
Auch wird die Schlitzführung
(mit einem anfänglich – alternativ angegebenen – gradlinigen
Verlauf) als Detail E in der 4 in
Korrelation der 3 dargestellt.
Aus den Darstellungen beiden 4 und 5 wird ebenso die rohrachsensymmetrische
Anordnung zweier Führungsschlitze 12 deutlich.
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Es soll nicht unerwähnt bleiben,
dass der betreffende (nutenartig ausgebildete) Führungsschlitz 12 der
Körperform
des betreffenden Führungszapfens 11 angepasst
ist, die eine Anpassung der Breite des Führungsschlitzes 12 an
den Querschnitt des Führungszapfens 11 einschließt.
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Es bleibt letztlich noch hinsichtlich
der Anordnung der (allgemein bezeichneten) Feder 6 zu erwähnen, dass
diese beispielsweise mit einer zylindrischen Druckfeder oder einer
Ringfeder oder einer Federscheibe oder einer Gummifeder realisiert
ist. Dabei kann die Ringfeder im besonderen als Wellfeder oder Tellerfeder
und die Federscheibe gewölbt oder
gewellt ausgebildet sein.
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Auch wäre denkbar, dass am Umfang
(oberhalb) des rohrförmigen
zweiten Stutzenbereiches D des zweiten Rohrleitungsstutzens 2 anstelle
der einzelnen Feder 6 mehrere Federn verschiedener Federart,
beispielsweise mehrere Tellerfedern oder Federscheiben, seriell
angeordnet sind, je nach dem, welche Federdruckkraft entwickelt
werden soll. Hinzugefügt
wird, dass die einzelne Feder 6 einen Federdurchmesser
aufweisen soll, der dem Niveau des ersten Stutzenbereiches C des
zweiten Rohrleitungsstutzens 2a entspricht.
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Damit wären nun die Voraussetzungen
für eine
Kupplung des ersten Rohrstutzens 1 mit dem zweiten Rohrstutzen 2 geschaffen.
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Sofern man noch den Verriegelungskörper 7, beispielsweise
handbeweglich mit festem Griff – auf der
geriffelten Oberfläche 14 des
Verriegelungskörpers 7,
aus seiner Ruheposition oberhalb der Feder 6 fortbewegt,
also zusätzlich
dem ersten Stutzenbereich C des zweiten Rohrleitungsstutzens 2 rohraxial beweglich überführt und
danach hinzukommend den Verriegelungskörper 7 oberhalb dem
ersten Stutzenbereich A des ersten Rohrleitungsstutzens 1 rohraxial
bewegt, wie in der 3 dargestellt,
kann eine Umsetzung der mechanischen Verbindung der Stutzenenden
der beiden Rohrleitungsstutzen 1, 2 erfolgen.
Dabei werden die beiden Führungszapfen 11 dem
offenen Verlaufsbeginn der beiden Führungsschlitze 12 eingeführt und
entsprechend dem vorbeschriebenen Schlitzweg nach den 4 oder 5 bewegt, wobei eine (manuell ausgeführte) Drehbewegung
des Verriegelungskörpers 7 um
die Rohrachse 3 (in Uhrzeigerrichtung) die Führung der
Führungszapfen 11 entlang
der Führungsschlitze 12 unterstützen wird.
Dabei werden die beiden Führungszapfen 11 ausgangs
der vorgenannten Krümmung
des Führungsschlitzes 12 einen
rohraxial gradlinigen [denkbar: auch (einen nicht gezeigten) abgeschrägten] Schlitzweg,
welcher sich dem bezeichneten anderen Ende der Zylinderwandung 8 des
Verriegelungskörpers 7 zuwendet,
passieren, wobei das Schlitzende ausgangs des Führungsschlitzes 12 diesem
anderen Ende der Zylinderwandung 8 beabstandet ist. Sofern die
Führungszapfen 11 ausgangs
des hakenähnlich auslaufenden
Führungsschlitzes 12 in
einer Endposition verharren, sind die beiden Rohrleitungsstutzen 1, 2 miteinander
verriegelt.
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Im verriegelten Zustand der Kupplung
dieser Rohrleitungsstutzen 1, 2 ist die Feder 6 gegen
den ersten Anschlag 9 des Verriegelungskörpers 7 und den
zweiten Anschlag 10 des zweiten Rohrleitungsstutzens 2 durch
Drücken
vorgespannt, sofern die Führungszapfen 11 in
den Führungsschlitzen 12 verriegelt
sind.
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Den vorangestellten Ausführungen
wird letztlich hinzugefügt,
dass mit der angegebenen Lösung
eine ver- und entriegelbare federbelastete Rohrverbindung leichter
Bauart von (dünnwandigen) Rohrleitungen 1, 2,
die insbesondere an Bord eines Flugzeuges installiert werden, vorgestellt
wird. Die Rohrverbindung wird mittels Rohrleitungsstutzen 1, 2,
welche den Rohrleitungen gefügt
sind, nach der bekannten Art eines Bajonett-Verschlusses ohne besonderen
Aufwand und ohne Werkzeug-Unterstützung schnell,
vibrationssicher und leckagefrei gekuppelt.
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Mit einer derartigen Rohrverbindung
lassen sich Rohrleitungen 3, 4 verschiedener Systeme
im Flugzeug verbinden, die beispielsweise bei einem Frisch- und
Abwassersystem, Sauerstoff- und Druckluftsystem, Kraftstoffsystem
(Doppelrohr als Leckageschutzrohr für Kraftstoff) Anwendung finden
können.
Die Rohrverbindung wird sich also für verschiedene Metall-Rohrleitungs-Verbindungen
im Flugzeug eignen. Die Bauweise dieser vorgestellten Rohrverbindung
ist einfach und störungsfrei
ausgeführt.
Sie setzt sich aus wenigen Grundelementen zusammen; wobei entsprechende
Dichtelemente 13, die rohraußenumfänglich entsprechenden Aussparungen,
welche der Wandung des ersten und zweiten Rohrleitungsstutzen 1, 2 (beispielsweise
nutenartig) eingelassen sind, die Dichtfunktionen) der verriegelten Rohrleitungsstutzen 1, 2 gewährleisten
werden. Die Dichtelemente 13 werden mit O-Ringen, die aus einem
elastischen Dichtmaterial bestehen, ausgeführt. Mit der elastischen Dichtung
aus O-Ringen (in den umlaufenden Nuten der Rohrleitungsstutzen 1, 2) wird
eine sichere leckagefreie Rohrverbindung gesichert.
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Zurückkommend auf das Kuppeln der
Rohrleitungsstutzen 1, 2 wird nochmals auf die
einfach unkomplizierte Handhabung der vorgestellten Anordnung eingegangen,
welche die nachfolgenden Arbeitsschritte verdeutlichen. Danach wird
zum Kuppeln der Rohrleitungsstutzen 1, 2 der federbelastete und
drehbeweglich gelagerte Verriegelungskörper 7 auf die Stutzenbereiche
D, C des zweiten Rohrstutzens 2 und den ersten Stutzenbereich
A des ersten Rohrleitungsstutzens 1 geschoben und mit einem
bestimmten Kraftaufwand – gegen
den Druck der Feder 6 (der alternativen seriell angeordneten
Federn) in den betreffenden Führungsschlitz 12 des
Verriegelungskörpers 7 geschoben,
in den die Führungszapfen 11 des
ersten Rohrleitungsstutzens 1 geführt werden. Mit einem Handumdrehen
am geränderten
Bereich 14 des Verriegelungskörpers 7 rastet die
dermaßen
geschaffene Verriegelung den Führungsschlitzen
ein. Durch die Vorspannung der Feder 6 der Rohrverbindung
wird eine Drehsicherung während des
Betriebes gewährleistet
und ein unbeabsichtigtes Lösen
der Rohrverbindung unmöglich
gemacht. Durch diese federnde konstruktive Gestaltung werden Vibrationen
sowie Druckstöße weitgehendst
gedämpft
bzw. absorbiert. Die Entkopplung – wie in 3 angedeutet – erfolgt durch ein Drücken des
federbelasteten Verriegelungskörpers 7 gegen
die Federung und mit einem zusätzlichen
Handumdrehen (entgegen der Uhrzeigerrichtung) wird die Rohrverbindung
gelöst
und geöffnet.
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- 1
- Rohrleitungsstutzen,
erster
- 2
- Rohrleitungsstutzen,
zweiter
- 3
- Rohrachse
- 4
- Rohrleitung,
erste
- 5
- Rohrleitung,
zweite
- 6
- Feder
- 7
- Verriegelungskörper
- 8
- Zylinderwandung
- 9
- Anschlag,
flanschartig
- 10
- Anschlag
- 11
- Führungszapfen
- 12
- Führungsschlitz
- 13
- Dichtungselement
- 14
- geriffelte
Oberfläche
- A,
C
- Stutzenbereich;
erster
- B,
D
- Stutzenbereich,
zweiter