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Schlauchfassung, insbesondere für höchstdruckbelastete Spülbohrschläuche
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlauchfassung, insbesondere für höchstdruckbelastete
Spülbohrschläuche, bei welcher das auf eine Schlauchtülle aufgezogene Schlauchende
von mit sägezahnartigen Innenflächen versehenen, im Querschnitt keilförmigen Spannbacken
mittels einer auf diese aufgeschobenen, durch Schraubenbolzen axial anziehbaren
Spannhülse unter axialem Anpressen des über die Spannbacken vorstehenden, gestauchten
Schlauchendes gegen einen der Schraubenbolzen tragenden, mit der Schlauchtülle in
Formschlußverbindung stehenden Flansch eingespannt ist, wobei zur Anwendung der
Schlauchfassung für unterschiedliche Schlauchnennweiten den gleichbleibenden Grundbestandteilen
der Schlauchfassung mehrere Schlauchtüllen und mehrere Spannbackensätze zugeordnet
sind, deren Abmessung der Normweite des jeweils anzuschließenden Schlauches angepaßt
sind.
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Die Verwirklichung des im Sinne der Normungsbestrebungen liegenden
Gedankens, die Schlauchfassung für verschiedene Schlauchnennweiten verwendbar zu
machen und sie zu diesem Zweck aus unveränderlichen Grundbestandteilen und austauschbaren,
den verschiedenen Schlauchweiten angepaßten Bestandteilen aufzubauen, wird durch
die für höchstdruckbelastete Schläuche unbedingt zu erfüllende Bedingung erschwert,
daß in jedem Falle unabhängig davon, für welche Schlauchnennweiten die Schlauchfassung
jeweils hergerichtet ist, die Abdichtzuverlässigkeit gegeben sein muß.
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Zur Erhöhung der Dichtwirkung und der Betriebszuverlässigkeit von
Schlauchfassungen für höchstdruckbelastete Schläuche mit Nenndrücken von über 250
atü ist es bekannt, eine dritte Dichtstelle dadurch zu schaffen, daß einer der Teile
der Schlauchfassung mit einer rohrförmigen Verlängerung versehen ist, gegen die
der Außenumfang des gestauchten Schlauchendes radial angepreßt wird. Zu diesem Zweck
ist eine bekannte Schlauchfassung, die aus einer Gewindemuffe und aus einer mit
dieser zusammengeschraubten, die gezahnten Spannbacken gegen den Schlauch anpressenden
Spannhülse besteht, an der Gewindemuffe mit einer rohrförmigen Verlängerung versehen.
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Bei Anwendung einer die rohrförmige Verlängerung tragenden Gewindemuffe
müssen, wenn die Schlauchfassung für unterschiedliche Schlauchweiten hergerichtet
werden soll, die jeweils zur rohrförmigen Verlängerung passende Spannhülse und die
dazu gehörenden Spannbacken benutzt, d. h., es müssen alle wesentlichen Bestandteile
der Schlauchfassung ausgewechselt werden. Soll eine mit Flanschen ausgerüstete Schlauchfassung
nach dem Vorbild der bekannten Gewindemuffen-Schlauchfassung mit einer Anschlagbegrenzung
für das gestauchte Schlauchende versehen werden; dann müßte eine rohrförmige Verlängerung
am Flansch der Schraubfassung angebracht sein. Auf diese Weise aber könnte das Problem
der Herrichtbarkeit einer Schlauchfassung für verschiedene Schlauchgrößen unter
Beibehaltung der Hauptbestandteile durch Auswechseln von nur einigen Teilen nicht
gelöst werden.
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Nach der Erfindung sind die vorgeschilderten Schwierigkeiten der Lösung
der im Zuge der allgemeinen Normungsbestrebungen liegenden Aufgabe, eine mit möglichst
wenigen Austauschteilen für verschiedene Schlauchweiten herrichtbare Schlauchfassung,
insbesondere für höchstdruckbelastete Spülbohrschläuche, zu schaffen, durch die
gemeinsame Anwendung von zwei je für sich bekannten Merkmalen beseitigt, die darin
bestehen, daß a) der Flanseh zwecks Verwendung als gleichbleibender Grundbestandteil
als an sich bekannter Schraubgewindeflansch ausgebildet ist, in dessen Muttergewinde
die Schlauchtülle einschraubbar ist, und b) an den dem Flansch zugewandten Enden
der Spannbacken an sich bekannte, kreisbogenförmige Verlängerungen zum radialen
Anpressen des gestauchten Schlauchendes angeordnet sind.
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Hierbei sind an den Spannbacken, die ohnehin eine dem jeweiligen Schlauchaußendurchmesser
angepaßte Form und Größe haben und entsprechend der jeweiligen Schlauchgröße ausgewechselt
werden müssen, die kreisbogenförmigen Verlängerungen so angeordnet, daß ihre Innendurchmesser
die für die radiale Anschlagbegrenzung des gestauchten Schlauchendes richtige Lage
haben. Zum Herrichten der Schlauchfassung für verschiedene Schlauchgrößen müssen
außer
den Spannbacken nur noch die Schlauchtüllen zur Schlauchinnenweite passend ausgewechselt
werden, wohingegen alle übrigen Teile der Schlauchfassung für verschiedene Schlauchgrößen,
eine einheitliche Größe und Form haben können. Auf diese Weise werden einerseits
die serienmäßige Herstellung der Schlauchfassung und die Lagerhaltung der zu ihr
gehörenden Bestandteile vereinfacht und verbilligt, und andererseits ist die für
den praktischen Bohrbetrieb günstige Möglichkeit geschaffen, unter Benutzung der
Grundbestandteile der Schlauchfassung an den bereits vorhandenen Abschnitt einer
Spülbohrleitung bei zunehmender Bohrtiefe Spülbohrschläuche anzuschließen, die eine
größere Nennweite haben als die Spülbohrschläuche des vorgeordneten Abschnittes
bzw. der vorgeordneten Abschnitte der Spülleitung.
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Am Ende der konischen Innenbohrung der Spannhülse ist üblicherweise
ein Ringwulst angebracht, der zur Führung und Abstützung des Schlauches dient, außerdem
auch das Eindringen von Staub und Schmutz in das Innere der Spannhülse verhindert.
In Weiterausbildung des Grundgedankens der Erfindung können zweckmäßigerweise der
Spannhülse mehrere gegen den einen festen Bestandteil der Spannhülse bildenden Ringwulst,
dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des in der Schlauchfassung einzuspannenden
Schlauches größter Nennweite angepaßt ist, ansetzbare und in der Spannhülsenbohrung
lösbar zu befestigende Einsatzringe zugeordnet sein, deren unterschiedliche Innendurchmesser
den verschiedenen Schlauchaußendurchmessern entsprechen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 einen Längsmittelschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildete
Schlauchfassung, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie A -B der F i g.
1 und die F i g. 3 und 4 Längsmittelschnitte wie in F i g. 1 durch die Schlauchfassung
für andere Nennweiten.
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1 bezeichnet das Ende eines in bekannter Weise für hohe Nenndrücke,
etwa bis zu 500 atü eingerichteten dickwandigen Spülbohrschlauches. Das mit genormtem
Schraubgewinde 2 für den Anschluß an das Bohrgestänge versehene Rohrstück 3 ist
mit einem Außengewinde 4 zum Anschrauben eines kräftig dimensionierten Gewindeflansches
5 versehen und über das Gewinde hinaus zu einer Schlauchtülle 6 verlängert. Die
Tülle weist den gleichen Innendurchmesser auf wie das Rohrstück 3, ist aber mit
kleinerem Außendurchmesser ausgeführt. Das Schlauchende 1 wird unter Spannung so
weit auf die Tülle 6 aufgeschoben, daß die Stirnfläche des Schlauches gegen die
Stirnfläche des Rohrstückes und gegen den mit der Stirnfläche des Rohrstückes 3
bündig liegenden Flansch 5 anliegt: An der zylinderischen Außenmantelfläche der
Tülle sind in gleichmäßigen Abständen ringsum laufende Rillen 7 zum Einlegen je
eines Gummidichtungsringes 8 ausgespart.
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Zum axial unverschiebbaren, flüssigkeitsdichten Festlegen des Schlauchendes
1 auf der Schlauchtülle 6 dienen in bekannter Weise mehrere - beispielsweise, wie
gezeichnet, vier - Spannbacken 9 mit auf einer gemeinsamen Kegelmantelfläche liegenden
und dadurch eine Keilwirkung ergebenden Außenfläche 9' sowie eine Spannhülse 10,
die eine den Außenflächen 9' der Spannbacken 9 angepaßte konische Innenbohrung 10'
besitzt. Jede der Spannbacken 9 erstreckt sich, im Querschnitt gesehen, fast über
ein Viertel des Umfanges des Schlauches 1. Wenn der Spannbackensatz gegen das auf
die Tülle 6 aufgezogene Schlauchende angesetzt ist, bestehen zwischen den einzelnen
Spannbacken nur schmale Lücken 11, die ausreichend groß sind, um ein festes Zusammenpressen
des Spannbackensatzes gegen den Gummischlauch zuzulassen. Die Spannbacken werden
so gegen das Schlauchende angesetzt, daß zwischen ihnen und dem auf der Schlauchtülle
6 befestigten Flansch 5 ein Ringraum 12 von etwa 2,5 cm Breite freibleibt.
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Um die Spannbacken 9 am Schlauchende in der Montierlage vorläufig
festlegen und die Spannhülse 10 bequem auf sie aufschieben zu können, sind an den
Außenflächen der Spannbacken 9 Quernuten 13 gebildet, die sich gegenseitig zu einer
umlaufenden Ringnut ergänzen. In diese Ringnut wird ein federnder Stahldrahtbüge114
eingeführt, welcher die vier Spannbacken zusammenhält. Die Innenfläche jeder Spannbacke
9 ist mit einer Vielzahl von sägezahnartigen Vorsprüngen 15 versehen, deren lange
Flanken dem freien Ende des Schlauchstutzens 6 zugekehrt sind. Die sägezahnartigen
Vorsprünge 15 verhindern ein Gleiten der Spannbacken 9 auf dem Schlauchende
beim Anziehen der Spannhülse 10 und halten nach dem Zusammenpressen des Spannbackensatzes
das Schlauchende gegen ungewolltes Lösen am Stutzen 6 sicher fest.
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Das An- und Festziehen der Spannhülse 10 erfolgt, wie üblich, durch
mehrere, beispielsweise acht kräftige Gewindebolzen 16. Diese werden durch in regelmäßiger
Teilung im Flansch 5 gebohrte Löcher hindurchgesteckt und mit ihren Gewindeschäften
in Gewindebohrungen 19 eines Gegenflansches 20 eingeschraubt, welcher an dem dem
Flansch 5 zugekehrten Ende der Spannhülse 10 gebildet ist. Auf die freien Gewindeschaftenden
der Gewindebolzen 16 sind Muttern 18 aufgeschraubt, die an der der Spannhülse
10 abgekehrten Seite des Flansches 5 eine Anlage- und Abstützfläche finden. Durch
Vorschrauben der Schraubenmuttern 18 wird die Spannhülse 10 auf den
Flansch 5 zu angezogen, so daß sie mit ihrer konischen Innenbohrung 10' auf die
Spannbacken 9, 9' aufgleitet. Bei diesem Vorgang wird das zwischen den Spannbacken
9 und dem Flansch 5 befindliche Schlauchende 1 stark zusammengepreßt und fest eingespannt.
Gleichzeitig werden die Spannbacken auf den Gewindeflansch 5 zu verschoben, wobei
sie durch ihre sägezahnartigen Vorsprünge 15 das freiliegende Schlauchende mitnehmen
und in der Längsrichtung zusammendrücken. Dadurch wird die Stirnfläche des Schlauchendes
mit großer Kraft nicht nur gegen den Flansche 5 in axialer Richtung angepreßt, sondern
auch durch Stauchen verdickt.
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Jede der vier Spannbacken 9 ist an ihrer dem Gewindeflansch 5- zugekehrten
Stirnseite mit einer nach einer Kreisbogenlinie verlaufenden Verlängerung 9" versehen.
Die Verlängerungen 9" aller vier Spannbacken 9 bilden gemeinsam einen nur durch
schmale Spalten unterbrochenen zylindrischen Körper, der in an sich bekannter Weise
als äußere, radiale Anschlagbegrenzung für das verdickte vorgewölbte Schlauchende
1' des Schlauches 1 dient. Die Spannbacken 9 werden zweckmäßigerweise
in solchem Abstand vom Flansch 5 gegen das Schlauchende angesetzt, daß zwischen
ihren Stirnflächen und dem Schraubgewindeflansch 5 nach dem Festziehen der
Spannhülte
10 noch ein kleiner freier Abstand verbleibt und es im Bedarfsfalle möglich ist,
die Spannhülse später etwas nachzuziehen, wenn nach längerer Gebrauchsdauer der
Schlauchfassung sich kleine Undichtigkeiten zeigen sollten.
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Die länger als die Spannbacken 9 ausgeführte Spannhülse 10 ist an
dem die Spannbacken überragenden hinteren Ende der konischen Bohrung 10' mit einem
einwärts vorspringenden und unmittelbar an den Schlauch 1 heranreichenden Ringwulst
21 versehen. Durch ihn wird das Ansammeln von Staub und Schmutz in dem Ringraum
22 verhindert, der von dem über die Klemmbacken 9 überstehenden Abschnitt des hülsenförmigen
Spannkörpers 10 und dem Spülbohrschlauch 1 umgrenzt ist.
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Wenn die Spannhülse 10 für Spülbohrschläuche geringeren Außendurchmessers
Verwendung finden soll, wird in die Innenbohrung 10' ein Einsatzring 23 mit gerundeter
Innenfläche eingesetzt und mit mehreren Gewindestiften 24 an der Spannhülse angeschraubt.
Der Einsatzring 23 wird vor dem Ringwulst 21 angeordnet und erfüllt bei einem Schlauch
kleineren Außendurchmessers den gleichen Zweck wie der Ringwulst 21 bei einem Schlauch
größeren Außendurchmessers.
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Der Ringwulst 21 bzw. der Einsatzring 23 bei Schläuchen kleineren
Durchmessers bildet außerdem eine Führung und Abstützung für den Schlauch 1 in der
Spannhülse. Dadurch wird vermieden, daß der Querschnitt des Schlauches 1 an der
von den Spannbacken 9 zusammengepreßten Stelle auf Biegung beansprucht wird und
durch zu scharfe Knickung an der Austrittsstelle aus der Schlauchfassung oder durch
Scheuern an der hinteren Randkante der Spannhülse beschädigt werden kann, wofür
im übrigen auch die konische Spannhülsenbohrung am hinteren Ende in entgegengesetzter
Richtung stark konisch erweitert ist.
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Die Schlauchstutzenkörper 2, 3, 6 für die verschiedenen Schlauchdurchmesser
sind mit einheitlichem Gewinde 4 für den Flansch 5 versehen. Es können also Flansche
5 gleicher Größe für Schlauchverbindungen mit Schläuchen von verschiedenen Innen-
und Außendurchmessern verwendet werden. Ebenso sind auch Spannhülsen 10 einheitlicher
Größe und die gleichen Schraubenbolzen 16 für Schlauchfassungen von Schläuchen verschiedener
Nennweite und verschiedener Stärke benutzbar. Für verschiedene Schlauchgrößen brauchen
lediglich Spannbacken 9 mit entsprechendem Innendurchmesser und zu dem gestauchten
Schlauchende 1' passenden kreisbogenförmigen Verlängerungen 9", jedoch einheitlichem
Außendurchmesser und die zur jeweiligen Schlauchgröße passenden Schlauchstutzenkörper
2, 3, 4, 6, bei denen das Gewinde 2 einheitlich ist, angefertigt werden.
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Außer für Spülbohrschläuche kann die erfindungsgemäße Schlauchfassung
auch für das Festlegen von Hochdruckschläuchen, die anderen Zwecken als dem Bohrbetrieb
dienen, sowie von Schläuchen geringerer Druckbeanspruchung verwendet werden, wobei
die Fassungsteile in einer dem geringeren Druck entsprechend verminderten Stärke
hergestellt sein können.
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Einzelheiten der Zeichnungsbeschreibung, die nicht Gegenstand der
Patentansprüche sind, gehören nicht zur Erfindung, sondern sind lediglich zum besseren
Verständnis der Gesamtanordnung näher erläutert.