DE1234104B - Kugelgelenkverbindung fuer Rohre od. dgl. aus elastischem Kunststoff - Google Patents

Description

• Kugelgelenkverbindung für Rohre od. dgl. aus elastischem Kunststoff Die Erfindung betrifft eine Kugelgelenkverbindung für Rohre od. dgl. aus elastischem Kunststoff, bei der die ineinandergesteckten Rohrenden als einteilige kugelzonenförmige Gelenkteile ausgebildet sind und die Kugelzonen über das Kugelzentrum hinausragen und bei der dort ein Dichtring in einer Außennut des inneren Gelenkteiles angeordnet ist, der gegen die geschlossene Innenfläche der Außenkugel dichtet.
• Die Kunststoffteile einer derartigen Kupplung werden üblicherweise in Formen hergestellt und müssen dann aus diesen Formen entnommen werden. Die Außenkugeln können im allgemeinen ohne Schwierigkeit entformt werden, da sie die erforderliche elastische Dehnung vertragen. Schwieriger ist es bei den Innenkugeln, deren Rand mit Rücksicht auf das Einlegen eines Dichtringes meist verhältnismäßig stark ausgebildet werden maß. Demgemäß besteht das Bedürfnis, der Innenseite dieser Innenkugeln eine Gestalt zu geben, die ein leichtes Entformen ermöglicht. Hierzu eignet sich ein sich nach außen erweiternder Konus oder insbesondere ein Zylindermantel. Es ergibt sich dann aber zwischen dieser Innenfläche und der Außenfläche der Kugel stellenweise eine so starke Materialhäufung, daß es ohne Erwärmung nicht mehr möglich ist, die beiden Kugelteile ineinanderzufügen. Eine Erwärmung erfordert aber nicht nur einen zusätzlichen Arbeitsgang, sondern ist auch mit Rücksicht auf den Dichtring unerwünscht. Außerdem führt die hohe Wandstärke dazu, daß die Abkühlungszeit der Innenkugel in der Form verhältnismäßig groß ist; nach der Entformung treten Schrumpfungen ein, und es können sich Fließspannungen lösen. Hierdurch verformt sich die Innenkugel. Um in einem solchen Fall Reibungen zu vermeiden, wird man dazu übergehen, den Dichtring zu verstärken, was wiederum die erwähnten Schwierigkeiten vergrößert.
• Es sind bereits Kugelgelenkverbindungen für Metallrohre bekannt, bei denen der innere Gelenkteil einen zylindrischen Bereich aufweist, an dessen Ende Ringrippen zur Aufnahme eines Dichtringes vorgesehen sind. Bei einer ähnlichen Verbindung dieser Art ist auf dem zylindrischen Rohrteil eine kugelförmige Schale mit rippenförmigen Ansätzen angeordnet; bei dieser Ausführungsform ist jedoch der äußere kugelförmige Gelenkteil zweiteilig ausgebildet, damit die kugelförmige Schale auf den zylindrischen Rohrteil aufgeschoben werden kann. Bei diesen Kugel-"a elenkverbindungen sind jeweils zusätzliche Kupplungseinrichtungen in Form von Haken oder Schrauben zum Verbinden des kugelförmigen Rohrendes erforderlich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine abgedichtete Kugelgelenkverbindung für Rohre cd. dgl. zu schaffen, deren kugelzonenförmige Enden mit geringem Materialaufwand hergestellt und schnell ohne zusätzliche Hilfsmittel miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der innere Gelenkteil in an sich bekannter Weise einen etwa zylindrischen Bereich aufweist, mit dem nicht umlaufende Ansätze in Form von an sich bekannten Noppen oder achsparallelen Rippen verbunden sind, deren Oberflächen der Kugelform des äußeren Gelenkteiles angepaßt sind und sich bis zu zwei jenseits des Kugelzentrums umlaufenden, die Außennut einschließenden Ringrippen erstrecken. Die Außenfläche der Innenkugel ist also nur noch eine gedachte Fläche, die an einzelnen Punkten von Ansätzen, Noppen, Rippen od. dgl. erreicht wird, um die erforderliche gegenseitige Führung der beiden Kugeln zu sichern. Materialmäßig hat jedoch die »Innenkugel« jetzt die Gestalt eines etwa zylindrischen Rohres mit Rippen, Noppen od. dgl., welche bis zur Kugelfläche reichen. Die Außenkugelzone hat jedoch eine geschlossene Innenfläche, die zur Führung mit den Rippen oder Noppen sowie zur Dichtung mit dem Dichtring zusammenarbeitet.
• Diese Gestaltung erleichtert das Entformen und verringert den Materialaufwand. Die Verringerung des Materialaufwandes ergibt nicht nur eine Materialersparnis, sondern auch eine Verkürzung der Arbeitszeit. Weiterhin wird es durch diese Gestaltung des inneren Gelenkteiles möglich, die Gelenkteile ohne zusätzliche Verriegelungseinrichtungen, wie z. B. Hebel, und ohne vorhergehende Aufweitung miteinander zu verbinden. Das Lösen der Verbindung erfolgt ebenso rasch ohne großen Kraftaufwand. Ferner können die Gelenkteile gegeneinander beliebig verdreht werden, ohne daß sich die Verbindung löst. Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung weisen die am Ende des zylindrischen Bereiches angeordneten Ringrippen etwa achsparallel verlaufende Schlitze auf. Die geschlitzten Ringrippen erleichtern es, nicht nur den äußeren, sonderi auch den inneren Kugelgelenkteil beim Zusammenstecken und beim Auseinandernehmen des Kugelgelenkes zu verformen. Die Verwandlung des inneren Kugelgelenkteiles in ein Rohr ergibt eine Gestaltung, die eine Ausnutzung der elastischen Eigenschaften des Werkstoffes ermöglicht. Verschmutzungen werden von den Stegen, Rippen od. dgl. in die versenkten Felder des Innenteiles abgestreift.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Anschluß an den inneren Gelenkteil ein die normale Schwenkbewegung begrenzender Anschlag vorgesehen, dessen Höhe klein genug ist, um zum Lösen der Verbindung den äußeren Gelenkteil bei Kraftanwendung über den Anschlag schwenken zu können. Dabei wird dann auf der dem Anschlag entgegengesetzten Seite der Dichtring freigelegt, und es bedarf nur noch einer geringen zusätzlichen Kraftanstrengung, um die Innenkugel völlig aus der Außenkugel herauszukippen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kugelgelenkverbindung teils im Schnitt, teils in Ansicht dargestellt.
• Das obere Rohr 1 geht über die Krümmung 2 in den teilweise geschnitten dargestellten äußeren Kugelgelenkteil 3 über.
• Andererseits geht das untere Rohr 4 über eine Krümmung 5 in den inneren kugelförmigen Gelenkteil 6 über. Nur eine kleine erste Zone dieser Kugel ist wirklich kugelförmig ausgebildet. Es genügt die kugelförmige Ausbildung auf der Außenseite, wogegen (was der Schnitt auf der linken Seite der Zeichnung erkennen läßt) die Innenseite dieses Teiles konisch gestaltet sein kann. Die kurze, wirklich kugelförmig gestaltete Zone geht dann in das zylindrische Rohr 7 über, welches an seinem Ende (jenseits des Kugelmittelpunktes) zwei Ringrippen 8 und 9 aufweist, welche zwischen sich den Dichtring 10 aufnehmen. Wie die Zeichnung in der rechten Hälfte (Ansicht) zeigt, sind die Ringrippen 8 und 9 durch achsparallele Schlitze 11 unterteilt, damit am Ende der Innenkugel kein zusammenhängender, steifer Rand entsteht.
• Die untere Ringrippe 9 kann durch achsparallele Stege 12 mit dem Kugelteil verbunden sein, wobei diese Stege auf den zylindrischen Wandungsteil 7 aufliegen und außen nach der Gestalt der Kugel begrenzt sind. Man wird wenigstens vier solche Stege anwenden, um die genügende Formfestigkeit zu erhalten. Zwischen den Stegen bleiben Felder 13, an denen der zylindrische Teil ? nur die in der linken Hälfte der Zeichnung erkennbare Wandstärke hat. Es ist auch möglich, die erwähnten Stege 12 durch Noppen oder andere Teile zu ersetzen, die von den Feldern 13 bis zur Kugeloberfläche reichen. In der Zeichnung sind rechts eine Anzahl solcher Noppen 14 dargestellt. Diese Noppen können (ebenso wie die Rippen) außen abgerundet sein.
• Der Anschluß des Krümmers 5 an den Gelenkteil 6 ist teilweise von einem Anschlag 15 umschlossen, der eine geringe Höhe aufweist. Im vorliegenden Fall ist die Kugelgelenkverbindung derartig ausgebildet, daß sich in der Ruhestellung, wenn die beiden Kugeln sich also überall gleichmäßig überdecken, ein Winkel bildet, und zwar hier ein Winkel von etwa 60°. Es bewährte sich in diesem Fall, den Anschlag 15 an der Seite anzubringen, an der sich die Außenkugel 3 dem Krümmer 5 bei der Streckung der Verbindung 1 bis 4 nähert. Die schräge obere Begrenzungslinie des Anschlages zeigt etwa auf die gegenüberliegende Verbindungsstelle zwischen Krümmer und Kugel. Die Oberkante dieses Anschlages begrenzt bei normalem Kraftaufwand die Schwenkbewegung. Bei größerem Kraftaufwand kann jedoch der äußere Kugelgelenkteil auf die schräge Kante des Anschlages 15 aufrutschen, so daß man eine größere Verstellung erhält. Dabei bewegt sich der äußere Gelenkteil 3 so weit im Uhrzeigersinn, daß der Dichtring 10 auf der linken Seite unter dem Rand dieses Gelenkteiles 3 sichtbar wird. Es bedarf nunmehr nur noch einer geringen Kraftanwendung, um durch gleichzeitige Verformung des äußeren 3 und des inneren Gelenkteiles 6, 7 die Verbindung zu lösen.
• Die achsparallelen Schlitze 11 brauchen nicht bis zum Boden der Flächen 13 heruntergeführt zu werden, doch ist eine solche Ausbildung aus mechanischen Gründen in vielen Fällen zweckmäßig.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Kugelgelenkverbindung für Rohre od. dgl. aus elastischem Kunststoff, bei der die ineinandergesteckten Rohrenden als einteilige kugelzonenförmige Gelenkteile ausgebildet sind und die Kugelzonen über das Kugelzentrum hinausragen und bei der dort ein Dichtring in einer Außennut des inneren Gelenkteiles angeordnet ist, der gegen die geschlossene Innenfläche der Außenkugel dichtet, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Gelenkteil (6) in an sich bekannter Weise einen etwa zylindrischen Bereich (7,13) aufweist, mit dem nicht umlaufende Ansätze in Form von an sich bekannten Noppen (14) oder achsparallelen Rippen (12) verbunden sind, deren Oberflächen der Kugelform des äußeren Gelenkteiles (3) angepaßt sind und die sich bis zu zwei jenseits des Kugelzentrums umlaufenden, die Außennut einschließenden Ringrippen (8,9) erstrecken.
2. 2. Kugelgelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ende des etwa zylindrischen Bereichs (7,13) angeordneten Ringrippen (8, 9) etwa achsparallel verlaufende Schlitze aufweisen.
3. 3. Kugelgelenkverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den inneren Gelenkteil (6) ein die normale Schwenkbewegung begrenzender Anschlag (15) vorgesehen ist, dessen Höhe klein genug ist, um zum Lösen der Verbindung das äußere Gelenkteil bei Kraftanwendung über den Anschlag schwenken zu können. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 922 316,1 104 275; österreichische Patentschrift Nr. 222 958; USA.-Patentschrift Nr. 2 085 922.