DE1450337C - Flexible coupling for Ronr lines or the like - Google Patents
Flexible coupling for Ronr lines or the likeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine biegsame ·■ Kupplung für Rohrleitungen od. dgl. mit zwei sich in Achsrichtung gegenüberliegenden Flanschen, die je zwei Bunde aufweisen, welche eine ringförmige Nut begrenzen, die zur Aufnahme eines gegen eine die Flansche haltende Vorrichtung abdichtenden O-Ringes dient.The invention relates to a flexible coupling for pipelines or the like with two in Axially opposite flanges, each having two collars, which have an annular groove limit the for receiving an O-ring sealing against a device holding the flanges serves.
Es ist bereits bekannt, bei einer biegsamen Rohrkupplung (britische Patentschrift 951003) zwei in Achsrichtung gegenüberliegende Flansche vorzusehen, die zwei Bunde zur Begrenzung einer ringförmigen Nut aufweisen, in die ein O-Ring eingelegt ist, der gegen eine die Flansche haltende Vorrichtung abdichtet. Dabei sind sowohl die Bunde als auch der Nutgrund eben. Das Ziel der vorstehend genannten Aufgabenstellung wird daher nicht erreicht.It is already known in a flexible pipe coupling (British patent 951003) two in Provide axially opposite flanges, the two collars to delimit an annular Have groove into which an O-ring is inserted, which seals against a device holding the flanges. Both the collars and the groove base are flat. The aim of the above The task is therefore not achieved.
Zwar ist es auch bekannt, bei einer biegsamen Kupplung (USA.-Patentschrift 2 516 743) zur Begrenzung der Winkelbeweglichkeit den inneren Bund gegenüber dem äußeren Bund zurückzusetzen und ihn abzuschrägen, jedoch kann durch ihn nicht verhindert werden, daß sich der O-Ring bei einer gegenseitigen Schwenkbewegung der Kupplungsteile einseitig entlastet, während er auf der anderen Seite stärker zusammengedrückt wird, so daß er sich ungleichmäßig verformt und darüber hinaus auch gedehnt wird, weil die auf ihn wirkenden Kräfte auf beiden Seiten in unterschiedliche Richtung weisen.Although it is also known to limit a flexible coupling (US Pat. No. 2,516,743) the angular mobility of the inner collar relative to the outer collar and reset it bevel, however, it cannot prevent the O-ring from becoming mutually exclusive Swivel movement of the coupling parts is relieved on one side, while on the other side is compressed more so that it is unevenly deformed and, moreover, also stretched because the forces acting on it point in different directions on both sides.
Es ist weiterhin eine leicht zusammenfügbare, zugfeste Schnellverbindung von rohrförmigen Teilen mit einer Rollringdichtung innerhalb einer Muffe mit Schrägfläche an dem einen der beiden Teile bekannt (österreichische Patentschrift 176 718). Die Funktion der Schrägfiäche besteht hierbei darin, daß sich die Ro'.lringdichtung beim Einschieben des anderen rohrförmigen Teils in die Muffe an letzterem abrollt und an der Muffe festklemmt.It is also an easy-to-assemble, high-tensile quick connection of tubular parts with a rolling ring seal within a sleeve with an inclined surface on one of the two parts is known (Austrian patent 176 718). The function of the inclined surface is that the Ro'.lringdichtung when inserting the other tubular part into the sleeve on the latter unrolls and stuck on the sleeve.
Es ist feiner eine Rohrkupplung mit jeweils einer konkaven Wölbung der Muffe zur Aufnahme des O-Ringes bekannt (britische Patentschrift 527 653). Diese soll ein Ausweichen des Ringes bei Winkelbewegungen begünstigen. Sie vermag jedoch nicht zu verhindern, daß der Ring gedehnt wird.It is finer a pipe coupling with a concave curvature of the socket to accommodate the O-ring known (British patent 527 653). This is intended to allow the ring to give way in the event of angular movements favor. However, it cannot prevent the ring from being stretched.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine biegsame Kupplung mit einer O-Ring-Abdichtung zu schaffen, bei der der O-Ring bei- einer Schwenkbewegung der Kupplung an keiner Stelle seines Umfangs eine Verminderung seiner Kompression erfährt und sich die Querschnittsform des O-Ringes in Umfangsrichtung gesehen kaum ändert.The invention is based on the object of providing a flexible coupling with an O-ring seal create, in which the O-ring with a pivoting movement of the coupling at any point on its circumference undergoes a reduction in its compression and the cross-sectional shape of the O-ring in the circumferential direction seen hardly changes.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Bunde und die Nut konische Umfangsflächen von verschiedener radialer Höhe und solcher Lage aufweisen, daß die konischen Umfangsflächen der beiden Bunde von ihren radial verschieden hoch liegenden höchsten Kanten aus nach axial entgegengesetzten Richtungen hin abfallen und die konische Umfangsfiäche des Nutbodens von dem Bund mit der niedrigeren Umfangsfiäche zu dem Bund mit der höheren Umfangsfiäche hin abfällt. Durch diese Ausbildung werden die vorhandenen Abschrägungen mit dazu herangezogen, die Dichtungskraft konstant zu halten. Auf diese Weise wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst.According to the invention this object is achieved in that the two collars and the groove are conical Have circumferential surfaces of different radial heights and such a position that the conical circumferential surfaces of the two collars axially from their highest edges, which are located at different levels radially fall in opposite directions and the conical peripheral surface of the groove bottom from the The collar with the lower circumferential area slopes down to the collar with the higher circumferential area. With this design, the existing bevels are also used to keep the sealing force constant. In this way, the The problem mentioned at the beginning was solved.
Vorzugsweise weist der der Trennstelle der Kupplung zunächst liegende Bund die niedrigere und der von ihr entfernter Hegende die höhere Uir.fangsnächc auf. Ferner kann es besonders vorteilhaft sein, daß . der Neigungswinkel der den Boden der Nut bildenden konischen Umfangsfiäche größer ist als der Neigungswinkel der Umfangsfiäche des höheren Bundes.Preferably, the collar located at the point of separation of the coupling has the lower collar and the collar farther away from it the higher Uir on. Furthermore, it can be particularly advantageous that. the angle of inclination of the one forming the bottom of the groove conical peripheral surface is greater than the angle of inclination of the peripheral surface of the higher collar.
Bei einer bevorzugten Ausführungsfonn einer biegsamen Kupplung gemäß der Erfindung liegt ferner der Scheitelpunkt der Neigungswinkel beider Bundumfangsflächen im axialen Schnitt der Kupplung auf der Umfangskante des höheren Bundes. Außerdem kann es von Vorteil sein, wenn die Winkelneigungen der konischen Umfangsflächen der beiden Bunde einander gleich sind.In a preferred embodiment a flexible one Coupling according to the invention is also the apex of the angles of inclination of both collar peripheral surfaces in the axial section of the coupling on the peripheral edge of the higher collar. Besides that it can be advantageous if the angular inclinations of the conical circumferential surfaces of the two collars are mutually exclusive are the same.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example.
F i g. 1 ist ein Querschnitt durch einen Teil der neuen biegsamen Kupplung gemäß der Erfindung;F i g. Figure 1 is a cross-section through part of the new flexible coupling according to the invention;
F i g. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des oberen Teils des Flansches 10 der Kupplung von F i g. 1 und zeigt die Kupplung in ausgerichteter oder neutraler Lage;F i g. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the upper portion of the flange 10 of the coupling of FIG F i g. 1 and shows the coupling in an aligned or neutral position;
F i g. 3 ist eine Ansicht des Flansches von F i g. 2 in einer im Winkel, und zwar im Uhrzeigerdrehsinn, gegenüber der neutralen Stellung von F i g. 2 verkanteten Lage;F i g. Figure 3 is a view of the flange of Figure 3. 2 in one at an angle, namely clockwise, compared to the neutral position of FIG. 2 tilted position;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht des Flansches von F i g. 2 in einer, entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn von der Neutrallage von Fig. 2 aus, verkanteten Lage;Figure 4 is a sectional view of the flange of Figure 4. 2 in one, counterclockwise rotation of the neutral position of FIG. 2, tilted position;
F i g. 5 ist eine Schnittansicht in etwas vergrößertem Maßstab, welche das Ineinandergreifen der auf der Innenseite eines der Flansche von F i g. 1 vorgesehenen Nuten mit einem dazugehörigen Rohr- oder Schlauchlekungsabschnitt veranschaulicht.F i g. Fig. 5 is a sectional view, on a somewhat enlarged scale, showing the interlocking of Figs the inside of one of the flanges of FIG. 1 provided grooves with an associated pipe or Hose licking section illustrated.
Die in Fig. 1 dargestellte biegsame Kupplung gemäß der Erfindung besteht aus zwei sich in Achsrichtung gegenüberliegenden Flanschen, die zur Verbindung zweier, verhältnismäßig starrer sich gegenüberstehender Rohr- oder Schlauchleitungsenden dienen. Die beiden Flansche sind mit 10 und 12 bezeichnet. Beide Flansche weisen auf ihrer Innenseite je mehrere Ringnuten 11, 13 auf.The flexible coupling shown in Fig. 1 according to the invention consists of two axially opposite flanges that are used for connection two, relatively rigid tube or hose line ends facing each other are used. The two flanges are labeled 10 and 12. Both flanges each have several on their inside Annular grooves 11, 13.
Eine Kupplungsmuffe 14 wird auf die Flansche 10 und 12 aufgeschoben und dient in Verbindung mit einer Schraubenmutter 15 als Vorrichtung zum Zusammenhalten der Flansche. Die Mutter IS wird auf ein Gewinde 16 auf der Außenseite der Muffe 14 aufgeschraubt. Die Muffe 14 trägt einen ringförmigen Anschlag 17 auf ihrer Außenseite, durch den die Schraubbewegung der Mutter 15 längs der Muffe 14 in einer bestimmten, von außen sichtbaren Stellung begrenzt und der richtige Zusammenbau der Kupplung angezeigt wird.A coupling sleeve 14 is pushed onto the flanges 10 and 12 and is used in conjunction with a nut 15 as a device for holding the flanges together. The mother IS is on a thread 16 is screwed onto the outside of the sleeve 14. The sleeve 14 carries an annular Stop 17 on its outside through which the screwing movement of the nut 15 along the sleeve 14 limited in a certain, externally visible position and the correct assembly of the coupling is shown.
Jeder Flansch 10 bzw. 12 ist mit einem O-Ring versehen, der als Flanschdichtung gegenüber der Muffe 14 wirkt. 18 ist der O-Ring an dem Flansch 10 und 19 der O-Ring an dem Flansch 12.Each flange 10 and 12 is provided with an O-ring, which acts as a flange seal against the Sleeve 14 works. 18 is the O-ring on flange 10 and 19 is the O-ring on flange 12.
Da beide Flansche genau gleichgestaltet sind, wird im folgenden nur der Flansch 10 näher beschrieben.Since both flanges are designed exactly the same, only the flange 10 is described in more detail below.
Wie F i g. 2 zeigt, weist der Flansch 10 eine ringförmige Nut 20 auf, welche den abdichtenden O-Ring 18 aufnimmt. Die Nut 20 wird durch eine Seitenwand 21, eine den Boden der Nut 20 bildende konische Umfangsfiäche 22 und eine gegenüberliegende Seitenwand 23 begrenzt. Die innere Seitenwand 21 befindet sich an einem äußeren Bund 24, der eine konische Umfangsfiäche 25 aufweist.Like F i g. 2 shows, the flange 10 has an annular groove 20 which the sealing O-ring 18 picks up. The groove 20 is conical by a side wall 21, a bottom of the groove 20 forming Peripheral surface 22 and an opposite side wall 23 limited. The inner side wall 21 is located on an outer collar 24 which has a conical peripheral surface 25.
Die Umfangsfiäche 25 des Bundes 24 läuft schräg von ihrer axial inneren Kante P bis zu ihrer äußeren Kante, die einen verminderten Durchmesser hat. Der Grad der Schrägung ist proportional dem Grad derThe peripheral surface 25 of the collar 24 runs obliquely from its axially inner edge P to its outer one Edge that has a reduced diameter. The degree of skew is proportional to the degree of the
erforderlichen Fehlausrichtung. Zur Veranschaulichung ist eine Schrägung von 2° dargestellt.required misalignment. As an illustration a slope of 2 ° is shown.
In ähnlicher Weise, jedoch umgekehrt, bildet die Seitenwandung 23 einen Teil eines inneren, d. h. der Fuge zwischen den Flanschen 10,12 benachbarten Bundes 26, dessen Umfangsfläche mit 27 bezeichnet ist. Die Umfangsfläche 27 des Bundes 26 läuft schräg von einer Kante P' zu einer anderen Kante mit etwas kleinerem Durchmesser. Auch hier ist wieder der Grad der Schrägung mit annähernd 2° angegeben. Die 2°-Schrägung ist der konischen Umfangsfläche 27 in bezug auf die Kante P bestimmt, so daß nicht nur der Winkel der Umfangsfläche 27, sondern auch der Durchmesser ihrer Umfangskanten durch einen 2° betragenden Winkel, ausgehend von der Kante P, festgelegt wird.In a similar way, but the other way around, the side wall 23 forms part of an inner collar 26, that is to say the joint between the flanges 10, 12 adjacent to the collar 26, the peripheral surface of which is denoted by 27. The peripheral surface 27 of the collar 26 runs obliquely from one edge P ' to another edge with a slightly smaller diameter. Here, too, the degree of inclination is again given as approximately 2 °. The 2 ° bevel of the conical peripheral surface 27 is determined with respect to the edge P, so that not only the angle of the peripheral surface 27, but also the diameter of its peripheral edges is determined by an angle of 2 °, starting from the edge P.
Ein weiteres Merkmal der neuartigen Ausbildung der Nut für den O-Ring besteht darin, daß auch die ihre Bodenwandung bildende Umfangsfläche 22 konisch und vorzugsweise um einen Winkel von etwaAnother feature of the novel design of the groove for the O-ring is that the its bottom wall forming the circumferential surface 22 conical and preferably at an angle of approximately
Z-Z0 geneigt ist. Die Bodenwandung verläuft von der weiter innengelegenen Stelle 22 b mit größerem Durchmesser zu der weiter außen, d. h. von der Kuppelungsmitte entfernteren Stelle 22 a mit kleinerem Durchmesser. ZZ 0 is inclined. The bottom wall runs from the point 22 b further inwards with a larger diameter to the point 22 a further outside, that is to say more distant from the coupling center, with a smaller diameter.
Normalerweise befinden sich die Flansche 10 und 12 in einer neutralen Stellung, wie sie beispielsweise durch die Stellung des Flansches 10 in F i g. 2 angegeben ist. Die Rohrleitungsabschnitte, mit denen die Flansche 10 und 12 verbunden sind, befinden sich dann in Ausrichtung. In einer solchen Lage ist die tiefste Stelle 22a der die Bodenwandung bildenden Umfangsfläche 22 gleichwertig dem normalen Durchmesser einer gewöhnlichen O-Ring-Nut in Verbindung mit einem O-Ring von gegebenem Querschnitt und Durchmesser. Der O-Ring 18 würde üblicherweise so angeordnet sein wie in F i g. 2 angegeben, sofern normale Druckverhältnisse in den durch die Kupplung verbundenen Rohrleitungsabschnitten herrschen.Typically, the flanges 10 and 12 are in a neutral position, such as that shown by the position of the flange 10 in FIG. 2 is specified. The pipe sections with which the Flanges 10 and 12 connected are then in alignment. In such a situation she is deepest point 22a of the peripheral surface 22 forming the bottom wall is equivalent to the normal diameter an ordinary O-ring groove in connection with an O-ring of a given cross-section and diameter. The O-ring 18 would typically be arranged as shown in FIG. 2 specified, provided normal pressure conditions in the pipe sections connected by the coupling to rule.
Bei einer bestimmten Art von Fehlausrichtung zwischen den sich gegenüberstehenden Rohrleitungsabschnitten gelangt der Flansch 10 in die in F i g. 3 angegebene Lage, d. h., es erfolgt eine Schwenkung um 2° im Uhrzeigerdrehsinn, um den Schwenkpunkt auf der Kante P. Dann nimmt die Umfangsfläche 25 die in F i g. 3 mit 25' bezeichnete Lage ein, die Umfangsfläche 27 gelangt in die in F i g. 3 mit 27' bezeichnete Lage. Die Umfangsfläche wird also in der Lage 27' annähernd um 4° gegenüber der Horizontalen verstellt. Außerdem nimmt die die Bodenwandung bildende Umfangsfläche 22 die mit 22' bezeichnete bzw. um etwa IVa0 gegenüber der Horizontalen verschobene Lage ein. In dieser behält der O-Ring 18 — vorausgesetzt, daß er sich noch in der Nachbarschaft der Stelle 22 a mit vermindertem Durchmesser der Umfangsfläche 22 befindet — im wesentlichen seine anfängliche Kompression wie bei der neutralen Lage gemäß F i g. 2. Mit anderen Worten, die Stelle 22a der Umfangsfläche 22 hat im Hinblick auf ihre Lage direkt unterhalb des Schwehkpunktes auf der Kante P nur eine unbedeutende Bewegungsmöglichkeit in radialer Richtung, so daß ihr Durchmesser gegenüber der Normallage der Achse der Rohrleitungsabschnitte praktisch konstant gehalten wird.In the event of a certain type of misalignment between the opposing pipe sections, the flange 10 will end up in the position shown in FIG. 3 specified position, that is, there is a 2 ° pivoting in the clockwise direction, around the pivot point on the edge P. Then the peripheral surface 25 takes the in F i g. 3 with 25 'designated a position, the circumferential surface 27 arrives at the position shown in FIG. 3 position labeled 27 '. The circumferential surface is thus adjusted in position 27 'by approximately 4 ° relative to the horizontal. In addition, the circumferential surface 22 forming the bottom wall assumes the position designated by 22 'or displaced by approximately IVa 0 relative to the horizontal. In this the O-ring 18 - provided that it is still in the vicinity of the point 22 a with a reduced diameter of the circumferential surface 22 - essentially retains its initial compression as in the neutral position according to FIG. 2. In other words, the position 22a of the circumferential surface 22 has, with regard to its position directly below the pivot point on the edge P, only an insignificant possibility of movement in the radial direction, so that its diameter is kept practically constant compared to the normal position of the axis of the pipe sections.
Wenn dagegen ein Zustand niedrigen Druckes oder sogar Vakuum in der Rohrleitung auftritt oder wenn aus einem anderen Grunde der O-Ring 18 nach der Stelle 22 b der Umfangsfläche 22 verschoben wird, so ist ohne weiteres ersichtlich, daß der O-Ring 18. nur noch deshalb zusammengedrückt wird, weil die IV20-Schrägung noch vorhanden ist. Mit anderen Worten, die Schrägung der konischen Umfangsfläche.22 verläuft von' 22 a aufwärts und einwärts nach 22 b, und deshalb behält der O-Ring, selbst wenn er sich nach der Stelle 226 hin verschiebt, noch praktisch dieselbe Kompression, eher wird er sogar noch .stärker als vorher zusammengedrückt.If, on the other hand, a state of low pressure or even vacuum occurs in the pipeline or if for some other reason the O-ring 18 is shifted to the point 22 b of the peripheral surface 22, it is readily apparent that the O-ring 18 is only is therefore compressed because the IV2 0 bevel is still present. In other words, the inclination of the conical circumferential surface 22 runs from '22a upwards and inwards to 22b , and therefore the O-ring, even if it shifts towards the point 226, still retains practically the same compression, sooner it becomes compressed even more than before.
Wenn andererseits der Flansch 10 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um den Schwenkpunkt auf der Kante P geschwenkt wird, so daß die Umfangsfläche 27 die Lage 27" und die Umfangsfläche 25 die Lage 25" einnimmt, wie in F i g. 4 angegeben, so behält der O-Ring 18 ebenfalls praktisch seine ursprüngliche Kompression.On the other hand, if the flange 10 counterclockwise around the pivot point on the Edge P is pivoted so that the peripheral surface 27 is the position 27 ″ and the peripheral surface 25 is the position 25 ″, as indicated in FIG. 4, the O-ring 18 also practically retains its original one Compression.
Die Bewegung der Stelle 22 λ der Umfangsfläche 22 unterhalb des Schwenkpunkts auf der Kante P ist so gering, daß praktisch keine Änderung des Durchmessers an der Stelle 22 a auftritt. Wenn aber der O-Ring 18 sich nach der Stelle 22b der die Bodenwandung bildenden Umfangsfläche 22 in deren Lage 22" verschiebt, so wird sogar noch ein zusätzlicher Druck auf den O-Ring 18 ausgeübt.The movement of the point 22 λ of the circumferential surface 22 below the pivot point on the edge P is so small that practically no change in the diameter occurs at the point 22 a . If, however, the O-ring 18 moves to the position 22 ″ after the point 22b of the peripheral surface 22 forming the bottom wall, an additional pressure is even exerted on the O-ring 18.
Bei der beschriebenen neuen Bauweise tritt also keine Abnahme der Kompression des O-Ringes 18 ein, auch bei einer Winkeh'ehlausrichtung; eher kann noch eine gewisse Zunahme des Druckes auftreten, wenn der O-Ring 18 über die Stelle 22 b der Bodenwandung hinaus verschoben wird. Somit erhält der Flansch 10 durch die Abschrägungen der Umfangsflächen 25 und 27 die Möglichkeit, sich in beliebiger Richtung um einen Schwenkpunkt auf der Kante P zu verkanten, um eine Winkelfehlausrichiung zwischen den Rohrleitungsabschnitten, denen die Flansche 10 und 12 zugeordnet sind, auszugleichen. Ferner bewirkt infolge der Abschrägung der die Bodenwandung bildenden Umfangsfläche 22 eine Verkantung des Flansches Ii? im Rechts- oder Linksdrehsinn um den Schwenkpunkt auf der Kante P keine Verminderung der ursprünglichen Kompression des O-Ringes 18. Es ist vorteilhaft, zu diesem Zweck den Durchmesser der Bodenwandung der Nut an der Stelle 22a gleich dem Durchmesser einer normalen O-Ring-Nut, wie allgemein üblich, zu machen.In the new construction described, there is no decrease in the compression of the O-ring 18, even with an angular alignment; rather, a certain increase in pressure can still occur when the O-ring 18 is displaced beyond the point 22b of the bottom wall. Thus, the bevels of the peripheral surfaces 25 and 27 give the flange 10 the possibility of tilting in any direction around a pivot point on the edge P in order to compensate for an angular misalignment between the pipe sections to which the flanges 10 and 12 are assigned. Furthermore, as a result of the beveling of the circumferential surface 22 forming the bottom wall, the flange Ii? clockwise or counterclockwise rotation about the pivot point on the edge P no reduction in the original compression of the O-ring 18. For this purpose, the diameter of the bottom wall of the groove at point 22a is equal to the diameter of a normal O-ring groove as is common practice.
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