DE1908553A1

DE1908553A1 - Rohrkupplung

Info

Publication number: DE1908553A1
Application number: DE19691908553
Authority: DE
Inventors: Frank Haley
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1968-02-23
Filing date: 1969-02-20
Publication date: 1969-09-04
Also published as: BE728802A; JPS4811529B1; NL148991B; GB1207943A; FR2002502A1; NL6902784A; OA02999A; DE1908553B2; DE1908553C3; US3473830A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 19085

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

PMO CORPORATION, 1105 Ooleman Avenue, San Jose,, California,

Y.St.Ao

Rohrkupplung

Die Erfindung betrifft eine schraubenlose, maschinell betätigte Kupplung zum Anschluß an ein geflanschtes Rohrstück. Die Erfindung ist besonders zum Verbinden eines Schiffsladearmes mit einem geflanschten Anschlußstück an der Zuleitung eines Lastschiffes als Vorbereitung für das Umladen einer flüssigen Ladung durch den Ladearm zum oder vom Schiff geeignet. Eine solche Kupplung ist bei ihrer Verwendung für einen Schiffsladearm starken dynamischen Belastungen ausgesetzt, die für diese Verwendung kennzeichnend sind.

Im wesentlichen kann ein Schiffsladearm ein Gebilde aus gelenkig miteinander verbundenen, weiten Rohren sein, das an einem Dock montiert ist. Das geflanschte freie Ende eines solchen Rohrgebildes wird gewöhnlich mittels Schrauben an einem korrespondierenden Plansch an der Ladeleitung eines Tankschiffes befestigt, das längsseits des Docks verankert ist. Der Ladearm kann in flüssigkeitsleitender Verbindung mit einem Speichertank stehen, um etwa Flüssigkeit vom oder zum Tankschiff durch den Ladearm umzuladen. Aufgrund der Schiff^bewegung durch Uind und Gezeiten, des Gewichtes der umgeladenen Flüssigkeit und aus anderen Gründen werden an

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der Verbindungsstelle des Ladearmes mit der Ladeleitung des Schiffes große, verschieden gerichtete Kräfte wirksam» Bei herkömmlichen, mit Verschraubungen versehenen Verbindungen werden diese Kräfte von zahLreicheji Schrauben aufgenommen»

Bei schraubenlosen, maschinell betätigten Kupplungen des vorliegenden Typs ist es ein Hauptproblem,- eine Klemmwirkung auf dem gesamten Umfang zu erzielen und aufrechtzuerhalten, um den im Betrieb auftretenden Kräften zu widerstehen, die die Verbindung lösen wollen« Ferner ist es wünschenswert, eine solche Klemmwirkung ohne äußere Kraft aufrechtzuerhalten, so daß im lall eines Ausfalls der äußeren Kraft die Kupplung sich nicht löst· Weiter ist es wünschenswert, Mittel zur schnellen Anpassung in der Kupplung selbst vorzusehen, so daß Standard- ASA und metrische Flansche, auch verschiedener Dicke, ohne zusätzliche Adapter rasch angekuppelt werden können. Es ist auch in manchen Fällen vorteilhaft, Batterien von Ladearmen von einer einzigen Kontrollstation auf dem Dock steuern zu können, damit die Möglichkeit besteht, jede Kupplung vorzujustieren, um sie dem besonderen Flanschtyp eines einlaufenden Schiffes anzupassen All diese Erfordernisse werden von einer Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt»

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß eine maschinell betätigte, gefederte Klemmung dadurch erzielt wird, daß mit einem Übertotpunkthebel versehene Klemmvorrichtungen an einer Belleville-Feder gehaltert sind, die beim Überführen der Übertotpunkthebel unter einer äußeren Kraft in eine Übertotpunktstellung gespannt wird, so daß sie einen Klemmdruck auch dann ausübt, wenn die äußere Kraft wegfällt. Zwiscnen der Feder und einer ringförmigen Klemmfläche der Kupplung sind in Abständen längs des Umfangs steuernde Elemente,'etwa in Form von Daumen vorgesehen, die die Klemmvorrichtungen

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und die Feder in Richtung zur oder von der Klemmfläche zu verstellen gestatten, um die Rohrkupplung an verschiedene Dicken der anzukuppelnden Rohrflansche anzupassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen "beschrieben.

Fig.1 und 2 zeigen schematische Ansichten zweier möglicher Stellungen eines Schiffsladearms einschließlich der Rohr-Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Pig.3 ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie 3-3 der Pig.2.

Fig.3A ist eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Führungsteiles, der die Ausrichtung der Kupplung mit einem Rohrstück vor dem Verbinden der beiden Teile erleichtert.

Fig.3B ist eine Seitenansicht eines Sperrgliedes, das eine relative Drehung zwischen einzelnen Teilen der Kupplung verhindert.

Fig.4 ist ein etwas vergrößerter Querschnitt längs der Linie 4-4 der Fig.3.

Fig.5 ist eine perspektivische Teilansicht einer der maschinell betätigten Klemmvorrichtungen gemäß der Fig.3 und 4 ο

Fig.6 und 7 sind fragmentarische Schnittansichten gleich dem oberen Teil der Fig.4, die zusammen mit Fig«>4 auf·- einanderfolgende Stellungen einer Klemmvorrichtung zeigen, die von einer ankuppelnden Schließstellung in eine abkuppelnde Offenstellung übergeht·

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Fig.8 ist eine perspektivische Ansicht der die Klemmvorrichtungen tragenden Feder mit auseinandergezogenen Teilen und der zugehörigen Konstruktion zum Justie- ■ ren der Stellung der Klemmvorrichtungen längs der Kupplungsachse.

Fig.9 und 10 sind vergrößerte fragmentarische Schnitte, die zwei Grenzsteilungen der in Fig.8 gezeigten Daumensteuerungen veranschaulichen.

Fig.11 ist ein Querschnitt, gleich dem der Figo3> der eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei welcher fernsteuerbare Zylindermotoren die Klemmvorrichtung an unterschiedliche Dicken der Rohrflansche anpassen,)

Eine typische Dockanlage 12 (Fig«1 und 2) zum Umladen von flüssiger Ladung in die oder aus den Tanks eines Schiffes weist ein Dock 16 auf, an dessen Rand·ein Ladearm 18 oder mehrere davon aufgestellt sind. In Fig.1 ist das Schiff 14 mit leerem Tank und in Fig.2 mit vollem Tank und tiefer in das Wasser eingetaucht dargestellt, nachdem die Ladung durch eine Rohrleitung 20 und in das Schiff von am Ufer aufgestellten Pumpen (nicht dargestellt) eingeladen worden ist·

Das Schiff ist mit einer Trosse 22 an einem Poller 23 festgemacht und wird mit weiteren Trossen an weiteren Pollern vertäut, worauf der Ladearm 18 in eine solche Lage manövriert wird, daß seine Rohrabschnitte 24 und deren gelenkige Verbindungen bei 25 die richtige Winkelstellung zueinander einnehmen, um eine Kupplung 26 am freien Ende des Ladearmes mit einem geflanschten Rohrstück 28 der Schiffshauptleitung 30 auszufluchten, so daß die Kupplung' angeschlossen werden kann. Bei den meisten bisher bekannten Ladearmen wird die

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Verbindung des Ladearmes 18 mit dem Rohrstück 28 mittels Schrauben hergestellt, die durch zwei Rohrflansche gesteckt •werden. Bei solchen Schraubverbindungen benötigt das Ankuppeln und Abkuppeln eine verhältnismäßig lange Zeit.

Die vorliegaide Erfindung betrifft nur die Kupplung 26 und sieht maschinell betätigte Klemmvorrichtungen vor, die fernsteuerbar sind und eine flüssigkeitsfeste Abdichtung zwischen dem Rohrstück 28 und dem Ladearm schaffen.

Während das Schiff 14 beladen wird, verringert sich seine Bordhohe, so daß es relativ zum Dock 16 absinkt. Dadurch werden die Rohrabschnitte 24 des Ladeaxms veranlaßt, eine mehr gestreckte Ausrichtung anzunehmen, und die Trosse 22 hängt weiter durch. Wenn die schlaffe Trosse nicht gespannt wird, kann das Schiff vom Dock weg triften, wobei sich zwischen der Kupplung 26 und dem Rohrstück 28 sehr starke Verlagerungs- und Trennungskräfte entwickeln.

Die Kupplung 26 hält eine feste Verbindung ohne Aufwendung einer äußeren Kraft aufrecht, nachdem das Festklemmen statt« gefunden hat, so daß die Dichtung unverletzt bleibt, falls die Energieversorgung ausfällt. Zugleich kann die Kupplung unschwer gelöst werden, entweder durch Motorkraft oder von Hand, wenn die Gefahr besteht, daß die auf eine Verlagerung oder Trennung der Kupplung gerichteten Kräfte dem Ladearm selbst ein Leck oder eine Beschädigung zufügen_e Dies kann der Pail sein, wenn das Schiff noch weiter vom Dock wegtreibt, wie in Pig.2 dargestellt. Die Pig.1 und 2 zeigen natürlich nicht genau die wirklichen Abmessungsverhältnisse, sondern skizzieren lediglich schematisch Betriebsstellungen·

Die Pig.3 und 4 zeigen die Kupplung 26 an dem Rohrstück 28 der Schiffshauptleitung befestigt. Die Kupplung weist ein

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Knie 32 mit einem Drehgelenk (Fig.1 und 2) auf, das den letzten Leitungsabschnitt des Ladearms bildet. Das Knie 32 (Fig.4) hat ein Muffenende 34, in dem ein rohrförmiges Kupplungsteil 36 mittels eines Kugellagers 38, das in komplementären Laufringen der Teile 34 und 36 liegt, drehbar gelagert ist.

Das rohrförmige Kupplungsteil 36 ist mit einem Hals 40 versehen, der ein Gewindeende hat, das in einem Innengewinde eines ringförmigen Kupplungsflansches 46 eingeschraubt ist· Die äußere Endfläche 47 des Kupplungsflansches 46 bildet zusammen mit der Endfläche eines Rohrflansches 48 am Schiff eine Dichtungsfläche, die einen Dichtungsring 50 aufweist, der in eine Nut des Kupplungsflansches 46 eingebettet ist·

Um die konzentrische Ausrichtung des Kupplungsflansches 46 (Pig.4) mit dem Rohrflansch 48 auf dem Schiff zu Beginn der Ankupplung zu erleichtern, ist der Hals 40 des rohrförmigen Kupplungsteils 36 mit nach innen gerichteten feststehenden Stiften 51 versehen, die in herkömmlicher Weise in hakenförmige Schlitze 53 einrasten, die in einem rohrförmigen Führungsteil 55 ausgebildet sind. Wie am besten aus Figo3A ersichtlich, ist das freie Ende des Führungsteils 55 auf einem gleichförmigen Radius R abgeschnitten, so daß der so entstandene untere Teil, in Aufsicht betrachtet, eine sich sanft verjüngende runde Hase 57 bildet. Wenn diese Nase in das Rohrstück 28 eingeschoben wird, kann eine etwaige Falschstellung der Kupplung visuell beobachtet und korrigiert werden. Auf diese Weise läßt sich die Kupplung rasch konzentrisch zum Rohrflansch 48 ausrichten. Zu bemerken ist, daß die augenscheinlich unterschiedliche Endkonfiguration des Führungsteils 55 in Fig.4 durch die Schnittebene der Fig«,4 entstanden ist, die in einem Winkel zur Vertikalebene liegte

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Der Kupplungsflansch 46 wird mittels vier Klemmvorrichtungen 52, 54, 56 und 58, die alle gleich konstruiert sind und hydraulisch betätigt werden, am Rohrflansch 48 angeklemmt. Unter Bezugnahme auf Fig.4 werden die Klemmvorrichtungen 52 und 56 im Detail beschriebene Einander entsprechende Teile sind inallen Klemmvorrichtungen mit den gleichen Bezugaziffern bezeichnet.

Die Halterung für die Klemmvorrichtungen 52-56 an dem Hals 40 weist einen Haltering 60 auf, der von dem Hals durch einen flachen Teflonring 62 im Abstand gehalten wird, welcher in einer inneren Aussparung 65 liegt. Der Haltering ist auf dem Hals begrenzt drehbar. Mit einer solchen Drehung läßt sich, wie später im Zusammenhang mit den Fig.8-10 erwähnt wird, die axiale Stellung des Halteringes 60 zum Plansch 46 justieren. Zweck dieser Verstellung ist eine gleichzeitige Vorjustierung der Klemmvorrichtungen 52-56 in axialer Richtung zur Anpassung an andere Rohrflansche 48 mit anderer Dicke.

Der Haltering 60 bildet zusammen mit einem an ihm befestigten Sperring 61 eine nach außen offene Ringnut 64· Aufgabe dieser Ringnut 64 ist es, eine Belleville-Feder 66 axial so in Stellung zu bringen, daß Haltering und Sperring zusammen frei drehbar sind. Zu diesem Zweck bildet die Belleville Feder 66 eine runde Öffnung mit einem Rand 68 von teilweise kreisförmigem Querschnitt, der in Achsrichtung in der Ringnut 64 festgelegt ist. Um ein Schmiermittel in der Ringnut 64 zu halten, sind federnde Dichtringe 70 und 71 derart angebracht, daß sie sich gegen den Rand 68 pressen und die sonst freiliegenden äußeren Teile der Ringnut dichtend abschließen.

Wie am besten aus Fig,8 ersichtlich, hat die Belleville-Feder 66 in gleichen Abständen vier radial nach innen sich er-

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streckende Ausschnitte 72, 74, 76 und 78, die Raum für die Befestigung der Klemmvorrichtungen 52, 54, 56 und 58 schaffen. Zwischen den Ausschnitten ist die Belleville-Feder mit konkaven Randstücken 80 versehen, welche die Biegebeanspruchung der Feder auf diejenigen [Teile der Feder konzentrieren, die an die Ausschnitte 72-78 angrenzen. Der Haltering 60 ist mit einem radial abstehenden Handgriff 82 versehen, an welchem er sich zusammen mit dem Sperring auf dem rohrförmigen Hals 40 (Fig.4) drehen läßt.

Die Drehung der Belleville-Feder 66 zu dem rohrförmigen Hals 40 wird durch ein Sperrglied 84 (Fig.3 und 5B) verhindert, das gebogene untere Flansche 86 hat, die mittels nicht gezeigter Schrauben mit dem rohrförmigen Kupplungsteil 36 verschraubt sind, sowie eine von den Flanschen 86 abstehende Platte 88 in der allgemeinen Form eines umgekehrten U. Das Sperrglied 84 ist derart angeordnet, daß die Platte 88 zwischen zwei Halteplatten 90 (Fig.5) der Klemmvorrichtung 52 hineinragt· Auf diese Weise ist die Klemmvorrichtung 52 und die an dieser befestigte Belleville-Feder gegen Verdrehen gesichert·

Jede Klemmvorrichtung 52, 54, 56 und 58 hat zwei solche Halteplatten 90, die an der Belleville-Feder 66 mittels Schrauben 92 festgemacht sind, die zwei Winkeleisen 94 (Fig.5 und 8) an der Halteplatte befestigen, sowie mittels weiterer Schrauben 93» die durch die Belleville-Feder 66 ragen und in Gewindelöcher der Winkeleisen 94 eingeschraubt sind. Die Winkeleisen umgreifen die Ausschnitte 72, 74, 76 und 78 der Feder, so daß jede Klemmvorrichtung mit einem der ausge« schnittenen und verhältnismäßig flexiblen Teile der Feder zusammenwirkt.

Die in den Fig.4-7 gezeigte Klemmvorrichtung 52 wird nun im einzelnen beschrieben. Die beiden Halteplatten 90 sind

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mit einem Steg 96 verbunden, sowie mit einer Schwenkachse 98 und einer weiteren Schwenkachse 100. Auf der Schwenkachse 100 ist ein Klemmarm 102 verschwenkbar, der zwischen den beanstandeten Halteplatten 90 hin- und herschwingt. Die Schwenkachse 98 steht seitlich über die beiden Halteplatten 90 vor und durchstößt auch die Enden zweier Schwenkplatten 104. Die Schwenkplatten 104 betätigen indirekt den Klemmarm 102. Zu diesem Zweck trägt jede Schwenkplatte einen Drehzapfen 106, der in ein Ende eines kurzen Gelenkstücks 108 eingeschweißt ist. Das andere Ende jedes Gelenkstücks 108 ist an dem vorstehenden Ende einer Schwenkachse 110 befestigt, die durch den Klemmarm 102 ragt» All die verschiedenen Schwenkachsen und ähnlichen Teile werden durch herkömmliche Sprengringe 105 in ihrer axialen Stellung gehaltene

Der Motor zum Bewegen der Schwenkplatten 104 der Klemmvorrichtung 52 zwischen zwei Extremstellungen, die in Fig,4 bzw. 7 gezeigt sind, ist ein doppeltwirkender hydraulischer Zylinder 112. Der Zylinder 112 ist mit in seitlicher Richtung gefluchteten Drehzapfen 114 versehen, die in Öffnungen der Halteplatten 90 drehbar aufgenommen sind. Die Kolbenstange 116 des Zylinders 112 ist an ihrem Ende mit einem Gewinde versehen und dieser Gewindeteil ist in ein Gewindeloch einer Ankerstange 118 eingeschraubt, deren Enden drehbar in den Schwenkplatten 104 gehaltert sind. Zu beachten ist, daß der Steg 96 ("Fig.4) unter der Ankerstange 118 in einer solchen Stellung liegt, daß er eine weitere Ausfahrbewegung der Kolbenstange 116 und ein x^eiteres Verschwenken der Schwenkplat— ten 104 um die Schwenkachse 98 im Uhrzeigersinn verhindert»

Wie aus den Pig.3-5 ersichtlich, ist das freie Ende des Klemmarmes bei 120 derart gebogen, daß es der benachbarten Krümmung des Rohrflansches 48 angepaßt ist. An der Innenaei« te des Klemmarmes 102 ist mittels Maschinenschrauben 122 ein

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Klemmpolster 124 befestigt, das sich an den Rohrflansch 48= anpreßt. Wie Pig.3 zeigt, hat das Klemmpolster 124 einen gebogenen Rand, der mit dem Rand 120 des Klemmarmes 102. ge^ fluchtet ist, sowie Enden 126, die nach der Seite zu in ·.-die Ebenen der Bewegung der beiden Schwenkplatten 104 hin— einragen. Jede Schwenkplatte ist, wie für die Sehwenkplatte (Pig.4) der Klemmvorrichtung 56 angedeutet, mit einer geraden Kante 128 versehen, die in Schließstellung der Klemmvorrichtung sich gegen das benachbarte Ende 126 des Klemmpolsters 124 anlegte Dadurch wird nicht nur der Teil des Klemmpolsters wirksam, der von dem Klemmarm 102 hinten ' abgestützt ist, sondern die gesamte Länge des Klemmpolsters. Wie Pig.3 erkennen läßt, grenzen die Enden 126 benachbarter Klemmpolster 124 eng aneinander, so daß die Klemmwirkung praktisch durchgehend auf der ganzen Kontaktfläche des Rohrflansches 48 erzielt wird.

\Jenn die Klemmvorrichtungen ihre Schließ- oder Klemmstellung einnehmen, die in Pig.4 und 5 gezeigt ist, herrscht der Zustand einer Übertotpunktsperre, weil die Schwenkachse 110 jenseits einer Ebene 130 liegt, die durch die Schwenkachse 98 und den Drehzapfen 106 geht. Polglich wirken auch dann, wenn der Zylinder 112 entlastet wird, Kräfte, die den Rohrflansch 48 in Achsrichtung von dem Kupplungsflansch 46 lösen wollen, im Sinn einer Drehung des inneren Endes des Gelenkstückes um die Achse des Drehzapfens 106. Um eine übertriebene Bewegung, die über das zum Erzielen einer zwangsläufigen Übertotpunktsperre erforderliche Meß hinausgeht, zu verhindern, wird das Gelenkstück 108 in einer Übertotpunktsteilung von einem Anschlagklotz 132 gestoppt, der auf die Schwenkplatte 104 aufgeschraubt ist.

Die Befestigungsschrauben 134 für den einen der beiden An— schlagklötze 132, die zu dem Paar der Gelenkstücke 10& ge-

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hören, sind in einen Sockel 136 eines Handgriffs eingeschraubt, der sich an die Außenseite der Schwenkplatte 104 anschmiegt. Der Sockel ist mit einem Loch 138 versehen, in das man einen nicht gezeigten Handgriff stecken kann, an dem man die Klemmvorrichtung von Hand betätigen kann· Die anderen Befestigungsschrauben ragen,, wie aus Pig·3 ersichtlich, durch eine Unterlagscheibe 140 und sind mit Muttern 142 gehalten. Um die Übertotpunktsteilungen der Kniehebel 108 genau justieren zu können, ist jeder Anschlagklotz 132 mit einer wegnehmbaren Stirnplatte 144 versehen und trägt wegnehmbare Ausgleichsscheiben, nicht gezeigt, zwischen der Stirnplatte und dem Anschiagklotz.

An dieser Stelle wird die Punktion der Belleville-Feder 66 und deren Zusammenwirken mit der früher erwähnten daumengesteuerten Vorjustierung der Klemmvorrichtungen zur Anpassung an Rohrflansche, die dem Rohrflansch 48 gleichen, aber andere Dicken haben, erläutert. Vier in gleichmäßigen Abständen angeordnete, axial wirkende Daumen 150, Pig.8, sind mittels Maschinenschrauben 151 an der Innenseite des Kupplungsflansches 46 in der in Pig.4-7 gezeigten Weise befestigt. Wie die Pig_e8-10 erkennen 1 aasen, hat jeder Daumen 150 zwei wirksame Flächen und zwei Punktionsstellungen, und zwar eine erste wirksame Pläche 152 an seinem dünneren Ende und eine zweite, wirksame Pläche 154 an seinem dickeren Ende. Diese wirksamen Flächen sind durch eine Steuerfläche 156 verbunden·

Mit den ortsfesten axial wirkenden Daumen 150 arbeiten komplementäre Einsenkungen 160 auf der zugekehrten Stirnfläche des drehbaren Halteringes 60 zusammen, die, wie in Pig.9 gezeigt, an die wirksamen Flächen 154 und die Steuerfläche 156 des Daumens angelegt werden können. Wenn also der Handgriff 82 (Fig.8) bis zu seiner oberen Grenzstellung gehoben wird, wir-d unter der Steuerung des dicken Endes der mit dem Daumen in Kontakt stehenden Sndwand 162 (Pige9) der Ein-

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Senkung 160 der Haltering 60 von dem Kupplungsflansch 46 um eine Strecke abgerückt, die der Dicke des dünnen Endes des Daumens 150 entspricht» Wie aus Pig.4 ersichtlich, wer-r den dadurch die Klemmpolster 124 in einen maximalen Abstand von dem Kupplungsflansch 46 gebracht, so daß die Kupplung für den dicksten Rohrflansch 48 angepaßt ist.

Fig.10 zeigt die Justierung in der entgegengesetzten Ex« tremstellung, die durch Bewegen des Handgriffs 82 (Mg.8) um nur 15 in seine untere Grenzstellung (begrenzt durch den Kontakt des Handgriffs mit der benachbarten Halteplatte 90) erreicht wird. Dabei legt sich die wirksame fläche 154 jedes Daumens 150 (Fig.10) gegen die äußere Endfläche 164 des Halterings 60, Der Haltering 60 erhält somit seinen maximalen Abstand vom Kupplungsflansch,46 und die Klemmpolster 124 (Fig.4) haben ihre Stellung an den dünnsten Rohrflansch 48 angepaßt.

In jeder Justierstellung der Klemmvorrichtungen 52, 54, 56 und 58 bewirken die geschlossenen Klemmen eine leichte Durchbiegung der Belleville-Feder 66, so daß bei Entlastung des Zylinders 12 nach dem Festklemmen die Kraft der Feder einen Klemmdruck aufrecht erhält» Hierzu sei erwähnt, daß in einer Kupplung für ein zehnzölliges.Rohr (25,4 cm) die Belleville-Feder etwa 21 mm (7/8 Zoll) dick ist und sich zusätzlich zu ihrer Vorbelastung um 6,3 mm (1/4 Zoll) durchbiegen kann· In einer Justierstellung der Klemmvorrichtungen ist also die Kupplung für ASA-genormte Rohrflansche mit Dickenschwankungen von + 3,2 mm (1/8 Zoll) eingerichtet und in der anderen Justierstellung für metrische Rohrflansche und Diokenunterschiede von + 3,2 mm (1/8 Zoll).

Keiner der obigen Zustände vermindert das Vorspannungsminimum der Belleville-Feder. Wenn nicht das volle Vorspannungs-

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minimum erforderlich ist, können in der einen Justierstellung der Klemmvorriohtungen auch noch dünnere ASA- oder metrisch genormte flansche bedient werden. Aus diesem Grund kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, daß die Belleville-Feder eine verhältnismäßig hohe Vorspannung entwickelt, die unter Einhaltung der Sicherheit herabgesetzt werden kann, wenn ein besonders dünner Plansch an der Kupplung angeklemmt werden muß. Hierzu sei als generelles Beispiel angeführt: Wenn sich die Belleville-Feder unter der Vorbelastung um 3,2 mm (1/8 Zoll) durchbiegt und sich um weitere 6,3 mm (1/4 Zoll) bei Anpassung an den dicksten Plansch durchbiegen kann, dabei aber eine Vorspannung von nur 1,6 mm (1/16 Zoll) ausreicht, können Flansche mit Dickenschwankungen von 8 mm (5/i6 Zoll) angekuppelt werden.

Me Fig»6 und 7 veranschaulichen aufeinanderfolgende Betriebszustand e, und zwar Zwischenstellung und volle Öffnung, der Klemmvorrichtung 52 (Fig.4), wenn der Zylinder-112 seine Kolbenstange 116 zurückzieht. Diese Bewegungen gestatten, die Kupplung von dem Rohrstück 28 wegzumanövrieren. Die umgekehrten Bewegungen leiten das Ankuppeln ein.

Wenn die Kolbenstange 116 aus der Stellung der Fig·4 in diejenige der Figo6 zurückgezogen wird, schwenkt die Schwenkplatte 104 um die Schwenkachse 98 nach oben, wobei unmittelbar der Drehzapfen 106 (Fig.4) zur Ebene 130 hochgehoben wird. Aufgrund der Hebelabstände genügt offensichtlich eine kleine Rückziehbewegung der Kolbenstange, um den Klemmdruok zu lösen, und eine verhältnismäßig kleine weitere Rückziehbewegung, um das Klemmpolster 124 aus der radialen Reichweite des Flansches 48 zu entfernen, so daß der Ladearm die an ihm angefügte Kupplung zurückziehen kann· In der vollen Offenstellung liegen das Klemmpolster 124 (Fig.6) und die zugeordneten Teile weit von der Kupplungsachse entfernt, um eine unvorhergesehene Besohädigung der Kupplung während des

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Manövrierens in die Klemmstellung zu verhüten. Sobald die Kupplung ausgerichtet ist, läßt sich jedoch das Klemmpolster 124 rasch an den Rohrflansch 48 anlegen, wobei die Belleville-Feder 66 ihre Vorspannung erhält und sich durchbiegt, und eine Übertotpunktsperre eintritt, wie in Fig.4 gezeigt, so daß der Zylinder 112 entlastet werden kann, worauf das Umladen der Flüssigkeit beginnen kann·

Besonders sei darauf verwiesen, daß Kräfte, die bestrebt sind, den Rohrflansch 48 vom Kupplungsflansch 46 zu trennen, die Klemmung nicht lösen, auch wenn der Zylinder 112 entlastet ist. yienn also die Klemmvorrichtung 52 die Schließstellung der Fig.4 einnimmt, liegt die Schwenkachse 110 geringfügig oberhalb der Ebene 130, die durch die Schwenkachse 98 und die Drehzapfen 106 geht, so daß eine von außen auf das Klemmpolster 124 ausgeübte Kraft bestrebt ist, die Schwenkachse 110 anzuheben·! Da die Anschlagklötae 132 sich einer solchen Bewegung widersetzen und da außerdem eine solche Bewegung die Tendenz hat, die Schwenkplatten 104 weiter in Richtung zur Sehließ- oder Klemmstellung zu schwenken, · ist es nicht notwendig, den hydraulischen Druck zum Ausfahren der Kolbenstange 116 aufrechtzuerhalten. Die Klemmung läßt sich ohne weiteres von Hand lösen, wenn der Zylinder 112 entlastet ist, indem man eine Stange in das Loch 138 des Handgriff-Sockels 136 steckt und diese Stange zum Zylinder 112 hin zieht.

Fig.11 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer vergrößerten Kupplung 26a, wobei die Hauptunterschiede zur bereits beschriebenen Kupplung 26 in den Abmessungen liegen. Für entsprechende Teile der Kupplung 26a werden folglich die gleichen Bezugsziffern mit dem Zusatz "a" verwendet. Wie schon erwähnt, ist es in manchen Fällen erwünscht, die Kupplung auf eine vorgegebene Dicke des Rohrflansches von fern justieren zu können, anstatt sich auf.

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eine manuelle Justierung am Handgriff 82 (Fig.3) verlassen zu müssen. Das Ausführungsbeispiel der Fig«11 weist eine solche Fernjustierung auf» Das Bohrstück 28a, zu dem der Rohrflansch 48a gehört, der sich dichtend gegen die Kupplung 26a schmiegt, hat eine Größe von ca. 40 cm (16 Zoll), wogegen das Rohrstück 28 nur ca. 25·cm (10 Zoll) groß ist·

Da die Kupplung 26a dazu proportionale Abmessungen hat, um für das größere Rohr zu passen, ist genügend seitlicher Spielraum zwischen jeweils zwei Klemmvorrichtungen 52a, 54a, 56a und 58a (von denen nur zwei zu sehen sind) vorhanden, um einen Motor 170 zum Fernjustieren der Kupplung einbauen zu können. Der Haltering 60a, der die Belleville-Feder 66a trägt, ist mit einem etwa radialen Arm 172 versehen, der nächst einer der Einsenkungen 160a für die Daumen zwischen irgend zwei Klemmvorrichtungen vorsteht» In Fig.11 sind dies die Klemmvorrichtungen 52a und 58a.

Ein hydraulischer Zylinder 174 ist bei 176 an dem Arm 172 angelenkt· Die Kolbenstange 178 des Zylinders ist mittels eines Drehzapfens 180 an einer feststehenden Rahmenplatte 182 verankert. Die Rahmenplatte 182 ist zwischen den beiden Halteplatten 90a der Klemmvorrichtung 58a annähernd in Fluchtung mit dem Arm 172 befestigt. Die Klemmvorrichtung 52a, oder eine der anderen Klemmvorrichtungen, ist direkt am Kupplungsteil 36a in gleicher Weise verankert, wie das Sperrglied 84 (Fig.4) die Klemmvorrichtung 52 unmittelbar an dem Kupplungsteil 36 festlegt. Wenn also bei Betätigung durch den Zylinder 174 dessen Kolbenstange 178 ausgefahren wird, dreht sich der Haltering 60a und wird in Achsrichtung so in Stellung gebracht, daß die Klemmvorrichtungen in Längsrichtung auf verschiedene Dicke der Rohrflansche eingerichtet werden«, In der Zeichnung hat der Haltering eine solche Stellung, daß die IClemxavorrichtungen einem dünnen Flansch ange-

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paßt Bind, wogegen der volle Auszug der Kolbenstange den Mechanismus für einen dicken Flansch justiert.

Zusammenfassend sei noch einmal darauf aufmerksam gemacht, daß das Zusammenwirken der Belleville-Feder 66, der Daumen 150 und des axial beweglichen Halteringes 60 eine rasche Justierung der Klemmvorrichtungen auf einen großen Dickenbereich der Rohrflansche ermöglicht. Aufgrund des Zusammenwirkens der geraden Kanten 128 der Schwenkplatten 104- mit den Enden 126 der Klemmpuffer 124 kommt praktisch auf den gesamten Umfang eine Klemmwirkung zustande. Zudem halten die Übertotpunkt-Gelenkstücke 108 den Kräften, die einen Rohrflansch .48 von dem Kupplungeflansoh 46 trennen wollen, nicht nur stand, ja sie- sind sogar bestrebt, in einer Richtung (um die Drehzapfen 106 nach außen) zu schwenken, die den Klemmdruck noch verstärkt. Die Belleville-Feder 66 kann beim- Durchbiegen sich kleineren-Schwankungen der "Flanachdicke anpassen und gibt den Klemmvorrichtungen eine Vorspannung, die den Klemmdruck auch bei Abwesenheit des hydraulischen Druckes am Zylinder 112 aufrechterhält. Trotzdem läßt sich die Kupplung ohne Anstrengung von Hand abkuppeln, indem man mit einer in den Sockel 136 eingesteckten Stange die Schwenkplatten 104 schwenkt·

Gegenüber den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind im Rahmen der Erfindung, der durch die Ansprüche.gegeben ist, Abänderungen und Modifikationen möglich·

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Claims

Patentansprüche

Rohrkupplung, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Kupplungsteil (36), an dessen einem Ende ein Kupplungsflansch (46) angebracht ist, der eine plane Endfläche (47) hat, durch einen Haltering (60), der an dem Kupplungsteil in Achsrichtung verschieblich. und drehbar angeordnet ist, durch eine flexible !Federplatte (66), die das -Kupplungsteil umgibt und gegenüber dem Haltering drehbar, gegen ein Verdrehen zum Kupplungsteil aber mittels Sperrglieder (84) gesichert ist, durch steuernde. Elemente (150, 160), die auf eine Relativdrehung des HaI-terings zum Kupplungsflansch hin den Abstand von Kupplungsflansch und Haltering regulieren, und durch mehrere gelenkige Klemmvorrichtungen (52, 54, 56, 58) an der Federplatte, die zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglich sind und Kontaktflächen haben, die in der Schließstellung der planen Endfläche des Kupplungsflansches gegenüberliegen, wobei diese Kontaktflächen der Klemmvorrichtungen und des Kupplungsflansoh.es mit Hilfe der steuernden Elemente auf einen Rohrflansch vorgegebener Solldicke einstellbar sind und Abweichungen von der Solldicke von der Durchbiegung der Federplatte aufgenommen werden können·

2e Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuernden Elemente mehrere axial, wirksame Daumen (150) sind, die an dem Kupplungsflansch befestigt sind, sowie in dem Haltering (60) ausgebildete Einsenkungen (160), die mit den Daumen derart zusammenwirken, daß nach Maßgabe der relativen Verdrehung des Halterings zum Kupplungsflansch zwei Arbeitsstellungen eingenommen wer·- den, eine Arbeitsstellung für den maximalen Abstand des

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Halterings vom Kupplungsflansch und die andere Arbeitsstellung für den minimalen Abstand, wobei jede dieser Stellungen einer Solldicke des Rohrflansches entspricht.

Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtungen derart justiert sind, daß sich in Schließstellung beim Pestklemmen eines Rohrflansches die Federplatte (66) durchbiegt, um den Klemmvorrichtungen eine Vorspannung zu geben, und daß jede Klemmvorrichtung ein Übertotpunkt-Gelenkstück - (108) aufweist, das derart angeordnet ist, daß es beim Auftreten einer Kraft, die Rohr- und Kupplungsflansch voneinander trennen will, durch eine zusätzliche Durchbiegung der Federplatte den Klemmdruck verstärkt.

Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der Klemmvorrichtungen an gebogenen Klemmpolstern (124) angeordnet sind, die sich längs des Umfangs des Kupp— lungsflansches erstrecken, und daß jede Klemmvorrichtung einen Klemmarm (102) aufweist, der an dem Klemmpolster etwa in der Mitte befestigt und von zwei beabstandet en Schwenkplatten (104) eingegabelt ist.

Rohrkupplung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Schwenkplatten (104) ein Motor (112) zum Schließen der Klemmvorrichtungen verbunden ist, daß jede Schwenkplatte· mit dem Klemmarm über das Übertotpunkt-Gelenkstück (108) verbunden- ist und daß an der Federplatte (66) zwei beabstandete Halteplatten (90) starr angefügt sind, die mit dem Klemmarm schwenkbar verbunden sind, wobei die verschiedenen Schwenkverbindungen eine solche lage zueinander haben, daß sich die Übertotpunkt-Gelenkstücke um ihre Anlenkpunkte an den Schwenkplatten naoh der einen Richtung drehen, wenn der Motor das Klemm«

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polster an einem Rohrflansch festklemmt, und das Bestreben haben, sich um die gleichen Anlenkpunkte in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, wenn eine Kraft den Rohrflansch und den Kupplungsflansch voneinander tren- * nen will·

6· Rohrkupplung naoh Anspruch 5_t gekennzeichnet duroh einen Anschlagklotz (132) an jeder Schwenkplatte (104) in der Ebene des zugehörigen Übertotpunkt-Gelenkstückes, der die Schwenkbewegung des Gelenkstüeks in dieser entgegen«- gesetsten Riohtung verhindert, so daß die Klemmvorrichtungen geschlossen und gesperrt bleiben, auch wenn der Mo«» tor außer Kraft gesetzt wird·

7· Rohrkupplung naoh Anspruch 5 oder 6, daduroh gekennzeichnet, daß an jeder Schwenkplatte ein Randteil (128) ausgebildet ist, das in Schließstellung der Klemmvorrichtung einen Anpreßdruok auf die sonst unwirksamen Enden (126) des zugeordneten Klemmpolsters ausübt, um so den Klemmdruck weiter über den Umfang des Rohrflansches auszudehnen·

8. Rohrkupplung nach Anspruoh 1 oder einem dtr folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in dem Kupplungsteil (36) lösbar gehalterte rohrförmige Führung (55), deren freies Ende nach außen über die plane Endfläche des Kupplungsflansohes vorsteht und derart diagonal zur Längsachse der Führung beschnitten ist, daß eine sanft gerun» dete Hase (57) gebildet ist, die eine erste visuelle Überprüfung der konzentrischen Pluchtung von Rohrflanseh und Rohrkupplung ermöglicht·

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