DE1945627A1

DE1945627A1 - Kupplung

Info

Publication number: DE1945627A1
Application number: DE19691945627
Authority: DE
Inventors: Groombridge Frederick Wa Henry
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1968-09-18
Filing date: 1969-09-09
Publication date: 1970-03-26
Also published as: GB1223050A

Description

PATENTANWÄLTE Dr. D. Thomsen

Dipl.-Chem.

H. Tiedtke

Dipl.-lng.

G. Bühling Dipl.-Chem.

8000 MÖNCHEN 2

TAL 33

TELEFON 0811/226894

TELEGRAMMADRESSE: THOPATENT

" München 9· September 1969 case P 21365 / T 3294

Imperial Chemical Industries Limited London, England

Kupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine leicht zu vereinigende und zu lösende Kupplung für Rohre und Stäbe und insbesondere auf eine Kupplung, die ohne Schwierigkeit im Spritzgußverfahren aus einem polymeren Material hergestellt werden kann.

Bekannte Einrichtungen für das Verkuppeln von Rohren oder Stäben haben haben zwei mit Gewinde versehene Anschlußstücke, die zusammenschraubbar sind und die zum Beispiel mit Hilfe von Nieten an den Enden der Stäbe befestigt werden.

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rungon beim Durchführen zum Beispiel durch Rohre oder Kamine dadurch zu vermeiden, daß man die Aussenflache der beiden Kupplungsteile unter Bildung einer Verkleidung für die Schenkel anhebt. Diese Verkleidung sollte kurz vor den Schenkeln in einem ausreichenden Abstand aufhören, damit die Schenkel leicht betätigt werden können.

Die Kupplung kann rohrförmig sein und einen hohlen Stecker mit einer Axialbohrung besitzen, die sich bei vereinigter Kupplung an die Höhlung der Fassung anschließt,

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wobei eine derartige Kupplung zum Beispiel dort anwendbar ist, wo sie für das Verbinden von Leitungsrohren für das Leiten von Strömungsmitteln oder für die Aufnahme von Kabeln und dergleichen verwendet wird. Sofern Strömungsmittel geleitet werden, reicht die durch die Kupplung bedingte Abdichtung normalerweise nicht ohne weitere Dichtungseinrichtungen aus. Die Abdichtung kann dadurch verbessert werden, daß man den Innendurchmesser der Höhlung hinter dem Abschnitt» in den der Steckkopf eingesetzt wird, stufenweise verringert. Es kann dann in die Höhlung ein Dichtungsring aus einem stark kompressiblen elastomeren Material, zum Beispiel geschlossenzelliger Schaum, eingesetzt werden, der zwischen dem Ende des Steckkopfes und der in der Höhlung durch die stufenweise Durchmesserverringerung gebildeten Schulter zusammengedrückt

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Klammer in Form von Schenkeln nach aussen verlängert sein» wofür in der Wand der Fassung ein mit der Höhlung verbundener Schlitz vorgesehen ist, der den Durchgang und die Handhabung der Klammerschenkel gestattet. Die Weite des Schlitzes am inneren Ende muß ausreichen, um die Schenkel bei entspannter Klammer auseinanderbewegen zu können, so daß das Rückziehen über den Flansch am Mundende der Höhlung- hinaus verhindert wird. Der Schlitz kann parallele Seiten haben; da jedoch die Klammer beim Herausziehen des Steckkopfes durch Zusammenziehen der beiden Schenkel gezusammengedrückt werden muss, kann die Weite des Schlitzes am Ausgang nach Bedarf beträchtlich reduziert werden.

Der Flansch am Mund der Höhlung muß nicht kontinuierlich sein, sondern kann nach Bedarf durch eine Anzahl von Nasen gebildet werden. Da jedoch dieser Flansch die.Zugkräfte aufnehmen muß, die auf die Kupplung wirken und als Scherspannungen am Flansch wirksam werden, verläuft dieser Flansch auch aus Gründen der Festigkeit vorzugsweise ununterbrochen von einer Kante des Schlitzes zur anderen durch.

Sofern man eine Kupplung wünscht, die keine Vcrsprünge aufweist, können sich die Klammenschenkel nur bis zur Aussenflache der Fassung nach aussen erstrecken. Es ist jedoch generell bequemer, vorstehende Schenkel zu verwenden und Behinde-

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Teil des Höhlungsmundes erstreckt und eine öffnung beläßt, die so weit ist, daß der Steckkopf zusammen mit der Halteklammer durchgesteckt werden kann, wenn die Klammer durch Zusammenziehen ihrer Enden zusammengedrückt wird, wobei jedoch die öffnung so eng ist, daß sie das Herausrutschen des Steckkopfes und der Klammer bei entspannter Klammer, verhindert. Damit man eine symmetrische Anordnung der Klammer bei vereinigter Kupplung erhält, kann sich vorteilhaft die Klammer unter ihrer Eigenelastizität so veib entspannen, bis sie duc-ch die Innenwand der· Höhlung aufgehalten wird. Jedoch sollte für die bequeme Handhabung der Innendurchmesser der Klammer bei vollständiger Entspannung so klein sein, daß die Klammer in der Nut des Steckkopfes festgehalten wird.

Stecker und Fassung können in beliebiger Weise an Stäben oder Rohren angebracht werden, zum Beispiel durch Annieten, Anschweißen (je nach den verwendeten Materialien) oder durch Anschrauben, da derartige Gewinde normalerweise nicht freiliegen. Das Vereinigen von Stäben oder Rohren nach dieser Arbeitsweise erfolgt einfach dadurch, daß man den Steckkopf in die Fassung einsetzt, bis die Halteklammer erfaßt ist, wobei kein Schraubvorgang erforderlich ist.

Um die Enden der Klammer von der Aussenseite der vereinigten Kupplung zusammenziehen zu können, kann die

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Die Gewinde der unvarkuppelten Anschlußstücke können leicht beschädigt werden; außerdem ist viel Zeit erforderlich, wenn eine große Anzahl derartiger Verbindungen notwendig ist, zum Beispiel beim Verlegen von Kabeln,- wo eine beträchtliche Anzahl kurzer Stablängen vereinigt werden. Außerdem ist die Handhabung einer Schraubicupplung sehr schwierig, wenn zwei große Stablängen (insbesondere, wenn sie aus einer Anzahl kleiner^verkuppelter Einheiten bestehen) miteinander verkuppelt werden sollen, oder wenn entlang einer derartigen langen Stablänge eine Unterbrechnung herzustellen ist. Ferner sind geschraubte Verbindungen von Natur aus bei Gebrauch undrehbar, so daß bei einer Relativdrehung zwischen den verkuppelten Stäben die Kupplung je nach der Richtung der Relativdrehung angezogen oder gelöst wird.

Erfindungsgemäß besitzt eine Kupplung für Stäbe oder Rohre eine Muffe oder Fassung mit einer Höhlung, ein Anschlußstück oder einen Stecker mit einem in die Höhlung einsetzbaren Steckkopf sowie eine offenendige Halteklammer. Der Steckkopf besitzt eine Ringnut, in der die Halteklammer sitzt und die eine derartige Tiefe hat, daß der Durchmesser der eingesetzten Klammer kurzzeitig durch Zusammenziehen der Klammerenden verkleinert werden kann. Die Passung besitzt einen nach innen weisenden Plansch, der sich um einen

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Durch Zusammendrücken der Dichtung beim Einsetzen des Steckkopfes während der Kupplungsvereinigung wird eine verbesserte Abdichtung erzielt. Alternativ kann eine Abdichtung mit Hilfe eines O-Ringes hergestellt werden, der in einer zweiten Nut in einer Verlängerung des Steckkopfes liegt. Der Durchmesser des O-Ringes muß so klein sein, daß er hinter den Plansch am Mund der Passungshöhlung bringbar ist, wobei der Innendurchmesser der Höhlung an der Stelle, an der die Abdichtung erfolgen soll, die gleiche Abmessung oder vorzugsweise eine kleinere Abmessung als der Innendurchmesser des Höhlungsmunds haben sollte. Zwar läßt sich eine derartige Ausgestaltung der Fassung nicht so einfach formen, jedoch läßt sich eine Formung erreichen, die lediglich eine geringfügige Nachbearbeitung erfordert, um zum Beispiel eine Nut als Sitz für die Halteklammer, bei der vereinigten Kupplung zu bilden.

Ist der Steckkopf und die Höhlung der Fassung im Querschnitt kreisförmig, so kann die oben.beschriebene Kupplung frei gedreht werden. Sofern eine undrehbare Kupplung erwünscht ist, kann die Kupplung leicht hierfür angepaßt werden. Der Steckkopf und der Flansch um die Höhlung der Fassung können einen unrunden Querschnitt,zum Beispiel einen quadratischen, ovalen oder unsymmetrischen Querschnitt erhalten. Die Klammer kann in ähnlicher Gestalt hergestellt

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werden, wobei jedoch scharfe Biegungen vermieden werden sollten, um in der Klammer Stellen hoher Beanspruchung auf ein Minimum zu reduzieren. Alternativ kann man eine Nase an dem Steckkopf vorsehen, die beim Vereinigen der Kupplung in den Schlitz der Fassung eingesetzt wird, der für ,den Durchgang der Klammerschenkel vorgesehen ist. Sofern in dieser Weise vorgegangen wird, wird zweckmäßig auf der gegenüberliegenden Seite der Kupplung einegleiche lagebestimmende Nase mit zugehörigen Schlitz vorgesehen, um TorsionsSpannungen zu reduzieren. In ähnlicher Weise können lagebestimmende Nasen an der Fassung zur Aufnahme in entsprechende Schlitze am Stecker vorgesehen sein.

Damit die gekuppelten Stäbe leichter gleiten, zum Beispiel während des Verlegene von Kabeln durch eine Leitung oder wenn sie entlang von Abflußleitungen geführt werden, wird vorteilhaft auf der Aussenflache der Kupplungsteile eine Anzahl von schmalen Axialrippen vorgesehen, die einen derartigen Durchgang erleichtern. Jegliche Rippe sollte auf die äußere Oberfläche des Kupplungsteils abgeschrägt sain, wo dieser an das Rohr oder den Stab angeschlossen ist. Wo sich die Klammerschenkel über die äußere Oberfläche der Kupplung erstrecken, sollten sie zweckmäßig mit solchen Rippen fluchten die dann als Verkleidung oder Schutz wirken, der verhindert, , daß die Schenkel gegen irgendeinen unebenen Teil der Leitung

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anstoßen.

Die Wahl des Materials für die Kupplung ist nicht problematisch. So können Metalle, wie zum Beispiel Messing verwendet werden; die Kupplung ist jedoch insbesondere für die Herstellung aus einem giesbaren po2yme.rem Material geeignet. Sowohl warmhärtbare als auch thennoprlastische Materialien können verwendet werden. So sind zum Beispiel Polyesterverbindungen für Teigpressverfahren, Polypropylen, Styrol/ Acrylonitril-Mischpolymere und deren Mischungen mit Kautschukpfropfungen, Mischpolymere aus Acetal oder Nylon insbesondere für Stecker und Passungen geeignet. Für das Herstellen aller \ Teile wird das Spritzgußverfahren vorgezogen, das insbesondere bei Massenartikeln ein schnelles und billiges Verfahren ist. Die Verwendung.von polymeren Materialien kann auch dann von Vorteil sein, wenn die Kupplungen ungünstigen Bedingungen ausgesetzt werden, zum Beispiel feuchte und schlammige Bedingungen unter der Erde oder salzige Bedingungen im Seewasser, Bedingungen, bei denen das Problem der Korrosion von Metallteilen auftritt.

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Am schwierigsten war die Materialwahl für die Klammer. Dieses Teil ist normalerweise klein und muß aus einem zähen, federnd nachgiebigen Material gebildet werden, da die Klammer

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nach dem Zusammendrücken genügend Federkraft für das öffnen besitzen und sich selbst in die richtige Lage hinter dem Plansch auf*der Passung bringen muß. Unter den normalen Betriebstemperaturen muß das Material ein kleines Kriechmaß haben, da Zugspannungen an den Stäben auf die Klammer eine starke Scherkraft ausüben.' Sehr gute Klammern können aus. kristallinem Polypropylen oder seinen Mischpolymeren hergestellt werden. Sofern Polypropylen-Aethylen-Mischpoiyme.re verwendet werden, ergibt sich auf Kosten der Pedereigenschaft eine Verbesserung in der Erleichterung der Handhabung. Von den untersuchten Klammern brachten die aus "Kematal'^ein durch

Imperial Chemical Industries Limited vertriebenes Acetat-Mischpolymeres, die besten Ergebnisse und werden für die meisten Anwendungsgebiete vorgezogen. Die aus "Kematal" hergestellte Halteklammer konnte ohne Schwierigkeit für das Vereinigen mit. der Nut am Stecker geöffnet und leicht ffir den Kupplungsvorgang zusammengedrückt werden. Die Klammer nahm bei Freigabe nach jedem öffnen und Schließen sofort ihre ursprüngliche Gestalt wieder ein. Für die meisten Anwendungsgebiete ist Nylon als Material für den Stecker und die Fassung genügend fest, wobei dieses Material zum Zeitpunkt der Erfindung billiger als Acetal-Mischpolymere ist. Bei nassen Bedingungen sind jedoch Acetalr-Mischpolyipei'e mit Rücksicht auf deren geringe Wasserabsorption vorzuziehen.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert :

Fig. 1 zeigt in schaubildlicher auseinanderg'?-

zogener Darstellung die Teile einer Erfindungsgemäßen Kupplung gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 2 zeigt in schaubildlicher Darstellung die

Fassung mit einer alternativen Schlitzausbildung;

Fig. 3 ist eine Endansicht der Fassung bei Betrachtung von dem Ende, in das der Steckkopf eingesetzt wird;

Fi.g 4 zeigt in einem Querschnitt länge der Linie A A in Fig. 3 die Kupplungsteile in auseinander-^ gezogenem Zustand;

Fig. 5 ist eine änhliche Querschnittdarstellung

des Steckers und zeigt die Lage der Halteklammern;

Fig. 6 ist eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung

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die jedoch die Halteklammer in zusammengedrücktem Zustand zeigt;

Fig. 7 zeigt in einer durch die gleiche Querschnittsebene wie bei Fig. 4 gehenden Schnittansicht die Kupplungsteile nach dem Vereinigen;

Fig. 8 und 9 sind Querschnitte für vereinigte Kupplungsteile, die für das Leiten von Strömungsmitteln angepaßt sind;

Fig. 10 ist eine schaubildliche Darstellung eines Steckers und einer Fassung mit Nasen und entsprechenden Schlitzen für das Verhindern einer Drehbewegung;

Fig. 11 ist eine schaubildliche Darstellung eines

'Kupplungsteil ε nach Fig. 9 mit auf der äusseren Oberfläche angeordneten Rippen.

Die Muffe oder Fassung 1 besitzt eine Höhlung 2, um deren Mund ein Halteflansch . 3. verläuft. In der Seite der Höhlung befindet sich ein Schlitz 4 , der sich um eine Strecke nach innen erstreckt, die gleich der vereinigten Weite von Flansch und KlammerschenkeIn ist. Die dargestellte Klemme oder

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Klammer 5 hat einen quadratischen Querschnitt, wobei sich die Enden nach außen erstrecken und zwei Schenkel 6 bilden. Das Ge*- genstück oder der Stecker 7 hat einen Steckkopf 8 in dem eine Nut ? umgebildet ist.

Für das Vereinigen oder Zusammensetzen der Kupplung wird zunächst die Klammer bis zur Erzielung einer ausreichenden Öffnung aufgespreizt und dann in die Nut 9 eingesetzt. Gibt man die Klammer frei, so kehrt sie gemäß Fig. 5 in ihre Ursprungsform zurück, so daß zwischen der Klammer und dem Rand der Nut eine Überlappung verbleibt, so daß die Klammer nicht ohne Aufspreizen von dem Steckkopf entfernt werden kann. Um den Steckkopf mit eingesetzter Klammer durch den Mund der Höhlung in der Fassung hinter den Halteflansch 3 bringen zu können, werden die. Schenkel 6 zusammengezogen und dadurch die Klammer zusammengedrückt, wodurch der Durchmesser der Klammer soweit verringert wird, daß die Klammer vollständig von der Nut 9 aufgenommen wird und lediglich die Schenkel gemäß Fig. 6 vorstehen. Ist der Steckkopf in die Fassung eingesetzt, läßt man die Schenkel los, so daß sich.die Klammer entspannen kann, bis sie von der inneren Oberfläche der Höhlung aufgehalten wird. In dieser in Fig. 7 dargestellten Stellung ist die Klammer nahezu entspannt.

In der Fig. 8 ist eine vereinigte Kupplung in einer Ausführungsform gezeigt, wie sie für das Leiten von Strömungs-

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mitteln geeignet ist. Die Höhlung der Passung hat einen durch Abstufen verringerten Innendurchmesser und bildet eine kleine Bohrung 10 sowie eine Schulter 11. In die Höhlung ist unter Anlage an der Schulter ein Elastomer-Dichtungsring 12 eingesetzt. Der Stecker 7 ist hohl und hat eine mit der Bohrung Io der Passung fluchtende Bohrung 13· Die Stirnfläche am Ende des Steckkopfes 8 drückt gegen den elastomeren Dichtungsring 12 und bildet dadurch eine Abdichtung. Bei der ebenfalls für das Leiten von Strömungsmitteln geeigneten Ausführungsform nach Fig. 9 wird die Abdichtung mit Hilfe eines O-Ringes I^ herbeigeführt, der in einer zweiten Nut 15 des Steckkopfes sitzt.

Bei einer Kupplung, die gegen Drehen gesichert ist, besitzt gem. Pig. Io die Passung einen Schlitz 4 für den Durchgang der Klammerschenkel sowie einen zweiten Schlitz 16, der sich um die Tiefe des Halteflansches nach innen erstreckt. Die Stecker besitzt an entsprechender Stelle zwei lagebestimmende Nasen (von denen eine 17 gezeigt ist), die einen guten Sitz innerhalb, der Schlitze k und 16 gewährleisten. Die lagebestimmenden Nasen stehen entlang dem Steckkopf 8 nahezu bis an die Nut-9 vor

und belassen einen schmalen Spalt zwischen den Klammerschenkeln und den Nasen, so daß die Handhabung der Klammerschenkel erleichtert ist. In Fig. 11 ist eine ähnliche Kupplung gezeigt, bei der entlang der äusseren Oberfläche Axialrippen 18 vorgesehen sind. Wenn verkuppelte Stäbe oder

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Rohre durch ©in© Leitung oder einen Kanal geführt werden, wird das Gewicht der Stäbe durch diese Rippen getragen, wobei Abnutzung und Reibung an den Stäben verringert wird. Außerdem gleiten derartige Einheiten leichter durch die Rohre. Die Rippen können außerdem als Verkleidung oder Schutz für die Klammerschenkel dienen und dadurch Anstoßen der Klammerschenkel verhindern.

Die Kupplung, kann überall dort verwendet werden, wo Rohre oder Stäbe vereinigt werden sollen, wobei sie durch jegliche geeignete Maßnahmen an den Rohren oder Stäben angebracht werden können;so können zum Beispiel Nieten verwendet werden, auch können die Kupplungsteile an die Stäbe angeschweist werden, wo beide aus hierzu geeigneten Werkstoffen, wie zum Beispiel aus Metall oder aus "Kematal" bestehen. Die Kupplungen sind insbesondere für das Vereinigen von Stablängen geeignet, zum Beispiel von Stuhlrohr oder PVC-Röhren, die man benutzt, wenn Kabel durch Leitungen verlegt werden; auch sind sie geeignet für das Lokalisieren von Störstellen oder Drüchen in der Leitung. Sie können auch dafür verwendet werden, kurze Stablängen zu vereinigen, die bei Schornsteinreinigungsbürsten verwendet werden. Sie sind außerdem gut brauchbar beim Reinigen von Abflußkanälen oder Abwasserleitungen. In diesem Falle können Stablängen mit der Kupplung vereinigt werden, die ebenfalls für das unmittelbare Anbringen

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von Einrichtungen wie zum'Beispiel Schabern an dem Ende einer Stablänge oder eines Rohrs benutzbar sind.

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Claims

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Patentansprüche

I))Kupplung für Stäbe oder Rohre mit einer Fassung mit einer Höhlung, einem Stecker mit einem in diese Höhlung einsetzbaren Steckkopf, sowie einer offenendigen Halteklammer dadurch gekennzeichnet, daß der Steckkopf (8) mit einer Ringnut (9) versehen ist, in die die Halteklammer (5). einsetzbar ist und die eine Tiefe besitzt, bei der der Durchmesser der eingesetzten Klammer durch Zusammenziehen der Klammerenden kurzzeitig verringert werden kann, wobei die Passung einen nach innen weisenden Flansch (3) aufweist, der sich über einen Teil des Höhlungsmundes ,erstreckt und eine öffnung beläßt, die so weit ist, daß der Steckkopf zusammen mit der Haltklammer nach Zusammendrücken der Klammer- durch Zusammenziehen der Klammerenden hindurchgeführt', werden kann, und die eng genug ist, um den Durchgang des Steckkopfs mit der Klammer bei entspannter Klammer zu vermindern.
2) Kupplung nach Anspruch i- , dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Klammer in Form von Schenkeln (6) nach außen verlängert sind, wobei die Wand der Fassung mit einem Schlitz (4) versehen ist, der· mit der Höhlung verbunden ist und den

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Durchgang und die Handhabung der Klammerschenkel gestattet.
3) Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stecker und Fassung entlang ihrer äußeren Oberfläche mehrere Axialrippen (18) besitzen.
4) Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil oder mehrere Teile aus giesbarem polymeren Material bestehen.

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L e e r s e i t e