DE19548188C2 - Schlauchkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlauchkupplung zum Anschließen eines Schlauches an einem eine umlau­ fende Halterippe aufweisenden Rohr, mit einem Klemm­ ring, der sich axial erstreckende, elastische Haltearme aufweist, die an dem über die Halterippe hinweg auf das Rohr aufgeschobenen Schlauch, zumindest auf der dem im Schlauch liegenden Ende des Rohres abgekehrten Seite der Halterippe, anliegen, und mit einem den Klemmring im Bereich der Haltearme umgebenden Spannring, der ein Aufspreizen der Haltearme verhindert.

Bei einer bekannten Schlauchkupplung dieser Art (DE 34 24 675 C2) besteht bei, insbesondere bis unter den Ge­ frierpunkt, abnehmender Temperatur und demzufolge schrumpfendem Schlauchmaterial die Gefahr, daß Klemm­ ring und Spannring dem abnehmenden Außendurchmesser des Schlauches nicht hinreichend nachsetzen, so daß das weiterhin elastische Schlauchmaterial dem Innendruck des Fluids, das durch das Rohr und den Schlauch gelei­ tet wird, nachgibt und die Verbindung zwischen Rohr und Schlauch undicht wird. Umgekehrt können Klemmring und Spannring bei steigender Temperatur der Ausdehnung des Schlauchmaterials nicht hinreichend nachgeben. Das Schlauchmaterial wird dann zu stark verpreßt, so daß es gegebenenfalls bei Ausbildung des Schlauches aus Kaut­ schuk oder thermoplastischem Kunststoff schließlich bleibend verformt und die Verbindung zwischen Schlauch und Rohr wiederum undicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchkupplung der genannten Art anzugeben, die auch bei größeren Temperaturschwankungen eine hinreichend dichte Verbindung zwischen Schlauch und Rohr sicher­ stellt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für den Spannring ein ein faserverstärktes Polymer auf­ weisendes Material gewählt ist, dessen Wärmeaus­ dehnungskoeffizient dem des Schlauches weitgehend gleich ist.

Bei dieser Lösung kann der Spannring den durch Tempera­ turschwankungen bewirkten Durchmesseränderungen des Schlauches weitgehend folgen, da er sich ebenfalls ent­ sprechend den Temperaturänderungen weitgehend in glei­ chem Maße wie der Schlauch zusammenzieht oder ausdehnt. Das faserverstärkte Material stellt sicher, daß auch die Steifigkeit des Spannrings relativ hoch ist, so daß zusätzlich die axiale Belastbarkeit der Verbindung von Schlauch und Rohr in Kombination mit der Halterippe entsprechend hoch ist und die Verbindung hohen Innen­ drücken des Schlauches standhält. Darüber hinaus ermög­ licht dieses Material eine einfache Anpassung der Wär­ meausdehnungskoeffizienten von Schlauch und Spannring durch entsprechende Wahl des Faseranteils.

Aus der US-Patentschrift 3 868 130 ist eine der genann­ ten Art ähnliche Schlauchkupplung bekannt, jedoch ohne die Halterippe des Rohres. Dort kann der Schlauch aus nicht-starrem oder flexiblem Kunststoff oder elastome­ rem Material, wie z. B. Gummi, Polyethylen, Polypropy­ len, Nylon, Polyvinylchlorid oder dergleichen, der Klemmring aus elastisch verformbarem Kunststoff oder elastomerem Material, wie z. B. Gummi, Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Polyvinylchlorid oder dergleichen und der Spannring aus irgendeinem der Materialien, die für den Klemmring angegeben sind, hergestellt sein. Daraus ergibt sich jedoch kein Hinweis auf die Wahl von Materialien für Schlauch- und Spannring mit weitgehend gleichem Wärmeausdehnungskoeffizienten, um auch bei größeren Temperaturschwankungen eine hinreichend dichte Verbindung zwischen Schlauch und Rohr sicherzustellen. Ein Hinweis auf eine Faserverstärkung des Polymers fehlt ebenfalls.

Bei der Schlauchkupplung nach DE-GM 18 24 207 besteht der Schlauch wie üblich aus Gummi oder dergleichen, während die übrigen Teile aus Metall bestehen. Gummi und Metall haben jedoch unterschiedliche Wärmeausdeh­ nungskoeffizienten.

Obwohl die Haltearme des Klemmrings elastisch sind und demzufolge der Durchmesser- und Umfangsänderung von Schlauch und Spannring weitgehend folgen können, indem sie sich nicht nur radial, sondern auch in Umfangsrich­ tung zusammenziehen oder spreizen, ist es dennoch vor­ teilhaft, wenn auch für den Klemmring ein Material ge­ wählt ist, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient weitge­ hend gleich dem des Schlauches ist. Auf diese Weise kann auch der Einfluß thermisch bedingter Dickenände­ rungen der Haltearme auf das Schlauchmaterial weitge­ hend ausgeglichen werden.

Das Polymer kann ein Polyamid oder Polyester aufweisen.

Ferner kann das Polymer Glasfasern und/oder organische Fasern enthalten.

Hierbei können der Polymeranteil und der Faseranteil im Material von Spannring und Klemmring entsprechend dem gewünschten Wärmeausdehnungskoeffizienten gewählt sein.

Der Klemmring ist vorzugsweise einstückig mit dem Rohr ausgebildet. Hierbei entfällt eine getrennte Ausbildung und Montage des Klemmrings.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Schlauchkupp­ lung und

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schlauch­ kupplung.

Nach Fig. 1 ist ein Schlauch 1, der Silikongummi oder thermoplastischen Kunststoff aufweist, mittels einer erfindungsgemäßen Kupplung mit einem Endabschnitt auf einem Endabschnitt eines Rohres 2 befestigt. Das Rohr 2 besteht aus Metall oder Kunststoff und hat nahe seinem im Schlauch liegenden Ende eine umlaufende, radial nach außen vorstehende Halterippe 3 mit konischen Flanken. Bevor der Schlauch 1 mit seinem Endabschnitt über die Halterippe 3 hinweg auf den Endabschnitt des Rohres 2 geschoben wurde, ist ein Klemmring 4 mit einem in Um­ fangsrichtung geschlossenen Ringteil 5 und axial daran angeformten, elastisch biegsamen Haltearmen 6 auf den Endabschnitt des Schlauches aufgeschoben worden. Die Haltearme 6 haben auf ihrer radial inneren Seite eine Vertiefung 7, deren Querschnittskontur etwa der Quer­ schnittskontur der Halterippe 3 angepaßt ist. Mit die­ ser Vertiefung 7 liegen die Haltearme 6 an der Außen­ seite des Schlauches 1 im Bereich der Halterippe 6 an. Ferner haben die Haltearme 6 an ihrem freien Ende einen radial nach innen ragenden Vorsprung 8 und einen radial nach außen ragenden Vorsprung 9. Mit den Vorsprüngen 8 liegen die Haltearme 6 auf der dem im Schlauch 1 lie­ genden Ende des Rohres 2 abgekehrten Seite der Halte­ rippe 3 an.

Ferner weist die Schlauchkupplung einen Spannring 10 auf, der den Klemmring 4 im Bereich der Haltearme 6 umgibt′ um ein Aufspreizen der Haltearme 6 zu verhin­ dern. Der Spannring 10 hat auf seiner Innenseite eine umlaufende Nut 11, in die die Vorsprünge 9 eingreifen. Die Nut 11 wird auf der einen Seite durch einen im Be­ reich der Halterippe 3 an den Haltearmen 6 anliegenden Flansch 12 und auf der anderen Seite durch einen umlau­ fenden Wulst 13 begrenzt, dessen Innendurchmesser etwas kleiner als der Umkreis der Vorsprünge 9 ist und der auf der der Halterippe 3 im eingekuppelten Zustand ab­ gekehrten Stirnseite des Spannrings 10 eine konische Flanke 14 aufweist. Der Spannring 10 wird von dem den Vorsprüngen 9 abgekehrten Ende des Klemmrings 4 her auf den Klemmring 4 geschoben, bis der Wulst 13 mit seiner konischen Flanke 14 über die Vorsprünge 9 hinweggeglit­ ten ist und die Vorsprünge 9 in die Nut 11 einrasten. Das Aufschieben des Spannrings 10 auf den Klemmring 4 geschieht jedoch erst, nachdem der Schlauch 1 und der Klemmring 4 in die dargestellte Lage auf den Endab­ schnitt des Rohres 2 geschoben worden sind, wobei zu­ erst der Schlauch 1 und dann der Klemmring 4 oder beide gemeinsam in die dargestellte Lage auf den Endabschnitt des Rohres 2 geschoben werden können. Nachdem der Spannring 10 in die dargestellte Lage vorgeschoben wor­ den ist, läßt sich der Schlauch 1 nicht mehr von dem Rohr 2 abziehen, weil der Durchmesser des inneren Um­ kreises der Vorsprünge 8 um weniger als die doppelte Wandstärke des durch die Schlauchkupplung zusammenge­ drückten Schlauches 1 größer als der Außendurchmesser der Halterippe 3 ist.

Ferner ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des Spann­ rings 10 weitgehend gleich dem des Schlauches 1 ge­ wählt. Der Innendurchmesser des Spannrings 10 ändert sich daher weitgehend im gleichen Maße wie der Außen­ durchmesser des Schlauches 1 bei einer Erwärmung oder Abkühlung. Dies hat den Vorteil, daß der Schlauch 1 im gesamten Betriebstemperaturbereich mit nahezu gleicher Spannkraft am Umfang des Rohres 2 angedrückt wird und demzufolge die Verbindung zwischen Schlauch 1 und Rohr 2 unter dem Druck des durch Schlauch 1 und Rohr 2 ge­ leiteten Fluids dicht bleibt.

Um den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Spannrings 10 entsprechend dem des Schlauches 1 zu wählen, besteht der Spannring aus einem faserverstärkten Polymer, wobei das Polymer ein Polyamid oder Polyester ist und Glasfa­ sern und/oder organische Fasern enthält und der Anteil des Polymers und der Fasern im Material des Spannrings 10 entsprechend dem gewünschten Wärmeausdehnungskoeffi­ zienten gewählt ist. So kann das Spannringmaterial bei einem Schlauch 1 aus Kunststoff etwa 80 Gewichtsprozent Fasern, insbesondere Glasfasern, und 20 Gewichtsprozent Polymer, insbesondere Polyamid enthalten.

Auch der Wärmeausdehnungskoeffizient des Klemmrings 4 kann weitgehend gleich dem das Schlauches 1 gewählt sein, wobei das Material des Klemmrings 4 in gleicher Weise wie das des Spannrings 10 gewählt sein kann.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß der Klemmring 4 und das Rohr 2 einstückig ausgebildet sind und aus dem gleichen Material bestehen, vorzugs­ weise einem faserverstärkten Polymer wie das Material des Klemmrings 4 nach Fig. 1. Das Rohr 2 bildet hierbei den Anschlußstutzen eines Behälters 15, von dem nur eine Wand (teilweise) dargestellt ist. Der Flansch 12 des Spannrings 10 hat ferner auf der dem Wulst 13 abge­ kehrten Stirnseite eine konische Flanke 16, um das Auf­ schieben des Spannrings 10 auf den Klemmring 4 über die Vorsprünge 9 der Haltearme 6 hinweg zu erleichtern. Sodann erstreckt sich die Vertiefung 7′ auf der Innen­ seite der Haltearme 6 über deren gesamte Länge, so daß nur die Vorsprünge 8 der Haltearme 6 auf der dem im Schlauch liegenden Ende des Rohres 2 abgekehrten Seite der Halterippe 3 am Schlauch 1 anliegen.

Um bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 den Schlauch 1 am Rohr 2 anzukuppeln, wird zunächst der Spannring 10 über die Vorsprünge 9 hinweg vollständig auf den Klemm­ ring 4 geschoben. Dann wird der Endabschnitt des Schlauches 1 zwischen dem Endabschnitt des Rohres 2 und den Haltearmen 6 eingeführt und schließlich der Spann­ ring 10 wieder in die in Fig. 2 dargestellte Lage zu­ rückgeschoben. Auch hier ergeben sich die gleichen Vor­ teile wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Claims (7)

1. Schlauchkupplung zum Anschließen eines Schlauches (1) an einem eine umlaufende Halterippe (3) aufwei­ senden Rohr (2), mit einem Klemmring (4), der sich axial erstreckende, elastische Haltearme (6) auf­ weist, die an dem über die Halterippe (3) hinweg auf das Rohr (2) aufgeschobenen Schlauch (1), zu­ mindest auf der dem im Schlauch (1) liegenden Ende des Rohres (2) abgekehrten Seite der Halterippe (3), anliegen, und mit einem den Klemmring (4) im Bereich der Haltearme (6) umgebenden Spannring (10), der ein Aufspreizen der Haltearme (6) verhin­ dert, dadurch gekennzeichnet, daß für den Spannring ein ein faserverstärktes Polymer aufweisendes Mate­ rial gewählt ist, dessen Wärmeausdehnungskoeffi­ zient dem des Schlauches weitgehend gleich ist.

2. Schlauchkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für den Klemmring (4) ein Material gewählt ist, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient weitgehend gleich dem des Schlauches (1) ist.

3. Schlauchkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Material des Klemmrings (4) ein faserverstärktes Polymer aufweist.

4. Schlauchkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein Polya­ mid oder Polyester aufweist.

5. Schlauchkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer Glasfasern und/oder organische Fasern enthält.

6. Schlauchkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymeranteil und der Faseranteil im Material von Spannring (10) und Klemmring (4) entsprechend dem gewünschten Wärme­ ausdehnungskoeffizienten gewählt sind.

7. Schlauchkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (4) ein­ stückig mit dem Rohr (2) ausgebildet ist.