DE2034325B2

DE2034325B2 - Zug- und schubsicherung fuer steckmuffen-verbindungen

Info

Publication number: DE2034325B2
Application number: DE19702034325
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Seiler, Georg, 8000 München
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1970-07-10
Publication date: 1973-08-16
Also published as: NL7104175A; DE2034325A1; DE2034325C3; AT309929B; US3724880A; GB1312436A; FR2094972A5

Description

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schnitt kegelstumpfförmigei Gestalt zur Anlage aa kraft wird daher über den ganzen Umfang gleichmäeiner kegelstumpfförmigen Gegenfläche eines Gehäu- ßig verteilt Jede Kraftkonzentration an örtlichen beses versehen sind. Zwischen den einzelnen Klemm- grenzten Stellen wird wirksam verhindert, so daß stücken sind außerdem noch mit den äußeren und in- eine Beschädigung des Rohres oder der Muffe nicht neren mit den Klemmstücken eingebetteten Dich- 5 zu befürchten, ist Auf Grund dieser Anordnung köntungsringem in direkter Verbindung stehende und mit nen also die Klemmstücke einzeln jeweils in die opti-Elastomeren gefüllte Vorratskammern vorgesehen, male und für die Aufnahme eines vorbestimmten welche bewirken sollen, daß beim Zusammenpressen Lastanteils notwendige Stellung schwenken. Darder Fang- und Dichtungseinrichtung aus diesen Vor- über hinaus wird aber dadurch auch erreicht, daß in ratskammem elastomeres Material in die Dichtringe io erheblichem Umfange Durchmesser-Toleranzen der gepreßt wird, um den Anpreßdruck der Dichtringe Rohre zuverlässig aufgenommen werden können, und damit ihre Dichtwirkung zu erhöhen. Der ie. den ohne daß dadurch die gleichmäßige Verteilung der Dichtringen auf diese Weise aufgebaute und in radia- Klemmkraft über den Umfang beeinträchtigt wird,
ler Richtung wirkende Druck im eingebauten Zu- Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung bestand der Einrichtung wirkt der Anpressung der 15 steht darin, daß trotz der Aufteilung des Klemmrin-Klemmstücke an dem Futterrohr und damit der ges in eine Mehrzahl von Klemmsrücken der Ring in Klemmwirkung entgegen. Bei Auftreten von Ruch- sich geschlossen ausgebildet und im Zusammenwirtungsfehlern läßt sowohl die Dichtwirkung als auch ken zwischen den Klemmstücken und den anvulkanidie Klemmwirkung wesentlich nach. Außerdem er- sierten Zwischenschichten für den Dichtring eine fordert diese bekannte Einrichtung sehr enge ToIe- 20 durchgehende, geschlossene, ringförmige Abstützranzen für die Durchmesser der durch die Einrichtung fläche darbietet, über die der axiale Druck von dem festzuklemmenden Futterrohre. Dichtring auf den Klemmring übertragen werden

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kann, ohne daß der Dichtring einer nennenswerten Zug- und Schubsicherung für Steckmuffen-Verbin- Abnutzung unterliegt. Obwohl der Klemmring in sich düngen der eingangs näher bezeichneten Art, die ins- as geschlossen ausgebildet ist, läßt er sich doch leicht an besondere beim Rohrleitungsbau für städtische Ver- Ort und Stelle in das Muffenende einführen, dessen sorgungsbetriebe üblich ist, so weiterzubilden, daß Mündungsweite bekanntlich erheblich kleiner als der einerseits mit der gleichen Zug- und Schubsicherung maximale Durchmesser des Klemmringes sein muß. unterschiedliche Rohrdurchmesser innerhalb eines Diese leichte Einführbarkeit des Klemmringes in die erheblichen Toleranzbereiches unter allen auftreten- 30 Rohrmuffe in Verbindung mit der Möglichkeit, mit den Verhältnissen zuverlässig abgedichtet und gegen ein und demselben Klemmring erheblich unterschiedaxiale Kräfte gesichert werden können, während an- liehe Durchmesser des glatten Rohrendes gleicherdererseits gewährleistet werden soll, daß trotz dieser maßen zuverlässig und fest festzuklemmen, erleich-Abweichungsmöglichkeiten und trotz auftretender tert wesentlich die Vorratshaltung und Handhabung Fluchtungsfehler zwischen den miteinander zu ver- 35 der Klemmringe an Ort und Stelle der Verlegung der bindenden Rohren die Dicht- und Klemmwirkung Rohre.

voll erhalten bleibt, ohne daß örtlich konzentrierte Trotz der hohen Haltekraft, die erhalten bleibt, unhohe Druckspannungen auf das Rohr oder die Muffe abhängig von Durchmessertoleranzen und fluchausgeübt werden. tungsfehlern, wird mit der neuen Anordnung die Ge-

Diese Augabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 40 fahr des Auftretens von Spannungskonzentrationen

löst, daß der Klemmring aus einer Vielzahl von in automatisch und zuverlässig vermieden, wobei die

Umfangsrichtung mit gegenseitigem Abstand an- gleichmäßig wirkende Haltekraft in ihrer Größe in

geordneten Klemmstücken besteht, die eine ballig Abhängigkeit von dem auf die Rohre wirkenden

ausgebildete äußere Mantelfläche aufweisen und in Druck selbsttätig geändert wird.

Umfangsrichtung jeweils durch eine anvulkanisierte 45 Vorteilhafterweise ist die Zwischenschicht mit der

Zwischenschicht aus Gummi od. dgl. miteinander Anlagefläche des Klemmringes an dem Dichtring

verbunden sind. bündig ausgebildet. Hierdurch läßt sicn die Ubertra-

Auf Grund dieser neu2n Anordnung ist der gung der axialen Kräfte vom Dichtring auf den Klemmring ein in sich geschlossener, also nicht in Klemmring noch weiter verbessern und eine Abnut-Längsrichtung geschlitzter Ring. Da dieser jedoch 50 zung des Dichtringes völlig ausschließen,
aus einer Mehrzahl von in Umfangsabständen an- Es kann in einigen Fällen zweckmäßig sein, wenn geordneten Klemmstücken besteht, welche durch die Klemmstücke in an sich bekannter Weise in eine anvulkanisierte Zwischenschicht aus Gummi od. einem mit den einander zugewandten Flächen der dgl. miteinander verbunden sind, erhält man einen beiden Rohrstücke nicht in Berührung stehendem elastisch verformbaren Ring. Jedes Klemmstück 55 Bereich in Umfangsrichtung in Fluchtung stehende weist dabei auf der Innenseite die bekannte Zahnung Nuten oder Bohrungen für ein ringförmiges Vorauf und ist auf seiner Außenseite mit einer balligen spannelement aufweisen. Hierdurch lassen sich die Mantelfläche versehen. Diese gestattet im Zusam- durch die anvulkanisierte Zwischenschicht elastisch menwirken mit dem erheblichen radialen Spiel zwi- miteinander verbundenen Klemmstücke in radialer sehen einem glatten Rohrende und der Innenfläche 60 Richtung nach innen gegen die elastische Verforder Muffe eine Schwenkbewegung der Rohrachsen in mungskraft der Zwischenabschnitte unter einer soleinem für die praktischen Zwecke ausreichend gro- chen Vorspannung halten, daß die Zahnung der ßen Winkel. Dabei wird aber gewährleistet, daß trotz Klemmstücke bei eingeschobenem glatten Rohrende dieser Schwenkbewegung über den ganzen Umfang in ausreichend inniger Berührung mit dem Umfang verteilt alle Klemmstücke gleichmäßig unter der Ein- 65 des Rohrendes steht. Außerdem wird hierdurch gewirkung des auf dem Dichtring lastenden axialen währleistet, daß das elastische Material der Zwi-Druckes in radialer Richtung gegen den Umfang des schenschicht bei geringfügiger Dehnung des Klemmglatten Rohrendes radial angepreßt werden. Die Halte- ringes unter Druckvorspannung bleibt, ein Abreißen

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oder Beschädigungen der Zwischenschicht oder ihrer stücke für den Dichtring 7 angrenzen. Gegenüber der

Verbindung mit den Klemmstücken also nicht zu be- Zahnung 10 ist das Material der Zwischenabschnitte

fürchten ist. zweckmäßigerweise radial nach außen versetzt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schema- Wie insbesondere aus F i g. 3 hervorgeht, werden

tischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbei- 5 die Klemmstücke durch die Zwischenabschnitte IS in

spielen näher erläutert. einem vorbestimmten Umfangsabstand gehalten, so

F i g. 1 ist ein axialer Schnitt durch die Verbin- daß sie gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sind

dungssteile von zwei Rohren mit einer Zug- und und daher auch gleichmäßig am Umfang des einge-

Schubsicherung gemäß der Erfindung; schobenen Rohrendes 1 angreifen können. Da die

F i g. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht ein 10 Klemmstücke auf Grund der Zwischenabschnitte 15

Klemmstück eines Klemmringes der Schubsicherung elastisch relativ gegeneinander sowohl in radialer

nach F i g. 1; Richtung relativ beweglich als auch verschwenkbar

F i g. 3 zeiet in Draufsicht einen Teil des Klemm- sind, können mit Hilfe der Klemmstücke Toleranzen

ringes^wnachFig. 1; in "^r Umfanpgcstaltung des eingeschobenen Rohr-

F i g. 4 und 5 zeigen jeweils abgewandelte Aus- 15 endes 1 leicht ausgeglichen werden, so daß eine

führungsbeispiele einer Schubsicherung gemäß der gleichmäßige Klemmkraft über den ganzen Umfang

Erfindung. gewährleistet ist.

Bei der Schubsicherung nach F i g. 1 handelt es Der Klemmring ist zweckmäßigerweise radial nach sich um eine Steckmuffenverbindung, bei der das innen geringfügig vorgespannt, so daß er beim Einglatte, eingeschobene Rohrende 1 des einen Rohres _ao schieben des Rohrendes 1 auch bei dem kleinsten zu- und die Muffe am Ende des anderen Rohres im lässigen Durchmesser des Rohres 1 geringfügig auf-Schnitt in der Gebrauchsstellung wiedergegeben sind. geweitet wird. Diese Vorspannung kann durch das Zum Erleichtern des Einschiebens weist das glatte elastische Material der Zwischenabschnitte 15 und/ Rohrende 1 eine Schräge 3 auf, während das Stirn- oder durch die Feder 16 erhalten werden. Statt der ende des Rohres an einer Schulter 4 der Muffe zur as Feder 16 kann auch ein Ring aus einem elastischen Begrenzung des Einschiebens zur Anlage kommt. Material mit anderem Elastizitätsmodul als das Main der Muffe 2 ist eine weitere Schulter 5 vorgese- terial der Zwischenabschnitte verwendet werden,
hen, an welcher ein Dichtring 7 zur Anlage kommen Um ein Zerquetschen des Dichtringes beim Einkann. Im dargestellten Beispiel ist der Dichtring ein schieben des Rohrendes in die Muffe durch den im Querschnitt etwa U-förmiger, elastischer Ring in ₃₀ Klemmring zu verhindern, kann die Muffe 20 gemäß Form einer Lippendichtung. F i g. 4 auf ihrer Innenfläche eine zusätzliche Schul-Das freie Ende der Muffe ist auf seiner Innenseite ter 20 α aufweisen, die mit einer Schulter 22 α an den ; nach außen zu konisch verengend ausgebildet, wie Klemmstücken zusammenwirkt. Die Schulter 22 a ist ! dies bei 6 angedeutet ist gegenüber der Auflagefläche 22 b zwischen Klemm- ; In dem zwischen dem Dichtring 7 und dem sich 35 ring 22 und Dichtring 21 in axialer Richtung nach verengenden Ende 6 der Muffe gebildeten Ringraum außen versetzt, um eine ausreichend lange Gleitist ein Klemmring 8 eingelegt. Dieser besteht aus ein- fläche und Dichtfläche für den Dichtring 21 zu gezelnen, in Umfangsrichtung in Abständen angeordne- währleisten.

ten und durch Zwischen abschnitte 15 aus elastischem Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein Material zusammengehaltenen Klemmstücken, 40 abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Dichtelewelche jeweils eine in axialer Richtung zum Inneren mciücs gezeigt, welches der unter dem Warenzeichen der Muffe weisende glatte Stirnfläche 9 zur Anlage »Tyton« bekannten Dichtung entspricht. Bei dieser des Dichtringes 7. eine zum eingeschobenen Rohr 1 Dichtung weist die Muffe 25 eine Umfangsrippe 27 und mit dessen Umfang zusammenwirkende Zah- auf, über welche eine Kralle 28 des Dichtringes nung 10 und eine äußere ballige Klemmfläche 11 45 greift, der jenseits der Rippe einen Weichgummi-' aufweisen. Die ballige Klenunfläche 11 wirkt bei propfen 26 aufweist, welcher die Dichtung gewährleiaxialer Verschiebung des Klemmriages nach außen stet. Der Hais des Dichtringes weist eine aasreichend £ nut der konischen Fläche 6 zusammen. axiale Beweglichkeit gegenüber der Umfangsrippe 27 g Im dargestellten Beispiel können die Klemmstäcke auf. Die Kralle 28 hegt im dargestellten Beispiel un-Ii eine auf der Außenseite liegende Umfangsnot 12 anf- 50 mittelbar an der Auflagefläche des Klemmringes 29 t weisen, in welche eine endlose Schraubenfeder 16 anf. der ans Klemmstücken and diese verbindende £ mit VorspannoHg eingelegt ist. Durch die Feder kön- Zwischenabschnitte 30 besteht
e nen die KlemmstScke radial nach ionen enter Zn- Bei allen gezeigten Ausführongsbeispielen wird t sammenpressung der Zwischenabschnitte 15 in Um- das Dichtelement durch den Inneadrack in der in c fangsrichtang vorgespannt sein. 55 Betrieb befindlichen Rohrleitung ia axialer Richtung Wie F i g. 2 zeigt, ist das elastische Material der zum äußeren Ende der Muffe hin verschoben oder Tf Zwischenabschnitte, z. B. Gramm, wenigstens in dem verformt. welche VerschäebBags- oder Verfonnuagsc Bereich an der in Umfangsrichtung weisenden Fläche kraft sich auf den Klemmring überträgt. Dieser wirkt ι 13 der Klemmstücke angeordnet, weiche an die in dabei mit der sich verjüngenden Innenfläche am anc Achsrichtung weisende Anlagefläcfae 9 der Klemm- 60 Seren Ende der Muff e zusammen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ein im Querschnitt entsprechend kegelstumpfförmi- Patentanspriiche: ger Dichtring im Bereich des breiteren Endes des Ringraumes sowie ein mit einem Längsschlitz verse-

1. Zug- und Schubsicherung für Steckmuf- hener Klemmring aus Metall angeordnet, der ebenfen-Verbindungen, bei denen das glatte Ende des 5 falls die gleiche Konizität wie der Ringraum und der Rohres über seine ganze Angriffslänge mit erheb- Dichtungsring aufweist. Der Dichtring liegt an der lichem radialen Spiel in eine Rohrmuffe mit sich senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Stirnfläche konisch zum Ende verjüngender Innenfläche ein- des Klemmringes an und ist damit in der Lage, dann, schiebbar ist, in der ein Dichtring und ein sich wenn sich am weiten Ende des Ringraumes ein dem axial an diesem abstützender, radial verengbarer io Druck im Inneren der Rohre entsprechender erhöh-Klemmring angeordnet sind, der auf seiner In- ter Druck aufbaut, diesen Druck auf den Klemmring nenfläche eine am glatten Rohrende angreifende in axialer Richtung zu übertragen und damit den Zahnnng aufweist und mit seiner äußeren geneig- Klemmring noch weiter in Richtung auf das schmale ten Mantelfläche bei Auftreten von axialen Kräf- Ende des Ringraumes vorzuspannen. Die dabei auften mit der Innenfläche der Rohrmuffe zasam- 15 tretenden axialen Kräfte werden durch die Muffe in menwirkt und mit seiner Zahnung radial gegen radiale Klemmkräfte umgewandelt, die der Klemmdas glatte Rohrende drückt, dadurch ge- ring, der auf seiner zylindrischen Innenfläche eine kennzeichnet, daß der Klemmring (8) aus Zahnung aufweist, auf das glatte Rohrende übertragt einer Vielzahl von in Umfangsrichtung mit ge- und dieses festhält. Das glatte Rohrende greift mit genseitigem Abstand angeordneten Klemmstük- 20 engem Sitz in einen an den Ringraum anschließenden ken besteht, die eine ballig ausgebildete äußere zylindrischen Teil der Muffen, so daß Fluchtungsfeh-Mantelfläche (11) aufweisen und in Umfangsrich- ler zwischen den beiden Rohrachsen im wesentlichen rung jeweils durch eine anvulkanisierte Zwischen- durch die Elastizität des Kunststoffrohres aufgenomschicht (15) aus Gummi od. dgl. miteinander ver- men werden müssen. Die gewünschte volle Klemmbunden sind. 25 kraft wird nur erreicht, wenn das glatte Rohrende

2. Zug- und Schubsicherung nach Anspruch 1, einen Außendurchmesser aufweist, der in relativ endadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen- gen Toleranzen einem vorbestimmten Wert gleicht, schicht (15) mit der Anlagefläche (9) des Klemm- Hinzu kommt, daß bei wechselnden Beanspruchunringes (8) an dem Dicbtring (7) bündig ausgebil- gen der Rohre und der dadurch bedingten relativen detist. 30 Bewegung der Enden des längsgeschlitzten Klemm-

3. Zug- und Schubsicherung nach Anspruch 1 ringes im Bereich des Schlitzes eine rasche Abnut- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemm- zung des unter Druck an diesem Bereich anliegenden stücke in an sich bekannter Weise in einem mit Dichtungsringes auftritt.

den einander zugewandten Flächen der beiden Die Abnutzung des Dichtungsringes durch die An-

Rohrstücke nicht in Berührung stehenden Be- 35 lage an den längsgeschlitzten Klemmring ist zwar bei reich in Umfangsrichtung in Fluchtung stehenden anderen bekannten Zug- und Schubsicherungen für Nuten oder Bohrungen für ein ringförmiges Vor- Steckmuffen-Verbindungen (vgl. französische Patentspannelement (16 bzw. 35) aufweisen. schrift 1 346 773) dadurch vermieden, daß der Dichtungsring im axialen Abstand in eine gesonderte 40 Ausnehmung der Muffe eingelegt ist Hierbei muß jedoch der Nachteil in Kauf genommen werden, daß der im Inneren der Rohrleitung herrschende Druck

zwar noch auf die Dichtung einwirkt, dieser Druck

aber nicht zusätzlich direkt auf den geschlitzten 45 Klemmring übertragen wird, so daß die Klemmwirkug allein davon abhängig ist, daß dieser bei Auftreten axialer Kräfte an dem eingeklemmten Rohr-

Die Erfindung betrifft eine Zug- und Schubsiche- ende durch die Zahnung vom Rohrende mitgenomrung für Steckmuffen-Verbindungen, bei denen das men und durch Relativbewegung an den Schrägfläglatte Ende des Rohres über seine ganze Angriffs- 50 chen der Muffe in radialer Richtung zusammengelänge mit erheblichem radialen Spiel in eine Rohr- spannt wird.

muffe mit sich konisch zum Ende verjüngender In- Um die Reibung zwischen der kegelstumpfförmi-

nenfläche einschiebbar ist, in der ein Dichtring und gen Führungsfläche der Muffe und der Außenseite ein sich axial an diesem abstützender, radial vereng- des Klemmringes zu verringern, ist es von einer barer Klemmring angeordnet sind, der auf seiner In- 55 Schraubmuffen-Verbindung her bekannt (vgl. franzönenfläche eine am glatten Rohrende angreifende sisches Zusatz-Patent 92 689 zu französischem Patent Zahnung aufweist und mit seiner äußeren geneigten 1 302 363), eine der beiden aneinanderliegenden Flä-Mantelfläche bei Auftreten von axialen Kräften mit chen von Muffe und Klemmring im Querschnitt geseder Innenfläche der Rohrmuffe zusammenwirkt und hen ballig auszubilden.

mit seiner Zahnung radial gegen das glatte Rohrende 60 Es ist weiterhin eine automatisch wirkende Fangdrückt, und Dichtungseinrichtung für die Futterrohre von Bei einer bekannten Zug- und Schubsicherung für ölbohranlagen bekannt (vgl. USA.-Patentschrift Steckmuff en-Verbindungen dieser Art (vgl. österrei- 3 127 198), die in Form eines geschlitzten Ringkörchische Patentschrift 237 391), die in erster Linie für pers ausgebildet ist. Dieser besteht aus mehreren, die Verbindung eines Kunststoffrohres mit einem 65 durch eine äußere und eine innere durchgehende und Metallrohr dient, sind in dem ringförmigen Raum eingebettete Dichtung zusammenhängenden Fangvon kegelstumpfförmigem Querschnitt zwischen dem stücken, die innen mit einer Zahnung ausgebildet glatten Ende des einen Rohres und der Rohrmuffe sind und eine äußere Umfangsfläche von im Quer-