DE2058203C2

DE2058203C2 - Rohrverbinder

Info

Publication number: DE2058203C2
Application number: DE2058203A
Authority: DE
Inventors: Ira R. Burbank Calif. Newman; Harold Shire
Original assignee: General Connectors Corp
Current assignee: Meggitt Simi Valley Inc
Priority date: 1970-08-07
Filing date: 1970-11-20
Publication date: 1982-06-24
Also published as: FR2101306A5; US3695639A; DE2058203A1; GB1302270A

Description

Die Erfindung betrifft Rohrverbinder insbesondere zur Verwendung in Flugzeugen, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs I. Da der Inhalt von Flugzeugrohrleitungen häufig hochentflammbar, verbrennungsfördernd oder auch giftig ist und da ein Leck in den Leitungen adf jeden Fall die ganze Maschine gefährden kann, müssen die Rohrverbinder unter allen Umständen dicht bleiben, insbesondere auch dann, wenn Rüttelschwingungen auftreten und die zu verbindenden Rohre sich gegeneinander verbiegen. Aus diesem Grunde ist es üblich, jede Dichtungsstelle redundant auszuführen, d. h. aus mehreren, voneinander unabhängigen Einzeldichtungen zusammenzusetzen, so daß auch dann kein Leck entsteht, wenn eine der Einzeldichtungen versagt.

Rohrverbinder mit redundanten Dichtungen sind aus der AT PS 2 04 339 bekannt. Es handelt sich dabei um eine zylindrische Metallmuffe, in die die zu verbindenden Rohre geschoben werden; Dichtungsringe mit abwechselnd größerem und kleinerem Querschnitt liegen in einer ungeradzahligen Anzahl von Nuten entsprechend unterschiedlichen Querschnitts, die in die Innenwandung der Muffe eingelassen sind, wobei dem mittelsten Dichtungsring insofern eine besondere Funktion zukommt, als er an Abschrägungen der zu verbindenden Rohre aufliegt und den Stoßspalt zwischen den Rohren abdeckt Hierbei müssen also die Rohre nahe aneinander stoßen, und es können nur so kleine Fluchtungsfehler zwischen den Rohrachsen aufgefangen werden, wie es die Verformbarkeit des mittelsten Dichtungsrings zuläßt; außerdem ist dieser Ring einem großen Verschleiß ausgesetzt.

Bei einem anderen Rohrverbinder (FR-PS 13 03912)

sind die Dichtungsnuten an den Hülsenenden dadurch gebildet, daß in den aufgeweiteten Hülsenenden winkelförmige Dichtring-Halteringe derart befestigt sind, daß ihre axialen Schenkel .nit der Hülsenwand verbunden sind und ihre radialen Schenkel die äußeren Seitenflechen der Nuten bilden. Im übrigen brauchen zwar bei diesem Rohrverbinder die Rohi enden in

Ό axialer Richtung nicht exakt aneinander zu stoßen, die Rohrachsen müssen aber trotzdem fluchten und können sich nicht gegeneinander bewegen; auch ist nur ein einziger Dichtungsring pro Dichtung vorhanden, so daß sofort ein Leck entsteht, wenn dieser eine Ring durch

■ ⁵ Alterungs- oder Verschleißerscheinungen versagt.

Schließlich ist aus der GB-PS 3 15 550 ein Rohrverbinder bekanntgeworden, bei dem der Verbinder selbst aus einem gummielastischen Material besteht und auf den oberflächenbearbeiteten Rohrenden aufliegt. Der manschettenartige Rohrverbinder hat dabei einen etwa kanalförmigen Querschnitt, wobei die U-Schenkel sich mit ihren Enden auf je einem der zu verbindenden Rohre abstützen und eine Ringfeder einschließen, die den erforderlichen Anpreßdruck liefert. Bei einem derartigen Rohrverbinder können zwar die Rohrachsen sich seitlich gegeneinander bewegen oder auch endliche Winkel miteinander einschließen, die Dichtung aber ist hochgradig unsicher, weil keine Redundanz vorhanden ist und der Verbinder leicht beschädigt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Rohrverbinder derart weiterzubilden, daß auch bei Fluchtungsabweichungen der Rohre infolge von Schwenkungen und Vibrationen eine zuverlässige Abdichtung aufrechterhalten bleibt, ohne daß dadurch zusätzliche Verschleißerscheinungen auftreten. Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus. daß bei einem Rohrverbinder mii redundanten Dichtstellen. •M wie etwa aus der AT-PS 2 04 339 bekannt, insbesondere die inneren, d. h. die den Rohrenden benachbarten Dichtungen härter beansprucht werden und einem schnelleren Verschleiß unterliegen als die den Verbinderenden benachbarten Dichtungen, weil bei Versetzung und Verkantung der Rohrachsen gegeneinander an den Rohrenden die größten Wege auftreten und daher auch die größten Kräfte ausgeübt werden. Die inneren Dichtungen müssen also anders als die äußeren Dichtungen und vor allem so ausgebildet sein, daß sie ohne Verschleiß die größeren Bewegungen der Rohrenden auffangen können.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben; es bedeutet F- ι g. 1 Seitenansicht einer Verbinderhälfte und eines der zu verbindenden Rohre vor dem Zusammenbau; F ig. 2 wie F ig. !.jedoch nachdem Zusammenbau; Fig. 3 Längsschnitt eines Verbinderendes vor dem Zusammenbau;

F i g. 4 wie Fig. 3.jedoch nachdem Zusammenbau; W Fig. 5 wie Fig. 4, wenn die Achsen von Verbinder und Rohr einen endlichen Winkel miteinander einschließen;

F i g, 6 Seitenansicht eines mit zwei Rohren komplett zusammengebauten Verbinders;

Fig.7 wie Fig.6, wenn die Rohrachsen einen endlichen Winkel mit der Verbinderachse einschließen; Fi g. 8 Ansicht der Rohrverbindung von der Linie 8-8 in F ig. 6;

F i g. 9 Schnitt längs der Linie 9-9 in F i g. 6;

Fig. 10 Anwendung des Rohrverbinders als Schottkopfverbinder vor dem Zusammenbau;

F i g. 11 wie F i g. 10, jedoch nach dem Zusammenbau;

Fig. 12 Längsschnitt durch ein abgewandeltes Verbinderende;

Fig. 13 Querschnitt längs der Linie 13-13 in Fig. 12;

Fig. 14 Kontur eines Dichtungsringes für elliptische Rohre.

In F i g. 1 und 2 ist der erfindungsgemäße Rohrverbinder mit 10, sein eines Ende mit 16 und eins der zu verbindenden Rohre mit 14 bezeichnet; dieses Rohr endet an der Stelle 12. Wie aus Fig. 3, 4 und 5 hervorgeht, weist das Verbinderende 16 drei treppenförmige Stufen 18, 20 und 22 auf. Ein Haltering 24 hat einen einwärts offenen kcnalförmigen Querschnitt mit den beiden Schenkeln 28 und 30 und ist mit seinem Steg 32 mit der Stufe 18 verschweißt oder durch andere geeignete Mittel mit ihr verbunden. Der äußere Dichtungsring 26 hat kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser, der größer isi als die Länge der U-Schenkel 28 und 30 und als dere· Abstand voneinander, so daß, wenn der Dichtungsring 26 in den Haltering 24 eingepreßt wird, der Dichtungsring 26 über die Schenkel 28 und 30 hinaus nach einwärts vorsteht.

Der innere Schenkel 30 des Halterings 24 dient gleichzeitig als Trennwand zwischen dem äußeren Dichtungsring 26 und einem inneren Dichtungsring 34, dessen Querschnitt die Form eines unsymmetrischen, nach außen offenen Kanals hat mit einem längeren Außenschenkel 36, einem kürzeren Innenschenkel 38 und einem Stegteil 40. Letzteres liegt mit seine: einwärts gerichteten Oberfläche 46 dem zu verbindenden Rohr 14 auf und wird durch eine von den Schenkeln 36 und 38 umschlossene Ringfeder 42 fest gegen das Rohr 14 gepreßt, und zwar ganz unabhängig von der gegenseitigen Ausrichtung der Rohrachse und der Verbinderachse (Fig. 4 und 5). Der lange Außenschenkel 36 des Dichtungsrings 34 stützt sich seitlich, d. h. in axialer RicHung an dem Schenkel 30 des Halterings 24 und an der seitlichen Begrenzung 48 der Stufe 20.

Besonders wichtig für die Funktion des Rohrverbinders ist der Umstand, daß die dem Innern des Verbinders zugewendete Oberfläche 52 des kurzen Schenkels 38 bei fluchtenden Achsen von Rohr und Verbinde' einen Abstand von der seitlichen Begrenzung 50 der Stufe 22 aufweist; denn nur dadurch wird es möglich, daß sich die Achsen von Rohr und Verbinder gegeneinander verkanten können (vergl. Fig. 4 und 5). ohne daß der Dichtung;?ffekt verringert und vor allem ohne daß der Dichtungsring 34 in unzulässiger Weise beansprucht wird. Wie insbesondere aus F ι g. 5 hervorgeht, verbiegt sich bei einem Verkanten der Achsen der Dichtungsring 34 lediglich und füllt den freigehaltenen Raum aas, d. h. es tritt keine zusätzliche Reibung und Pressung auf, durch die sich der Dichtungsring schnell abnutzen und die Dichtung in verhältnismäßig kurzer Zeit versagen würde.
Fig.6 zeigt eine mögliche Anwendung des erfindungsgemäßen Rohrverbinders mit den zu verbindenden Rohren im fertig zusammengebauten Zustand. Hierzu werden zwei Kragen 56 mit den Flanschpaaren 62 und 64 auf dem Verbinder und je ein Kragen 56 mit dem Flanschpaar 58 auf jedem Rohr 14 befestigt, und die Flanschpaare 62 und 58 bzw. 64 und 58 werden über Spannschlösser 66 bzw. 68 miteinander verbunden. Die Enden der Spannschlösser 66 und 68 sind an Bolzen 74 befestigt, die mit den Flanschpaaren 58 bzw. 62 und 64 verschraubt sind, wobei die Befestigungslöcher an den Enden der Spannschlösser 66 und 68 als Längsschlitze 72 (vergl. Fig. 7) ausgebildet sein können, damit die zu verbindenden Rohre je nach den im Flugzeug gerade vorliegenden Verhältnissen sich unabhängig voneinander bewegen oder auch den im Flugzeug auftretenden Temperatureinflüssen folgen könnet·

Das in den F i g. 3, 4 und 5 gezeigte uichtungsprinzip und der in F i g. 6 und 7 gezeigte Zusammenbau kann auch dort angewendet werden, wo ein Rohr m't einer weiterleitenden Vorrichtung, beispielsweise mit einem SchotiKopfauslaß verbunden werden soll. Dies ist in F i g. 10 und 11 dargestellt Der Verbinder 86 besitzt hier nur an einer Seite eine erfindungsgemäße Dichtung nach F i g. 3 und an der anderen Seite einen Flansch 88.

der über Bolzen 92 mit dem Schottkopf 78 und dem Flansch 84 des Auslaßrohres 82 verschraubt ist. Die Flansche 84 und 88 sind mit üblichen Dichtungsmitteln 93 abgedichtet. Die gegenseitige Befestigung zwischen Rohr 14 und Verbinder 86 kann nach Fig. 11 in analoger Weise wie in F i g. 6 erfolgen.

In Fig. 12 und 13 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohrverbinders gezeigt. Hier hat der Verbinder 94 am Ende einen Abzug 96 und eine Nut 102, in die eine flache Schlitzscheibe 104 eingelegt wird; nach dem Einlegen kann die Schlitzscheibe 104 mit df»r Nut 102 und auch der Schlitz selbst verschweißt werden. Der äußere Dichtungsring 26 wird zwischen Abbug 96 und Schlitzscheibe 104 eingepreßt; letztere wirkt gleichzeitig als Abgrenzung gegen .!en inneren Dichtungsring 34. Die seitliche Begren-ung der Stufe 20 ist hier mit 98 und die der Stufe 22 mit 100 gekennzeichnet.

Falls nicht runde, sondern beispielsweise elliptische Rohre miteinander verbunden werden sollen, kann der Rohrverbinder auch eine elliptische Form haben. In diesem Fall müssen natürlich auch die Dichtungsringe 108 und 110 (Fig. 14} elliptisch sein, obwohl sich an ihren Querschnittsformen selbst gegenüber den Ringen 26 u.id 34 nichts ändert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrverbinder, insbesondere für die Verwendung in Flugzeugen, mit einer Hülse zum Übergreifen der Enden zweier zu verbindender Rohre, mit an wenigstens einem Ende der Hülse vorgesehenen Ringnuten oder -sicken zur Aufnahme von Dichtungsringen, und mit mindestens zwei in den Nuten am jeweiligen Hülsenende angeordneten Dichtungsringen, die an den Außenflächen der zu verbindenden Rohre dichtend angreifen, unterschiedliche Querschnittsgestalt haben und voneinander durch einen die Nuten trennenden Wandungsteil der Hülse beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgestalt des inneren Dichtungsringes (34) asymmetrisch kanalförmig ist mit einem Stegabschnitt (40), der an der Außenfläche des zu verbindenden Rohres (14) angreift, sowie mit einem Längeren äußeren Schenkel (36) und einem kürzeren ^;nneren Schenkel (38) und daß die innere Ringnut ir./t einer gestuften Bodenwandung ausgebildet ist, wobei beide Schenkel (36, 38) in der inneren Ringnut derart angeordnet sind, daß der längere Schenkel (36) an den seitlichen Wandungsteilen (30, 48) der tieferen Stufe (20) der inneren Ringnut anliegt, während der kürzere Schenkel (38) einen Abstand von der radialen Wandung (50) der seichteren Stufe (22) der inneren Ringnut aufweist, wenn der Dichtungsring unverformt ist.

2. Rohrverbinder nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringfeder (42) in den kanalförmigen Dichtungsring (34) den Stegabschnitt (40) in Richtung auf de Außt /fläche des Rohres (14) beaufschlagt.