DE2152083A1

DE2152083A1 - Kupplungsstueck mit einstellbarer Laenge

Info

Publication number: DE2152083A1
Application number: DE19712152083
Authority: DE
Inventors: White Jun William Emmett
Original assignee: Hydrotech Services Inc
Current assignee: Hydrotech Services Inc
Priority date: 1970-10-19
Filing date: 1971-10-19
Publication date: 1972-05-25
Also published as: DK134827C; DK134827B; US3695634A

Description

Priorität: 19 . Oktober 197o Nr. 81 6Sl USA

Die Erfindung bezieht sich auf ein insbesondere hydraulisch betätigbares Kupplungsstück mit'einstellbarer Länge für zwei im Abstand voneinander angeordnete Teile.

Wenn, man zwei Rohre oder andere Teile miteinander verbinden will, ist es häufig erforderlich, den Trenn- bzw. axialen Abstand der Teile einzustellen, um ein Kupplungsstück dazwischen befestigen zu können. In vielen Fällen, einschließlich der Baukonstruktion und beim Installieren von Rohren, insbesondere in einer feindlichen Umgebung wie unter Wasser, ist die erforderliche Einstellung des Abstandes zwischen den Teilen sehr schwierig, zeitraubend und aufwendig, so daß man ein Kupplungsstück mit einstellbarer Länge haben möchte.

209822/0551

BAD ORIGINAL.

Um das vorstehende Verbindungsproblem zu lösen, sind bereits viele Kupplungsstücke bekanntgeworden. Einige dieser Kupplungsstücke sind so ausgelegt, daß sie ihre Einstellbarkeit während ihrer ganzen Lebensdauer beibehalten. Demzufolge sind sie dort nicht geeignet, wo eine feste und steife Dauerverbindung gefordert wird. Andere bekannte Kupplungsstücke wiederum sind so ausgelegt, daß sie nach ihrer Installierung in eine Arretieroder Endlage bringbar sind. Alle die zuletztgenannten bekannten Kupplungsstücke sind jedoch vergleichsweise schwierig zu installieren und in ihre Wirkungslage zu bringen, wobei viele dieser Kupplungen nicht so stark wie die dadurch miteinfc ander verbundenen Teile sind. Zusätzlich s'^"> einige dieser Kupplungen nicht druckdicht und deshalb für die Verbindung von Rohren nicht geeignet, in denen Fluid unter hohem Druck transportiert werden soll.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Kupplungsstück der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach installierbar und in die Wirkungslage bringbar ist, wobei eine druckfeste und druckdichte Verbindung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird mit dem Kupplungsstück der eingangs beschriebenen Art durch ein Innenrohr, das teleskopartig be- ψ wegbar in einem Außenrohr sitzt, wobei die beiden Rohre an ihren Außenenden mit Anschlußstücken versehen sind, durch eine zwischen dem Innen- und Außenrohr angeordnete Spanneinrichtung für die Fixierung der gewünschten Eins te 11a ge soAvrie durch eine Einrichtung für die hydraulische Betätigung der Spanneinrichtung gelöst.

Die Länge des erfindungsgemäßen Kupplungsstückes wird zuerst entsprechend der Länge der zu verbindenden Teile eingestellt, dann zwischen den Teilen angeordnet und damit verbunden,

209822/0 551

BAD ORiGiNAL

woran sich die Arretierung, beispielsweise durch hydraulisch bewirkte Verkeilung, anschließt. Dabei ist dafür gesorgt, daß die teleskopartig ineinander beweglichen Rohre so abgedichtet sind, daß kein für die Betätigung verwendetes Hydraulikfluid aus dem Raum zwischen den Rohren austreten kann.

Damit das Kupplungsstück sowohl cixiale Zug- als auch Druckkräfte nach der InstaJ .1 ierung ausholt, besteht die Spanneinrichtung aus um das Imienrolir im Abstand angeordneten Verschiebeteilen, deren y.xi den Rohrenden sich verjüngende konische¹ Außenflächen mit komplementären konischen Hohlflächen im Außenrohr in Eingriff bringbar sind, wobei zwischen den Vorschiebeteilen eine Kolbcnanordnung sitzt. Zum Halten der Ver.schi ebestücke in der Lage, in der sie £;ich vor ihrer Betätigung außer Eingriff mit ihren Keilflächen befinden, sind Halt.eei nri.ch hingen in Form von Druckringen vorgesehen.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wii~d eine beispielsweise A\isführiuigsform der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer teilweise axial geschnittenen.Seitenansicht ein Kupplungsstück vor der Lagefixierung.

Fig. 2 zeigt das Kupplungsstück von Fig. 1 in der lagefixierten Einstellung.

Die Außenseite des in den Figuren gezeigten Kupplungsstückes bildet ein Außenrohr 17 mit einem durch eine Schweißnaht 18 starr damit verbundenen Rohrfortsatz 15· In dem Außenrohr 17 und dem Rohrfortsatz 15 ist' ein langgestrecktes Innenrohr 11 teleskopai'tig, also relativ axial dazu, beweglich angeordnet. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind an dem einen Ende des Innengehäuses 11 ein Flansch 12 und an dem anderen Ende eines

209822/0551

BAD ORIGINAL

Rohres-13, das mit dem Rohrfortsatz 15durch eine Schweißnaht ■16 verbunden ist, ein Flansch 14 angeformt, die zur Verbindung der axial im Abstand befindlichen Enden des KupplungsStückes mit den im Abstand angeordneten, zu verbindenden Teilen vorgesehen sind. Zur Verbindung der Rohre 11 und I7 mit" diesen Teilen können jedoch auch anstelle der Flansche 12 und l4 an einem odei- beiden Enden angeordnete Kugelgelenke verwendet werden, wenn das Verbindungsstück zwischen nicht fluchtenden TeiJen eingesetzt werden soll. Es können jedoch auch der eine oder beide Flansche durch auf Gehrung geschnittene Flansche oder erforderlichenfalls durch andere Verbindungseint richtungen ersetzt werden.

In dem Ringraum zwischen den Rohren 17 und 11 ist eine Einrichtung vorgesehen, mit der die Rohre in einer festgelegten relativen Lage starr gehalten werden können. Die Einrichtung umfaßt ein nach innen weisendes, kegelstumpfförmigos sich verjüngendes Hohlteil 33 1 das in dem einen Ende des Außenrohres 11 eingeschraubt ist. Am gegenüberliegenden Ende ist am inneren Ende des Rohrfortsatzes I5 ein zweites kegelstumpfförmiges sich verjüngendes Hohlteil 44 ausgebildet,, das so angeordnet ist, daß es nach innen zu dem Hohlteil 33 hinweist. Zwischen den Hohlteilen 33 und 44 sind sich verjüngende Vei-schiebeteilanordnungen 37 bzw. 43 vorgesehen, die jeweils aus ψ zylindrischen Teilsegmenten bestehen. Da die Hohlteile 33 und 44 sowie die entsprechenden Verschiebeteile 37 und 43 in gegenüberliegende Richtungen weisen, wirken sie derart, daß sie sowohl Zug- als auch Druckkräften widerstehen, wenn sie lagefixiert sind.

Zwischen den Rohren I7 und 11 angrenzend an das Innenende des Verschiebeteils 37 ist ^Bi-ⁿ zylindrischer Druckring 3I verschiebbar angeordnet,, der an den Segmenten des Ve.rschiebeteils 37 durch Schrauben 32 befestigt ist. Ein gleichartiger

209822/055 1

zylindrischer Druckring 42 ist zwischen den Rohren 17 und angrenzend an das Innenende des Verschiebeteils 43 gleitend verschiebbar angeordnet und in gleicher Weise an den, Segmenten des Verschiebeteils 43 durch Schrauben 47 befestigt. Die Ringe 31 und 42 sowie die Schrauben 32 und 47 bilden Einrichtungen_r um die Verschiebeteile 37 und 43 in Umfangsrichtung im Abstand und in einem Au ß er eingriffszus tand vor ihrer Betätigung zu halten· Bei einer* Einwirkung von Axialkräften auf die Ringe 31 bzw. 42 von innen nach außen, wie nachstehend näher erläutert wird, werden die Verschiebeteile 37 und 43 durch die Hohlteile 33 bzw. 44 radial nach innen in Eingriff mit dem Rohr 11 gedrückt, uie Schrauben 32 und 47 sind so ausgelegt, daß sie sich biegen und/oder abscheren, wenn sich die Versehiebeteile 37 und 43 radial nach innen bewegen.

TJm eine ringförmige Abdichtung gegen den Druck zwischen den Rohren I7 und 11 zu schaffen, sind Dichtungen 3° bzw. 4l vorgesehen, die angrenzend an die Innenenden der Ringe 3I bzw. 42 angeordnet sind. Die Dichtungen 3° und. 4l bestehen aus verformbarem Mciterial und sind im allgemeinen rohrförmig. Dies kann durch die Ilintereinanderanordnung einer Vielzahl paralleler Ringe, wie in der Zeichnung gezeigt, durch ein einziges zylindrisches Teil oder durch irgendeine andere äquivalente Anordnung erreicht werden. Um die gewünschte Abdichtung gegenüber dem Druck zu erreichen, ist es lediglich erforderlich, daß sich die Dichtungen 3o und 4l radial verformen, wenn sie einem Axial druck ausgesetzt werden.

In dem Außenrohr I7 sind zwischen Dichtungen 3° und 4l mittig insgesamt zylindrische gegenüberliegende Kolben 19 und 2o angeordnet, die relativ zu den Rohren 11 und I7 eine axiale Verschiebebewegung ausführen können. Zwischen den Kolben 19 und 2o und der Innenseite des Außenrohres I7 sind 0-Ringdichtungen

209 822/05 5 1

BAD ORIGINAL

so vorgesehen, daß die Kraft eines Druckflulds, das zwischen die Kolben 19 und 2o durch eine Öffnung ^k in dem Außenrohr 17 eingeführt wird, die Kolben 19 und 2o zwangsweise axial in entgegengesetzte Richtungen bewegt. Die zur" Außenseite der· Anordnung gerichtete Bewegung des Kolbens 19* wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, überträgt eine axiale Betätigungskraft auf die Dichtung 3o und das Verschiebeteil 37» während die zvuii anderen Ende der· Vorrichtung gerichtete Bewegung des Kolbens 2o eine entgegengesetzte axiale Betätigungskraft auf die Dichtung kl und dcis Verschiebeteil ^3 ausübt.

Zur Überprüfung der DLchtwirkung zwischen den Rohren 11 und 17 durch die Dichtungen 3° und kl sind Einrichtungen vorgesehen, die über die Prüföffnung 35 im Außengehäuse I7 und die Prüföffnung 36 im Kolben 2o wirken. Nachdem die Dichtungen 3° und kl betätigt bzw. durch die Kolben druckbeaufschlagt sind, kann ein Druckfluid zwischen den Rohren 11 und 17 zwischen den Dichtungen 3° und hl durch die Öffnungen 35 und 36 eingeführt werden. Ein Druckabfall bei diesem Fluid würde eine Anzeige dafür sein, daß eine oder beide Dichtungen 3° bzw. kl sich nicht entsprechend radial verfoniit haben.

Um do3i Bereich der teleskopartigen Bewegung zwischen den Rohren 11 und 17 vor der Betätigung der vorstehend beschriebenen Spanneinrichtung zu begrenzen, ist ein Teil der inneren Umfangsflache des Rohrfortsatzes 15 radial ex-weitert. An der Außenseite des entsprechenden Außenendes des Innenrohres 11 ist an geeigneter Stelle ein Ringaufsatz bzw. ein Ringbund kG befestigt. Der Aufsatz kG ist so bemessen, daß er an dem aufgeweiteten Innenteil des Rohrfortsatzes 15 zwischen der Schulter 45 und dem einen Ende des Rohres I3, das in der Zeichnung unten liegt, frei gleiten kann bzw. frei verschiebbar ist. Diese·freie axiale Verschiebeentfernung

20982 2/05 51 bad ORIGINAL

entspricht dem Einstellbereich der Kupplung. Durch geeignete Wahl der Länge des rohrförmigen Fortsatzes 15 kann jeder gewünschte Einstellbereich vor der Betätigung geschaffen werden,

Wenn die Kupplung eingesetzt werden soll, werden zuerst die Flansche 12 xuid 14 an den zu verbindenden Teilen angebracht und ein Druckfluid durch die Öffnung Jk eingeführt, um die Kupplung zu betätigen und zu verriegeln. Wenn man eine Dauei-iixierung der Kupplung haben möchte, kann man ein härtbares Epoxyharzfluid als Fluid für die Druckbetätigung verwenden. Gewünschtenfalls kann ein Druckfluid dann durch die Öffnung 35 eingeführt werden, um, wie vorstehend beschrieben, die Dichtungen 3o und 4l zu prüfen. Um eine weitere Arretierung der Kupplung in einer Dauerverbindung herbeizuführen, kann als Prüffluid für die Dichtung ebenfalls ein Epoxyharz verwendet oder durch die Öffnung 35 nach dem Prüfen der Dichtwirkung der Dichtungen eingeführt werden.

Fig. 2 zeigt die Kupplung nach der Betätigung durch Einführen eines Druckfluids zwischen die Kolben 18 und 19 durch dio Öffnung 3^· Die Dichtungen 3° und kl haben sich axial zusammengedrückt und radial verf orint, so daß sie im dichtenden Eingriff zwischen den Rohren 11 und 17 sitzen. Die Verschiebe« teile 37 und Λ3 haben sich radial nach innen in den Spanneingriff mit dem Innenrohr 11 bewegt. Die so geschaffene Kupplungsverbindung ist steif und druckdicht und eignet sich für die Verbindung von Bauteilen oder Rohrleitungsstücken, durch die'Druckfluide gefördert werden sollen.

209822/0551

BAD ORIGINAL

Claims

PATENTANSPRÜCHE

(1.)Kupplungsstück mit einstellbarer Länge für zwei im Abstand voneinander angeordnete Teile, insbesondere für hydraulische Betätigung, gekennzeichnet durch ein Iimenrohr (11), das teleskopartig bewegbar in einem Außenrohr (1?) sitzt, wobei die beiden Rohre (Jl, 17) an ihren Außenenden. mit Anschlußstücken (12, l4) versehen sind, durch eine zwischen dem Innen-(11) P und AuiSenrohr (17) angeordnete Spanneinrichtung (33,

37» 43, 44) für die Fixierung der gewünschten Einstellung sowie durch eine Einrichtung (19j 2o , 34). für die hydraulische Betätigung der Spanneinrichtung (33, 37, 43, 44) .
2. Kupplungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die hydraulische Betätigung der Spanneinrichtung (33,'37* 43, 44) aus einer hydraulisch betätigten, das Innenrohr (H) umgebenden Kolbe3T.anordmmg (19, 2o) besteht.
^ 3· Kupplungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ko Ib enanor dmmg (19, 2o) und der Spanneinrichtung (33, 37; 43, 44) radial verformbare Dichtungen (3o, 4l) vorgesehen sind.
4. Kupplungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung aus zwei koaxialen, um das Innenrohr (H) längsbeweglichen Ringkolben (19s 2o) besteht, zwischen denen eine durch das Außenrohr (17) gehende Druckfluidzuführüng (34) vorgesehen ist.

209822/0551 BADORfGiNAL
5. Ktipplungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen weiteren Druckfluidanschluß (35, 36·) zwischen den Dichtungen (3o, kl) zur Prüfung ihrer Dxchtwirkung.
6. Kupp lungs s tüclc nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung aus um das Inuenrohr (11) im Abstand angeordneten Verschiebet eilen (37, 4=3) besteht, deren au den Rohrenden sich verjüngende konische Außenflächen mit komplementären, konischen Hohlflächen (33, k^ll) im Außenröhr (17) in Eingriff bringbar sind, und zwischen denen die Kolbenanordnung (19, 2o) sitzt.
7· Kupp.luiigsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch jeweils einen zwischen Dichtung (3o, 4l) und Verschiebeteil (37, ^3) angeordneten Druckring (31, 42).
8. Kupplungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Ringbund (4t6) am Innenrohr (11) und eine zugeordnete Anschlagschulter im Außenrohr (17).

209 822/05 5 1

BAD ORIGINAL

Leerseite