DE2158288A1

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Info

Publication number: DE2158288A1
Application number: DE19712158288
Authority: DE
Original assignee: Siapi SRL
Current assignee: Siapi SRL
Priority date: 1970-10-22
Filing date: 1971-11-24
Publication date: 1972-07-13
Also published as: GB1310069A; IT942874B; US3730562A; CH545440A; FR2119305A5

Description

or«

24. 11. I97I

50CIETE INTERNATIONALE D¹APPLICATION DE PROCEDES INDUSTRIELS (S.I.A.P.I,) Sc A,, PANAMA R_c P.

Rohrkupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung, insbesondere eine Kupplung für Rohre, die dazu bestimmt sind, zu unter Wasser verlegten Leitungen zusammengesetzt zu werden, wie Abflußleitungen für das Abführen von Abwasser und Schmutzwasser bis ins offene Meer,

Für die Herstellung derartiger Leitungen ist es vorteilhaft, Rohre aus Kunststoffen zu benutzen, wegen ihrer Leichtigkeit und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Korrosionen, insbesondere gegenüber dem Salzwassers Die Verwendung von Kunststoffrohren bringt jedoch einen größeren Nachteil mit sich, nämlich die Notwendigkeit, geklebte Rohrverbindungen und Abdichtungen zu benutzen, die sich nicht im Wasser und nicht einmal an feuchten oder be-

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netzten Rohren herstellen

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung für Rohre, insbesondere Kunststoffrohre mit glatten Enden zu schaffen, die eine Muffe aus elastischem Material umfaßt, welche auf die einander zugewandten Enden der beiden Rohre aufgezogen ist; die erfindungsgemäße Rohrkupplung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet₉ daß die Muffe aus elastischem Material an jedem ihrer Enden eine umlaufende Kehle aufweist, die als "Saugnapf" wirkt und im Muffen-Längsquerschni11 einen mittleren konkaven Teil aufweist, der durch zwei seitliche Lippen begrenzt ist, die mit ihren Kanten Durchlaßöffnungen bestimmen, deren Abmessungen kleiner als die Außenabmessungen der zu kuppelnden Rohre sind und die die Aufgabe haben, mit der Außenfläche der Rohre in Berührung zu kommen und dabei deformiert zu werden; daß weiterhin die Muffe in ihrem zentralen Teil eine wulstartige Verstärkung aufweist, die eine innere zylindrische Fläche hat und deren lichter Querschnitt den Außenabmessungen der zu kuppelnden Rohre entspricht und die dazu bestimmt ist, an denjenigen Teilen der Rohre zur Anlage zu kommen, die sich beiderseits der Verbindungsquerebene der Rohre erstrecken; und daß schließlich Mittel zur mechanischen Verriegelung der beiden Rohre gegeneinander vorgesehen sind.

In der beigefügten Zeichnung sind schematisch mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht« Es zeigen s

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine erste Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Kupplungj

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Fig. 2 einen axialen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Kupplung,*

Fig. 3 einen Radial-Längsschnxtt einer dritten Ausführungsform der Kupplung;

Fig„ h eine Variante der Veiriegelungselemente der
Kupplung;

Fig. 5 eine vierte Ausführungsforra der Kupplung;

Fig. 6 einen Radialschnitt durch eine besondere Kupp- ™ lungsausführung;

Fig. 7 einen Radialschnitt durch den Endteil eines

zu kuppelnden Rohres, bevor die Verriegelungsbauelemente aufgebracht sind;

Fig. 8 einen Ring, an dem die Verriegelungselemente der Kupplung angreifen können»

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung, die auf die glatten, einander λ zugewandten Enden zweier Rohre 1, 2 aufgebracht ist, wobei diese Rohre aus Kunststoff bestehen.

Diese Kupplung iimfaßt eine Muffe 3 aus elastischem
Material, wie mit Füllstoffen versehenem Neopren; in der Nähe jedes ihrer Enden hat diese Muffe eine innere Umfangskehle U, 5» die als Saugnapf wirken kann und die jeweils durch äußere Lippen 6, 7 ui d innere Lippen 8, 9 begrenzt

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sind; diese Lippen legen sich elastisch an die äußere Wand der Rohre 1,-2 an, wenn die Kupplung in ihrer Betriebsstellung ist.

Die Muffe hat in ihrem zentralen Teil eine wulstartige Verstärkung 10 mit einer inneren zylindrischen Fläche, deren lichter Querschnitt den Außenabmessungen der zu kuppelnden Rohre 1, 2 entspricht; diese Wulstverstärkung ist dazu bestimmt, mit denjenigen Teilen der Rohre in innige Berührung zu kommen, welche sich beiderseits der Mittenebene der Rohrverbindung erstrecken«

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die inneren Lippen 8, 9 der Kehlen h und 5 mit wesentlich größerer Länge ausgeführt als die äußeren Lippen 6, 7» dadurch ergibt sich, daß zwischen jeder inneren Lippe 8, 9 und der Wand der Muffe 3 jeweils ein Hohlraum 11 entsteht,,

Die im wesentlichen an den Enden der Muffen liegenden Kehlen 4, 5, die umlaufende "Saugnäpfe" bilden, gewährleisten von dem Aufbringen der Verbindung bzw. der Muffe auf die Rohre eine Abdichtung mit Druck Null und selbst bei negativem Druck,

Die jeweils äußere Lippe 6 bzw, 7 gleitet leicht auf das Rohr auf und gibt eine erste Abdichtung gegenüber der Außenluft, wodurch das Erzeugen eines Unterdruckes in der Saugnapfkehle ermöglicht wird. Dieses Entstehen des Unterdruckes erfolgt, wenn das Rohr mit seiner Stirnkante an die innere Lippe 8 bzw. 9 anstößt und dabei das Volumen der Saugnapfkehle vergrößert.

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Die elastische Muffe wird vorher in ein Gehäuse 12 eingesetzt, damit sie ein einziges "Mehrstoffelement" bildet, das durch Aufschieben auf die Enden der beiden Rohre 1 und 2 aufgebracht wird.

Das Gehäuse 12 besteht aus einem rohrförmigen Bauteil 13» an dem insbesondere durch Schweißen Ringe 14, 15 derart festgelegt sind, daß sie Schultern zur Aufnahme der elastischen Muffe 3 bilden- Das rohrförmige Element 13 und die Ringe 14, 15 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, sie könnten aber auch aus Metall sein. Das Gehäuse " kann auch aus einem einzigen Stück hergestellt sein» Ein gewisses Spiel ist zwischen den Ringen 14 und 15 und den Rohren 1 und 2 jeweils am gesamten Umfang vorhanden, an denen die elastische Muffe nur mit den Lippen 6, 7» 8 und 9 in Berührung kommt, sowie in der Mitte auch mit ihrem zentralen WuIstteil 10.

Derartige Kupplungen sowie die Varianten dieser Kupplungen sind im einzelnen in dem Patent ... 0 ..... ο ........ (Deutsche Patentanmeldung Nr. P 20 59.311.7 vom 27. 11. 1970 der Anmelderin) beschrieben. Sie haben jedoch einen wesentlichen Nachteil. Die Tatsache, daß die Rohre 1, 2 sich Λ axial frei gegeneinander verschieben können, ist besonders störend, wenn es sich darum handelt, unter Wasser verlegte Leitungen oder tief ins Meer führende Abwasserleitungen zu verlegen. Es ist nicht möglich, die gesamte Leitung oder selbst einen größeren Abschnitt dieser Leitung zusammenzubauen und dann ihn dadurch an Ort und Stelle zu bringen, daß man an einem der Enden der Leitung oder des Abschnitts zieht, um den Abschnitt bis an die Versenkungsstelle zu bringen.

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Um diesen Nachteil zu beheben, umfaßt die erfindungsgemäße Kupplung noch zusätzliche mechanische Verriegelungsmittel der Rohre gegeneinander. Diese Verriegelungsmittel machen es möglich, einerseits die axiale Lage der Rohre und 2 gegeneinander zu sichern oder festzulegen und andererseits eine relative Axialverschiebung zwischen der Kupplung und den Rohren 1 und 2 zumindest soweit zu verhindern, daß die Mittenebene der Verbindung, d. h„ das Stirnende eines der einander gegenüberliegenden Rohre nicht aus dem Bereich der mittleren wulstartigen Verstärkung 10 der Kupplung kommt.

Bei der Ausführungsform gemäß Figo 1 umfassen diese Verriegelungsmittel paarweise angeordnete Druckstücke oder Anschläge 16, 17 und ein Kuppelorgan 18 für jedes dieser Druckstückpaare» Die Druckstücke 16, 17 sind beispielsweise durch Schweißen fest mit den Rohren 1 und 2 an geeigneter Stelle verbunden und liegen in einer gleichen radialen Ebene dieser beiden Rohre» Die Anzahl der Druckstückpaare 16, 17 kann beispielsweise 3 oder 6 betragen, sie kann auch größer sein; die Druckstücke sind gleichmäßig am Umfang der Rohre 1 und 2 verteilte Der Längsabstand, der jedes Druckstück 16 oder 17 von dem entsprechenden Ende des Rohres 1 oder 2 trennt, das innerhalb der Kupplung liegt, soll kleiner als die Hälfte der gesamten Länge L der Kupplung sein, aber größer als die Hälfte der Länge der Kupplung L₉ vermindert um die Hälfte der Länge a der zentralen wulstartigen Verdickung· 1O₀

Auf diese Weise sind die einander gegenüberliegenden Stirnenden der Rohre 1, 2 innerhalb der Kupplung zwangsweise mit ihren äußeren Umfangsflachen in inniger Berührung

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mit der zentralen wulstartigen Verstärkung 10 der Muffe 3> wenn die Druckstücke 16, 17 mit den Innenringen 14, 15 des Gehäuses 12 in Anlage sind} dadurch wird das einwandfreie Verhalten der Kupplung gewährleistet.

Die Druckstücke 16 und 17 haben eine Höhe, die ungefähr gleich der Differenz zwischen dem Radius des Gehäuses 12 und dem der Rohre 1, 2 ist; die Druckstücke haben ferner auf ihren freien Flächen eine nach außen hin ansteigende Teilfläche»

Das Verbindungsorgan 18 besteht aus einer Stahlbandfeder, die leicht durchgebogen ist und deren Enden 19 ₉ 20 nach innen abgebogen sind, so daß sie in der Betriebsstel= lung sich hinter die geneigten Teil flächen der Druckstücke 16, 17 einfügen und hinter ihnen festsitzen« Die Abmessungen des Verbindungsorgans werden derart gewählt, daß es die Druckstücke 16, 17 fest an das Gehäuse 12 andrücken kann_o Wenn einmal jedes Paai der Druckstücke i6, 17 durch ein entsprechendes Verbindungsorgan verbunden xst, ist auch die axiale Lage der Rohre sowohl gegeneinander als auch gegenüber dem Gehäuse 12 festgelegte Es ist dann auch möglich, eine Zugkraft auf die Rohre 1, 2 auszuüben und über die Kupplung zu übertragen, ohne die Rohrenden aus ä

der Muffe 3 herauszuziehen, welche die Abdichtung der Rohrverbindung bewirkt.

Die Verriegelungsmittel können aber auch abweichende Formen haben, wie sie in den Fig» 2-5 veranschaulicht sind; sie gewährleisten jedoch stets das Festlegen der axialen Lage der Rohre gegeneinander und relativ zur elastischen Muffe bzw. dem äußeren Gehäuse 12,

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Bei der Ausführtingsform nach Fig. 2 sind die paarweisen Druckstücke 16, 17 durch Ringe 21, 22 ersetzt, die fest mit dem Rohr 1 bzw. dem Rohr 2 verbunden sind« Das Verbindungsorgan 18 hat doppelt nach innen abgekantete Enden, die äußeren Enden stützen sich in einer Ringnut ab, die durch die Ringe 21 bzw, 22 gebildet ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Verbindungsorgan in Nuten 23» 2k abgestützt, die in der Utnfangswand der Rohre 1, 2 vorgesehen sind. Bei dieser Ausführung werden die einander zugewandten Stirnenden der Rohre miteinander in Berührung gehalten,und die axiale Lage der elastischen Muffe 3 und des Gehäuses 12 wird durch Reibung gesichert, da sich das Verbindungsorgan 18 radial federnd auf das Gehäuse abstützte

Die Ausführungsform nach Fig. 5 ähnelt der Ausführungsform gemäß Fig. 1; die Druckstückpaare 16, 17 haben abweichende Formen. Die Muffe 3 und ihr Gehäuse 12 sind in dieser Zeichnung nicht dargestellt, auch nicht das Verbindungsorgan, das dem in Fig. 2 dargestellten Verbindungsorgan gleicht.

Schließlich ist die Ausführungsform gemäß Fig. 5 ähnlich der nach Fig. 3> die Form der Verbindungsorgane 18 weicht ab, und die Enden dieser Organe greifen in Paare von Ausnehmungen 25, 26 ein, die in der Umfangsflache der Rohre 1 und 2 vorgesehen sind und die Nuten 23 bzw, 2^t ersetzen. Die in den Figuren 6 bis 8 veranschaulichte Kupplung enthält eine auf die freien benachbarten Enden von zwei Rohren 1, 2 aufgeschobene Muffe 3 aus elastischem Material, wie sie vorher beschrieben wurde.

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Die elastische Muffe ist ebenfalls vorher in ein Gehäuse -12 eingesetzt worden, um mit diesem ein einziges Mehrstoffbauelement zu bilden, das durch Aufschieben auf die Enden der beiden Rohre 1, 2 in seine Betriebsstellung gebracht wird.

Die Verbindung=- oder Verriegelungsmittel umfassen in der Nähe der Enden jedes der zu kuppelnden Rohre zwei Kunststoffringe 13 und 14, die zwischen sich eine Ringnut begrenzen. In der Betriebsstellung, d« h. der Kuppelstellung der Rohre, sind die relativ zum Rohr äußeren Ringe 13 _Λ

demnach jeweils in unmittelbarer Nähe eines Endes des Gehauses 12 gelegen, das die elastische Muffe 3 einschließt ο Das Gehäuse 12 könnte aus einem Rohrabschnitt aus Kunststoff bestehen, der durch Überschieben auf die elastische Muffe 3 aufgebracht ist. In der Kuppelstellung liegt dieser Rohrabschnitt an den äußeren Ringen 13 der beiden Rohre 1 , 2 an.

Die Rohre 1, 2 bestehen ebenfalls aus Kunststoff; die Befestigung der Ringe auf den Rohren kann Infolgedessen durch Schweißen, Kleben oder irgendeine 'andere bekannte Maßnahme erfolgen. Eine besonders einfache und wirksame Art zum Befestigen der Ringe 13 und Ik ist ihr Warmauf- %

schrumpfen. Man erhitzt zu diesem Zweck die Ringe 13» 1^» um sie dadurch axial aufzuweiten; dann werden die Ringe " über das Ende des Rohres übergesehoben. An der richtigen Stelle läßt man die Ringe wieder abkühlen, wobei sie sich infolge ihres Zusammenziehens fest auf dem Rohr anklemmem

Um eine bessere Befestigung dieser Ringe 13» 1^· ^auf den Rohren 1 und 2 zu erhalten, um insbesondere jede Ge-

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fahr eines VerschL ebens der Ringe in Längsrichtung der Rohre zu vermeiden, kann man - wie das in Fig. 7 gezeigt ist - die äußeren Flächen der Rohre 1, 2 an denjenigen Stellen, an denen die Ringe festhaften sollen, mit Umfangsrillen 15 versehen.

In der durch die beiden Ringe 13* 1^- jeweils gebildeten Umfangsnut ist ein Ringkörper \6 aus Klaviersaitendraht, dargestellt in Fig. 8, untergebracht; dieser Ringkörper hat nach außen ausgebogene Abschnitte, die jeweils Kuppelösen 17 bilden; in dem dargestellten Beispiel sind davon drei vorgesehen.

Die Verriegelungsvorrichtung umfaßt schließlich Hakenfedern 18, von denen in den dargestellten Beispielen drei vorhanden sine und die jeweils zwei Kuppiungsösen 17 der zwei Klaviersaitendrahtringe 16 verbinden> die jeweils an einem der Rohrenden zwischen den Ringen 13 tmd i4 festgelegt sind. Die Federhaken 18 sind leicht nach innen gebogen, so daß sie eine gewisse radxale Elastizität aufweisen und einen federnden Druck in Richtung auf die Achse der Rohre auf das Gehäuse 12 der Kupplung ausüben.

In einer Variante, wie sie in der Fig. k dargestellt ist, könnte das Verbindungsorgan auch aus einem nichtelastischen Band oder Seil bestehen, das dxe hakenförmigen Ansatz-Druckstiicke 16 und 17 jeweils paarweise fest miteinander verbindet.

Die Verbindungsorgane können auch aus zwei Halbschalen bestehen, die sich auf entsprechende Druckstücke abstützen, die fest mit den Rohren verbunden sind; die Halbschalen können zweckmäßigerweise die Muffe 3 und das Gehäuse 12 einkapseln.

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Claims

Patentansprüche

1 J Kupplung zum Verbinden von Rohren mit glatten En-

den, insbesondere von Kunststoffrohren, mit einer Muffe aus elastischem Material, die über die einander benachbarten Enden beider Rohre übergreift, dadurch gekennzeichnet , daß die Muffe (3) an jedem ihrer Enden eine innere Umfangskehle (h bzw«, 5) aufweist, die als "Saugnapf" wirkt und im Längsschnitt einen konkaven Abschnitt aufweist, der durch zwei Lippen (6, 8 bzw. 7» 9) begrenzt ist, deren Kanten Durchlaßöffnungen begrenzen, "

deren Abmessungen kleiner als die äußeren Abmessungen der miteinander zu verbindenden Rohre (l bzw» Z) sind und die dazu bestimmt sind, elastisch mit der äußeren Oberfläche der Rohre unter Verformung in Berührung zu kommen; daß die Muffe in ihrem zentralen Teil eine wulstartige Verstärkung (io) mit einer Zylinderfläche hat, deren Öffnungsquerschnitt den äußeren Abmessungen der zu verbindenden Rohre entspricht und die mit demjenigen Teil der Rohre in innige Berührung kommt, der sich jeweils beiderseits der Verbindungsmittenebene erstreckt, und daß schließlich Mittel zum mechanischen Verriegeln der beiden Rohre gegeneinander vorgesehen sind. Λ

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel gleichzeitig die Lage der elastischen Muffe (3) relativ zu den Rohren festlegen.

3« Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel Verbindungsorgane umfassen,

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welche die miteinander verbundenen Rohre (T=, Z) kuppeln= und beiderseits über die elastisci.e Muffe (3) greifen.

4_e Kupplung nach Anspruch- 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsorgane sich mit ihren End'en au:f fest mit jed'em der Rohre (T, 2) verbundene Drucks tacke oier Anschläge abstützen.

5 ο Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß· die Druckstücke aus paarweise angeordneten Anseh'Iägen (16 _r T7) bestehen, d'ie am Umfang der Rohre gleichmäßig verteilt sind, wobei die Druckstücke eines gleichen Paares- in derselben Radialebene liegen»

60 Kupplung nach Anspruch 4_S dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstüeke oder Anschläge durch am Umfang der lofere befestigte Ringe (. T3, Xk) gebildiet sind.

7^:* Kxipplung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstüeke oder Anschläge in Berührung, mdit einem Gehäuse ('12) kommen oder sind, innerhalb dessen die elastisehe Muffe (3) untergebracht ist,

8. Kupplung nach Anspruch J_f dadurch gekennzeichnet,; daß der Abstand der die Frontfläche jedes Druekstüeks oder Anschlags (T?, 16) von dem Ende bzw. dem Stirnende des entsprechenden Rohres (1: bzw. 2) trennt,, kleiner als die Hälfte dier Länge L des "Gehäuses (12) ist, aber größer als die halbe Län^e des Gehäuses, vermindert um die halbe Länge (a) der zentralen wulstartigen Verdickung (10) der e (3) .

".;''; f^r '■■*"■ ■. '■"-"

9. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsorgane (18) sich mit ihren Enden in Ausnehmungen oder Hohlräumen (23> 2k bzw«, 25» 26) abstützen, die in der Umfangswand der Rohre (1, 2) vorgesehen sind.

IO„ Kupplung nach einem der Ansijrüche k, 5» 6 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsorgane aus Stahlbandfedern (18) bestehen, die leicht gebogen sind und deren Enden abgewinkelt sind»

11« Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur mechanischen Verriegelung Ringe (13» 1*0 umfassen, welche an jedem der Rohre paarx^eise festgelegt sind und in der Nähe der zu kuppelnden Rohrenden jeweils eine Nut zwischeneinander begrenzen; daß in jeder dieser Nuten ein Ringkörper (i6) gehalten ist und zumindest eine Hakenverbindung (18), die den Enden der zu kuppelnden Rohre zugeordnete Ringkörper verbindet.

12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1, 2) sowie die Ringe (13» 1*0 aus Kunststoff bestehen, während die Ringkörper (i6) aus Klavier- ™ saitendraht sind.

13· Kupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (13, 14) auf den Rohren (1, 2) fest aufgezogen bzw. aufgeschrumpft sind.

14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Rohre (i, 2) an denjenigen Stellen ihrer äußeren Oberfläche, die zur Aufnahme der Ringe bestimmt sind, Umfangsrillen (15) aufweisen (Fig. 7).

15· Kupplung nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkörper (i6) jeweils zumindest eine Verarikerungsöse (17) aufweisen, die aus der entsprechenden Nut herausragt.

16. Kupplung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet» daß jeder Ringkörper (16) drei Verankerungsösen (l7) aufweist, von denen jede mit einem Ende einer Hakenverbindung (18) zusammenwirkt.

17· Kupplung nach einem der Ansprüche 12 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Muffe (3) in einem Gehäuse (12) sitzt, das aus einem Kunststoffrohr besteht, dessen innerer Durchmesser dem äußeren Durchmesser der Muffe entspricht.

18. Kupplung nach den Ansprüchen 16 und 17» dadurch gekennzeichnet, daß jede Hakenverbindung (18) eine eigene Elastizität hat und in der Kuppelstellung der Rohre (1, 2) einen Druck in Richtung auf die Achse der Rohre auf das Gehäuse (12) ausübt, welches die elastische Muffe (3) einschließt,

19. Kupplung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Rohres, innerhalb dessen die elastische Muffe (3) untergebracht ist, in der Kuppelstellung der beiden Rohre (1, 2) an den äußeren Ringen (13) dieser Rohre anliegen.

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