DE2229023A1

DE2229023A1 - Klemmkupplung zum Verbinden von Rohren, insbesondere Wasserleitungsrohren, mit Anschlußstücken

Info

Publication number: DE2229023A1
Application number: DE19722229023
Authority: DE
Inventors: Joseph Richie Dubuque Ia. Schmitt (V.StA.)
Original assignee: Mcdonald Manufacturing Co A Y
Current assignee: Mcdonald Manufacturing Co A Y
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1972-06-14
Publication date: 1972-12-28
Also published as: US3679239A; FR2143455A1; CA955286A; FR2143455B1; GB1339689A; IT958473B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

<983921/22>

AoY. McDonald Mfg. Co., 12th and Pine Street, Dubuque,

Iowa, V.St.Ao

Klemmkupplung zum Verbinden von Rohren, insbesondere Wasserleitungsrohren, mit Anschlußstücken₀

Die Erfindung betrifft eine Klemmkupplung. Kunststoffrohre sind in großen Mengen in Verwendung, um die Verbindungen zwischen den städtischen Hauptwasserleitungen und den Zweigleitungen zu Geschäftshäusern, Wohnhäusern und Fabriken herzustellen. Die Hauptwasserleitungen sind gewöhnlich ein oder mehrere Meter tief im Boden unter der Frostgrenze verlegt, so daß man zum Anschluß einer Zweigleitung an die Hauptleitung oder zum Austauschen einer gebrochenen Zweigleitung diese ausgraben muß und etwaige Verbindungsstücke unter Bedingungen angebracht werden müssen, bei denen man kaum vermeiden kann, daß Schmutz in dieselben geräte

Die üblichen WasServersorgungssysteme erfordern vier Kupplungen zwischen der Hauptleitung und dem Gebäude, in das das Wasser geleitet werden soll. In die Wand der Hauptleitung ist ein Hauptschieber (corporation stop) eingelassen, der ein Absperrventil enthält und ein Ansohlußstüok hat, an das eine Zweigleitung angeschlossen werden muß₀ Zwischen dem Hauptschieber und dem Gebäude ist ein Randsteinschieber (ourb stop) vorgesehen, der den von Hand bedienbaren Haupthahn enthält, der gewöhnlich zum Absperren

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der Wasserzuleitung für das Gebäude von der Hauptleitung dient. Die Leitung vom Hauptschieber muß an den Randsteinschieber angeschlossen werden und eine zweite Leitung, die an den Randsteinschieber angeschlossen ist, läuft in das Gebäude, wo sie gewöhnlich mit dem Wasserzähler verbunden isto

Die Kupplungen zum Verbinden des Kunststoffrohres mit dem Hauptsohieber und dem Randsteinsohieber müssen eine Abdichtung gegen ein Austreten von Wasser an der Verbindungsstelle schaffen und müssen außerdem das Ende des Rohres derart erfassen, daß der normalerweise in dem Rohr herrsohende Wasserdruck das Rohr nioht von der Verbindung abplatzen läßt. Dazu ist natürlich eine sehr feste Klemmung erforderlich, weil das Rohr nicht in die Kupplung eingeschraubt ist»

Die bisher bekannten Rohrkupplungen mußten immer am Arbeitsplatz zusammengebaut werden mit der Gefahr, daß innere Bestandteile in den Schmutz fielen. Zudem mußten die städtischen Wasserwerke und ihre Zulieferer passende Ersatzteile für Kupplungen unterschiedlicher Größe auf Vorrat halten_e Jeder Kupplungstyp und jeder Hersteller von Kupplungen brauohte spezielle Teile, um das Rohr an dem Randsteinsohieber zu befestigen. Die Überprüfung war schwierig, weil man nicht sicher sein konnte, daß alle Teile einer Anordnung wirklioh vorhanden waren. Ob bei einer zusammengebauten Kupplung ein Teil fehlte, konnte naoh dem fertigen Zusammenbau nicht mehr festgestellt werden. Auch waren die bisher erhältlichen Kupplungen nicht in der Lage, größere Drüoke in der Leitung auszuhalten, ohne daß die Gefahr bestand, daß sie herausgedrückt wurden·

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kupplung für Wasserrohre aus Kunststoff oder andere Rohre zu sohaf-

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fen, die einen genormten Außendurchmesser haben. Die Kupplung soll eine fertig zusammengebaute Einheit sein, die das Anschließen einer Kunststoff-Wasserleitung an, andere Bestandteile eines Wasserversorgungssystems an Ort und Stelle vereinfacht und die außerdem die Anzahl von Ersatz** teilen, die vom Wartungspersonal und den Zulieferern auf Vorrat gehalten werden müssen, herabsetzt· Die Kupplung soll an genormte Kugelverschraubungsenden, die den AWWA-Normen entsprechen, ganz gleich welchen Herstellers, anschließbar sein. Die Kupplung soll eine in sich geschlossene Einheit bilden, die lediglich auf ein Standardgewinde aufgeschraubt werden muß und in die das Rohr lediglich eingeschoben werden muß. Sie soll eine zwangsläufige, wasserdichte und ausbruchfeste Verbindung zwischen einem Rohr und einem Rohranschlußstüok eines Haupt- oder Randstein« Schiebers eines Wasserversorgungssystems herstellen

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Klemmkupplung für ein Kunststoffrohr vor, die als fertige Einheit unmittelbar auf den vorstehenden Gewindeanschluß eines Hauptschiebers oder Randsteinschiebers aufschraubbar ist und in deren äußeres Ende das Ende eines Kunststoffröhres einschiebbar ist. Wenn die Kupplung weiter auf das Anschlußstück aufgeschraubt wird, kommt eine Vorderfläche an. dem Anschlußstüok mit einer Ringfläche eines Klemmelementes in der Kupplung in Kontakt, wodurch das Klemmelement vorwärtsgeschoben wird und einen Kompressionsring aus Gummi radial einwärts zusammendrückt, so daß ein in dem Kompressionsring angeordneter geteilter Stahlring, sich in die Wand des Kunststoffrohres eingräbt« Das Ergebnis ist eine wasserfeste Abdichtung und eine Verbindung zwischen der Kupplung und dem Kunststoffrohr, die einen Druck beträchtlich über 35 at aushält·

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der naohfol-

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genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen hervor,,

Pig.1 ist ein Längsschnitt durch die Mitte einer erfindungsgemäßen Kupplung in einer ersten Ausführungsform, die gerade auf ein hohles Anschlußstück aufgeschraubt werden soll und das Ende eines Kunststoffrohres aufzunehmen bereit ist;

Figo 2 ist eine der Pigd ähnliche Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Pig.3 ist ein Längssohnitt durch die Mitte eines Gummikompressionsringes und eines darin liegenden geteilten Ringes.

i zeigt eine erste Ausführungsform einer insgesamt mit 10 bezeichneten Klemmkupplung, die für eine Befestigung auf einem hohlen Anschlußstück C und für die Aufnahme des Endes P eines Kunststoffrohres ausgestaltet ist. Die Klemmkupplung besteht aus einem G-ehäuse 11, dessen zylindrische Wand 12 eine Kammer 13 umschließt. Am Hinterende der Kammer ist eine nach innen gerichtete ringförmige Stufe 14 angeordnet, die den Vorderrand einer Bohrung 15 bildet, welche mit einem Innengewinde 16 versehen ist, so daß die Kupplung auf ein Außengewinde 01 des hohlen Anschlußstückes 0 aufschraubbar isto Am Vorderende des Gehäuses 11 ist ein nach innen gerichteter ringförmiger Plansch 17 ausgebildet, der den hinteren Rand einer Öffnung 18 zur Aufnahme eines Rohres begrenzte Der Plansch 17 hat eine nach hinten gekehrte einkeilende Pläche 19· Bei dem in Figd gezeigten Beispiel der Erfindung wird der Plansch 17 durch Biegen des Vorderendes der Gehäusewand 12 nach innen gebildet, nachdem alle innen gelegenen Bestandteile der Kupplung an ihren Platz gebracht sind· Doch ist auch eine andere brauchbare Art, um eine Anlagefläche 19 zu schaffen, anwendbar₀

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In der Kammer ist ein Kompressionsring 20 aus Gummi aufgenommen, der an der nach hinten gerichteten einkeilenden Fläche 19 anliegt. Wie am besten aus Figo3 ersichtlich, hat der Kompressionsring auf seinem Umfang Anlageflächen In den Kompressionsring ist ein geteilter Stahlring 22 eingelegt, der nach innen gebogene Ränder 23 hat, die sich in die Wand des Endes P eines Kunststoffrohres einbetten, wenn der Kompressionsring zusammengequetscht wird.

Ferner ist in der Kammer 13 ein Klemmelement vorgesehen, das aus einem Abstandsring 25 und einer starren Hülse 26 bestehte

Der Abstandsring 25 weist einen länglichen, ringförmigen Körper 27 auf, mit einer nach vorne gerichteten einkeilenden Fläche 28, die am Kompressionsring 20 anliegt, sowie einen radialwärts nach innen sich erstreckenden hinteren Teil 29 mit einer gekrümmten Fläche 30_o Am hintersten Ende des Abstandsrings 25 befindet sich eine Ringwand 31t die an der Stufe 14 aufsitzt«»

Die Hülse 26 hat einen sich in Längsrichtung erstreckenden Körper 32, der konzentrisch im Kompressionsring 20 und Im Abstandsring 25 angeordnet ist und mit diesen beiden Ringen zusammen einen Ringraum 33 begrenzt, der das Endstüok P eines Kunststoffrohres bündig aufnimmt, das in den Ringraum eingeschoben wird, bis sein Ende 34 an einer radialen Fläche 35 des AbstandBringes anstößt, die als Rohraneohlag dientο

Die Hülse 26 hat durchgehend die gleiche Dicke und trägt an ihrem rückwärtigen Ende einen nach außen gebogenen Flansch 36, der so gekrümmt ist, daß er sich an die gekrümmte Fläche 30 des Abstandsrings anschmiegt und auf der Ring-

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wand 31 des Abstandsringes aufsitzt, wobei er an der Stufe 14 anstößtο

Der Flansch 36 der Hülse hat eine Rückfläche 37, die, wie ersichtlich, glockenförmig ist und zusammen mit einer konvex gekrümmten Vorderfläche 38 des Anschlußstückes C als eine Standard AWA Kugelverschraubung wirkt. Die gekrümmte Rückfläche 37 stellt den gesamten Übergang dar, der zwischen der Vorderfläche eines Standard AWA Anschlußstückes

0 und einem in der erfindungsgemäßen Klemmkupplung gehaltenen Rohr notwendig ist. Jedes Stüok, das zum Anschluß des Rohres notwendig ist, befindet sich in der Kupplung. Die Vorderfläohe des Standard-Kugelverschraubungs-Ansohlußstükkes wird lediglich gegen die Fläche 37 gepreßt, um die notwendige Quetschung vorzusehen, die eine feste Verbindung bewirkte

Im Gebrauoh wird die Klemmkupplung 10 auf das Außengewinde

01 des Anschlußstüokes 0 aufgeschraubt, bis ein leiohter Widerstand anzeigt, daß die glockenförmige Rüokflache 37 des Hülsenflansches mit der Vorderfläche 38 des Anschluß·» stüokes Kontakt hat. Daraufhin wird das Endstück P des Kunststoffrohres in den Ringraum 33 vorgeschoben, bis der Widerstand gegen eine weitere Bewegung anzeigt, daß das Ende des Rohres an der Fläche 35 des Abstandsringes anstößt· Das Kunststoffrohr sitzt nun bündig im Ringraum 33 und wird von dem steifen Körper 32 der Hülse fest abgestützte

Nun wird die Klemmkupplung noch weiter auf das Ansohluß«- atüok 0 aufgeschraubt, so daß die Vorderfläohe 38, die gegen die glockenförmige Rüokflache 37 des Hülsenflansches drüokt, das Klemmelement, das aus der Hülse 26 und dem Abetandsring 25 besteht, vorwärts in die Kammer hineinschiebt, wodurch der Gummikompressionsring zwischen den einkeilenden Flächen 19 und 28 komprimiert und radialwärts

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auf das Rohr gepreßt wird; dabei graben sich die nach innen gebogenen Ränder 23 des geteilten Stahlrings in die V/and des Rohres ein.

Vorzugsweise sind der Abstandsring 25 und die Hülse 26 aus einem sehr starken, zugfesten Kunststoffmaterial gegossen, das in einer Hülse mit einer Wanddicke von nur 1,8 mm (0,0625 Zoll) die Druckbeanspruohung aushält, die es beim Quetsohen des Gummikompressionsringes in das Kunststoffrohr erfährt. Ein zweckmäßiges Material ist glasgefülltes Horyl, ein modifiziertes Polyphenylenoxid, das von der Plastics Department of General Electric Corporation erhältlich isto Bei dem in Pig_e1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann sich das Messinggehäuse, während die Kupplung auf das Ansohlußstück C aufgeschraubt wird, relativ zum Ring aus Gummi drehen, der stationär wird, wenn er das Rohr erfaßt. Ein Zwi«* schenring zwischen aufeinander bewegten Teilen aus Gummi und Messing vermindert den Verschleiß, falls die Kupplung wiederholt ein- und ausgebaut werden sollte«

Das in Pig·2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung ähnelt im wesentlichen dem ersten Ausführungsbei-' spiel und die einander entsprechenden Teile tragen im zweiten Beispiel die gleichen Bezugsziffern um 200 erhöhte

Die Klemmkupplung 210 des zweiten Beispiels besteht aus einem Gehäuse 211, dessen Zylinderwand 212 eine Kammer 213 umschließt. Am Hinterende der Kammer ist eine innere ringförmige Stufe 214 vorgesehen, die den Vorderrand einer Bohrung 21*5 bildet, welche ein Innengewinde 216 hat, das auf ein entsprechendes Außengewinde 2C1 eines hohlen Anschlußstüokes 2C aufschraubbar ist. Am Vorderende des Gehäuses 211 ist ein nach innen gerichteter ringförmiger Plansch 217 ausgebildet· Bei diesem zweiten Beispiel ist dies ein eigener Ring, welcher in der Kupplung mittels eines

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Gewinderinges 217a gehaltert wird, der auf ein Gewinde 211a aufgeschraubt wird, welches in das Vorderende der zylindrischen Gehäucewand 211 eingeschnitten iato Der Gewindering 217a hat eine Öffnung 218 zur Aufnahme des Rohres_β Der Plansch 217 ist mit einer nach hinten gerichteten einkeilenden Fläche 219 versehen» Der Plansch 217 kann durch Reibung mit einem Gummiring 220 festgehalten werden, wenn dieser aufhört sich zu drehen, während das Gehäuse der Kupplung an einem Anschlußstück festgeschraubt wird·

In der Kammer 213 liegt der Kompressionsring 220 aus Gummi, der an der nach hinten gerichteten einkeilenden Fläche 219 anliegt. Er entspricht dem Kompressionsring 20·

In der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird das Klemmelement 224 von einem Abstandsring 225 und einer Hülse 226 gebildet, die in einem Stück ausgeführt sind. Wieder hat das Element eine nach vorne gerichtete einkeilende Fläche 228, einen Hülsenkörper 232 und eine glockenförmige Rüokflache 237, so daß das Klemmelement mit einer Vorderfläche 238 des AnschlußStückes zusammenwirkt und den"Gummikompressionsring 220' in genau der gleichen Weise zusammendrüokt, wie dies das zweiteilige Klemmelement des ersten Beispiels tut ο

Beide Ausführungsformen der Kupplung sehen einen Raum für das Rohr und die Hülsen 26, 226 vor, so daß das Kunststoffrohr gut abgestützt wird; es kann aber auch ein Metallrohr mit dem richtigen Außendurchmesser aufgenommen werden« Verwendet man die Kupplung mit einem dünnwandigen Metallrohr, das den richtigen Außendurohmesser hat, dann kann es geschehen, daß das Rohr innen nicht an der Hülse aufliegt; es bleibt aber eine ordnungsgemäße Abdichtung an der Außenfläche bestehen,, Die Verwendung eines größengenormten Kunststoffrohres macht die Kupplungen unmittelbar brauchbar, für gleich bemessene Kupfer-, Alumini um-, Stahl- u.a.Metallrohre·

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Claims

Ansprüche

In sich geschlossene Klemmkupplung zum Verbinden eines Rohres mit genormtem Außendurchmesser mit einem abgeflachten Anschlußstück einer genormten Kugelverschraubung, gekennzeichnet durch

ein Gehäuse (11,211) mit einer zylindrischen Wand (12,212), die eine Kammer (13,213) einschließt, an deren Hinterende (d.i„ das dem Anschlußstück zugewandte Ende) eine nach innen springende ringförmige Stufe (14,214) vorgesehen ist, die den Vorderrand einer Bohrung (15,215) bildet, welche für die Aufnahme eines hohlen Ansohlußstückes (O) mit einer Vorderfläohe (38,238) ausgebildet ist,

einen am Vorderende (d.io das Ende für die Verbindung mit dem Rohr) des Gehäuses vorgesehenen, nach innen stehenden, ringförmigen Flansch (17» 217), der den Hinterrand einer Öffnung (18, 218) zur Aufnahme des Rohres bildet,

einen Kompressionsring (20, 220) aua Gummi, der in dem Gehäuse zwischen der Stufe (14, 214) und dem Flansch (17, 217) eingelegt iat, wobei am Vorderende dea Gehäuses eine dem Kompressionsring zugekehrte einkeilende Anlagefläche (19, 219) ausgebildet iat,

ein in dem Gehäuse nach vorne sohiebbares Klemmelement (25,26; 225,226), das bei dieser Verschiebung den Kompressionsring gegen die einkeilende Anlagefläohe (19» 219) preßt und das aus einem Abstandsring (25, 225), der eine nach vorne gerichtete einkeilende Anlagefläche (28,228) für den Kompressionsring hat, und einer starren Hülse (26, 226) besteht, die konzentrisch in dem Kompressionsring und dem Abstandsring liegt und mit diesen beiden Ringen einen ringförmigen Hohlraum (33) begrenzt, in den das Endstück (P) des Rohres durch die

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genannte Öffnung (18, 218) einschiebbar ist, wobei die Hülse einen nach außen gebogenen Endflansch (36) aufweist, der normalerweise an der Stufe (14, 214) anliegt und mit dem Abstandsring funktionell zusammen- wirkt und der eine Rüokflache (37, 237) hat, die mit der Vorderfläche (38) des Anschlußstückes in Kontakt kommt, wenn das Gehäuse auf dem Anschlußstück angebracht wird, wobei durch diesen Kontakt die Hülse und der Abstand sring nach vorne geschoben werden und den Kompressionsring zwischen den einkeilenden Flächen (19,28,219, 228) komprimieren und radialwärts nach innen quetschen, so daß der Kompressioijteringsdiohtend gegen das Rohr gepreßt wird und so eine Verbindung mit der Außenfläche des Rohres herstellt.
2. Klemmkupplung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (15, 215) mit einem Innengewinde (16, 216) versehen ist, das auf ein Außengewinde (01, 2C1) des Anschlußstüokes aufschraubbar ist.
3. Klemmkupplung nach Anspruoh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückfläohe (37, 237) der Hülse glockenförmig ist und mit einem Anschlußstück, das eine konvex gekrümmte Vorderfläohe (38) hat, zusammenwirkt.
4. Klemmkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kompressionsring ein geteilter Metallring (22) eingelegt ist, der radial nach innen stehende Teile (23) hat, die sich in das Rohr eingraben, wenn der Kompressionsring zueammengequetscht wird.
5· Klemmkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hinterende der Hülse (226) am Umfang in den Abstandsring (225) übergeht (Pig.2).

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6. Klemmkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsring (25) am Hinterende eine Ringwand (31) hat, die sich gegen die Stufe (14) legt, und daß der Endflansch (36) der Hülse mit seinem Umfang auf dieser Ringwand aufsitzt und sich auch noch gegen die Stufe anlegt (Fig.1).
7« Klemmkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse und der Abstandsring in einem Stück ausgebildet sind (Fig.2).
8ο Klemmkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Plansch am Vorderende des Gehäuses den Kompressionsring und das Klemmelement in der Kammer zwischen der Stufe und dem Flansch festhält.
9. Klemmkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende der Gehäusewand mit einem Gewinde (211a) versehen ist und daß der Flansch (217) von einem eigenen Ring mit Gewinde (217a) gebildet ist, der in das Gewinde der Gehäusewand eingeschraubt ist«

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