DE2307876C2 - Rohrkupplung - Google Patents

Description

45

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung für thermoplastische Rohre, die insbesondere zum Transport von unter Druck stehenden Medien wechselnder Temperatur dienen, mit einer aus Kunststoff bestehenden Einsteckhülse zum Einstecken des Endes eines thermoplastischen Rohres, einem zwischen der Außen fläche des Rohres und der Innenwand der Einsteckhülse angeordneten Dichtring sowie einer die Einsteckhülse und das Rohr gegen eine axiale Relatiwerschiebung sichernden, die Einsteckhülse umgebenden Klemmhülse, die einen axial außerhalb der Einsteckhülse befindlichen und mit der Rohraußenfläche in Eingriff stehenden Abschnitt aufweist, der mit Axialschlitzen versehen ist. wobei der Dichtring von der Eingriffsstelle der Klemmhülse mit dem Rohr in einem Abstand liegt, der mindestens zwei mal so groß Ist wie die Wanddicke des Rohres,

Eine irt der DE-Gbm 71 29 110 behandelteRohrkupplung dieser Art ist nur füf Rohre geeignet, die mit einer ringförmigen Wulst versehen sind, hinter die eine mit Schlitzen Versehene Einstülpung der Klemi'nhülse greift, Im Gegensatz dazu behandelt die DE-Gbm 19 31 751 eine Rohrkupplung, die auch in Verbindung mit durchgehend zylindrischen Rohrenden verwendet werden kann. Bei dieser bekannten Rohrkupplung erfolgt die Verriegelung zwischen der Kupplung- bzw. Einsteckhülse und dem Rohr mittels eines Krallenbandes, welches erst durch Zuordnung einer zusätzlichen Spannhülse zu einer Ringkralle und damit funktionstüchtig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber in der Konstruktion vereinfachte Rohrkupplung zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln ein ausreichend hoher Rohrverriegelungs- und Abdichtungseffekt auch dann erreicht wird, wenn einfache durchgehend zylindrische Rohrenden angeschlossen werden sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Rohrkupplung dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse abwechselnd von dem einen und dem anderen Ende ausgehende Axialschlitze enthält und ihr mit der Rohraußenfläche in Eingriff stehender Abschnitt die Form eines Ringflansches hat, der an seinem Innenumfang mit Ringrippen versehen ist, und daß der Innendurchmesser der Einsteckhülse in dem Bereich zwischen dem Dichtring und dem Rohreinsteckende um 2 bis 5% größer ist als der Außendurchmesser des Rohres, um bei dem in dem Rohr herrschenden Innendruck ein fadiales Auswölben des Rohres zu ermöglichen.

Von den oben behandelten bekannten Rohrkupplungen unterscheidet sich die erfindungsgemäße Rohrkupplung einmal durch die Verwendung einer Klemmhülse, die durch die abwechselnd von dem einem und dem anderen Ende ausgehenden Axialschlitze einerseits ausreichend federnd gestaltet ist, um ein Überschieben über die Einsteckhülse zu ermöglichen, während andererseits durch die im Bereich des Ringflansches vorhandenen Ringrippen das Festkralien des eingesteckten Rohrendes gewährleistet ist. Der Verriegelungs- und Abdichtungseftekt wird auch dadurch verbessert, daß der Innendurchmesser der Einsteckhülse in dem Bereich zwischen dem Dichtring und dem eingesteckten Rohrende geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Rohres, so daß das Rohr sich bei Innendruck nach außen wölben kann.

Im Gegensatz dazu endet bei der Rohrkupplung gemäß der DE-Gbm 7129 110 die Einsteckhülse im Bereich der einen Stirnfläche des Dichtringes, so daß ein durch Auswölben des Rohres hervorgerufene Verriegelungs- und Abdichtungseffekt nicht auftreten kann.

Bei der in der DE-Gbm 19 31751 behandelten Rohrdichtung ist der Dichtring am siirnseitigen Ende des Rohres angeordnet, so daß im Normalzustand eine sichere Abdichtung durch ihn nur dann gewährleistet ist. wenn das Rohr mit ausreichend hoher Kraft einerseits gegen den Dichtring und dieser Dichtring andererseits gegen die innere Ringschulter der Einueckhülse gedrückt wird. Wenn bei dieser bekannten Rohrkupp lung entsprechend der neuen Rohrkupplung der Innendurchmesser der Einsteckhülse um 2 bis 5% größer wäre als der Außendurchmesser des Rohres, würde im Normalfall die Abdichtung unzureichend sein.

Im Gegensatz dazu wird bei der neuen Rohrkupplung im Normalzustand eine ausreichende Abdichtung durch den das Rohr umgebenden Dichtring gewährleistet, so daß die Differenz zwischen Innendurchmesser der Einsteckhlilse und Außendurchmesser des Rohres ohne Einfluß bleibt, Und zwaf selbst dann, wenn keine

Auswölbung des Rohres auftritt.

Zur weiteren Verbesserung des Verriegeiungseffektes ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Rohrkupplung eine die Klemmhülse umgebende Schutzhülse umfaßt, deren s Innenmaße so ausgewählt sind, daß sie in dem auf die Klemmhülse aufgeschobenen Zustand die Ringrippen in das Rohr eindrückt, und die an ihren Enden mit radial nach innen gerichteten Ringflanschen versehen ist, welche die benachbarten Enden der Klemmhülse in einer solchen Weise umgreifen, daß die Klemmhülse und die Schutzhülse gegen Axialbewegungen relativ zueinander gesichert sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in der zwei bevorzugte Ausführungsformen in beispielhafter Weise dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der erfinduiigsgemäßen Rohrkupplung zum Verbinden von zwei thermoplastischen Rohren gleicher Querschnittsabmessungen, und

F i g. 2 einen Axialschnitt einer crfindungsgemäßen Rohrkupplung zum Anschließend eines th--rmep!astischen Rohres kleineren Durchmessers an eine Hauptleitunggrößeren Durchmessers.

In Fig. 1 ist eine Kupplungshülse 10 dargestellt, die eine zentrale Anschlagrippe 11 und beiderseits dieser Anschlagrippe 11 zwei spiegelbildlich angeordnete, einander identische Einsteckhülsen 12 aufweist. Jede Einsteckhülse 12 ist an ihrer Innenfläche mit einer Ringnut 13 zur Aufnahme eines Dichtringes 14 versehen. Die Dichtringe 14 dienen dazu, eine Abdichtung zwischen den Innenflächen der Einsteckhül sen 12 und den Außenflächen von zwei in die Einsteckhülsen eingeschobenen thermoplastischen Rohren 15 herzustellen. Die Anschlagrippe 11 bestimmt das Ausmaß, in welchem die Rohre 15 in die Einsteckhülsen 12 eingeschoben werden können. Die Kupplungshülse 10 besteht aus einem Material, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen gleich -to dem Wärrr iausdehnungskoeffizienten des Materials ist. aus dem die Rohre 15 hergestellt sind; es wird dabei in der Beschreibung und in den Ansprüchen davon ausgegangen, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der Kupplungshülse 10 etwa mindestens halb so groß ist wie derjenige der Rohre 15. In der Praxis bedeutet dieses, daß die Kupplungshülsc 10 ebenfalls aus Kunststoff bestehen muß.

Um jedes einzelne Rohr 15 mit der zugeordneten Einsteckhülse 12 fest /u verbinden, ist ein Kupplungsele· so ment vorgesehen, das in wesentlichen die Form einer Klemnihülse 16 hat. die an ihren beiden Enden mit radial nach inne !gerichteten Ri.igflanschen 17,18 versehen ist. Der Ringflansch 17 ragt in eine sich um die Außenfläche der jeweiligen Einsteckhülse 12 erstreckende Ringnut 19. während der Ringflansch 18 dann, wenn der Ringflansch 17 in die Ringnut 19 eingreift, axial außerhalb der Einsieckhülse liegt. Der Ringflansch 19 ist mit Ringrippen 20 od. dgl versehen, die außerhalb der Einstecklvilse 12 in die Außenfläche des zugeordneten Rohres 15 eingreifen. Die Ringrippen 20 sind so gestaltet, daß sie das Einschieben des Rohres 15 erleichtern bzw, ermöglichen, während das Wiederher^ ausziehen aus der Klemmhülse 16 erschwert wird. Die in der Zeichnung in beispielhafter Weise dargestellte Klemmhüise, welche aus Metall oder Kunststoff bestehen kann, ist mit Axialschlitzen 21 versehen, die abwechselnd von b«Jen Enden der Klemmhülse ausgehen, so daß die KJemmhülse in radiaier Richtung elastisch aufgeweitet werden kann. Indem die Einsteckhülse 12 gegen die Innenflüche der Klemmhüise 16 in dem Beroich zwischen den Ringflanschen 17 und 18 anliegt, bestimmt die Einsteckhülse 12 das Ausmaß, in welchem der Ringflansch 18 und die Ringrippen 20 in radialer Richtung nach innen über die Innenfläche 22 der Einsteckhülse 12 ragen. Zumindest der mit den Ringrippen 20 versehene Abschnitt der Klemmhülse 16 sollte eine größere Härte haben als die Rohre 15. Falls es erwünscht ist, kann jede Klemmhüise 16 z. B. in der in der Zeichnung dargestellten Weise von einer Schutzhülse 23 umgeben sein, die eine solche Form hat, daß sie zumindest nicht wesentlich die durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Bewegungen der übrigen Organe der Kupplung behindert, die Schutzhülse 23 dient dazu, den Ringflansch 17 in der Ringnut 19 zu halten und die Axialschlitze 21 abzudecken, so daß keine Fremdkörper eindringen können, die unter Umständen dazu führen könnten, daß die Klemmhüise 16 ihre Fähigkeit verliert, sich aus einem aufgeweiteten Zustand radial zusammenzuziehen. Die Schutzhülse 23 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispie! an ihren Enden mit radial nach innen gerichteten Ringflanschen 24 und 25 versehen, welche die benachbarten Enden der Klemmhülse 16 in einer solchen Weise umgreifen, daß die I.Iemmhülse und die Schutzhülse 23 gegen Axialbewegungen relativ zueinander verriegelt bzw. festgehalten sind. Die Innenmaße der Schutzhülse 23 sind so ausgewählt, daß bei bzw. nach der Montage der Rohrkupplung die Schutzhülse 23 die Ringrippen 20 in das Rohr 15 eindruckt. Wenn eine Schutzhülse 23 benutzt wird, ist es auch möglich, eine Klemmhülse aus einem oder mehre^ren gesonderten Teilen zu verwenden, wobei die Klemmhülse z. B. in einer solchen Weise hergestellt ist, daß die in F1 g. 1 dargestellten Axialschlitze 21 sich über die gesamte Länge der Klemmhülse 16 erstrecken.

Der Abstand zwischen der Eingriffsstelle der Klemmhülse 16 mit dem zugeordneten Ronr 15 und dem Dichtring 14 entspricht mindestens dem Zweifachen der Wanddicke des Rohres 15: zumindest bei dünneren Rohren, die z. B. einen Außendurchinesser von etwa 50 mm haben, sollte der erwähnte Abstand etwa gleich groß oder größer sein als der halbe Auüenriurchmesser des Rohres. Der Abstand zwischen ότη Dichtring 14 und der Anschlagrippe 11 sollte mindestens zwei mal so groß sein wie die Wanddicke des Rohres 15. wobei dieser Abstand auch hier insbesondere bei dünneren Rohren gleich oder größer ist als der halbe Außendurch messer des Rohres 15.

Bei der Montagu bzw. beim Anbringen der Rohrkupplung werden die Enden der Rohre 15 bis "",ur Anschlagrippe 11 in die Einsteckhülsen 12 und die daran jngtbiachten Klemmhülsen 16 gesteckt bzw eingeschoben, wobei die Klemmhülsen 16 im Bereich ihrer Ringflansche aufgeweitet werden. De Schutzhülsen 23. die vorher auf die entsprechenden Enden der Rohre 15 aufgeschoben worden oder axial beweglich auf den zugeordneten K'Tnmhülsen Ifi montiert sind, werden anschließend axial soweit über die Klemmhülsen 16 geschoben, bis die Ringflansehe 25 hinter die innen liegenden Enden der Kiemmhülsen 16 einschnappen. Infolge der Rückfederurigskraft der Klemmhülsen 16 und auch aufgrund der in radialer Richtung auf die Ringflansche 13 ei !.wirkenden Schutzhülsen 23 Werden die Ringrippen 20 in die Rohre eingedrückt, so daß die Rohre mit den zugeordneten Klemmhülsen 16 und

damit den EinsteckhUlsen 12 verriegelt werden. Die Einsteckhülsen 12. die Klemmhülsen 16 und die Schutzhülsen 13 haben gemäß Fig. 1 eine konische Form bzw. die Form eines Kegelslumpfes, um das Übereinanderschieben der einzelnen Elemente und damit die Montage der Rohrkupplung zu erleichtern.

Bei der beschriebenen Ausführüngsform hat jede Einsteckhülse 12 und jedes darin eingeschobenen Rohrende die Möglichkeit, sich im wesentlichen im gleichen Umfang in radialer Richtung zu bewegen, wenn diese Elemente beim Strömen eines unter Druck stehenden Mediums durch die Rohre 15 und die Rohrkupplung Temperaturänderungen unterworfen werden. Aufgrund des Abstandes zwischen jedem Dichtring 14 und der Eingriffsstelle des Ringflansches 18 mit dem Rohr 15 beeinträchtigt die radial nach innen gerichtete Deformation des Rohres 15. die unvermeidbar durch den Ringflansch 18 erzeugt wird, nicht in nachteiliger Weise die durch den Dichtring 14 zwischen der ÄöSCfrSGJtc des Rchrss 15 und d?r !nn?^nQeite der Einsteckhülse 12 bewirkte Abdichtung. Der durch die Rohrkupplung hervorgerufene Verriegelungs- und Abdichtungseffekt kann weiter dadurch verbessert werden, daß der Innendurchmesser jeder Einsteckhülse 12 zumindest in dem Bereich zwischen dem Dichtring und dem Ende der Einsteckhülse 12. durch welches das Rohr eingeschoben wird, größer ist als der Außendurchmesser des Rohres 15, so daß das Rohr sich in der in Fig. 1 bei 26 grob dargestellten Weise nach außen wölben kann und zwar aufgrund des Druckes, der durch das durch die Rohre fließende Druckmedium ausgeübt wird: die Rohre behalten im wesentlichen diese gewölbte Form bei. Der Innendurchmesser jeder Einsteckhülse 12 ist um 2-5% größer als der Außendurchmesser des Rohres 15.

Die in Fig.2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich der grundlegenden Konstruktionselemente nicht wesentlich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1. und es werden aus diesem Grund für einander identische Konstruktionselemente, die im übrigen nicht mehr im einzelnen beschrieben werden, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der einzige wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, daß die Rohrkupplung gemäß F i g. 2 dazu dient; ein thermoplastisches Rohr 15, welches einen verhältnismäßig kleinen Außendurchmesser hat, radial an eine nur teilweise dargestellte Sammelleitung 27 od. dgl. anzuschließen, die einen verhältnismäßig großen Außendurchmesser hat. Die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Kunststoff bestehende Sammelleitung 27 ist mit einer Bohrung 28 versehen, deren Innendurchmesser im wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Einsteckhülse 12 im Bereich der Anschlagrippe 11. Die mit der Anschlagrippe 11 versehene Einsteckhülse ist im Bereich der Bohrung 28 an der Sammelleitung 27 festgeschweißt oder in anderer Weise befestigt. Es ist zu erkennen, daß bei der Ausführungsform gemäß Fig.2 die Antchlagrippe 11 fortgelassen werden kann, wenn die Bohrung 28 nur so groß ist, daß das Rohr 15 diese Bohrung nicht passieren kann; die Anschlagrippe 11 kann auch durch eine Innenschweißnaht im Bereich der Verbindungsstelle zwischen der Einsteckhülse 12 und der Sammelleitung 27 ersetzt werden, wobei diese Innenschweißnaht beim Verschweißen der Einsteckhülse 12 mit der Sammelleitung 27 erzeugt werden kann.

Die beschriebene erfindungsgemäße Rohrkupplung ist inr^esondere zum Verbinden von Rohren geeignet, die beispielsweise aus Polyolefinen, wie Polyäthylen und Polypropylen, oder auch aus Polyvinylchlorid und Acrylnitril-MischDolymensaten, Butadien oder Styrol bestehen. Jede Etnsteckhülse 12 kann ebenfalls aus einem der oben erwähnten Stoffe bestehen. Das Material, aus dem die Klemmhülse 16 hergestellt wird, hat eine beträchtlich größere Härte als das Rohrmaterial und kann im Fall von Polyäthylenrohren ein Acetalharz oder im Falle von Polyvinylchloridrohren Messing sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rohrkupplung für thermoplastische Rohre, die insbesondere zum Transport von unter Druck stehenden Medien wechselnder Temperatur dienen, mit einer aus Kunststoff bestehenden Einsteckhülse zum Einstecken des Endes einer thermoplastischen Rohres, einem zwischen der Außenfläche des Rohres und der Innenwand der Einsteckhülse angeordneten Dichtring sowie einer die Einsteckhülse und das Rohr gegen eine axiale Relativverschiebung sichernden, die Eiristeckhülse umgebenden Klemmhülse, die einen axial außerhalb der Einsteckhülse befindlichen und mit der Rohraußenfläche in Eingriff stehenden Abschnitt aufweist, der mit Axialschlitzen versehen ist, wobei der Dichtring von der Eingriffsstelle der Klernmhülse mit dem Rohr in einem Abstand liegt, der mindestens zwei mal so groß ist wie die Wanddicke des Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (16) abwech= Jnd von dem einen und dem anderen Ende ausgehende A.xialschlitze (21) enthält und ihr mit der Rohraußenfläche in Eingriff stehender Abschnitt die Form eines Ringflansches (18) hat, der an seinem Innenumfang mit Ringrippen (20) versehen ist, und daß der Innendurchmesser der Einsteckhülse (12) in dem Bereich zwischen dem Dichtring (14) und dem Rohrcinsteckende um 2 bis 5% größer ist als der Außendurchmesser des Rohres (15), um bei in dem Rohr herrschenden Innendruck ein radiales Auswölben des Rohres zu ermöglichen.

2. Ro'rUupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine die Klemmhülse (16) umgeber.de Schutzhülse (..J) umfaßt, deren Innenmaße so ausgewählt sind, daß sie in dem auf die Klemmhülse aufgeschobene. Zustand die Ringrippen (20) in das Rohr (15) eindrückt, und die an ihrer. Enden mit radial nach innen gerichteten Ringflanschen (24,25) versehen ist, welche die benachbarten Enden der Klemmhülse in einer solchen Weise umgreifen, daß die Klemmhülse und die Schutzhülse gegen Axialbewegungen relativ zueinander gesichert sind.