DE2326628A1

DE2326628A1 - Kupplung aus verklebten muffenschalen fuer rohre und rohrfoermige glieder

Info

Publication number: DE2326628A1
Application number: DE2326628A
Authority: DE
Inventors: Sen Hoss; Robert Hynds Kilpatrick
Original assignee: Lockheed Aircraft Corp
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 1972-05-22
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1973-12-06
Also published as: BR7303731D0; GB1382566A; CA990322A; JPS5644319B2; FR2185768A1; AU5553173A; IT985118B; US3771820A; BE799799A; FR2185768B1; JPS4941931A; AU466302B2

Description

L 396

PATEHTANWÄLte

Dr.-Ing. HANS RUSCHKE g.HEiNZ A6ULAR

BERLIN 33

e-Viktsrla-StMJN «3

Lockheed Aircraft Corporation, Burbank, California, V.StoV.A.

Kupplung aus verklebten Muffenschalen für Rohue und rohrförmige

Glieder.

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine muffenartige Dauerkupplung für hydraulische Leitungen und/oder rohrförmige Elemente und insbesondere eine Kupplung, die mit dem Rohr bzw. den Rohrteilen verklebt ist, sowie die gegenseitige Klebverbindung der Muffenteile zum Aneinanderfügen der Rohrteile, die Reparatur von Lecks in denselben oder die Verstärkung der Leitungen im Fall zerkratzter oder verbeulter Hydraulikleitungen.

Im Fall hydraulischer Rohre oder Leitungen mit Strömungsmitteldurchfluß kennt die Technik eine Anzahl verschiedener mechanischer und/oder Gewindeverbindungen bzw. Kupplungen₅ die durch Aufdrücken und/oder gewindeartig aneinandergefügt werden«, Alle diese Verbindungen lecken leicht, sind umfangreich und führen insbesondere im Luftfahrzeugbau zu einer nachteiligen Gewichts- und/oder Volumenzunahme der Armaturen.

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Weiterhin ist nach dem Stand der Technik eine Verbindung mit geteilten Muffenschalen der allgemein gleichen Art, wie die vorliegende Erfindung bekannt. Auch hier jedoch sind Gewicht und Volumen unzulässig gross, die Festigkeit zu gering und die Möglichkeit einer kontinuierlichen Einstellung nicht gegeben. Diese Nachteile werden von der vorliegenden Erfindung .überwunden„

Weiterhin ist nach "der vorliegenden Erfindung für.das Aneinanderfügen rohr förmiger Bauelemente eine Anordnung vorgesehen, mit der sich spannungskonzentrierende Ausnehmungen an den schwächsten Stellen vermeiden lassen, indem man die Last auf stärkere Teile der fertigen Verbindung legt. .

Die Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.

Fig, 1 ist eine Seitenansicht einer fertigen Kupplung nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Figo 1 entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 und zeigt eine weitere -Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 und 5 sind Schnittansichten der Verbindung nach Fig. 3 entlang den Linien 4-4 und 5-5 der Fig. 3;

Fig. 6 ist eine vergrösserte Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Kupplungselemente und zeigt Einzelheiten die Beziehung der Kupplungsglieder nach der Erfindung untereinander;

Fig. J ist eine aufgebrochene Perspektivansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form einer Kupplung für Hochdruck-Hydraulikleitungen mit einer doppelt

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geteilten Muffenkupplung;

Pig. 8 zeigt die Teile der Verbindung nach Fig. 7 im zusammengebauten Zustand;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht der fertigen Verbindung nach den Fig. 7 und 8;

Fig. 10 ist eine aufgebrochene Perspektivansieht einer weiteren Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, bei der eines der Rohrelemente am zu verbindenden Ende mit einer Glocke versehen ist, und zeigt eine Kupplung zum Verbinden ungleicher Rohrgrößen;

Fig. 11 ist ein Längsschnitt durch die Verbindung der Fig_o 10; und die

Fig. 12 und 13 "sind Schnittansichten entlang der Linien 12-12 bzw. I3-I3 der Fig. 11.

Allgemein gesagt, sieht die vorliegende Erfindung geteilte Muffenschalen vor, die, um eine Verbindung zu schaffen, um die Rohre herumgelegt und mittels eines unter Wärmeeinwirkung oder bei Umgebungstemperatur härtbaren Klebers mit den Rohrenden und miteinander verklebt werden. Die aneinanderliegenden Kantenteile der Muffenschalen sind so ausgebildet, dass sie sich überlappen und die Überlappung ihrerseits Kleber ,enthält, wodurch die Haftfläche der Verbindungsstelle vergrössert und somit die Festigkeit der Verbindung erhöht wird.

Eine Anwendung der Kupplung nach der vorliegenden Erfindung dient zur Herstellung einer dauernden Verbindung für Rohre von Leitungen in hydraulischen Anlagen, Brennstoffversorgungssystemen, Pitotrohre und andere Instrumentationsanlagen, bei denen es wesentlich auf Innendruck, Leckverluste, Temperatur- und Druckzyklen und Umgebungseinflüsse ankommt. Eine zweite Anwendung der Erfindung

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ist das Verbinden von Bauelementen, aber nicht notwendigerweise auf Rohre beschränkt, sondern auch für Endarmaturen, das Aneinanderfügen ungleicher Materialien (bspw. Verbundstueke, Stangen und mechanisch befestigter Platten) und die Bildung von Bauteilen wie Verstrebungen,, wo es wesentlich auf Zugfestigkeit sowie die Drall- und Ermüdungseigenschaften ankommt und der Aufbau der Verbindung und deren Gütetest sich von denen von Flüssigkeitsleitungen unterscheiden, obgleich die Verbindungen selbst ähnlich aufgebaut sind.

Nach Fig. 1 und 2 besteht die Verbindung 10 aus einem Paar Schalen 11 und 12, die sich über den Stoßspalt miteinander ausgerichteter Rohrteile 13 und 1^- erstrecken, wobei die Schalen 11 und 12 mit den Rohrteilen 13 und 14 und miteinander durch einen Kleber 15 verklebt sind.

Die Schalen 11 und 12 sind vorzugsweise aus Metall und so geformt, dass sie sich in Umfangsrichtung um die zu verbindenden Rohrteile herumerstrecken, wie es die Fig. 2 zeigt. Wie weiterhin aus Fig. ersichtlich, haben die Schalen 11 und 12 die gleiche Querschnittsform, sind aber in Längsrichtung um l80 zueinander versetzt angeordnet. Der Innendurchmesser der Schalen 11 und 12 ist mindestens so gross wie der Aussendurchmesser der zu verbindenden Teile und optimal 0,001 bis 0,015 inch (0,025 bis 0,38l)mm) grosser als derselbe.

Während die Bogenlänge der einzelnen Schale 11 bzw«, 12 grosser ist als l80°, erstreckt sich die an das Rohr 13 in Fig. 2 angrenzende Innenfläche jeder der Schalen über nicht mehr als l80°. Mit anderen Worten: Die bogenmässige bzw. Umfangsentfernung zwischen den Punkten 11a und 11b bzw. 12a und 12b ist nicht grosser als l80° des Rohrelements 13·

Die Bogenlänge der Schalen 11 und 12, die überdie mit dem Rohr 13 gemeinsamen l80° gegenüberliegende Fläche hinausgeht, besteht aus einem Ansatz 16 mit auf dessen Innenseite befindlicher und im wesentlichen flacher Fläche 17. Der Winkel zwischen der Fläche 17 der Schale 11 und einer die Punkte 11a und 11b verbindenden Durch-

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messergeraden liegt zwischen 90° und l80°, wobei der genaue Wert abhängt von der gewünschten Haftfläche, wie es weiter unten genauer erläutert ist.

Die Kante 18 der Schalen 11- und 12 gegenüber dem Ansatz 16 besteht aus einer Innenfläche, die einen Teil der gekrümmten Innenfläche der Schalen 11 und 12 darstellt^ die der Aussenfläche der Rohrteile 13 und 18 gegenüberliegen= Die Aussenfläche der Kante 18 ist im wesentlichen flach und liegt der Fläche 17 des Ansatzes 16 der jeweils anderen Schale gegenüber. Die Aussenflachen der Kanten 18 und die Flächen der Ansätze 16 beider Schalen 11 und 12 sind im zusammengebauten .Zustand zueinander parallel, so dass die Aussenf lachen der Kante' 18 .und die Flächen 1? im wesentlichen in gleicher Beziehung zu den Durchmesserlinien zwischen den Punkten lla und lib bzw. 12a und 12b liegen, wie es oben bereits angeführt wurde.

In der Ausführungsform der Fig_e 2 ist zwischen dem Kantenteil 18 und dem Körper der Schalen 11 und 12 eine Längsrippe 19 gezeigt, die als Anschlag für die Spitze des Ansatzes 16 wirkt. Desgl. iS't eine längsgerichtete Auflagefläche 20 vorgesehen, die als Anschlag für die Spitze der Kante 18 dient, wenn die Muffenverbindung nach Fig. 2 hergestellt ist. Der Hauptzweck der Längsrippe 19 und der Auflage 20 ist die Schaffung eines Anschlages für den Zusammenbau der Muffenverbindung, der verhindert, dass der Innendurchmesser der Schalen 11 und 12 im Verhältnis zum anderen Durchmesser der Rohrteile Γ5 und 1Ψ zu gering wird,und dafür sorgt, dass sich eine Mindestdicke der Kleberschioht 15 im zusammengebauten Zustand ergibt. Wie weiterhin ersichtlich, lässt sich eine solche- Umfangs-* berührung zwischen den Schalen 11 und 12 durch nur einen Anschlag erreichen, d.h. eirfen Anschlag zwischen der Spitze der Kante 18 und der Auflage 20 bzw. zwischen der Rippe 19 und der Spitze des Ansatzes 16. Während die Breite oder Dicke des Anschlagseingriffs nicht besonders kritisch ist, sollte ein solcher jedoch in einem gewissen Maß vorhanden sein und vorzugsweise eine Grössenordnung von 0,005 inch (0,125 mm) oder mehr haben«. -

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Wie in Fig. 2 zu ersehen, befindet sich der Kleber 15 nicht nur zwischen den Innenflächen der Schalen 11 und 12 und den Aussenf lachen der Rohrteile IJ und 14,sondern auch zwischen den Enden der Kanten 18 und den Auflagen 20, den Enden der Ansätze 16 und den Rippen 19, und zwischen den Äussenflächen der Kanten 18 und Oberflächen 17 der Ansätze 16. Diese Anordnung des Klebers 15 auf sämtlichen Flächen der Verbindung vergrössert die gesamte Haftlinienfläche der fertigen Kupplung und damit die Festigkeit der Verbindung.. Wie weiterhin ersichtlich, ergibt sich aus dieser Anordnung mit überlappenden Flächen -der Schalen 11 und 12 eine sich grössenmässig kontinuierlich selbsteinstellende Verbindung, wodurch die Toleranz des Innendurchmessers der Schalen 11 und 12 und der Außendurchmesser der Rohrteile IJ und 14 im wesentlichen ohne Einfluß bleibt»

Desgl. wird darauf verwiesen," dass die zueinander winklige Anordnung der überlappenden Flächen der wirksamen Innendurchmesser der Schalen 11 und 12 verhindert, dass der Kleber 15 von der den Flächen-gegenüberliegenden Überlappung abgewischt wir-d,, Durch Änderung der winkligen Anordnung der überlappenden Flächen relativ zum wirksamen inneren Durchmesser der Schalen lässt sich ausserdem die Haftlinienfläohe nach Wunsch vergrössern oder verkleinern.

Bei dem Kleber 15 handelt es sich um irgendein durch Wärmeeinfluß oder bei Umgebungstemperatur härtbares geeignetes Material, wie

/pas Ty os sr ^ W₁W ^,„ _uuu,_ilu v^,. j.v^x^.^wv.x^^v. ^u «α ^™,^₆νΛ,οάβΓ Blattform erhältlich ist - bspw. Materialien auf der Basis von Epoxyharz, Polyamid, Polyester, Azetat usw. sowie metallisches Lot.

Nachdem die -Schalen 11, 12 in der in den Fig. 1 und2 gezeigten Weise um die Enden der Rohrteile 13 und 14 herumgelegt und der Kleber 15 aufgebracht worden ist, wird an die Schalen 11, 12 eine geeignete Klemm— bzw. Haltevorrichtung angelegt, um sie in der gewünschten Lage zu halten, bis der Kleber 15 ausgehärtet ist. Falls es sich beim Kleber 15 um einen wär-mehärtbaren Kleber handelt, kann die Klemmvorrichtung gleichzeitig die Wärmezufuhr zum

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Aushärten des Klebers 15 besorgen. Die im Einzelfall zum Aushärten erforderliche Zeit und Temperatur hängen vom eingesetzten Kleber ab.

An der Kupplung nach der vorliegenden Erfindung wurden einige Tests durchgeführt^ zu diesem Zweck wurden sechs Proben aus Al-Rohr mit einer Wanddicke von 0,049 inch (1,245 mm) hergestellt und mit sechs Probenstücken verglichen, bei denen die Verbindung mit herkömmlichen Mitteln, d.h. mechanischen Armaturen, Muttern und Rohrverschraubungen hergestellt worde η war« Die Ergebnisse der Zerreißtests, an Klebkupplungen mit geteilten Muffenschalen nach der vorliegenden Erfindung zeigten, dass die Rohre selbst

2 ohne Aufreißen der Verbindung bei 4-600 psi (3,2J kg/mm ) bis

5350psi '(3,76 mm ) zerrissen, während an den Proben mit mechanischen oder herkömmlichen Verbindungen bereits bei 2900 psi (2,o4 kg/mm ) Leckverluste auftraten und die Verbindung spätestens bei 4000 psi (2,81 kg/mm²) aufriß.

Zusätzlich wurden sechzehn Proben mit einem Durchmesser von 1/2" bei 0,028 inch Wanddicke (0,71 mm) Ermüdungs-,, Zerreiß- sowie Tests auf Umgebungsbeständigkeit unterworfen^ wobei die Rohrverbindungen einen Monat lang mit Skydrol einem Druck von I500 psi

(1,055 kg/mm ) ausgesetzt wurden. Während dieser Dauer wurde die Temperatur von acht der Proben auf l60°-F₃, (71° C), die der restlichen acht Proben auf -65° F (-54° C) gehalten. Die Zerreißtests zeigten, dass die auf I5OO psi (1,055 kg/mm ) und -65° F (-54° C) gehaltenen Proben bei 5400 psi (3,8 kg/mm ) durch Rohrriß zerstört wurden, jährend die auf 15ΟΟ psi (1,055 kg/mm ) und 160° F (71° C) gehaltenen Proben ebenfalls durch Rohrriß bei

5400 psi (3,8 kg/mm ) zerstört wurden, eine jedoch erst bei 5700 psi (4,01 kg/mm²).

Da für die Ermüdungsprüfung von verklebten Rohrverbindungen kein bestimmtes Verfahren besteht, wurde für die erste Probe willkürlich ein Wert von I5 ksi gewählt. Das Rohr war ausserhalb der Verbindung nach 637»000 Lastzyklen zerstört. Bei der zweiten Probe wurde der Spannungswert auf insgesamt 10 ksi herabgesetzt;

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die Probe überstand 10' Lastzyklen ohne Schäden an.der Verbindungsstelle. Wegen der Länge der Proben gegenüber der Größe der Prüfkammer wurden die ermüdungsgetesteten Proben vor dem Test nicht auf Umgebungsbeständigkeit geprüft.

Zusätzlich wurde eine Probe mit einer JCupplung nach der vorliegen-

2 den Erfindung bei einer Spannung von 15 000 psi (10.,55 kg/mm ) biegegetestet. Der Bruch trat nach 1,6x10 Lastzyklen am Rohr, nicht aber in der "Verbindung " auf.

Es wurden an Stahlrohren der Stahlsorte AM 350 mit 1" Durchmesser Versuche zur Bestimmung der Bruchfestigkeit der 'Kupplung nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Die Bruchdrücke der Rohre lagen dabei durchweg in der Grössenordnung von 10 000 psi (7,03 kg/mm ), während 3/8"-Stahlrohre mit geteilten Muffenschalen noch

Bruchdrücke der Rohre von 19 000 psi (13,36 kg/mm ) und 21 000 psi 2

(14,77 kg/mm ) überstanden.

Schliesslich wurden Ziehfestigkeitstests an l"-Al-Rohren einer Wanddicke von 0,0^9 inch (1,25 mm) durchgeführt, wobei die Verbindung einerseits aus der geteilten Muffenverbindung nach der vorliegenden Erfindung und andererseits aus Rohrverschraubungen bestand. Drei Proben mit Verbindungen nach der Erfindung erlitten einen Rohrriß bei Endlasten von 665Ο, 66ΟΟ und 65²J-O lbs. (3020 kg, 2990 kg bzw. 2970 kg), während bei den Proben mit Rohrverschraubungen bei,4000, 3650 und 3640 lbs. (I815, I656 bzw. 1652 kg) die Verschraubung zerstört wurde.

In den Fig. 3, 4 und 5 der Zeichnung ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, und zwar auf ein Bauelement, bei dem eine verklebte Muffenverbindung mit den Schalen 21 und 22 eine verklebte Verbindung für ein !Rohrelement 23 und eine Armatur 24 bildet. In dieser Ausführungsform sind die Schalen 21 und 22 so ausgebildet, dass sich ein Mittelteil 25 konstanten Durchmessers ergibt, von dem aus' sich der Aussendurchmesser in Längs- bzw. Axialrichtung" nach den Enden der Kupplung - verglo

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bei 26 - verringert. Bei dieser Anwendungsform der vorliegenden Erfindung werden die Lasten im Mittelteil 25 konzentriert, wodurch sich ein spannungskonzentrlerender Kerbeffekt am Übergang 27 zwischen Rohrelement 23 und den Muffenschalen .21,- 22 vermeiden lässt, wie er auftreten würde, wenn die Schalen 21 und 22 über ihre gesamte Länge einen gleichmässigen Durchmesser hätten.

Ein geeigneter Kleber I5 wird hier auf die gleiche Weise eingesetzt wie oben beschrieben, um eine vollständige und fertige Verbindung herzustellen.

Es wird.weiterhin darauf verwiesen, dass sich diese Art von Verbindungen aus anwenden lässt, wenn anstelle der Armatur 2.\ ein weiteres Rohrelement ähnlich dem des Bezugszeichens 23 angefügt werden soll* Desgl. lässt sich diese Ausführungsform für die Reparatur von Lecks oder Löchern in hydraulischen Leitungen oder von hydraulischen Leitungen verwenden, die durch Kratzer oder Beulen beschädigt sind.

Ein Vergleich der Fig. \ und 5 zeigt, dass mit den sich verjüngenden Aussenflachen der Schalen 21 und 22 auch die gesamte Haftlinienfläche geringer wird, die die Überlappung zwischen den Schalen 21 und 22 in den verjüngenden Teilen 26 abnimmt. Bei einem Test an Al-Legierungsrohrenden eines Durchmessers von 2^·" und einer Wanddicke von 0,060 inch (1,5^· mm) mit aufgebrachter Zuglast ergab sich der Rohrriß bei Zuglasten von mehr als 5^ lbs. (15 400 kg), ohne dass die Verbindung zerstört wurde. Bei Zugfestigkeitstests an Stoß/Zugstangen für Luftfahrzeuge aus Al-Rohr mit mit Blindbefestigungsmitteln angefügter Endarmatur trat der Bruch bei einer Zuglast von 28 000 lbs. (12 700 kg) auf, während bei einer entsprechenden Probe mit nach der vorliegenden Erfindung zusammengefügtem Rohr und Armatur bei einer Zuglast von 32 000 lbs. (l4 550 kg) die Armatur riß, die Verbindung aber unbeschädigt blieb.

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Desgl.. wurde ein Rohr aus 10-lagigem Beron-Verbundiaaterial mit einem Durchmesser von 2-1/4" mittels einer verklebten Muffenkupplung nach der vorliegenden Erfindung mit Metallrohren und -endarmaturen verbundene Bei Ermüdungs- und Zugfestigkeitstests trat keine Zerstörnung der Verbindung auf.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Muffenschalen nach den Fig.: 1 und 2, bei der entlang jeder Längsfuge- zwischen den Schalen nur eine Schulter vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform sind die überlappenden Endansätze 30 der Schalen 28 und 29 gegenüber den Ansätzen 16 der Flg. 2 abgerundet und. geglättet. Wie bereits ausgeführt,ist der Winkel 31 zwischen den gegenüberliegenden Haftflächen 32 und 33 (wobei die Durehmesser linie 3^ das Maximum von l80° der Innendurchmesser der Schalen 28 und 29 definiert) so gewählt, dass er grosser als 90°, aber kleiner als l80° ist, wobei die Veränderung des Winkels 31 zwischen den Grenzwerten dazu dient, die wirksame Haftfläche der fertigen Verbindung zu verändern. Wie ebenfalls ersichtlich, ist es nicht kritisch, ob Ansehläge oder Passungen entsprechend, den Bezugszeichen 35 und 36 der Fig. 6 vorliegen, sofern eine derartige Flächenanordnung vorliegt. Es wird jedoch darauf verwiesen, dass bei der Verwendung von zwei derartigen Fläehenanordnungen - vergl, 35 und 36 der Fig. 6 - sich die Haftflache dör fertigen Verbindung geringfügig vergrössert.

Während der folgende Punkt ebenso nicht für kritisch für die vorliegende Erfindung gehalten wird, sind jedoch vorzugsweise die Innenkanten der Schalen 28 und 29, die die Flächen 36 bilden, so vorzusehen, dass sie sich nicht über den Berührungspunkt mit dem Innendurchmesser der Schalen 28 und 29 hinauserstrecken. Dies zu tun bedeutet, dass, um die flachen Überlappungsflache über eine Länge zu erstrecken, bei der das innere Glied sich über den Berührungspunkt mit dem Innendurchmesser hinauserstreckt, sich eine Verringerung der wirksamen Querschnittsflache in der anliegenden Muffenschalö,des äusseren überlappenden Gliedes in diesem Gebiet ergibt und somit u.U. eine Verringerung der wirk-

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samen Festigkeit der fertigen Verbindung. Während sioh eine solche Festigkeitsminderung durch eine grössere radiale Dicke der Schalen 28 und 2$ ausgleichen lässt, führt dies jedoch zu einem höheren GewichtT^as bspw. im Luftfährzeugbau unzulässig seinkann.

Es wird darauf verwiesen, dasa die gesamte Haftlinienfläche, wie sie hier erwähnt ist, diejenige Fläche ist, die vom Umfang des Innendurchmessers der Schalen 28 und 29 zuzüglich der Länge der Schritte 35 und/oder 36 zuzüglich der doppelten Breite der gegenüberliegenden Fläche 3^ oder 33* multipliziert mit der Längsbzw. Axiallänge der Schalen 28 und 29 gebildet wird. Wie also ersichtlich, wird diese gesamte Haftlinienflache verringert um den Innenumfang der Schalen 28 und 29, multipliziert mit der axialen Länge des Spaltes zwischen den Stirnflächen der zu verbindenden Rohrelemente.

Die wirksame Festigkeit der fertigen Verbindung hängt also von der gesamten Haftfläche, der Art des eingesetzten Klebers und von der wirksamen Dicke der Kleberschicht ab»

Die Fig. 7, 8 und 9 stellen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, mit der man in der Lage, ist, hydraulische Hochdruckleitungen 38 "und 39 zusammenzufügen. Diese Art der Verbindung besteht aus einem Paar innerer Schalen 40 und 4l, die mit den Rohren 38 und 39 verklebt sind, und aus einem Paar äusserer Schalen #2 und 43, die ihrerseits mit den inneren Schalen 40, 4l verklebt sind. Die Beziehungen zwischen den Abmessungen der Schalen 40 und 4l sind die gleichen, wie sie oben unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben sind, ausser dass die Aussenkontur der Schalen 40 und 4l im fertigen Zustand vollständig kreisförmig sein kann, damit die Schalen 42.und 43 auf solche V/eise aufgebracht werden können, dass sich eine optimale Haftschichtdicke zwischen -den inneren Schalen 4o, 4l und den äusseren Schalen 42, 43 der fertigen Verbindung ergibt.

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Wie am klarsten aus der Fig. 9 ersichtlich, sind die Überlappungsstösse zwischen den äusseren Schalen 42 und 4j um 90° gegenüber denjenigen der inneren Schalen 40 und 4l versetzt dargestellt. Dieee Anordnung wird zwar für die gehalten, bei der sich die grösste Festigkeit der fertigen Verbindung ergibt; die Lage der Überlappungsstösse der Aussenschalen gegenüber den entsprechenden Teilen der Innenschalen wird jedoch im Vergleich zu der wesentlichen Vergrösserung der gesamten lÖTtlinienfläche, die sbh aus den hinzugefügten Aussenschalen ergibt, die wirksame Festigkeit der fertigen Verbindung nicht wesentlich beeinträchtigen.

Die Fig. 10 bis IJ zeigen Ausführungsformen der Erfindung für das Aneinanderfügen von Rohrelementen 44 und 45 mit verschiedenem Durchmesser, wobei diese Anordnung eingesetzt wird, wenn das Ende des Gliedes 44 zu einer Glocke aufgeweitet ist, um das Ende des Rohrelements 45 aufzunehmen, oder wenn das Rohrelement 44 über seine gesamte Länge einen grösseren Durchmesser als das Rohr 45 aufweist. Desgl. wird unter Bezug auf die Fig. 11 darauf verwiesen, dass das kleinere Rohrelement 45 in das grössere Rohrelement 44 eingesetzt oder das Ende des Rohrelements 45 koplanar mit dem Ende des Rohrelements 44 oder von diesem auf Abstand angeordnet werden kann> wobei sich im letzteren Fall ein Spalt zwischen den Stirnflächen der Rohrelemente 44 und 45 ergibt.

Die Schalen 46 und 47 sind zwischen den Enden mit einem Absatz 48 versehen, der den Sprung vom kleineren Innendurchmesser für das Rohrelement 45 zum grässeren Innendurchmesser für das Rohrelement 44 berücksichtigt.

Abhängig von der Durchmesserdifferenz zwischen den Rohrelementen

sich

44 und 45 lassen die Schalen 46, 47 herstellen, indem man ein Paar Schalen 46, 47, die auf den kleineren Innendurchmesser ausgepreßt worden sind, aufbohrt, wenn das Durchmesserverhältnis der Rohrelemente 44, 45 dies zulässt. Alternativ lassen sich die Schalen 46 und 47 durch geeignete Guß- oder Bearbeitungsverfahren herstellen, wenn zwischen den Rohrelementen 44,, 45 eine erhebliche Durchmesserdifferenz vorliegt»

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Eine Muffenschalenkupplung nach der vorliegenden Erfindung lässt sich ebenfalls verwenden zum Aneinandersetzen von zwei Rohren, die axial zueinander einen Winkel bilden; desgl. lassen sich drei oder mehr Rohre bspw. zu einem T- oder Kreuzstück zusammensetzen. In diesen Fällen lassen sich die Überlappungen, Haftflächen und die Verklebung nach der vorliegenden Erfindung ebenfalls mit Vorteil anwenden.

Zusammenfassend ist also ersiehtlieh, dass die Ausführung der vorliegenden Erfindung die Herstellung einer Klebverbindung hoher Festigkeit und Stabilität für .Hydraulikleitungen bzw. rohrförmige Bauteile, auch bei unterschiedlichem Durohmesser erlaubt. Wie weiterhin ersichtlich, lässt sich die Verbindung nach der vorliegenden Lehre sowohl bei axial'miteinander ausgerichteten als auch bei zueinander winkligen Rohren und auch bei Rohren aus gleichen oder ungleichen Materialien anwenden.

Während die Beschreibung auf bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet ist, ist für den Fachmann ersichtlich, dass sieh .daran verschiedene Änderungen und Modifikationen ausführen lassen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist* abzuweichen.

« Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

Segmentierte Muffenanordnung zum Verkleben mit der Umfängsflache eines rohrförmigen Elementes, mit einer Vielzahl von Muffenschalen, die sich jeweils in Längs- und Umfangsrichtung teilweise über das rohrförmige Element erstrecken, wobei die Verbindung zwischen aneinandergrenzenden Schalen und die Verbindung der Schalen mit dem rohrförmigen Element im fertigen Zustand ausschliesslich durch Klebhaftung erfolgt, undwobei die Schalen jeweils eine im wesentlichen übereinstimmende bogenförmige Querschnittsform aufweisen, bei der Innen- und Aussendurchmesserteile sich zusammengekrümmt in Umfangsrichtung erstrecken, wobei der wirksame Durchmesser des Innendurchmesserteils nicht kleiner ist als der Aussendurohmesser des rohrförmigen Elementes und der Innendurchmesserteil sich in Umfangsrichtung nicht weiter als l80° und weniger weit als die zusammengenommene bogenförmige Ausdehnung in Umfangsrichtung erstreckt, und wobei weiterhin die längsgerichteten Kantenteile jeder Schale mindestens eine flache Fläche aufweisen und die Ebene mindestens einer dieser flachen Fläche entlang, jedes längsgerichteten Kantenteils einen Winkel bildet mit ,der Durchmesserebene des rohrförmigen Elementes, in der der bogenförmige, äusserste Teil des Innendurehmesserumfangsteil in unmittelbarer Nähe der winkligen flachen Fläche liegt, wob.ei einer der Längskantenflächen jeder Schale auf der Außen-

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seite desjenigen Kantenteils ausgebildet ist, dessen Innenseite einen Teil der Fläche des Innendurchmesserteils bildet,' und die andere der Längskantenflächen jeder Schale auf der Innenseite jedes Kantenteils ausgebildet ist, die sich in Umfangsriehtung bogenförmig über den Innendurchmesserteil hinaus gegenüber dem Aussendurchmesser des rohrförmigen Elementes erstreckt, und wobei sehliesslich die Längskantenflächen jeder Schale in Gegenüberstellung mit den Längskantenflächen der angrenzenden Schale eine sich über 3^0° erstreckende Muffenanordnung ergeben und im Stoß zwischen jedem Paar aneinandergrenzender Schalen eine Paßanordnung vorgesehen ist, um eine - radial einwärts gerichtete und den Innendurchmesser verringernde Bewegung jedes Paares von aneinandergrenzenden Schalen zu begrenzen.

2, Segmentierte Muffenanordnung nach Anspruch 1., bei der die Dicke jeder Schale zwischen den Innen- und Aussendurchmesserteilen in Längsrichtung innerhalb jeder hindurchgelegten Längsebene konstant ist.

3. Segmentierte Muffenanordnung nach Anspruch 1, bei der jede Schale in Längsrichtung mindestens einen ersten und einen zweiten Teil mit jeweils verschiedenem Innendurchmesser aufweist, wodurch die Anordnung sieh mit den aneinandergrenzenden Enden von Rohrelementen mit mindestens zwei verschiedenen Aussendurenmessern verkleben lässt.

4·. Segmentierte Muffenanordnung nach Anspruch 1, ^sbei der der Aussendurchmesserteil jeder Schale einen Zwischenabschnitt zwischen entgegengesetzt liegenden Endabschnitten aufweist, die Dicke jeder Schale innerhalb des Zwischenabschnitts in Längsrichtung innerhalb jeder durchgelegten Längsebene konstant ist und die Längsdicke über die entgegengesetzt liegenden Endabschnitte sich ändert, indem sich die Aussenfläehe der gegenüberliegenden Endabschnitte vom Zwischenabschnitt aus zum Innendurchmesser hiri'radial einwärts verjüngt.

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5. Segmentierte Muffenanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der wirksame Durchmesser des Innendurchmesserteils jeder Schale etwa 0,001 Ms 0,015 inch (0,025 bis 0,381 mm) grosser ist als der Aussendurchmesser des Rohrelementes'„

6. Segmentierte Muffenanordnung nach einem der vorigen Ansprüche mit zwei Schalen, bei denen sich der Innendurchmesserteil jeweils in Umfangsrichtung bogenförmig über im wesentlichen l80° erstreckt und dieflachen Längskantenflächen der Schalen zueinander im wesentlichen parallel sind und mit einer von der bogenförmigen Ausdehnung gebildeten Durchmesserlinie einen Winkel von mehr als 90°.und weniger als l80° bilden.

ο Verbindung für rohrförmige Glieder mit der segmentierten Muffenanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, die mittels eines härtbaren Klebers mit den Umfangsflächen der Endteile mindestens zweier aneinandergrenzender rohrförmig er Glieder verklebt ist, wobei sich der Kleber zwischen den äusseren Umfangsteilen der rohrförmigen Glieder und den Innendurchmesserteilen jeder Muffenschale befindet und die rohrförmigen Glieder und die gegenüberliegenden flachen Flächen jedes Paares aneinandergrenzender Schalen einander direkt gegenüberliegen.

8. Verbindung nach Anspruch 7, bei der der Kleber wärmehärtbar ist.

9. Verbindung nach Anspruch 7, bei der der Kleber bei Umgebungstemperatur aushärtet.

10. Verbindung für rohrförmige Glieder nach Anspruch 7, mit einer zweiten segmentierten Muffenanordnung mit grosserem wirksamen Durchmesser, die auf mindestens einen längsgerichteten Teil der ersten segmentierten Muffenanordnung aufgeklebt ist.

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11-, Segmentierte Muffenanordnung zum Aufkleben auf die Umfangsflache eines rohrförmigen Gliedes, die im wesentlichen entsprechend- der obigen Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen aufgebaut ist und fungiert,,

Cl./Br.

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