DE2423347A1

DE2423347A1 - Klemmkupplung fuer biegsame hochdruckschlaeuche

Info

Publication number: DE2423347A1
Application number: DE19742423347
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Current assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Priority date: 1973-05-14
Filing date: 1974-05-14
Publication date: 1974-12-05
Also published as: FR2229916B1; FR2229916A1; GB1467066A; AT335806B; ATA397974A; IT1014184B; BE815012A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

S KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 13. Mai 1974 So/pz/82

Pneumatiques, Caoutchouc Manufacture et Plastiques KLEBER-COLOMBES, Place de Valmy -92 Colombes/Frankreich

Klemmkupplung für biegsame Hochdruckschläuche

Die Erfindung betrifft Klemmkupplungen für biegsame, geschmeidige Schläuche, in denen Flüssigkeiten auf ein hohes Niveau und unter hohem Druck gefördert werden und die beispielsweise in hydraulischen Kreisläufen verwendet werden.

Auf dem Sektor der biegsamen Schläuche bezeichnet man gewöhnlich mit dem Ausdruck "Niederdruck- oder Mitteldruckschlauch" Schläuche aus Kautschuk, die mit einem Vlies oder einem Geflecht aus einem textlien Faden verstärkt sind und für Flüssigkeiten bis zu Drücken von etwa loo bar Anwendung finden. Mit "Hochdruckschlauch" bezeichnet man biegsame mit Metallfäden verstärkte Schläuche aus Kautschuk, wobei die Metallfaden geflochten oder spiralförmig gewickelt sind und die Schläuche Drücken bis etwa 35o bar widerstehen können. "Höchstdruckschläuche", die noch höhere Drücke aushalten können, sind paarweise mit Vliesen oder feinen metallischen Litzen (Kabeln) verstärkt, wobei letztere spiralförmig und gegensinnig in den aufeinanderfolgenden Vliesen gewickelt sind. Diese metallischen Vliese sind im Inneren der Kautschukschlauchwandung zur Armierung eingelassen.

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Die am häufigsten am Ende von biegsamen Schläuchen geringen oder mittleren Durchmessers (das sind Schläuche bis etwa 5o mm Innendurchmesser) verwendeten Kupplungen können bekanntlich in zwei große Gruppen eingeteilt werden. Dabei handelt es sich einmal um Kupplungen, die verschraubt werden. Diese haben den Vorteil, wiederverwendbar zu sein, sie sind aber unbrauchbar bei höheren Drücken. Bei dem anderen Teil handelt es sich um Kupplungen des Typs, die verklemmt werden. Diese sind nicht wiederverwendbar, können aber ohne Bruch höhere Drücke aushalten. Die letzteren Kupplungen bestehen gewöhnlich aus einer röhrenförmigen metallischen Zwinge, die in das Endstück des Schlauches eingeschoben wird, und einer äusseren Klemm- oder Stauchbuchse, mit der die Schlauchwandung gegen die Zwinge gepresst wird. Diese Vorrichtung muß zwei Hauptfunktionen erfüllen: Einmal die Abdichtung, die gewöhnlich durch die Anpressung der inneren weichen Wandung des Schlauches gegen die Zwinge garantiert wird, und zum anderen die Widerstandsfähigkeit gegen axiale Kräfte, die im allgemeinen durch das Anliegen der Zapfen oder Rippen im Innern der Buchse an der metallischen Armierung des Schlauches gewährleistet wird, wobei die Armierung häufig in geeigneter Weise bloßgelegt werden muß, um ein gutes Anliegen zu gewährleisten . Diese Maßnahme des Bloßlegens ist aber nicht unproblematisch und man hat daher versucht dies zu vermeiden, indem man die Buchse über die weiche Ummantelung des Schlauches derart geklemmt hat, daß die Zapfen oder Rippen der Buchse in die weiche Ummantelung bis zur inneren Armierung eindringen. In allen Fällen haben die Klemmkupplungen mit

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Stauchung der äußeren Buchse bis heute auf dem Sektor der Hoch- und Höchstdrücke noch keine befriedigenden Lösungen gebracht.

Die Erfindung betrifft die Verbesserung der Ausführungsformen von Klemmkupplungen für biegsame Hoch- und Höchstdrucks chläuche .

Die erfindungsgemäßen Klemmkupplungen werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben:

Figur 1 und Figur 2 zeigen in Vergrößerung und halbem Anschnitt eine Kupplung vor und nach der Verklemmung der Buchse auf dem Schlauch.

Figur 3 und 4 sowie 5 und 6 zeigen in ähnlicher Weise zwei andere Ausführungsformen.

Die Figuren 7 und 8 sind Detailzeichnungen, die im Anschnitt zwei Varianten der vorherigen Kupplungen zeigen.

Die in den Figuren dargestellten Kupplungen sind dazu bestimmt, auf die Enden von biegsamen, weichen Schläuchen Io, in denen Flüssigkeiten auf ein höheres Niveau und unter sehr hohen Drücken, wie sie in hydraulisch betriebenen Kreislaufsystemen angetroffen werden, gefördert werden, montiert zu werden. Diese Schläuche bestehen aus einem inneren Rohr aus Kautschuk 11, einer internen Armierung 12, bestehend aus geflochtenen metallischen Fäden oder Vliesen aus Fäden oder feinen metallischen Kabeln, die spiralförmig gewickelt sind, und einer äußeren Ummantelung aus Kautschuk 13.

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Die Kupplungen bestehen im wesentlichen aus einer röhrenförmigen metallischen Zwinge 14, die zu einem Teil in das Ende des Schlauches Io eingeschoben ist, und eine äußere metallische Buchse 15, durch die die Zw-inge 14 axial hindurchgeht und die das Ende des Schlauches auf einer Länge umschließt, die etwa der Länge des Einschubs der Zwinge entspricht. Der äußere Teil der Zwinge 14 kann beliebig derart angepasst sein, daß seine Montage mit dem anderen Teil der Kupplung möglich ist.

Die Zwinge besitzt einen Plansch 16 und eine Oberwurfmutter 17, es kann aber auch jedes andere Montagemittel verwendet werden. Im zusammengesetzten Zustand der Kupplung ist die Buchse 15 axial fixiert und bei Drehung in Bezug auf die Zwinge allen Montageteilen angepasst. In den dargestellten Beispielen zeigt die Zwinge einen äusseren Gewindeteil 18, der in die als Innengewinde geschnittene Bohrung des außen liegenden Teiles der Buchse -geschraubt ist.

Das Anbringen der Kupplungen auf das Ende des Schlauches erfolgt im wesentlichen durch einen Klemmvorgang, bei dem die Buchse 15 derart einer Stauchung unterworfen wird, daß die Wandung des Schlauches Io zwischen den der Buchse und der Zwinge entsprechenden inneren und äußeren Oberflächen zusammengedrückt wird, ohne daß dabei der Armierungsteil 12,der sich zwischen den Oberflächen befindet, in beachtlichem Umfang freigelegt wird. Damit diese Montage bis zu sehr hohen Drücken dicht ist und damit sie axialen Kräften widersteht, haben die Zwinge einerseits und die Buchse 15 andererseits wechselnd

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kreisförmige Rillen und Rippen, wie im folgenden ausgeführt wird.

In Figur 1 und 2 besitzt die Zwinge 14 der Kupplung auf der äußeren Oberfläche Rippen 2o mit wenig hervortretendem Relief, alternierend mit kreisförmig/^Ri^ien⁶^?¹) die der äußeren Oberfläche der Zwinge im axialen Schnitt ein wellenförmiges gestrecktes Profil geben. In entsprechender Weise besitzt die Buchse 15 auf ihrer inneren Oberfläche kreisförmige Rippen 22 mit mehr hervorragendem Relief im Wechsel mit Rillen 23. Die Rillen 21 der Zwinge 14 und die Rippen 22 der Buchse 15 haben den gleichen axialen Abstand P und die Rippen 22 der Buchse sind im montierten Zustand der Kupplung den kreisförmigen Rillen 21 der Zwinge gegenüberliegend angeordnet.

Figur 1 zeigt die Kupplung vor dem Anbringen auf das Ende des Schlauches Io und vor der Stauchung der Buchse 15. Die Rippen 22 der Buchse besitzen dann einen inneren Durchmesser, der dem äußeren Durchmesser des Schlauches entspricht, damit die Buchse leicht auf den Schlauch aufgebracht werden kann. Desgleichen haben die inneren Oberflächen der Buchse, die sich im Innern und am Eingang dieser Buchse befinden, einen Durchmesser, der dem äusseren Durchmesser des Schlauches entspricht, aber dennoch ist ein Einstich 23, im Innern der Buchse vorgesehen. Auf der anderen Seite haben die Rippen der Zwinge 14 einen äußeren Durchmesser, der nahezu gleich dem inneren Durchmesser des Schlauches Io entspricht, damit die Zwinge . möglichst leicht in den Schlauch eingeschoben werden kann.

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Auf diese Weise ergibt sich, daß der radiale Raum zwischen den Rippen 2o und 22 der Zwinge und der Buchse nahezu gleich der Dicke e der Schlauchwandung ist.

Figur 2 zeigt dieselbe Kupplung, aufgesetzt auf einen Schlauch nach dem Verklemmen der Buchse 15. Dieses Verklemmen wird allein durch die Rippen 22 hervorgerufen und staucht die der Buchse entsprechenden Teile, wobei außen zwei kreisförmige Rillen 24 gebildet werden, so daß die Rippen 22 senkrecht in die Ummantelung aus Kautschuk 13 des Schlauches eindringen, und zwar bis in Höhe der Armierung 12. Gleichzeitig wird die äußere Ummantelung 13.der Schlauchwandung in die Rillen 23 und 23, der Buchse und das innere Rohr 11 in die Rillen 21 der Zwinge gedrängt. Schließlich nimmt die Schlauchwandung mit seiner Armierung 12 eine langgestreckte wellenförmige Form an, die genau der Wellenform der Zwinge und der verklemmten Buchse angepasst ist.

Man sieht außerdem, daß das Verklemmen, hervorgerufen durch die Rippen 22 der Buchse, von Ort zu Ort stellenweise longitudinale Rippen 25 in den äußeren Rillen 24 der Buchse herbeiführt. Diese Rippen 25 sind gleichmäßig verteilt und zwar kreisförmig um die Buchse herum und sie bewirken, daß die Form erhalten bleibt, die der Buchse durch das Verklemmen aufgezwungen wurde. Dabei widersteht sie den Rückstellkräften, die durch die Elastizität des für die Buchse geeigneten Metalls und die durch die komprimierte Schlauchwandung ausgeübte Reaktion entstehen.

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Es wurde gefunden, daß bei einer derartigen Ausführungsform der Klemmkupplung die Leistungen auf einen weit höheren Grad gebracht werden, wenn die Beziehungen weitestgehend genau abgestimmt werden und zwar zwischen der Dicke e der auszurüstenden Schlauchwandung einerseits und bestimmten Abmessungen und bestimmten Formen der Rippen der Zwinge und der Buchse andererseits.

Darüber hinaus ist wesentlich, daß der axiale Abstand oder der Teil ¹¹P" der Rippen und Rillen der Zwinge und der verklemmten Buchse größer sein muß als die Dicke e der Schlauchwandung, damit die Schlauchwandung gezwungen wird, mit der Armierung um die Rippen herum eine wellenartige Form einzunehmen, die die Widerstandfähigkeit gegen axiale Kräfte begünstigt. Dieser Abstand P liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 1,5 bis 5 Mal dem Wert der Dicke e, um diesen Effekt zu erzielen. Darüber hinaus muß die Amplitude der Wellen der Zwinge (oder die Tiefe der Rillen 21) ausreichend sein, damit die Wellenform des Schlauches genügend hervortritt. Um den Platzbedarf der Kupplung in radialer Richtung nicht zu vergrößern, ist es auch nicht erforderlich, diese Wellenform zu übertreiben, so daß die Tiefe der Rillen in praxi zwischen o,l und o,5 Mal der Dicke e des Schlauches sein kann.

Was die Form der Rippen betrifft, wird bevorzugt, für die Zwinge 14, abgerundete Oberflächen auszubilden, damit das innere Rohr 11 aus Kautschuk nicht verletzt wird,

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das zwischen der Zwinge und der Armierung 12 zusammengepresst wird und für die gewünschte Abdichtung sorgt. Im Gegensatz dazu besitzen die Rippen 22 der Buchse 15 vorzugsweise eine hervorkragende Form, die deutlicher hervortritt, um in die Ummantelung des Schlauches bis zur Armierung 12 einzudringen. Infolgedessen ist eine Rippenform günstig, die eine flache Kuppe darstellt, damit die Armierung 12 des Schlauches nicht verletzt und die übertragung eines Pressdruckes auf das Rohr 11 möglich ist, der auf einer ringförmigen ausreichend großen Oberfläche verteilt wird, so daß die Abdichtung durch das Pressen

des Rohres in diesen Zonen verbessert wird. Die axiale Länge "1" dieser Rillen 22 mit flachem Kopfteil kann vorzugsweise in der Größenordnung von o,4 bis 1 Mal der Dicke e des Schlauches sein.

Die Kupplung gemäß Figur 3 und 4 ist ähnlich aufgebaut wie die in Figur 1 und 2. Dementsprechend sind auch die korrespondierenden Teile mit den gleichen Zeichen versehen. Diese Kupplung unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, daß die Buchse und die Zwinge langer sind und dementsprechend drei'aufeinanderfolgende Gänge (Intervalle) von Rippen 22 und Rillen 23/efif:3J5reⁿ:hend drei aufeinanderfolgenden Gängen von Rillen und ringförmigen Rippen 2o der Zwinge. Bei der Montage wird die Buchse 15 durch drei Stauchungen 24 deformiert, die durch die Rippen 23 hervorgerufen werden.

Bei der in Figur 5 und 6 dargestellten Kupplung sind

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ebenfalls wie im vorhergehenden Pail drei Stauchungen vorgesehen. Sie unterscheidet sich von der vorherherigen Kupplung dadurch, daß die Rippen 26 im Innern der Buchse 15 vorgesehen sind, und zwar zwischen den aufeinanderfolgenden Kupplungsrippen 22, so daß die Stauchzonen der Buchse besser "lokalisiert und reguliert werden können.

Gemäß einer anderen charakteristischen Ausführungsform, die in Figur 7 und 8 dargestellt ist, ist eine Verbindung zwischen dem inneren Kanal der Zwinge 14 und der äußeren Oberfläche der Rippe 2o der Zwinge vorgesehen, die sich zwischen zwei zugeordneten Kupplungsrippen der Buchse 15 befindet. In Figur 7 ist diese Verbindung durch Löcher oder radiale Öffnungen realisiert, die die Wandung der Zwinge 14 durchqueren. Diese Löcher ermöglichen dem Flüssigkeitsdruck in dem Schlauch auf der inneren Oberfläche des Schlauches in der Zone zwischen zwei zugeordneten Rippen 22 der Buchse 14 wirksam zu werden. Wenn der Druck erhöht wird, versucht er die Schlauchwandung und Armierungsvliese 12 nach außen zurückzuschieben, was zu einer Verbesserung des Anliegens letzterer auf den Rippen 22 der Buchse führt. Diese Löcher oder Öffnungen 27 können in einer äußeren ringförmigen Nut 28 der Zwinge münden, wodurch eine bessere Verteilung des Druckes, der auf diese Öffnungen wirkt, erreicht wird. Ein Ringspalt kann in dieser Nut 28 angeordnet sein, um das Kriechen des Kautschuks und Versperren der Öffnungen zu verhindern.

Figur 8 zeigt in einer Kupplung, dargestellt in einem

partiellen Schnitt, eine andere Möglichkeit, die Verbindern
dung zwischen dem Inneren undyÄußeren der Zwinge 14 her-

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- ίο -

zustellen. In diesem Fall wird die Zwinge durch zwei verschiedene Teile realisiert, das Hauptstück 14-1 und das innere Ende 14-2, wobei die Trennung dieser beiden Teile durch die Rippe 2o, die zwischen zwei zugeordneten Rippen 22-1 und 22-2 der Buchse, d.h. zwischen den zwei Stauchzonen der Buchse, angeordnet ist, bewirkt wird. Diese Trennung ermöglicht die Verbindung und die übertragung des Druckes gegen die innere Oberfläche des Schlauches, wie es bereits oben mit den Löchern 27 gezeigt wurde. Sie erlaubt außerdem eine günstige axiale Verschiebung entsprechend F, des äußeren Teiles 14-2 der Zwinge, mit der Konsequenz, daß ein konischer Staucheffekt der Armierung 12 gegen die entsprechende Rippe 22-2 der Buchse erzielt wird.

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Claims

- 11 Pat entansprüche

1,JKlemmkupplung "für biegsame Hochdruckschläuche mit innerer Armierung, bestehend aus einer Zwinge (14) und einer Buchse (15) , die auf einen nicht bloßgelegten Schlauch geklemmt wird, wobei die Zwinge äußere ringförmige Rillen

(21) und die Buchse innere ringförmige Kupplungsrippen

(22) besitzt, die mit den Rillen der Zwinge korrespondieren und bis zur Armierung (12) der äußeren Ummantelung (13) des Schlauches dringen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der axiale Abstand P der aufeinanderfolgenden Rillen (21) der Zwinge und der korrespondierenden Kupplungsrippen (22) der gestauchten Buchse etwa dem 1,5 bis 5-fachen der Dicke e der Schlauchwandung beträgt und

b) die Buchse verklemmt wird allein durch die Stauchung, hervorgerufen durch die Kupplungsrippen in der Weise, daß die Schlauchwandung und ihre innere Armierung abwechselnd in die Rillen der Zwinge und in die Rillen» angeordnet zwischen den Rippen der Buchse gedrängt werden, wobei sie eine longitudinale wellenartige Form annehmen, so daß Dichtigkeit und axiales Anliegen der Kupplung auf dem Schlauch gewährleistet ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr die Rippen (2o) und die ringförmigen Rillen (21) der Zwinge im axialen Schnitt eine wellenartige langgestreckte Form besitzen.

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3. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß darin die ringförmigen Rillen der Zwinge eine Tiefe besitzen, die zwischen dem o,l bis 0,5-fachen der Dicke e der Schlauchwandung liegt.
4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß darin die inneren ringförmigen Rippen (22) der Buchse einen rechtwinkligen Teil mit einer Länge besitzen, die zwischen dem o,4 bis 1-fachen der Dicke e des Schlauches liegt.
5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß darin der Boden der Rillen der Buchse (15) durch Rippen (25) verstärkt ist.
6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß darin die Zwinge (14) eine Verbindung (26) zwischen seinem inneren Kanal und der äusseren Oberfläche eines seiner Rippen (2o) besitzt, die zwischen zwei zugeordneten Rippen (22) der Buchse liegt derart, daß der Flüssigkeitsdruck zum Andrücken des Schlauches gegen die Rippen der Buchse (15) führt.
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß darin die Verbindung (26) durch einen Raum gewährleistet wird, der einen äußeren Teil(14-2)der Zwinge (14) vom Hauptteil (14-1) der Zwinge trennt.

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8. Biegsamer Schlauch aus Kautschuk mit einer metallischen Armierung eingebettet in der Wandung, für
Flüssigkeiten unter Hoch- und Höchstdruck, dadurch gekennzeichnet, daß sich an seinen Enden Klemmkupplungen gemäß einem .der vorangehenden Patentansprüche befindet.

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