DE2526265A1 - Rohrleitungskupplungen - Google Patents

Description

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Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte: 45 558/GS-

43 Esten 1, Theaterplatz 3, Postf.789

3. April 1975

Patentanmeldung

Hellenic Plastics & Rubber Industry

A. G. Petzetakis S.A.

Moschaton / Piraeus
Thessaloniki & Chandri Str.

Griechenland

Rohrlei tungskupplungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrleitungskupplung, bestehend aus

Einsteckteil,

Aufnahmeteil,

Dichtungsring zwischen Einsteckteil und Aufnahmeteil und

Verriegelungseinrichtung,

wobei die Verriegelungseinrichtung zumindest zwei einander gegenüberliegende, an vorkragenden Griffhaltern des Auf-

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2 b I b 2 b b Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

nahmeteils mittels Gelenkbolzens angelenkte Betätigungshandgriffe mit Exzenterelement aufweist und am Einsteckteil eine umlaufende, den Exzenterelementen angepaßte Rinne angeordnet ist, in die die Exzenterelemente in Verriegelungsstellung einfassen. - In der Konstruktion mit zwei Betätigungshandgriffen liegen diese am Aufnahmeteil einander diametral gegenüber. In der Ausführungsform mit drei Betätigungshandgriffen liegen diese am Aufnahmeteil einander so gegenüber, daß, über den Umfang gemessen, der Winkelabstand etwa 12o Grad beträgt. Man kann aber auch mit mehr als drei Betätigungshandgriffen arbeiten. Nichtsdestoweniger sind im allgemeinen zwei diametral gegenüberliegende Betätigungshandgriffe ausreichend.

Die {aus der Praxis) bekannten, gattungsgeiuäßen Rohrleitungskupplungen bestehen aus Metall. Bei ihnen tragen die Betätigungshandgriffe die Exzenterelemente und nur diese. Folglich erfüllen die Exzenterelemente eine Doppelfunktion. Sie dienen zunächst dazu, nach Einschieben des Einsteckteils in die zugeordnete Aufnahme die Rohrleitungskupplung insgesamt zu spannen und dabei den Dichtungsring zur Wirkung zu bringen, sie übernehmen aber außerdem die Verriegelungsfunktion. Die bekannten gattungsgemäßen Rohrleitungskupplungen erfüllen dann und wenn die zugeordneten Rohrleitungsschüsse ebenfalls aus Metall bestehen, weitgehend die Anforderungen in bezug auf Funktionssicherheitund Dichtheit« Das gilt jedoch nicht für zugeordnete Rohrleitungsschüsse aus Kunststoff, die im verlegten Zustand beispielsweise ein Biege— moment, auch im Bereich der Rohrleitungskupplung, aufzunehmen haben^ weil dann Verformungen an den Rohr leitungs schuss en auftreten» die die Funktionssicherheit bzw« die Dichtheit beeinträchtigen. Die bekannten gattungsgemäßen Rohrleitungskupplungen versagen, wenn die Bauteile der Rohrleitungskupplung selbst

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aus Kunststoff bestehen, beispielsweise aus thermoplastischem Kunststoff, wie Polyvinylchlorid, gespritzt sind, und daher ihrerseits verhältnismäßig leicht verformbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Rohrleitungskupplung so weiter auszubilden, daß sie ohne weiteres aus Kunststoff, insbesondere also aus thermoplastischem Kunststoff, wie Polyvinylchlorid, hergestellt werden kann, nichtsdestoweniger aber alle Beanspruchungen aufzunehmen in der Lage ist, ohne daß die Funktionssicherheit oder die Dichtheit beeinträchtigt wird, und zwar auch dann, wenn es sich um die Kupplung von Rohrleitungsschüssen aus Kunststoff handelt, die ihrerseits verhältnismäßig leicht unter dem Einfluß von Biegemomenten oder dergleichen verformbar sind.

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitungskupplung, - bestehend aus Einsteckteil, Aufnahmeteil, Dichtungsring, zwischen Einsteckteil und Aufnahmeteil sowie Verriegelungseinrichtung, wobei die Verriegelungseinrichtung zumindest zwei einander gegenüberliegende, an vorkragenden Griffhaltern des Aufnahmeteils mittels Gelenkbolzen angelenkte Betätigungshandgriffe mit Exzenterelement aufweist und am Einsteckteil eine umlaufende, den Exzenterelementen angepaßte Rinne angeordnet ist, in die die Exzenterelemente in Verriegelungsstellung einfassen. Die Erfindung besteht darin, daß die Betätigungshandgriffe zusätzlich jeder eine Verriegelungsnase aufweisen, die, vom zugeordneten Gelenkbolzen aus betrachtet, hinter ihrem Exzenterelement angeordnet ist, und daß am Einsteckteil (zusätzlich zu der den Exzenterelementen angepaßten Rille) eine umlaufende Verriegelungsnut angeordnet ist, in welche die Verriegelungsnasen einfassen. Die Formulierung, daß jeder Betätigungshandgriff, zusätzlich zu seinem Exzenterelement, eine Verriegelungsnase aufweist,

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schließt nicht aus, daß an jedem Betätigungshandgriff mehr als eine Verriegelungsnase vorgesehen sind. Jedenfalls sind bei einer erfindungsgemäßen Rohrleitungskupplung die Funktionen Spannen und Verriegeln getrennt, die einerseits von den ExzenteüäLementen und andererseits von den Verriegelungsnasen übernommen werden. Die Verriegelungsnasen dienen lediglich der Verriegelung. Die Exzenterelemente dienen nur noch zum Spannen der Rohrleitungskupplung, das heißt dazu, das in das Aufnahmeteil eingeführte Einsteckteil bei Betätigung der Betätigungshandgriffe im Sinne des Spannens bzw. Verriegeins in das Aufnahmeteil hineinzuziehen und gegen den Dichtungsring zu spannen. Ohne weiteres läßt sich die Anordnung so treffen, daß die Betätigungshandgriffe in radialer Richtung soweit über ihrer Verriegelungsnase angeordnete Gelenkbolzen aufweisen, daß axiale Zugkräfte, die an den Kupplungsteilen angreifen, weil die angeschlossene Rohrleitung solche aufzunehmen hat, die verriegelten Betätigungshandgriffe in Verriegelungsstellung ziehen. Diese bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrleitungskupplung arbeitet also mit Selbstverriegelung. Dabei nutzt die Erfindung die Tatsache, daß in einer verlegten Rohrleitung unter dem Einfluß des fluiden Mediums, welches in der Rohrleitung gefördert wird, im allgemeinen axiale Zugbeanspruchungen auftreten. Nichtsdestoweniger läßt sich eine erfindungsgemäße Rohrleitungskupplung auch auf einfache Weise entriegeln und folglich demontieren. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Verriegelungsnasen eine Entriegelungsschrägfläche aufweisen und durch axiale Druckkräfte in Entriegelungsstellung drückbar sind. Das macht auch dann keine Schwierigkeiten, wenn die zugeordnete Rohrleitung im verriegelten Zustand unter dem Einfluß eines fluiden Mediums unter einer axialen Zugspannung steht, denn bei der Demontage einer solchen Rohrleitung werden die einzelnen Rohrschüsse nacheinander demontiert (während das fluide Medium nicht mehr strömt), so daß von den Personen,

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die die Demontage durchführen, auf einfache Weise die beschriebene axiale Druckkraft erzeugt werden kann, die die Entriegelung und damit Demontage der erfindungsgemäßen Rohrleitungskupplung insgesamt erleichtert. Um andererseits sicherzustellen, daß im verlegten Zustand einer Rohrleitung, die mit erfindungsgemäßen Rohrleitungskupplungen ausgerüstet ist, derartige Entriegelungen nicht von selbst auftreten, lehrt die Erfindung, daß in Kombination zu den beschriebenen Maßnahmen der Dichtungsring als weichelastische Dichtung ausgeführt, in einer stirnseitigen Dichtungsringjiut am Aufnahmeteil angeordnet und als Rückdrückfeder ausgebildet ist, während das Einsteckteil an seiner Stirnfläche mit Labyrinthdichtungsrippen versehen ist, die mit dem Dichtungsring wechselwirken. Die Rückdrückkräfte werden bei dieser Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrleitungskupplung bewirkt, indem in der schon beschriebenen Weise über die Betätigung der Betätigungshandgriffe die Exzenterelemente die Rohrleitungskupplung spannen, das heißt die beschriebenen Bauteile gegen den eingelegten, elastisch verformbaren Dichtungsring drücken und daß Rückstellkräfte wecken.

Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Durch bedienungstechnische Einfachheit und Funktionssicherheit ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, bei der an den Betätigungshandgriffen das Exzenterelement und die Verriegelungsnase - in Verriegelungsstellung - im wesentlichen gleich weit radial vorspringen.

Der Anschluß der zugeordneten Rohrleitungsschüsse an die Bauteile einer erfindungsgemäßen Kupplung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise können die zugeordneten Rohrleitungsschüsse angeschweißt werden. Man kann aber auch sowohl das Einsteckteil als auch das Aufnahmeteil mit Anschlußmuffen zum

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Aufschieben oder Einschieben der zugeordneten Rohrleitungsschüsse versehen, wobei die Vereinigung dann durch Kleben, Schweißen oder auf andere Weise erfolgt. - Im Sinne der Lösung der Erfindungsaufgabe bestehen alle Bauteile der erfindungsgemäßen Rohrleitungskupplung - bis auf die Gelenkbolzen - aus Kunststoff, ggf. aus armiertem Kunststoff. Beispielsweise kann mit Polyvinylchlorid und/oder Polyvinylchlorid mit Glasfaserarmierung gearbeitet werden. Die erfindungsgemäße Rohrleitungskupplung ist aber in ihrer konstruktiven Gestaltung auch an sich und für sich erfinderisch und vorteilhaft. Unter den Schutz fallen daher auch Ausführungsformen, bei denen die beschriebenen Bauteile nicht aus Kunststoff, sondern aus Metall bestehen, beispielsweise im Spritzgießverfahren aus Leichtmetall hergestellt sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig, 1 einen Axialsehnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrleitungskupplung im entriegelten Sustand,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 im verriegelten Zustand,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 2,

Fig. 4 entsprechend der Fig. 3 eine andere Aus führungs form des Gegenstandes der Fig. 2_f

Fig. 5 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig. 2 unter dem Einfluß von axialen Zugkräften,

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Pig. 6 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig. 2 unter dem Einfluß von axialen Druckkräften.

Die in den Figuren dargestellte Rohrleitungskupplung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus

einem Einsteckteil 1,
einem Aufnähmeteil 2,

einem Dichtungsring 3 zwischen Einsteckteil 1 und Aufnahmeteil 2 sowie

einer Verriegelungseinrichtung 4.

Die Verriegelungseinrichtung 4 weist bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 zwei einander diametral gegenüberliegende, an vorkragenden Griffhaltern 5 des Aufnahmeteils 2 mittels Gelenkbolzens 6 angelenkte Betätigungshandgriffe 7 auf. Bei der Ausführungsform nach Fig. h sind drei derartige Betätigungshandgriffe 7 vorgesehen, die sich zwar immer noch einander gegenüberliegen, jedoch über den Umfang im Winkelabstand von 12o Grad verteilt sind. Am Einsteckteil 1 befindet sich eine umlaufende, den Exzenterelementen 8 am Betätigungshandgriff 7 angepaßte, also im Schnitt bogenförmige Rinne 9, in die die Exzenterelemente δ in Verriegelungsstellung einfassen (vgl. Fig. 2).

Die Betätigungshandgriffe 7 weisen zusätzlich im Ausführungsbeispiel jeder eine Verriegelungsnase Io auf. Die Verriegelungsnase Io ist, vom zugeordneten Gelenkbolzen 6 aus betrachtet, hinter dem Exzenterelement δ an jedem Betätigungshandgriff 7 angeordnet. Am Einsteckteil 1 befindet sich eine umlaufende Verriegelungsnut 11, in welche also die Verriegelungsnasen einfassen.

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- β - -ff*

Die Betätigungshandgriffe 7 weisen in radialer Richtung so weit über ihrer Verriegelungsnase Io angeordnete Gelenkbolzen auf, daß axiale Zugkräfte Z an den Betätigungshandgriffen 7 ein Moment erzeugen, welches die verriegelten Betätigungshandgriffe 7 in Verriegelungsstellung ziehen. Das erläutert die Fig. 5. Dort sind die axialen Zugkräfte Z und das an einem der Betätigungshandgriffe angreifende Moment 12 durch Pfeile an gedeutet worden. Das Moment entsteht durch die Wechselwirkung der Verriegelungsfläche loa an der Verriegelunjpiase Io mit der entsprechenden Schrägfläche an der Verriegelungsnut bei l;5a. Die dargestellte Rohrleitungskupplung ist also eine Rohrleitungskupplung mit Selbstverriegelung. Nichtsdestoweniger kann sie leicht entriegelt werden, weil die Verriegelungsnasen Io auch Entriegelungsschrägfläche lob aufweisen und folglich durch axiale Druckkräfte D in Entriegelungsstellung drückbar sind. Das ergibt sich aus der Fig. 6, wo wiederum die axialen Druckkräfte D und das durch die Wechselwirkung der Entriegelungsschrägflächen lob mit der entsprechenden Schrägfläche bei Ij5b am Handgriff 17 erzeugte Moment durch Pfeile angedeutet sind. Jedenfalls ist der Dichtungsring J als weichelastische Dichtung ausgeführt, in eine stirnseitige Dichtungsringnut 15 am Aufnahmeteil 2 angeordnet und als Rückdrückfeder ausgebildet, während u&s Einsteekteil 1 an seiner Stirnfläche 16 mit Labyrinthdichtungsrippen 17 versehen ist. Im gespannten Zustand der Rohrleitungskupplung entstehen so rückdrückend« Kräfte K, die wie axiale Zugkräfte Z. wirken und die Verriegelung im Sinne der beschriebenen Selbstverriegelung unterstützen, Gleichzeitig wird eine wirksame Abdichtung erreicht. An den Betätigungshandgriffen 7 bringt das Exzenterelement 8 und die Verriegelungsnase Io - In verriegelter Stellung - Im wesentlichen gleioiiweit radial vor, was durch die strichpunktierte Linie 18 in Fig* erläutert worden ist.

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Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung im übrigen so getroffen, daß das Einsteckten 1 und das Aufnahmeteil 2 mit Anschlußmuffen I9, 2o zum Aufschieben oder Einschieben zugeordneter Rohrleitungsschüsse 21, 22 versehen sind. Alle Bauelemente, bis auf die Gelenkbolzen, bestehen aus Kunststoff, zum Beispiel aus Polyvinylchlorid mit Glasfaserarmierung.

Die Betätigung einer erfindungsgemäßen Rohrleitungskupplung ergibt sich ohne weiteres aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren« 1 und 2. Man erkennt, daß zum Ankuppeln eines Rohrleitungsschusses 21 an einen schon verlegten 22 das Einsteckteil 1 in das Aufnahmeteil 2 hineingeführt wird, wie es in Fig. 1 dargestellt worden ist. Dann werden die Betätigungshandgriffe 7 in Verriegelungsstellung gebracht, d. h. die Kupplung wird gespannt. Dabei greifen die Exzenterelemente 8 an der umlaufenden, den Exzenterelementen 8 angepaßten Rinne 9 an, und zwar derart, daß das Einsteckteil 1 in das Aufnahmeteil 2 gezogen wird oder umgekehrt, und zwar unter Kompression des weichelastischen Dichtungsringes 3* der im Ausführungsbeispiel stirnseitig am Aufnahmeteil 2 angeordnet ist, aber auch umgekehrt sich am Einsteckteil 1 befinden könnte. Selbstverständlich kann auch mit zwei weichelastischen Dichtungsringen 3 gearbeitet werden, deren einer am Aufnahmeteil 2, deren anderer am Einsteckteil 1 angeordnet ist. Sind die Betätigungshandgriffe 7 bis in die Stellung geschwenkt, die in Fig. 2 dargestellt worden ist, und bei der sie an den Bauteilen der Kupplung bzw. an den zugeordneten Rohrleitungsschüssen gleichsam liegen, so ist die Kupplung gespannt, gleichzeitig haben aber die Verriegelungsnasen Io die Verriegelung übernommen. Das alles führt insgesamt zu dem Ergebnis, daß die erfindungsgemäße Rohrleitungskupplung funktions-

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sicher und dicht bleibt, auch wenn die Rohrleitung, die mit derartigen Rohrleitungskupplungen ausgerüstet ist, beispielsweise Zugkräfte und Biegemomente aufzunehmen hat. Nichtsdestoweniger kann die Rohrleitungskupplung sehr leicht gehandhabt werden.

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Claims (7)

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   Patentansprüche :

   !Rohrleitungskupplung, - bestehend aus

   Einsteckteil,
   Aufnahmeteil,

   Dichtungsring zwischen Eins teckteil und Aufnahmeteil, sowie

   Verriegelungseinrichtung,

   wobei die Verriegelungseinrichtung zumindest zwei einander gegenüberliegende, an vorkragenden Griffhaltern des Aufnahmeteils mittels Gelenkbolzens angelenkte Betätigungshandgriffe mit Exzenterelement aufweist und am Einsteckteil eine umlaufende, den Exzenterelementen angepaßte Rinne angeordnet ist, in welche die Exzenterelemente in Verriegelungsstellung einfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungshandgriffe (7) zusätzlich jeder eine Verriegelungsnase (lo) aufweisen, die, vom zugeordneten Gelenkbolzen (6) aus betrachtet, hinter dem Exzenterelement (8) angeordnet ist, und daß am Einsteckteil (1) eine umlaufende Verriegelungsnut (11) vorgesehen ist, in welche die Verriegelungsnasen (lo) einfassen.
2. 2. Rohrleitungskupplungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungshandgriffe (7) in radialer Richtung so weit über ihrer Verriegelungsnase (lo) angeordnete Gelenkbolzen (6) aufweisen, daß axiale Zugkräfte (Z) die verriegelten Betätigungshandgriffe (7) in Verriegelungsstellung ziehen.

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   - ι/ - TU.
3. 3. Rohrleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnasen (lo) eine Entriegelungsschrägfläche (13) aufweisen und durch axiale Druckkräfte (D) in Entriegelungsstellung drückbar sind.
4. 4. Rohrleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu der Dichtungsring (3) als weichelastische Dichtung ausgeführt, in einer stirnseitigen Dichtungsringnut (15) am Aufnahmeteil (2) angeordnet und als Rückdrückfeder ausgebildet ist, während das Einsteckteil (1) an seiner Stirnfläche {16} mit Labyrinthdichtungsrippen (17) versehen sein kann.
5. 5. Rohrleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Betätigungshandgriffen (7) das Exzenterelement (8) und die Verriegelungsnase (Ig) in verriegelter Stellung - im wesentlichen gleichweit radial vorspringen.
6. 6. Rohrleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Einsteckteil (1) als auch das Aufnahmeteil (2) mit AnschluBmuffen (I9, 2o) zum Aufschieben oder Einschieben zugeordneter Rohrleitungsschüsse (21, 22) versehen sind.
7. 7. Rohrleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis €, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bauteile, bis auf die Qelenkbolzen (6) aus Kunststoff, ggf. aus armiertem thermoplastische«? Kunststoff, bestehen*

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