DE2731465C2 - Rohrkupplung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung mit einer im Querschnitt etwa C-förmigen, von einem längsgespalteten, durch Spannbolzen verengbaren Gehäuse mit radialen Endwänden umschlossenen Elastomer-Dichtungsmanschette, deren sich gegeneinander erstreckende, von dem abzudichtenden Medium beaufschlagte Dichtlippen im Bereich ihrer Dichtkante mittels je eines einen Stützring bildenden Ringwulstes auf dem Manschettensteg abgestützt sind, wobei jeweils der Raum zwischen Stützring, Manschettenende und Dichtlippenwurzel druckmittelbeaufschlagbar ist und wobei ferner die Dichtlippen vor dem Zusammenziehen des Gehäuses in bezug auf den Nenndurchmesser der zu kuppelnden Rohre Übermaß aufweisen und beim Zusammenziehen des Gehäuses, dessen Längsspalt von einer zwischen Manschette und Gehäuse eingelegten Blecheinlage überbrückt ist, durch Druckwirkung des Stützrings satt an die Rohrwandungen anpreßbar sind.

Eine Rohrkupplung dieser Art ist aus der DE-OS 24 28 101 bekannt. Bei dieser bekannten Rohrkupplung legen sich die Dichtlippen der Dichtungsmanschette bei druckführenden Rohren einwandfrei dich- eo tend und in etwas geringerem Ausmaß auch bereits bei drucklosen Rohren an die jeweilige Rohraußenfläche an, wobei der Anpreßdruck bei noch drucklosen Rohren durch die Abstützung der Dichtlippen am jeweils zugeordneten Ringwulst erhalten wird. Während der durch den Ringwulst erzeugte Anpreßdruck beim Spannen des Gehäuses erhöht wird, ergibt sich die endgültige Anpressung der Dichtlippen während des Betriebs aufgrund des Innendrucks der über die Kupplung verbundenen Rohre.

Aus der DE-PS 5 46 099 ist eine Rohrverbindung mit einem C-förmigen Dichtungskcrpcr bekannt, welcher nach innen gerichtete und mit ringförmigen Federn versehene Flansche aufweist, die die Rohrenden umschließen und unter der Einwirkung des in der Rohrleitung vorhandenen Druckes stehen, wobei die ringförmigen Federn derart ausgebildet sind, daß sie gewöhnlich nicht zusammengedrückt, sondern nur gestreckt werden können, so daß sie bei ihrer Streckung die Flansche gegen die Rohrenden pressen. Es handelt sich somit bei jedem einem während des Betriebs durch Innendruck beaufschlagten Dichtflansch zugeordneten Schraubenfederring um eine Reflexfeder, die durch Zugkraft gestreckt, jedoch nicht zusammengedrückt werden kann. Nachteilig ist bei dieser bekannten Rohrverbindung, daß beim Aufziehvorgang auf die Rohrenden die Dichtlippen in Umfangsrichtung gedehnt werden müssen, was nicht nur der Lebensdauer des Manschettenmaterials abträglich ist, sondern auch keine einwandfreie Abdichtung in denjenigen Fällen ergibt, bei denen die Außenflächen der Rohre nicht vollkommen glatt sind, wie dies beispielsweise bei geschweißten Rohren der Fall ist. Hier treten nämlich im Bereich der Unebenheiten leicht Undichtigkeiten auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rohrkupplung der eingangs definierten Art so auszubilden, daß sowohl im drucklosen Zustand als auch bei anliegendem Druck eine einwandfreie, von der Beschaffenheit der Rohroberfläche weitestgehend unabhängige und dauerhafte Abdichtung dadurch gewährleistet wird, daß die Dichtlippen beim Spannen des Gehäuses sich sofort mit einer erheblichen radialen Anpreßkraft dichtend an die Außenseite der Rohre anschmiegen und selbst nach langer Betriebszeit und bei wechselnden Temperaturbeanspruchungen die Dichtlippen und insbesondere auch der dazwischenliegende Steg daran gehindert werden, sich von der Außenfläche der Rohre bzw. von der Innenwandung des Gehäuses unter Bildung von Falten abzuheben.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß jeder Stützring als Schraubenfederring ausgebildet ist, der bei zusammengezogenem Gehäuse noch leicht gedehnt ist

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß infolge der Abstützung der Dichtlippen über die Schraubenfederringe am Dichtmanschettensteg beim Spannen des Gehäuses die Dichtlippen sofort mit einer größeren radialen Anpreßkraft an die Außenseiten der Rohrenden angepreßt werden als durch die Eigenspannung der Dichtlippen und die Vorspannung der Schraubenfederringe, so daß die Kupplung gleich nach der Montage vollkommen dicht ist, und zwar selbst dann, wenn die Rohrenden Schweißnähte oder sonstige erhebliche Unebenheiten aufweisen. Ferner ist von Vorteil, daß ein Druckmitteldurchtritt zu den hinter den Schraubenfederringen gelegenen Dichtlippenteilen zwecks vollflächiger Beaufschlagung der Dichtlippen gewährleistet und schließlich ein Abheben des dünnwandigen Dichtungsmanschettensteges im Bereich zwischen den Dichtlippen von der Gehäuseinnenfläche vermieden wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der zwischen den Schraubenfederringen liegende Bereich des Steges an seiner nach innen gekehrten Seite an sich bekannte Ringwülste zur Ausbildung eines wellenartigen Axialprofils auf.

Diese Ringwülste verhindern ein wellenförmiges Verformen des Steges, und zwar sowohl bei der Montage der Kupplung als auch zufolge von Wärmedehnungen bzw. eines Anschwellens des Materials unter Temperatureinwirkungen. Der Steg stützt sich n.ithin immer gegen die innere Wandung des Gehäuses ab, und zwar insbesondere auch dann, wenn das Rohrinnere über längere Zeit drucklos ist

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläu^rt Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer zur Montage auf Rohrenden bereiten Rohrkupplung,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der F i g. 1 mit in die Kupplung eingeführten Rohrenden, wobei dieser Schnitt in zwei übereinander angeordneten Hälften dargestellt ist: Die obere Häifte entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 links erscheinenden Häifte bei noch lose um das entsprechende Rohrende gezogener Kupplung, die untere Hälfte dagegen der in F i g. 1 rechts erscheinenden Hälfte bei gespanntem Gehäuse.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Rohrkupplung 10 weist ein Gehäuse 11 etwa ir. der Form einer Rohrschelle auf, dessen Gehäusekörper 12 im wesentlichen zylindrisch ist und an seinen stirnseitigen Enden nach innen weisende Flansche 13, 14 aufweist. Das Gehäuse 11 ist längsgespaltet und einstückig aus einem hochfesten Blech, z. B. aus rostfestem Stahl hergestellt. Am Längsspalt 31 nach außen und voneinander weg umgebogene, einstückig mit dem Gehäuse 11 ausgebildete Lappen 15, 16 umschließen je einen z. B. zylindrischen Spannbalken 17,18, welche Balken mittels einer Anzahl Bolzen — hier zwei Innensechskantbolzen 19, 20 — miteinander verbunden sind. Die freien Endkanten der Lappen 15,16 können mit der äußeren Mantelfläche des Gehäusekörpers 12 verschweißt sein. Im vorliegenden Beispiel sind die Köpfe 21,22 der Innensechskantbolzen 19 bzw. 20 durch in den Lappen 15 ausgebildete Langlöcher 23 bzw. 24 zugänglich. Der an die Köpfe 21,22 anschließende Teil der Bolzen 19,20 greift mit etwas Spiel durch nicht dargestellte Querbohrungen im Spannbalken 17, durch nicht sichtbare öffnungen im gebogenen Bereich des Lappens 15, sodann mit Spiel durch Öffnungen 25, 26 im gebogenen Bereich des Lappens 16 und schließlich in mit einem Innengewinde versehene Querbohrungen im Spannbalken 18. Aus dem Gesagten ergibt sich, daß das Gehäuse 11 durch Anziehen der Bolzen 19,20 sich in der Art einer Rohrschelle zusammenziehen läßt

Für die im Gehäuse 11 zwischen den Flanschen 13 und 14 vorhandenen Bestandteile sei insbesondere auf die F i g. 2 verwiesen. Das Gehäuse 11 umschließt eine in inrem Axialquerschnitt C-förmige, nach innen offene Dichtmanschette 27, beispielsweise aus einem synthetischen Gummi, deren Steg 28 mit seiner Außenseite unter Zwischenlage einer den Längsspalt 31 überbrükkenden Stahlbandeinlage 29 an der zylindrischen Innenseite 30 des Gehäusekörpers 12 satt anliegt.

An den Steg 28 der Dichtmanschette 27 schließen beiderends deren als Dichtlippen 32 bzw. 33 ausgebildete Enden an. Die Dichtlppen weisen an ihrer freien Endkante eine scharfe Dichtkante 34 bzw. 35 auf, die durch Spannen des Gehäuses 11 dichtend auf die Mantelfläche der durch die Kupplung 10 zu verbindenden Rohrenden 36,37 zu liegen kommen (im oberen Teil der F i g. 2 ist das Gehäuse noch nicht festgespannt). An der dem Steg 28 zugekehrten Seite der Dichtlippen 32,33 ist eine nach außen offene, im Querschnitt etwa halbkreisförmige Ringnut 38, 39 ausgebildet, In der ein praktisch in sich geschlossener, leicht gedehnter, metallischer Schraubfederring 40 bzw. 41 eingebettet liegt Dieser stützt mit seinem Außenumfang einen vergleichsweise dünnwandigen Bereich 42 bzw. 43 des Steges an dessen Innenseite und ist umgekehrt auch darauf abgestützt Zwischen den Ringnuten 38, 39 und der eigentlichen Wurzel 44, 45 der Dichtlippen ist ein ringförmiger Hohlraum 46, 47 vorhanden, der durch di; Windungen to der Schraubfederringe 40,41 hindurch mit dem Raum 48 zwischen der Innenseite des Steges 28 und der Außenseite der Rohrenden 36, 37 in Verbindung steht

Der Sinn dieser Anordnung ist der folgende: Die Schraubfederringe 40, 41 üben im wesentlichen vier Funktionen aus. Dadurch daß sie außen an der Innenseite der Bereiche 42 bzw. 43 des Steges 28 abgestützt sind, bieten sie erstens Gewähr dafür, daß beim Spannen des Gehäuses die Dichtlippen 32, 33 sofort mit einer größeren radialen Anpreßkraft als nur durch die eigene Elastizität an die Außenseite der Rohrenden 36 bzw. 37 angepreßt werden. Zweitens bieten sie, da sie leicht gedehnt sind, Gewähr dafür, daß der Innendruck der Rohre, der über den Rohrstoß hindurch den Raum 48 beaufschlagt, auch auf der ganzen Länge der dem Steg 28 zugekehrten Seite der Dichtlippen 32, 33 einschließlich der Hohlräume 46, 47 wirksam ist und somit die Dichtlippen an ihren gesamten Außenumfang hydrostatisch nach innen anpreßt. Drittens bieten die Schraubfederringe Gewähr dafür, daß insbesondere beim Nachlassen der Eigenelastizität des Materials der Dichtmanschette 27 infolge mehrmaliger und über längere Zeit erfolgender thermischer Wechselbeanspruchung die Dichtlippen 32 und 33 stets an den Außenumfang der Rohrenden 36, 37 gedrängt bleiben, auch wenn einmal kein Innendruck herrscht und die unter Umständen nicht mehr ausreichende Elastizität des Materials der Manschette ein Abheben der Dichtlippen 32 und 33 ermöglichen würde. Viertens verhindern die Schraubfederringe 40, 41 auch ein Abheben der dünnwandigen Bereiche 42,43 des Manschettensteges 28 von der Stahlbandeinlage 29, welches Abheben bei den praktisch unvermeidbaren Alterungserscheinungen von Gummimaterial bei thermischer Beanspruchung eintreten kann, sobald der Rohrinnendruck absinkt oder ausfällt. Dieser zuletzt genannten Erscheinung tritt auch die besondere Profilierung der Innenseite des zwischen den Dichtlippen 32 und 33 liegenden Bereiches des Steges 28 entgegen. Man erkennt, daß dieser Bereich nicht eine konstante Wandstärke, sondern in axialem Abstand voneinander angeordnete, ringförmige und nach innen ragende Wülste 49 aufweist, die dieser Innenseite ein gewelltes Profil verleihen. Dieses Profil ist in F i g. 1 mit der punktierten Linie 50 angedeutet Diese Wülste 49 dienen als radial nach außen wirksame Versteifungsrippen, die ein Abheben des Steges 28 von der Stahlbandeinlage 29 verhindern, wenn das Manschettenmaterial nach vorangegangener, thermisch bedingter Ausdehnung sich wieder zusammenzieht.

Aus dem Gesagten ergibt sich, daß der Steg 28 der Dichtmanschette 27 — im Axialschnitt gesehen — nicht wie bei vorbekannten Kupplungen im wesentlichen nur im Bereich der Dichtlippen 32, 33 in radialer Richtung durch die Abstützung versteift ist (hier durch die Schraubfederringe 40,41) sondern in dem zwischen den Dichtlippen 32, 33 liegenden Bereich angeformte, radial nach außen wirksame Versteifungselemente in Form der Ringwülste 49 aufweist. Es ist festgestellt worden, daß durch diese Profilierunp des Steves 28 aiirh narh

längerer Einsatzzeit der Kupplung bei nahe an der oberen Grenze der (für das Manschettenmaterial) zulässigen Betriebstemperatur, der Steg der Manschette zur satten Anlage an der Innenwand 30 des Gehäuses 11 bzw. an der Stahlbandeinlage 29 gedrängt wird, selbst wenn das Manschettenmaterial infolge der Langzeitbeanspruchung seine ursprünglichen Elastizitätseigenschaften eingebüßt hat Die Dichtheit der Kupplung ist auch dann noch gewährleistet, wenn die ursprünglich elastischen Eigenschaften des Manschettenmaterials durch eher plastische Eigenschaften abgelöst wurden, namentlich auch, weil die Schraubfederringe 40 bzw. 41 ihre Elastizität bis weit über die für Gummimaterial zulässigen Temperaturgrenzen beibehalten.

Die in den Zeichnungen noch dargestellte Ausbildung und Einrichtung (Bezugsziffern 51 bis 73) zum Verankern der Rohrenden 36, 37 bei gespanntem Kupplungsgehäuse 11 ist nicht Gegenstand der Erfindung und daher auch nicht näher beschrieben.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rohrkupplung mit einer im Querschnitt etwa C-förmigen, von einem längsgespalteten, durch _s Spannbolzen verengbaren Gehäuse mit radialen Endwänden umschlossenen Elastomer-Dichtungsmanschette, deren sich gegeneinander erstreckende, von dem abzudichtenden Medium beaufschlagte Dichtlippen im Bereich ihrer Dichtkante mittels je ₎₀ eines einen Stützring bildenden Ringwulstes auf dem Manschettensteg abgestützt sind, wobei jeweils der Raum zwischen Stützring, Manschettenende und Dichtlippenwurzel druckmittelbeaufschlagbar ist und wobei ferner die Dichtlippen vor dem Zusam- ^ menziehen des Gehäuses in bezug auf den Nenndurchmesser der zu kuppelnden Rohre Übermaß aufweisen und beim Zusammenziehen des Gehäuses, dessen Längsspalt von einer zwischen Manschette und Gehäuse eingelegten Blecheinlage überbrückt ist, durch Druckwirkung des Stützrings satt an die Rohrwandungen anpreßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützring als Schraubenfederring (40, 41) ausgebildet ist, der bei zusammengezogenem Gehäuse noch leicht gedehnt ist

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Schraubenfederringen (40,41) liegende Bereich des Steges (28) an seiner nach innen gekehrten Seite an sich bekannte Ringwülste (49) zur Ausbildung eines wellenartigen Axialprofils aufweist.