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n Armatur für cordierte bzw. geklöppelte Schläuche n
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Die Erfindung betrifft eine Armatur zum Verschließen von Enden von
cordierten bzw geklöppelten Schläuchen bzw zum Anschließen solcher Schlauchenden
an andere Leitungssysteme oder zum Verbinden zweier solcher Schlauchenden miteinander,
insbesondere zur Verwendung bei Hochdruckschläuchen und/oder Schläuchen mit großen
Nennweiten, bestehend aus einem in das Jeweilige Schlauchende bzw. die Jeweiligen
Schlauchenden einsteckbaren Stutzen sowie einer Halteeinrichtung zum Festhalten
des
3eweiligen Schlauchendes auf dem Stutzen.
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Bei einer bekannten Armatur der genannten Art wird der Schlauch auf
dem in das Schlauchende eingesteckten Stutzen mit Hilfe von zwei aus Metalygefertigen
Halbschalen gehalten, die mit 1Hilfe von Schrauben fest gegeneinander gezogen werden.
Durch 1 die mit den Halbschalen aufgebrachte Anpreßkraft wird das Schlauchmaterial
fest gegen den Stutzen gedrUckt, so daß |ein mechanisch fester und dichter Sitz
erzielt werden #ann. Eine solche Schlauchbefestigung ist vorrichtungsmäßig relativ
aufwendig und bedarf insbesondere bei großen Nennweiten langwieriger Montage- und
Demontagetätigkeiten. Insbesondere bei Schlauchprüfungen fällt das zeitraubende
Anbringen und Lösen der Halbschalen erheblich ins Gewicht. Ferner kann durch die
starren Halbschalen keine gleichmäßige radiale Pressung des Schlauches auf die Armatur
erzielt werden. In Höhe der Verschraubung bilden sich oft Wulste aus, die Bereiche
mit geringere radialer Pressung darstellen. Außerdem ist in der Nähe der Verschraubung
die Pressung zwangsläufig kleiner als im Scheitelpunkt einer Halbschale, da die
eingeleiteten Kräfte parallel zu den Schrauben, also tangential zum Schlauch verlaufen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Armatur zu schaffen,
auf der sich ein Schlauchende bzw. Schlauchenden einfach und ohne größeren vorrichtungstechnischen
Aufwand aufbringen
lassen, wobei der Schlauch im Betriebszustand
sicher und mit rundum gleichmäßiger Flächenpressung auf der Armatur sitzt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an oder nahe
dem am weitesten in das Jeweilige Schlauchende hineinragenden Ende des Stutzens
eine zwischen der Schlauchinnenfläche und der Außenfläche des Stutzens rundum wirksame
Dichtung angeordnet ist und daß die Halteeinrichtung am äußersten Ende des Jeweiligen
Schlauchendes, also in einem Abstand von der Dichtung entfernt, sitzt.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich ein cordierter bzw.
geklöppelter Schlauch unter axialer Zugbelastung in radialer Richtung einschnürt.
Eine solche Zugbelastung stellt sich nicht nur ein bei Aufbringung einer reinen
Axialkraft auf den Schlauch sondern auch bei Beaufschlagung des Schlauches mit einem
Innendruck. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird erreicht, daß ein in dem
Schlauch unter Druck stehendes Fluid aufgrund der Dichtung von der Stutzenoberfläche
ferngehalten wird, so daß sich zwischen der Stutzenoberfläche und der Schlauchinnenwand
kein Fluiddruck ausbilden kann. Da das Jeweilige Schlauchende durch die Halteeinrichtung
an seinem äußeren Ende auf dem Stutzen festgehalten wird und der Schlauch während
des Druckaufbaus ein StUck auf dem
Stutzen gleiten kann, wird erreicht,
daß durch die Fadenkräfte der Verstärkungseinlagen des Schlauches eine Flächenpressung
auf den eingeschobenen Armaturstutzen ausgeübt wird, die für Verstärkungslagen mit
Wickelwinkeln unter 54,74° größenordnungsmäßig dem Innendruck des Schlauches entspricht.
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Die Dichtung kann aus mindestens einem Nutring bestehen, der in einer
umlaufenden Außennut des Stutzens liegt. Dabei ist der Nutring vorzugsweise mit
Dichtlippen versehen, die entgegen dem Schlauchinnenring am Nutboden einerseits
und an der Schlauchinnenfläche andererseits anlegbar sind.
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Alternativ kann die Dichtung auch aus mindestens einem 0-Ring bestehen,
der ebenfalls in einer umlaufenden Außennut des Stutzens liegt.
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Aus Sicherheitsgrtinden ist die Dichtung durch mehrere hintereinander
angeordnete Dichtringe gebildet, und zwar durch mindestens einen Nutring und mindestens
einen 0-Ring, wobei der 0-Ring in einem größeren Abstand von dem in das Schlauchende
hineinragenden Ende des Stutzens angeordnet ist als der Nutring.
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Als Dichtung kann am Stirnende des in das Schlauchende hineinragenden
Endes des Stutzens auch eine Topfmanschette befestigt
sein, deren
umlaufender Kragen vom Ende des Stutzens weggerichtet ist und an die Innenfläche
des Schlauchendes anlegbar ist. Der Kragen der Topfmanschette kann dabei zusätzlich
mit einer Feder radial nach außen gegen die Innenfläche des Schlauches drUckbar
sein. Der Boden der Topfmanschette kann dabei an der Stirnseite des Stutzens bzw.
an einer mit der Stirnseite des Stutzens verbundenen Platte befestigt sein.
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Zur Verbesserung des Sitzes des Jeweiligen Schlauchendes auf dem Stutzen
ist vorzugsweise zumindest ein Teil des in das Jeweilige Schlauchende eingreifenden
Stutzens mit einer Außenzahnung versehen. Diese kann durch eine Mehrzahl von in
Axialrichtung des Stutzens hintereinander angeordneten ringförmigen Zähnen gebildet
sein. Alternativ ist es auch möglich, die Zahnung durch ein an der Außenfläche des
Stutzens vorgesehenes Gewinde zu bilden.
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Bei beiden Ausführungsformen sind die Zähne vorzugsweise im Bereich
nahe der Dichtung an ihrer Außenseite stumpf und in größerer Entfernung von der
Dichtung scharfkantig ausgebildet.
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Einen stufenlosen Ubergang von flacher zu scharfkantiger Verzahnung
erhält man, wenn das Gewinde progressiv aufgebracht wird Als Vorsichtsmaßnahme kann
an der Außenseite des Stutzens eine Entlastungsnut oder -bohrung ausgebildet sein,
die von dem der Dichtung abgewandten Ende des Stutzens bzw. einem aus dem Schlauch
herausragenden Abschnitt des Stutzens bis nahe an die
Dichtung
heranreicht. Durch diese Vorsichtsmaßnahme wird erreicht, daß das bei einem auftretenden
Defekt die Dichtungselemente unterwandernde Fluid nach außen abfließen kann und
somit auf Jeden Fall verhindert wird, daß sich im Bereich der Zahnung möglicherweise
ein Fluiddruck aufbauen kann. Wenn die Zahnung als Gewinde ausgebildet ist, könnte
bereits die zwischen den Zähnen verlaufende Gewindenut zur Druckentlastung ausreichen.
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Die Halteeinrichtung kann als Spannelement, vorzugsweise als schmales
Preßband, ausgebildet sein, mit welchem das bußerste Ende des auf die Armatur aufgeschobenen
Schlauches an die Stutzenaußenfläche andrUckkbar ist. Ein solches Spannelement ermöglicht
das Wirksamwerden des Sitzes, indem das äußerste Schlauchende auf die Rillung dgß
Stutzens gedrUckt wird und sich somit der erforderliche Längszug und die daraus
resultiert Einschnurung ausbilden kann. Die Vorspannung zwischen Spannelement und
Stutzen ist so groß zu wählen, daß sie der im Betrieb durch den Schlauch verursachten
Pressung entspricht.
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Wenn die erfindungsgemäße Armatur zu Prüfzwecken vorgesehen ist, ist
der Stutzenquerschnitt verschlossen oder kann mit einer verschließbaren Öffnung
zum Einschrauben von PrUfinstrumenten oder dergleichen versehen sein.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht
und im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 die Ansicht einer Schlaucharmatur zum Verschließen
von Schlauchenden, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie
II-II aus Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Schlaucharmatur zum Verbinden
zweier Schlauchenden und Fig. 4 einen Schnitt durch eine Schlaucharmatur mit Flanschanschluß
zum Anschließen eines Schlauchendes an ein Leitungssystem.
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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Schlaucharmatur 1 zum Verschließen
eines Schlauchendes 2 eignet sich beispielsweise fUr Berstversuche an cordierten
bzw. geklöppelten Schläuchen, die sich unter axialer Zugbelastung in radialer Richtung
einschnüren. Die Armatur besteht dabei im wesentlichen aus einem Rohrstutzen 3,
dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des zu prüfenden Schlauchs
2 entspricht.
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An dem am weitesten in das Schlauchende hineinragenden Ende des Stutzens
3 ist eine zwischen der Schlauchinnenfläche und der
Stutzenaußenfldche
rundum wirksame Dichtung 4 angeordnet. Die Dichtung besteht aus einer Topfmanschette,
deren umlaufender Kragen 5 von dem Stutzen 3 weggerichtet ist und an der Innenfläche
des Schlauches 2 anliegt. Der Boden 6 der Topfmanschette ist mit Hilfe von Schrauben
7 an einer Platte 8 befestigt, die an das Stirnende des Stutzens 3 angeschweißt
ist. Sowohl der Boden 6 der Topfmanschette als'auch die Befestigungsplatte 8 weisen
eine mittige Öffnung 9 bzw. 10 auf, so daß sich der in dem Schlauch herrschende
Druck in das Innere des Rohrstutzens 3 ausbreiten kann.
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Die Topfmanschette 4 kann zusätzlich mit einer eingelegten, konzentrisch
angeordneten Spiralfeder 11 nach außen gegen die Schlauchinnenfläche vorgespannt
sein, so daß gewährleistet ist, daß vom ersten Moment der Druckbeaufschlagung des
Schlauches an eine Dichtung zwischen dem Rohrstutzen und der Schlauchinnenfläche
gegeben ist.
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In einem kurzen Abstand hinter dem mit der Topfmanschette 4 versehenen
Ende der Armatur 1 sind als zusätzliche Dichtung zwei Nutringe 12 vorgesehen, die
in Je einer umlaufenden Außennut 13 des Stutzens liegen. Jeder der Nutringe 12 ist
mit zwei Dichtlippen versehen, die entgegen dem Schlauchinnendruck am Nutboden einerseits
und an der Schlauchlnnenflache andererseits anliegen
Hinter den
beiden Nutringen sind als weitere Dichtungen noch zwei 0-Ringe 14 angeordnet, die
in Nuten 15 eingebettet sind.
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Der sich an die Dichtungen anschließende Bereich des Stutzens 3 ist
mit einer Zahnung 16 versehen. Durch diese soll erreicht werden, daß entlang dem
Stutzen 3 etwa konstante Reibbedingungen erhalten bleiben, um die Zugkräfte gleichmaßig
abbauen zu können. Demzufolge sind die sich unmittelbar an die Dichtungen anschließenden
Zähne 17 relativ flach ausgebildet, so daß trotz hoher Radialkräfte in diesem Bereich
eine Beschädigung der Schlauchinnenwand durch die Zähne verhindert wird. An die
Zähne 17 schließt sich eine zweite Gruppe von Zähnen 18 an, die bereits etwas spitzer
ausgebildet sind. An dem der Dichtung abgewandten Ende des Stutzens 3 sind die Zähne
19 dagegen spitz ausgebildet und weisen scharfkantige Hinterschneidungen auf, so
daß ein guter Halt zwischen den Zähnen 19 und der Schlauchinnenfläche möglich ist.
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Unmittelbar am Ende des Schlauches 2 ist ein sich um den Schlauch
herumerstreckendes Preßband 20 vorgesehen, welches die#Aufgabe hat, das Schlauchende
auf die Zähne 19 des Stutzens 3 zu pressen, damit sich ein Längszug ausbilden kann.
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Die Vorspannung des Preßbandes sollte mindestens so groß gew#t werden,
daß die Pressung durch das Band der Pressung durch den Schlauch entspricht.
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Uber den gesamten Bereich der Zähne 17, 18 und 19 ist entlang einer
Mantellinie des Rohrstutzens 3 eine sich bis zu dem den Dichtungen abgewandten Ende
des Stutzens erstreckende Entlastungsnut 21 vorgesehen, die im Falle eines Defektes
einen Druckaufbau durch eventuell durch die Dichtun + elangende geringe Fluidmenge
in diesem Bereich verhindern soll.
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Das den Dichtungen abgewandte Ende des Rohrstutzens 3 ist dicht mit
einer Platte 22 verschlossen, die in den lichten Querschnitt des Rohrstutzens 3
eingeschweißt ist. Die Platte 22 kann mit einer verschließbaren EntlUftungsbohrung
und/oder einer Anschlußbohrung für Meßgeräte versehen sein.
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Das in Fig. 3 dargestellte AusfUhrungsbeispiel zeigt eine Armatur
25, die zur Verbindung zweier Schlauchenden 26 und 27 dient.
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Die Armatur 25 besteht aus einem Rohr 28, dessen beide Endstutzen
29 an ihrer Außenseite in gleicher Weise ausgebildet sind, wie der in Fig. 1 beschriebene
Rohrstutzen 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann allerdings auf die in Fig. 1
dargestellte Topfmanschette verzichtet werden. Allerdings sind die beiden Nutringe
12 in Kombination mit den 0-Ringen 14 vorgesehen. Die Außenzahnung ist wiederum
in drei Zahngruppen 77, 18 und 19 unterteilt, wobei die nahe den Dichtungen 12 und
14 ausgebildeten Zähne 17 an ihren Außenseiten flach und die am gegenüberliegenden
Ende ausgebildeten Zähne 19 spitz ausgegebildet
sind.
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Die äußeren Enden der Schläuche 26 und 27 werden mit Hilfe von Je
einem Preßband 20 ge#gen die spitzen Zäino 19 gedrückt.
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Bei dem in Fig. 4 dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist eine Armatur
30 dargestellt, die zum Anschluß eines Schlauchendes 31 an ein in der Zeichnung
nicht dargestellten Flansch eines beliebigen Leitungssystems dient. Die Armatur
30 weist einen Stutzen 32 auf, der in gleicher Weise ausgebildet ist, wie Jeder
der Stutzen 29 des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels. Insofern kann auch
eine detaillierte Beschreibung des Stutzens 32 verzichtet werden.
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An dem aus dem Schlauchende 31 herausragenden Ende weist der Stutzen
einen radialen Anschlagflansch 53 auf, an welchen ein beliebiger Losflansch 34 angelegt
werden kann.
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Der Anpreßdruck zwischen dem Stutzen der Armatur und der Innenfläche
des cordierten bzw. geklöppelten Schlauches stellt sich in Abhängigkeit von dem
Fluiddruck im Schlauchinneren selbsttätig richtig ein, so daß die Schlauchseele
weitestgehend geschont wird. Da weder die Schlauchdecke noch die Schlauchseele mit
überproportional hohen Vorspannkräften beaufschlagt werden müssen, kann sich der
Schlauch zum Verteilen der Anpreßkräfte auf der Oberfläche der Armatur in
Axialrichtung
etwas bewegen, so daß die Fadenkräfte und die damit verbundenen Anpreßkräfte auf
den hinteren Armaturbereich nahezu gleichmäßig übertragen werden können. Ein Abscheren
der Decke bzw. Seele kann daher nicht mehr auftreten. Bei größeren InnendrUcken
können größere Armaturlängen vorteilhaft genutzt werden.
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Bedingt durch die sich selbsttätig einstellende optimale radiale Pressung
können Leitungssysteme in Kombination mit den beschriebenen Armaturen für hohe Drücke
gefertigt und eingesetzt werden. Dadurch ist es möglich, Hochdruck-Schlauchleitungen
größerer Nennweiten technisch zu nutzen.
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Da die Armaturen praktisch nur aus dem Stutzen bestehen, ist ihr Gewicht
sowie der vorrichtungstechnische Aufwand äußerst gering, so daß sie beispielsweise
bei Schlauchleitungssystemen kaum störend wirken.
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