DE3418716C1

DE3418716C1 - Kupplung für fluidführende Leitungen

Info

Publication number: DE3418716C1
Application number: DE19843418716
Authority: DE
Inventors: Erwin 8501 Oberasbach Telle; Nikolaus 8501 Roßtal Telle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-19
Filing date: 1984-05-19
Publication date: 1985-07-18

Description

Durch diese symmetrische Ausbildung des Kupplungsringes, d. h. durch die Ausbildung des Kupplungsringes mit einem dem Rückenflansch entsprechenden Dichtungsflanseh ist es in einfacher Weise möglich, den Dichtungsring nach einem längeren Einsatz der Kupplung einfach umzudrehen, so daß der Rückenflansch mit dem Dichtungsflansch den Platz tauscht. Da nach einem solchen längeren Einsatz insbesondere der Rücken- flansch auf der anströmenden Seite der Kupplung verstärkt abgenutzt wird, ist es sehr einfach möglich, diesen einseitig abgenutzten Dichtungsring derartig umzudrehen, daß sein abgenutzter Rückenflansch zum Dichtungsflansch und der ursprünglich kaum abgenutzte Dichtungsflansch zum Rückenflansch umfunktioniert wird. Auf diese Weise kann die Standzeit einer erfindungsgemäßen Kupplung gegenüber einer Kupplung nach dem Hauptpatent in besonders vorteilhafter Weise noch einmal verdoppelt werden, ohne daß der Materialverbrauch zunimmt. Die Verwendung des abgenutzten Rückenflansches als Dichtungsflansch ist unproblematisch, weil der zweite Dichtungsring, der in Strömungsrichtung des Fluids stromabwärts angeordnet ist, nur unbedeutend beansprucht wird, so daß sich zwischen dem unbeanspruchten Dichtungsflansch des zweiten Kupplungsringes und dem nach dem Umkehrvorgang als Dichtungsflansch zum Einsatz gelangenden, abgenutzten Rückenflansch eine gute Abdichtung erreichen läßt.
Der umlaufende Innenansatz des Kupplungsringes kann eine Wandstärke aufweisen, die in radialer Richtung zur Mittellinie symmetrisch zunimmt. Auf diese Weise ist die Wandstärke des Dichtungsringes in dem Bereich, in dem der Materialabtrag durch das strömende Fluid am größten ist, am dicksten, so daß die Standzeit eines Dichtungsringes einer erfindungsgemäßen Kupplung in bezug zu dem für den Dichtungsring benötigten Materialverbrauch optimal ist. Das bedeutet, daß bei einem relativ geringen Materialverbrauch für den Dichtungsring die Standzeit desselben relativ groß ist.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Innenansatz abgestuft auszubilden. Ein solcher abgestufter Innenansatz hat auch noch den besonderen Vorteil, daß der Dichtungsring am Kupplungsring sehr einfach montierbar, bzw. im Bedarfsfall auch sehr einfach vom Kupplungsring demontierbar ist, und daß sich insbesondere eine ausgezeichnete und feste Verbindung zwischen dem Kupplungsring und dem Dichtungsring ergibt, so daß ein Fluid auch mit sehr hoher Geschwindigkeit durch die Kupplung strömen kann, ohne den Dichtungsring vom Kupplungsring abzulösen.
Weitere Erläuterungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Festkupplung die mit einer bekannten Kupplung verbunden ist. Dabei ist es klar, daß üblicherweise z. B. ein starres Rohr mit einem flexiblen Schlauch verbunden wird.
Auf der linken Seite der halbseitig geschnittenen Kupplung ist in dünneren Linien eine bekannte Kupplung dargestellt, die nicht der AT-PS 1 05 251 entspricht.
Auf der rechten Seite ist eine erfindungsgemäße Kupplung dargestellt.
Die bekannte Kupplung weist einen auf ein Rohr 2 aufgeschraubten metallischen Kupplungsring 4 auf. Der Kupplungsring 4 weist an seiner Rückfläche 6 einen hülsenförmigen Befestigungsansatz 8 mit einem Innengewinde auf. Diesem Innengewinde entspricht das Außengewinde eines Rohres 2. Das Innengewinde des hülsenförmigen Befestigungsansatzes 8 verläuft nicht bis zur inneren Stirnfläche 10, sondern endet in einem Einstich 12, in dem sich üblicherweise ein in der Zeichnung nicht dargestellter Dichtungsring befindet.
Der metallische Kupplungsring 4, der beispielsweise aus Aluminium bestehen kann, weist auf seiner Stirnfläehe 14 eine koaxiale, kreisförmig umlaufende Rille 16 mit einer Hinterschneidung 18 auf. In dieser Rille 16 mit Hinterschneidung 18 ist ein Dichtungsring 20 aus einem elastischen Material angeordnet, dessen Querschnitt an den Querschnitt der Rille 16 angepaßt ist, und der mit seiner Stirnfläche 22 über die Stirnfläche 14 des Kupplungsringes 4 vorsteht. Der Kupplungsring 4 weist an seiner Stirnfläche 14 gleichmäßig verteilte Kupplungsklauen und an die Kupplungsklauen angepaßte und die Kupplungsklauen kreisbogenförmig verbindende Kupplungsrillen 24 mit Hinterschneidungen 26 auf.
Bei der auf der linken Seite der Zeichnung dargestellten Kupplung trifft das unter Druck strömende Fluid, wenn es beispielsweise von links anströmt, zuerst gegen die ringförmige innere Stirnfläche 10 des metallischen Kupplungsringes 4 und strömt dann durch die zentrale Öffnung 28 des Kupplungsringes 4 hindurch. Das strömende Fluid wirkt dabei derart auf den Kupplungsring 4 ein, daß der Kupplungsring in relativ kurzer Zeit abgeschliffen und die zentrale Öffnung 28 immer größer wird, bis im Extremfall der die Hinterschneidung 18 tragende Steg 30 des metallischen Kupplungsringes 4 gänzlich abgetragen ist, und der Dichtungsring 20 nur noch lose im Kupplungsring 4 liegt, bzw. mit dem strömenden Fluid mitgerissen wird. In diesem Zustand ist mit einer solchen bekannten Kupplung eine Abdichtung zwischen zwei Leitungen nicht mehr gewährleistet.
Auf der rechten Seite der Zeichnung ist eine Kupplung dargestellt, bei welcher der metallische Kupplungsring 4 einen umlaufenden Innenansatz 32 aufweist, der abgestuft ausgebildet ist. Diesem abgestuften Innenansatz 32 entspricht abmessungsmäßig eine Rille 34 in der Außenmantelfläche des Dichtungsringes 36 derart, daß der Dichtungsring 36 fest im Inneren des Kupplungsringes 4 anliegt und mit dem Kupplungsring 4 fest verbunden ist. Vor der Rille 34 ist ein über die Stirnfläche 14 des Kupplungsringes 4 etwas vorstehender Dichtungsflansch 38 und hinter ihr ein bis zur ringförmigen Rückfläche 10 des Kupplungsringes 4 herumreichender Rükkenflansch 40 vorgesehen. Durch diesen einen U-förmigen und symmetrischen Querschnitt aufweisenden Dichtungsring 4 ist die zentrale Öffnung 28 des rechts dargestellten, erfindungsgemäßen Kupplungsringes 4 von der Stirnseite 14 bis zur Rückfläche 10 vollständig bedeckt, so daß ein strömendes Fluid am metallischen Kupplungsring 4 keine Angriffsfläche findet und somit in vorteilhafter Weise ein Materialabtrag am Kupplungsring 4 sicher vermieden wird. Damit und insbesondere durch den symmetrischen Aufbau des Kupplungsringes, der nach einer einseitigen Abnutzung noch einmal umgedreht werden kann, ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise eine ausgezeichnete Standzeit der erfindungsgemäßen Kupplung.
Der metallische Kupplungsring 4 weist an seiner Stirnfläche 14 gleichmäßig verteilte Kupplungsklauen 42 und an die Kupplungsklauen 42 angepaßte und die Kupplungsklauen 42 kreisbogenförmig verbindende Kupplungsrillen 24 mit Hinterschneidungen 26 auf. Die Kupplungsklauen 42 des rechts dargestellten Kupplungsringes 4 greifen in die Kupplungsrillen 24 des linken Kupplungsringes 4 ein, und umgekehrt, so daß die Kupplungsringe 4 und gleichzeitig die Stirnfläche 22 der beiden Dichtungsringe 20 und 36 gegeneinander gedrückt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine gute Abdichtung der Kupplung. Die Abdichtung wird - wie beim Hauptpatent - auch noch dadurch einfacher als bei einer bekannten, auf der linken Seite der Zeichnung dargestellten Kupplung, daß der Rückenflansch 40 des Dichtungsringes 36 zwischen der inneren Stirnfläche 10 des Kupplungsringes 4 und der Stirnfläche 44 eines Rohres 2 mit Außengewinde eingeklemmt ist. Dazu wird das Rohr 2 in den ein Innengewinde aufweisenden, hülsenförmigen Befestigungsansatz 8 so weit eingeschraubt, bis die Stirnfläche 44 des Rohres 2 auf dem Rückenflansch 40 des Dichtungsringes 4 dicht anliegt.
Auf diese Weise ergibt sich sowohl zwischen den miteinander verbundenen Kupplungsringen 4, als auch zwischen jedem Kupplungsring 4 und dem an den Kupplungsring 4 angeschlossenen Rohr 2 eine ausgezeichnete Abdichtung. Beibehalten wird der Vorteil des Hauptpatents, daß der Dichtungsring 36 den metallischen Kupplungsring 4 ganzflächig von einem strömenden Fluid getrennt hält, so daß der metallische Kupplungsring 4 gegen einen Materialabtrag sicher geschützt ist und die Standzeit einer erfindungsgemäßen Kupplung wesentlich höher ist, als bei einer bekannten Kupplung.
Durch die symmetrische Ausbildung des Dichtungsringes 36 und die dadurch gegebene Möglichkeit, den Dichtungsring 36 nach einer einseitigen Abnutzung einfach umdrehen und weiterverwenden zu können, ergibt sich der besondere Vorteil, daß die Standzeit des Dichtungsringes und somit die Standzeit der Kupplung noch einmal im Vergleich zur Standzeit einer Kupplung nach dem Hauptpatent verdoppelt ist.
Die Querschnittsform des Dichtungsringes 4 ist selbstverständlich nicht auf die dargestellte Form begrenzt. Die Rille 34 und der Innenansatz 32 können beispielsweise auch konisch ausgebildet sein.
Der Dichtungsring 4 besteht beispielsweise aus einem Gummimaterial oder aus einem Kunststoffmaterial, wobei das zur Anwendung gelangende Material entsprechend dem durch die Kupplung zu transportierenden erosiven bzw. abrasiven Fluid ausgewählt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Kupplung für fluidführende Leitungen in Form eines metallischen Kupplungsringes, der an seiner Rückfläche einen hülsenförmigen Befestigungsansatz mit einem Innengewinde für den Anschluß einer fluidführenden Leitung und an seiner Stirnfläche einen etwas vorstehenden, koaxialen Dichtungsring aufweist, so daß die Dichtungsringe zweier miteinander verbundener Kupplungsringe mit ihren Stirnflächen dicht aufeinanderliegen, und der Dichtungsring in seiner Außenmantelfläche mit einer Rille versehen ist, mit welcher er auf einem komplementären umlaufenden Innenansatz des Kupplungsrings befestigbar ist, und der Dichtungsring die zentrale Öffnung von der Stirnfläche des Kupplungsringes bis zur inneren Rückfläche des Kupplungsringes vollständig bedeckt, wobei der Dichtungsring vor seiner Rille einen Dichtungsflansch, der in eine stirnseitige offene Ausnehmung des Kupplungsringes ragt, und hinter der Rille einen Rückenflansch aufweist, der den Befestigungsansatz bis zur Stirnfläche der fluidführenden Leitung bedeckt, nach Patent 33 42 017, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (36) einen mindestens annähernd U-förmigen Querschnitt aufweist, der zu einer mittig durch die Rille (34) verlaufenden Mittellinie symmetrisch ausgebildet ist 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Innenansatz (32) des Kupplungsringes (4) eine Wandstärke aufweist, die in radialer Richtung zur Mittellinie symmetrisch zunimmt.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenansatz (32) abgestuft ausgebildet ist.

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für fluidführende Leitungen in Form eines metallischen Kupplungsringes, der an seiner Rückfläche einen hülsenförmigen Befestigungsansatz mit einem Innengewinde für den Anschluß einer fluidführenden Leitung und an seiner Stirnfläche einen etwas vorstehenden, koaxialen Dichtungs ring aufweist, so daß die Dichtungsringe zweier miteinander verbundener Kupplungsringe mit ihren Stirnflächen dicht aufeinanderliegen, und der Dichtungsring in seiner Außenmantelfläche mit einer Rille versehen ist, mit welcher er auf einem komplementären umlaufenden Innenansatz des Kupplungsringes befestigbar ist, und der Dichtungsring die zentrale Öffnung von der Stirnfläche des Kupplungsringes bis zur inneren Rückfläche des Kupplungsringes vollständig bedeckt, wobei der Dichtungsring vor seiner Rille einen Dichtungsflansch, der in eine stirnseitig offene Ausnehmung des Kupplungsringes ragt, und hinter der Rille einen Rückenflansch aufweist, der den Befestigungsansatz bis zur Stirnfläche der fluidführenden Leitung bedeckt, nach Patent 33 42 017.

Bei dieser Kupplung wird zwar gegenüber anderen zum Einsatz gelangenden Kupplungen der Vorteil erzielt, daß infolge der ganzflächigen Bedeckung des Kupplungsringes ein aggressives Fluid mit dem Kupplungsring nicht in Berührung kommt, so daß der Kupplungsring, der beispielsweise aus Aluminium gegossen ist, vor dem aggressiven Fluid, das ein unter hohem Druck strömender Zement, Kalk, Sand, ein beliebiges anderes Granulat oder Pulver, bzw. eine beliebige Flüssigkeit sein kann, geschützt ist. Durch die eingangs genannte Kupplung wird demzufolge die Einsatzdauer eines Kupplungsringes dadurch bereits wesentlich verlängert, daß der Dichtungsring nach seiner Abnutzung einfach nur gegen einen neuen Dichtungsring ausgetauscht zu werden braucht, während bei einer bekannten Kupplung der ganze metallische Kupplungsring einschließlich des Dichtungsringes ausgetauscht werden muß. Auf diese Weise ist es also notwendig, den Dichtungsring, dessen Material an das durch die Leitung strömende Fluid angepaßt sein kann, auszutauschen, und nicht den metallischen Kupplungsring mitsamt dem Dichtungsring, so daß der Materialverbrauch wesentlich verringert, bzw.

die Standzeit bereits wesentlich verlängert ist. Nach einer derartigen längeren Einsatzdauer einer Kupplung der eingangs genannten Art wird der Dichtungsring jedoch insbesondere an dem der Stirnfläche abgewandten Rückenflansch abgenutzt, weil der Rückenflansch dem strömenden Fluid relativ frei ausgesetzt ist, während seine Stirnfläche, d. h. der Dichtungsflansch durch die Stirnfläche des zweiten Dichtungsringes bedeckt und damit geschützt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine einseitige Abnutzung des Dichtungsringes, d. h. seines Rückenflansches, bis der Dichtungsring unbrauchbar wird, während sein Dichtungsflansch auch dann noch in einem relativ unbeschädigten und unverbrauchten Zustand ist Aus der AT-PS 105 251 ist eine Kupplung der dem Hauptpatent zugrunde liegenden Art bekannt, bei welcher jedoch der Dichtungsring insgesamt in einer stirnseitig offenen Ausnehmung des Kupplungsringes liegt und wesentliche Teile der Innenfläche des Kupplungsringes ungeschützt freiliegen. Diese freiliegenden Teile der Innenfläche in Form eines Innenansatzes sind einem durch die Kupplung hindurchströmenden Fluid sehr exponiert ausgesetzt, so daß ein Materialabtrag an diesen exponierten Stellen nach einer längeren Einsatzdauer dieser bekannten Kupplung unvermeidlich ist.

Da bei dieser bekannten Kupplung das stirnseitige Ende der fluidführenden Leitung an dem ungeschützten Innenansatz anliegt, werden die Dichtungseigenschaften mit dem Abtrag des Innenansatzes also ständig schlechter. Außerdem ist ein zusätzliches, separates Dichtungselement für die Abdichtung der in das Innengewinde des Kupplungsringes eingeschraubten Leitung erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Tatsache, daß der Dichtungsflansch während des Einsatzes der Kupplung nach dem Hauptpatent weniger abgenutzt wird als der Rückenflansch, dazu auszunutzen, die Standzeit der erfindungsgemäßen Kupplung gegenüber einer Kupplung nach dem Hauptpatent noch einmal wesentlich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtungsring einen mindestens annähernd U-förmigen Querschnitt aufweist, der zu einer mittig durch die Rille verlaufenden Mittellinie symmetrisch ausgebildet ist.