DE4020302A1

DE4020302A1 - Sicherheitskupplung zum verbinden von gestaengeteilen, insbesondere von rohrgestaengeteilen zu rohrgestaengen

Info

Publication number: DE4020302A1
Application number: DE4020302A
Authority: DE
Inventors: Josef Nagel; Roland Weule
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-01-02

Description

Sicherheitskupplung zum Verbinden von Gestängeteilen, insbe sondere von Rohrgestängeteilen zu Rohrgestängen.

Sicherheitskupplungen für Rohrgestänge, die z. B. als Inspekti onsgestänge in Kraftwerksanlagen eingesetzt werden, sollen fol genden Anforderungen genügen:

- Leichte Zusammenfügbarkeit der Kupplungshälften, ohne daß eine Zusammenführung von Passungen nötig ist.
- Einfaches und schnelles Schließen und/oder Verriegeln der Kupplung.
- Nach dem Zusammenfügen der Kupplung wird folgendes gefordert:
- - Spielfreiheit und hohe Steifheit in Biegerichtung,
- - Spielfreiheit und hohe Steifheit gegenüber Torsion und
- - kein selbsttätiges Lösen von Schließ- oder Riegelelementen durch Biege- oder Torsionsbeanspruchung.

Ferner soll gesichert sein, daß bei fehlerhaftem Schließen der Kupplung kein Öffnen und Auseinanderfallen der Kupplungshälften geschehen kann und daß außer den Kupplungshälften keine weite ren Einzelteile, d. h. keine losen Teile vorhanden sind, die ver lorengehen können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, im Hin blick auf die vorstehend genannten Forderungen eine einfache und zuverlässige Sicherheitskupplung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale ge löst:

a) die Kupplungshälften der zu verbindenden Gestängeteile wei sen aufeinander abgestimmte schwalbenschwanzförmige Innen- bzw. Außenprofilkörper auf, die vorzugsweise quer zur Längs achse der Gestängeteile liegen und formschlüssig ineinander schiebbar sind,
b) Außen- und Innenprofilkörper sind durch eine in Richtung der Längsachse über ein Gewinde verschiebbare Überwurfmutter axial gegeneinander verspannbar und radial festlegbar.

Durch die Überwurfmutter in Verbindung mit der schwalbenschwanz artigen Führung wird eine sichere und zuverlässige Kraftübertra gung über die Profile erreicht und gleichzeitig ein unbeabsichtig tes Auseinandergleiten der Profile verhindert.

Eine konstruktiv vorteilhafte Lösung besteht darin, daß die Über wurfmutter mit einem kegeligen Innengewinde versehen ist, welches in das kegelige Außengewinde einer Kupplungshälfte eingreift, wo bei dann bei fest verschraubter Kupplung die Überwurfmutter an einer Außenschulter der anderen Kupplungshälfte abgestützt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine Kupplung, die sich verhältnis mäßig leicht lösen läßt, wobei jedoch trotzdem große Kräfte über Überwurfmutter und Außenschulter auf die Schwalbenschwanzprofile übertragbar sind.

Ein unbeabsichtigtes Losdrehen der Überwurfmutter kann auf ein fache Weise durch einen federbelasteten Verriegelungsbolzen ver hindert werden, der bei verschraubter Kupplung einrastet.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die Anordnung der Sicherheitskupplungen innerhalb eines Rohrgestänges,

Fig. 2 einen detaillierten Teilquerschnitt durch die Sicher heitskupplung und

Fig. 3 eine Draufsicht auf den unteren Teil der Sicherheitskupp lung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist auf einer Führung 1 ein Schlit ten 2 in Richtung des Doppelpfeiles 7 verfahrbar. An den Schlit ten 2 ist ein Rohrgestänge 3 befestigt, welches in Doppelpfeil richtung 6 durch den Schlitten hindurch beweglich ist. Die ein zelnen Rohre 4 des Rohrgestänges 3 sind über Sicherheitskupp lungen 5 miteinander verbunden. Am unteren Ende des Rohrge stänges ist eine Fernsehkamera 8 oder dgl. angeordnet, mit der z. B. Inspektionen in Lagerbecken von Kernbrennstäben vorgenommen werden können.

Die obere Kupplungshälfte 9 und die untere Kupplungshälfte 10 jeder Kupplung 5 ist jeweils fest mit den zu koppelnden Rohren 4 verbunden.

Die zylindrische obere Kupplungshälfte 9 hat ein kegeliges Außen gewinde 11, am unteren Ende dieser oberen Kupplungshälfte 9 ist eine schwalbenschwanzförmige Profilnut eingearbeitet, so daß ein dieser Nut entsprechender Profilkörper 12 gebildet wird. Eine Überwurfmutter 13 mit Überwurfrand 19 ist unverlierbar - bedingt durch Anlageschulter 16 und das Außengewinde 11 auf dem Kupplungs oberteil aufgesetzt. Werden das kegelige Innengewinde 14 der Über wurfmutter 13 und das Außengewinde 11 ineinandergeschraubt, so wird durch einen federbelasteten Riegelbolzen 15 ab einer bestimm ten Stellung der Überwurfmutter verhindert, daß die Überwurfmut ter 13 zurückbewegt werden kann, sofern nicht dieser Bolzen 15 von Hand niedergedrückt worden ist.

Die ebenfalls zylindrische untere Kupplungshälfte 10 trägt an der oberen Seite einen schwalbenschwanzförmigen Außenprofilkör per 17, der das Gegenstück zur Profilnut in der oberen Kupplungs hälfte 9 bildet. Unter diesem Profilkörper 17 befindet sich eine Anlageschulter 18.

Zum Zusammenfügen der beiden Kupplungshälften 9 und 10 wird zu nächst die Überwurfmutter 13 über den niedergedrückten Riegel bolzen 15 nach oben bis an die Anlageschulter 16 bewegt. In die sen Zustand können die schwalbenschwanzförmigen Profilkörper 12 und 17 quer zur Längsrichtung 21 des Rohrgestänges 3 leichtgän gig in Querrichtung 22 ineinandergeschoben werden, da deren Füh rung relativ sehr viel Spiel aufweist. Da im allgemeinen Rohr gestänge hängend montiert werden, ist ein Auseinandergleiten der Kupplung 5 in axialer Richtung durch die formschlüssige Führung nicht mehr möglich. Anschließend wird die Überwurfmutter 13 nach unten geschoben und auf das Außengewinde 11 aufgeschraubt. Bei diesem Vorgang werden die zylindrischen Außenflächen 23 und 24 der Profilkörper 12 und 17 durch den zylindrischen Überwurf rand 19 der Überwurfmutter 13 bereits auch in Querrichtung 22 formschlüssig umfaßt und zueinander zentriert.

Die axiale Lage von Innengewinde 14 und Außengewinde 11 sind so aufeinander abgestimmt, daß ein Verspannen des Kupplungssystems durch Anziehen der Überwurfmutter 13 gegen die Schulter 18 in axialer Richtung sichergestellt wird. Die kegeligen Gewindeteile am Innengewinde 11 und Außengewinde 12 setzen dabei noch nicht ineinander auf, erlauben jedoch durch die kegelige Ausführungs form einen sehr geringen Anzugswinkel bei einer gleichzeitig sehr hohen Anzahl tragender Gewindegänge.

Nach dem Anziehen der Überwurfmutter 13 mittels eines nichtge zeigten Hakenschlüssels in den Nuten 20 ist der Kupplungsvorgang beendet. Beim Verspannen werden die schwalbenschwanzförmigen Pro filkörper 12 und 17 gegeneinandergepreßt, so daß ein spielfreier Formschluß gebildet wird. Dieses, über eine größtmögliche Basis, nämlich dem Außendurchmesser vorgespannte und gleichzeitig form schlüssige System, ist absolut spielfrei und bietet eine hohe Steifigkeit gegenüber Biegung und Torsion. Der Formschluß ver hindert zusätzlich ein Lösen der Überwurfmutter 13 bei Torsi onsbelastung.

Bei fehlerhaftem Anziehen der Überwurfmutter 13 verhindert der über die Mutter herausgeschnappte federbelastete Riegelbolzen 15 ein Lösen der Kupplung, so daß es auf keinen Fall zu einem ungewollten Öffnen kommt. Der nicht ordnungsgemäße Zustand der Kupplung macht sich nur durch mechanisches Spiel in der Verbin dung bemerkbar.

Wie ersichtlich, ist durch die gewählte Konstruktion auch der Riegelbolzen 15 hinsichtlich seiner tragenden Teile am Heraus fallen gehindert. Wie nicht näher erläutert, können statt eines auch mehrere Riegelbolzen verwendet werden oder die Rolle von Ober- und Unterteil der Kupplung vertauscht werden; ebenso kann ein zylindrisches Gewinde anstelle des kegeligen Gewindes ver wendet werden.

In jedem Fall ist das geschilderte Kupplungssystem im Außendurch messer nicht größer als die zu verbindenden Rohrgestänge.

Claims

1. Sicherheitskupplung zum Verbinden von Gestängeteilen, ins besondere von Rohrgestängeteilen gekennzeich net durch folgende Merkmale:

a) die Kupplungsteile (9, 10) der zu verbindenden Gestängeteile (4) weisen aufeinander abgestimmte schwalbenschwanzförmige Innen- bzw. Außenprofilkörper (12, 17) auf, die vorzugswei se quer zur Längsachse der Gestängeteile (4) liegen und form schlüssig ineinanderschiebbar sind und
b) Außen- und Innenprofilkörper (12, 17) sind durch eine über ein Gewinde (14) verschiebbare Überwurfmutter (13) axial gegeneinander verspannbar und radial festlegbar.

2. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Kupplungsteil (9) mit dem schwalbenschwanzförmigen Innenprofilkörper (12) mit einem vor zugsweise kegeligen Außengewinde (11) und die Überwurfmutter (13) mit einem kegeligen Innengewinde (14) versehen sind und daß bei verschraubter Kupplung die Überwurfmutter (13) an einer Au ßenschulter (18) des anderen Kupplungsteils (10) abgestützt ist.

3. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, gekennzeich net durch mindestens einen federbelasteten Verriege lungsbolzen (15) zum Sichern der Überwurfmutter (13) gegen ein unbeabsichtigtes Losdrehen.