DE4216921A1 - Verbindungsklammer zum Stumpfverbinden von Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zum Stumpfverbinden von Rohren bestimmte Verbindungsklammer.

Ihre Anwendung wird sie im allgemeinen im Bereich der Ver­ bindung und eine Sonderverwendung für das Verbinden von Auspufflei­ tungen- oder Rohren finden.

Zum Herstellen der Verbindung von Rohren sind seit langem Verbindungsklammern bekannt, die um die Enden der zu verbindenden Rohre herum positioniert werden und die eine doppelte Funktion haben, und zwar eine mechanisch feste Verbindung herzustellen und außerdem die Kontinuität der verbundenen Rohre mit einer gewissen Dichtigkeit aufrechtzuerhalten.

Insbesondere auf dem Gebiet der Auspuffleitungen und - Rohre ist es erforderlich, daß es bei der Verbindung von Rohren eine richtige Dichtigkeit gibt, damit vermieden wird, daß die Gase im Bereich der Verbindung entweichen. Auf anderen Gebieten werden derartige Verbindungen ständig hergestellt, um eine Gas- oder Flüs­ sigkeitsdichtigkeit aufrechtzuerhalten.

In dieser Hinsicht sind Verbindungsklammern bekannt, die aus einem offenen schleifenförmigen Ring, der geeignet ist, um die Enden der zu verbindenden Rohren gespannt zu werden, und Mitteln zum Abdichten der während der Spannung hergestellten Verbindung bestehen.

Eine erste bekannte Klammerart umfaßt im unteren Teil des Ringes einen zusammendrückbaren Belag, wie aus Gummi oder einem anderen Kunststoff, der sich beim Unterdrucksetzung des Ringes ver­ formen wird, um die zu verbindenden Teile zu entsprechen und eine Dichtigkeit zu bilden.

Werden diese Klammern in bestimmten Fällen zufriedenstel­ lend eingesetzt, so bilden die Festigkeit und die Festigkeit in der Zeit des zusammendrückbaren Materials wichtige Begrenzungen. Dies ist beispielsweise völlig unzulässig im Falle einer Auspuffleitung, in der die Temperaturen der in den Rohren umlaufenden Gase bis zu 600 bis 800°C erreichen.

Zum Vermeiden der Verwendung von zusammendrückbaren und verformbaren Belägen ist es bekannt, die Verbindung von Rohren durch eine Ineinanderfügung herzustellen, wonach man im Bereich der Ineinanderfügung eine Klammer geringfügiger Breite um das Rohr herum legt, um eine Beanspruchung zur Verformung der Rohre auf diese letzten anbringen zu können und eine Verengung zu verursa­ chen, um die Außenwand des ersten Rohres möglichst genau mit der Innenwand des zweiten Rohres, oder umgekehrt, in Berührung zu brin­ gen.

Diese Verbindungsart eignet sich, wenn die Merkmale der Rohre deren Verformung erlauben, ohne eine zu große Spannbeanspru­ chung zu erfordern. Ist dies nicht der Fall, so ist es erforder­ lich, das Außenrohr zu schlitzen, um dessen Verformung zu erleich­ tern, und zwar zum Schaden der Dichtigkeit.

Der Hauptnachteil dieser Verbindungsart liegt in der Ver­ formung der während der Spannung ineinandergefügten Rohre. Dies macht das Auseinandernehmen der Verbindung schwierig; diese Schwie­ rigkeit wird außerdem durch die Korrosion erhöht.

Zum Vermeiden dieser Nachteile sind ebenfalls sogenannte "doppelkegelförmige" Verbindungsklammern bekannt, die einen offenen schleifenförmigen Ring, dessen Querschnitt rechteckig oder trapez­ förmig ist, aufweisen.

Die Enden der beiden Rohre werden nicht länger ineinander­ gefügt, sondern gegen einander angeordnet und verformt, zum Bilden kegelförmiger Tragflächen, die bei der Spannung des Rings mit Son­ derprofil gegen einander gedrückt werden.

Diese doppelkegelförmigen Klammern vermeiden es, die Rohre ineinanderfügen zu müssen, erfordern es aber, deren Enden zu verar­ beiten, um ihnen diese doppelkegelförmige Tragfläche zu verleihen. Die Qualität der Dichtigkeit ist von deren Fertigung abhängig.

Ein anderer Nachteil dieser Verbindungsart liegt in der Arbeitszeit, die, einerseits, zum Herstellen der kegelförmigen Trag­ flächen und, andererseits, zum Herstellen des Ringes mit dreiecki­ gem oder trapezförmigem Profil notwendig ist.

Zum Erlauben einer Stumpfverbindung von Rohren sind auch sogenannte Klammern "mit Lasche" bekannt, wobei diese letzte den zwischen den beiden Enden des offenen schleifenförmigen Ringes be­ stehenden Schlitz verschließen.

Mehr insbesondere weist der offene schleifenförmige Ring, der die Klammer bildet, an seinem einen Ende eine Lasche auf, die dem anderen Ende zugerichtet ist, das hierzu eine Nute aufweist, in die die genannte Lasche bei der Spannung hineingreifen wird, zum Abschließen des Abstands zwischen den beiden Rohren im Bereich des zwischen den beiden Enden der Klammer vorhandenen Schlitzes.

Die Dichtigkeit der Klammer ist der Qualität der Herstel­ lung des Schlitzes und der Qualität der Formschlüssigkeit zwischen der Lasche und dem Schlitz abhängig. Im allgemeinen wird der Schlitz durch Tiefziehen hergestellt, was die Fertigung schwieriger macht, wenn man eine genaue Formschlüssigkeit zwischen den beiden Teilen erreichen will.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine zum Stumpfverbinden von Rohren bestimmte Verbindungsklammer zu schaf­ fen, die es erlaubt, die Nachteile der o.e. bekannten Verbindungs­ klammern zu beseitigen, während sie eine gute mechanische Festig­ keit der Verbindung und eine einwandfreie Dichtigkeit erlaubt, ohne Verwendung komplizierter Fertigungstechniken und ohne die Verarbei­ tung der Enden der Rohre zu erfordern.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbin­ dungsklammer zu schaffen, die ohne Rücksicht auf die Merkmale der beförderten Gase oder Flüssigkeiten und deren Temperatur verwendet werden kann. Diese Erfindung läßt sich an den sämtlichen Umständen anpassen.

Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsklammer zu schaffen, die das Stumpfverbinden von Rohren ermöglicht und auf der Montagestelle leicht verwendet werden kann, um den Kostpreis der Verbindung im wesentlichen senken zu können.

Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Verbindungsklammer zu schaffen, die in einer Variante lediglich ab ausgeschnittenen und gebogenen Metallblechen herge­ stellt wird, d. h. die herkömmliche Blechschneidetechniken verwen­ det, ohne weder eine komplizierte Verarbeitung noch eine örtliche Verformung durch Tiefziehen zu erfordern, um trotzdem eine gute Dichtigkeit zu erreichen.

Weitere Zwecke und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die aber nur als eine Andeutung gegeben wird und nicht dazu bestimmt ist, sie zu beschränken.

Erfindungsgemäß ist die zum Stumpfverbinden von Rohren, nämlich zum Verbinden von Auspuffrohren, bestimmte Verbindungsklam­ mer, die aus einem offenen schleifenförmigen Ring, der geeignet ist, um den Enden der zu verbindenden Rohre herum gespannt zu wer­ den, und Mitteln zum Abdichten der während der Spannung hergestell­ ten Verbindung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Dichtigkeitsmittel als eine offene schleifenförmige, dem genannten Ring angepaßte Innenmuffe ausgestaltet sind, deren Enden mit einan­ der zusammenwirken, einerseits, um sich den zu verbindenden Rohren anzupassen und, andererseits, um eine eine Dichtigkeitsberührung zwischen den genannten Enden der Muffe erlaubende Stoßplatte zu bilden.

Die vorliegende Erfindung wird beim Lesen der nachfolgen­ den Beschreibung zusammen mit den dazu gehörenden Zeichnungen bes­ ser verstanden werden.

Es zeigen:

Fig. 1, eine Stirnansicht einer Stumpfverbindung zweier Rohre, die mittels einer erfindungsmäßigen Verbindungsklammer her­ gestellt ist,

Fig. 2, eine Schnittansicht gemäß der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3, eine Schnittansicht gemäß der Linie III-III der in Fig. 2 gezeigten Verbindung,

Fig. 4, eine Stirnansicht der in Fig. 1 gezeigten Ver­ bindung, mit Ansicht, teilweise geschnitten, des Ringes der Klam­ mer, zum Zeigen einer Einzelheit der Mittel zum Abdichten der Ver­ bindung,

Fig. 5, eine Schnittansicht gemäß der Linie V-V der Fig. 2, in einer Ausführungsvariante der Klammer,

Fig. 6, eine entfaltene Teilplanansicht des Endes der zu verbindenden Rohre und der erfindungsmäßigen Mittel zum Abdichten der Verbindung der Klammer, nach einer ersten Ausführungsform.

Fig. 7, eine Planansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsmäßigen Mittel zum Abdichten der Verbindung,

Fig. 8, eine entfaltene Teilplanansicht des Endes der zu verbindenden Rohre und der in Fig. 7 gezeigten erfindungsmäßigen Mittel zum Abdichten der Verbindung der Klammer.

Die Erfindung betrifft eine zum Stumpfverbinden von Rohren bestimmte Verbindungsklammer.

Obwohl sie mehr insbesondere im Rahmen der Verbindung von Rohren in einer Wagenauspuffleitung entwickelt worden ist, wird die vorliegende Erfindung ihre Anwendung mehr im allgemeinen in dem Falle finden, in dem es notwendig ist, die mechanische Verbindung zweier Rohre mit Abdichtung herzustellen.

Die Fig. 1 zeigt die Verbindung, mittels einer Verbin­ dungsklammer 3, zweier Rohre 1 und 2 mit gleichem Durchmesser, die koaxial gegen einander gesetzt werden.

Die Klammer besteht zunächst aus einem gebogenen, offenen schleifenförmigen Ring 4, der geeignet ist, um die Enden 5, 6 der zu verbindenden Rohre herum gespannt zu werden.

An jedem Ende 7-8 des Ringes 4 sind, wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt, Mittel 9-11 zum Spannen und Versteifen der Enden des Ringes vorgesehen, damit während der Spannung über eine gute Verteilung der Beanspruchung um die Enden der Rohre 5-6 verfügt wird.

In diesem Hinsicht sind die Enden 7, 8 des Ringes umgebo­ gen, um das Unterbringen von Versteifungsstangen 9, 10 zu erlauben, wobei die Enden und die genannten Stangen durchbohrt sind, zum Hineinführen von Spannbolzen 11, damit das Heranziehen der Enden 7 und 8 während der Spannung ermöglicht wird.

Die Struktur des bisher beschriebenen Ringes ist ähnlich derjenigen der bekannten Klammern. Ohne Rücksicht auf die gute Übereinstimmung der Abmessungen der Klammer 3 und des Ringes 4 mit denjenigen der stumpfzuverbindenden Rohre 1, 2 wird es unbedingt einen in Fig. 2 durch 12 angedeuteten Schlitz zwischen den Enden 7, 8 des offenen schleifenförmigen Ringes 4 geben.

Nun, wenn der in den Figuren durch 13 angedeutete Abstand zwischen den Enden 14, 15 der zwei zu verbindenden Rohre 1, 2 über den größten Teil des Umkreises der zu verbindenden Rohre von den eigentlichen Ring 4 überdeckt wird, so würde im Bereich des Schlitzes 12, wenn nichts anderes als der Ring vorgesehen wäre, eine Verbindung zwischen dem Inneren der Rohre und dem Äußeren bleiben, die zu einer Undichtigkeit führen würde.

Zum Abdichten dieser Undichtigkeit umfaßt die erfin­ dungsmäßige Verbindungsklammer während der Spannung verwendete Mit­ tel zum Abdichten der Verbindung.

Wie insbesondere in den Fig. 2 bis 4 gezeigt sind diese Dichtigkeitsmittel mehr insbesondere als eine offene schleifenför­ mige, dem Ring 4 angepaßte Innenmuffe 16 ausgebildet, deren Enden 17, 18 mit einander zusammenwirken, einerseits, um sich den zu ver­ bindenden Rohren 1, 2 anzupassen und, andererseits, um eine eine Dichtigkeitsberührung 20-23 zwischen den genannten Enden 17, 18 der Muffe 16 erlaubende Stoßplatte 19 zu bilden.

Wie in Fig. 7 gezeigt, die eine Ausführungsform der Dich­ tigkeitsmittel zeigt, besteht die Muffe 16 aus einem gebogenen, zum genannten Ring koaxialen, offenen schleifenförmigen Streifen, des­ sen Außenumkreis Pm kleiner als der Außenumkreis Pt der zu verbin­ denden Rohre ist.

Anders ausgedrückt, wenn die Muffe 16 um den Durchmesser ⌀ herumgewindet wird, bleibt es, wie insbesondere in den Fig. 4, 6 und 8 gezeigt, einen Raum "e" zwischen den einander gegenüberlie­ genden Enden 17, 18 der Muffe.

Zum Bilden der genannten Stoßplatte 19 weisen in der gezeigten Ausführungsform ein durch 18 angedeutetes Ende des Strei­ fens 16 mindestens eine Einkerbung 24 und das andere, durch 17 angedeutete Ende, der genannten Einkerbung 24 gegenüber ein Füßchen 25 auf. Zum Zusammenwirken weisen die Einkerbung 24 und das Füßchen 25 ein ergänzendes Profil auf, so daß das Füßchen in die Einkerbung hineinführen und mindestens eine Berührung 20, 21 mit einander der beiden Enden 17, 18 des genannten, die Muffe 16 bildenden Streifens erlauben kann.

In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform ist das Füßchen 25 als eine Lasche ausgestaltet und weist die Einkerbung 25 das Profil der genannten Lasche ausgehöhlt auf. Außerdem wird die Länge des Füßchens 25 derartig sein, daß es während der Spannung der Muffe 16, über diejenige des Außenringes 4, trotz des Abstandes "e", in der Einkerbung 24 gleiten kann, ohne aber gegen den Boden der Einkerbung, deren Kanten gleichlaufend sind, zu stoßen.

Übrigens wird diese Anordnung beim Ausschneiden des die Muffe 16 bildende Streifens, wie z. B. in Fig. 7 gezeigt, vorteil­ haft sein, denn trotz der erzeugten hinausragenden 25 und hohlför­ migen 24 Teile wird es keinen Materialverlust geben.

Die Fig. 6 zeigt das Prinzip der zustandegebrachten Abdichtung, wenn die Muffe eine einzige Einkerbung 24-Füßchen 25-Einheit aufweist. Diese letzte muß dann auf den Abstand 13 zwischen den beiden Enden 14-15 der zu verbindenden Rohre zentriert werden.

Dieser Abstand 13 wird durch die Anwesenheit der Muffe 16 über den größten Teil des Umkreises verschlossen. Zufolge des Raumes "e" zwischen den Enden 17, 18 des Streifens 16 der Muffe wird es aber eine Verbindung zwischen dem Inneren der Rohre und dem zwischen dem Ende des Füßchens 25 und der Einkerbung 24 definierten Volumen geben, welches Volumen in Fig. 6 durch 26 angedeutet ist, wobei die Verbindung durch die Pfeile 27 simuliert wird.

Dank der Passung des Füßchens 25 in der Einkerbung 24 wer­ den aber mindestens zwei Berührungspunkte 20, 21 geschaffen, die die eventuelle Undichtigkeit absperren, wobei der übrige Teil der Oberfläche des Bereichs 26 durch die Anwesenheit des Ringes 4 verschlossen wird. Selbstverständlich, je größer die Tragfläche an 20 und 21, desto besser die Dichtigkeit.

Übrigens, zum Verbessern der Berührung zwischen den Kanten des Füßchens 25 und denjenigen der Aushöhlung der Einkerbung 24 wird das genannte Füßchen vorteilhaft Mittel zum Erzeugen, im Bereich der genannten Berührungen 20, 21, einer Biegsamkeit des Füßchens aufweisen. In dieser Hinsicht weist das Füßchen 25, wie in Fig. 6 bis 8 gezeigt, einen Schlitz 28 auf, der einen fadenför­ migen geschlossenen Umkreis für das Füßchen und eine Federwirkung seiner Kanten 29, 30 definiert.

Nun, zum Erleichtern der Aufstellung der Klammer auf die Enden der zu verbindenden Rohre und zum Vermeiden einer sehr genauen Positionierung der Klammer bezüglich den Enden der Rohre werden vorteilhaft zwei Füßchen 25, 31 und zwei Einkerbungen 24, 32, die beidseitig der Enden 14, 15 der zu verbindenden Rohre ver­ teilt sind, im Bereich der Enden 17, 18 der Muffe vorgesehen.

Die Wirkung der Dichtigkeitsmittel in diesem Falle ist in Fig. 8 gezeigt und ist ganz ähnlich derjenige, die oben beschrie­ ben ist.

Die mögliche, durch die Pfeile 33 schematisch dargestellte Ausströmung erfolgt in das Volumen 34, das zwischen einerseits den Enden 17 und 18 der Muffe und den Seitenkanten gegenüber den Füßchen 25, 31 und andererseits der Außenfläche der Rohre 1, 2 und dem Ring 4 in diesem Bereich umfaßt ist.

Dank der Zusammenwirkung der schlußförmig in die entspre­ chenden gegenüberliegen Einkerbungen 24, 32 hineingreifenden La­ schen 25-31 werden aber die genannten Berührungspunkte 20-23 ge­ schaffen, die Sperren für die genannten Ausströmungen bilden.

Wie im vorigen Falle, je größer die Länge der Berührung 20-23, desto zweckmäßiger die Dichtigkeit. Ebenfalls wird die genannte Federwirkung der Kanten der Füßchen 25-31 vorteilhaft vor­ gesehen.

Es ist zu bemerken, daß die Anwesenheit der Spann- und Versteifungsmittel 7-11 die Führung und die Aufstellung der Muffe 16 in dem Ring 4 und um die Enden 5 und 6 der Rohre herum, sowie die Hineinführung der Laschen in die entsprechenden Einkerbungen erleichtern wird.

Zufolge der Formschlüssigkeit der Lasche in der Einkerbung ist es in der Tat wichtig, eine unrichtige respektive Positionie­ rung dieser zwei Teile zu vermeiden, um zu vermeiden, daß die Muffe knackt und demzufolge zu einem störenden Ausströmen führt.

Zum Erleichtern der Positionierung der Rohre 1 und 2 be­ züglich der Muffe 16 wird diese letzte an deren Innenfläche vor­ teilhaft Mittel 35 zum Positionieren der Ende 14, 15 der zu verbin­ denden Rohre aufweisen. Diese Mittel werden z. B. im wesentlichen aus z. B. beim Ausschneiden der Muffe, zum Inneren der Muffe hin gerichteten erhaltenen Nocken bestehen, im Bereich wovon die genannten Enden 14 und 15 der zwei Rohre anlehnen werden.

Außerdem, zum Vermeiden des Gleitens der Muffe 16 im Ring 4 können, wie insbesondere in Fig. 5 gezeigt, Mittel 36 zur seit­ lichen Positionierung der Muffe im Ring vorgesehen werden. Diese Mittel werden z. B. aus einer Verdrängung nach innen der Enden des Ringes 4 bestehen, wobei das Streifen 16 der Muffe zwischen densel­ ben eingeschlossen wird.

Was das Material betrifft, dieses wird je nach den Verwen­ dungen, den beförderten Gasen oder Flüssigkeiten, deren Druck und deren Temperatur angepaßt.

Der Ring 4 wird z. B. aus Metall hergestellt, damit die Starrheit der Verbindung gesichert sei. Man kann es aber auch betrachten, diesen Ring aus Kunststoffen herzustellen.

Was die Muffe betrifft, kann das Streifen durch Ausschnei­ den aus Stahl-, rostfreien Stahl- oder Kupferblechen oder aus Asbest-, Verbundmaterial- oder Kunststoffplatten erhalten werden.

Beispielsweise werden der Ring und die Muffe im spezifi­ schen Falle der Verbindung von Auspuffrohren aus gegen Korrosion behandeltem Stahl hergestellt.

Selbstverständlich hätten auch weitere, für den Fachmann zugängliche Anwendungen der vorliegenden Erfindung betrachtet wer­ den können, ohne jedoch vom Rahmen derselben abzuweichen.

Claims (9)

1. Verbindungsklammer zum Stumpfverbinden von Rohren (1, 2), nämlich zum Verbinden von Auspuffrohren, bestehende aus einem offenen schleifenförmigen Ring (4), der geeignet ist, um den Enden (5, 6) der zu verbindenden Rohre (1, 2) herum gespannt zu werden, und Mitteln zum Abdichten der während der Spannung hergestellten Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Dichtigkeits­ mittel als eine offene schleifenförmige, dem genannten Ring (4) angepaßte Innenmuffe (16) ausgestaltet sind, deren Enden (17, 18) mit einander zusammenwirken, einerseits, um sich den zu verbinden­ den Rohren (1, 2) anzupassen und, andererseits, um eine eine Dich­ tigkeitsberührung (20-23) zwischen den genannten Enden (17, 18) der Muffe (16) erlaubende Stoßplatte (19) zu bilden.

2. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (16) aus einem zum genannten Ring (4) koaxialen, offenen schleifenförmigen Streifen besteht, dessen Außenumkreis Pm kleiner als der Außenumkreis Pt der zu verbindenden Rohre ist, wobei ein Ende (18) des Streifens mindestens eine Einkerbung (24), das andere Ende (17), der genannten Einkerbung (24) gegenüber ein Füßchen (25) aufweist, das geeignet ist, in die Einkerbung (24) hineinzugreifen und mindestens eine Berührung (20, 21) zwischen den beiden Enden (17, 18) des genannten Streifens zu erlauben.

3. Klammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füßchen (25) als eine Lasche ausgebildet ist und die genannte Einkerbung (24) das Profil der genannten Lasche (25) ausgehöhlt aufweist.

4. Klammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füßchen (25) Mittel (28) zum Erzeugen, im Bereich der genannten Berührung (20, 21), einer Biegsamkeit des Füßchens (25) aufweist.

5. Klammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füßchen (25) einen Schlitz (28) aufweist, der einen fadenförmi­ gen geschlossenen Umkreis (29, 30) für das Füßchen und eine Feder­ wirkung seiner Kanten definiert.

6. Klammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (16) zwei Füßchen (25, 31) und zwei Einkerbungen (24, 32) aufweist, die an beiden Seiten der Enden (14, 15) der verbundenen Rohre (1, 2) angeordnet sind.

7. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (16) an deren Innenfläche Mittel (35) zum Positionieren der Enden (14, 15) der zu verbindenden Rohre aufweist.

8. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Ring (4) Mittel (36) zum seitlichen Positionieren der Muffe (16) in dem Ring aufweist.

9. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (9-11) zum Spannen und Versteifen der Enden (7, 8) des Ringes (4) aufweist, damit über eine gute Verteilung der Beanspru­ chung verfügt, die Führung und die Aufstellung der Muffe (16) in dem Ring (4) und um die Enden (5, 6) der Rohre (1, 2) herum beför­ dert wird.