DE4318831C2 - Kupplungsvorrichtung für Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln zweier Rohre zur Druckförderung von Fluiden, insbesondere von Dick­ stoffen, wie Beton, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Kupplungsvorrichtungen dieser Art werden vor allem in Beton­ förderleitungen als Rohrkupplungen eingesetzt. Wegen der dort auftretenden hohen Förderdrücke ist eine stabile Ver­ bindung und eine gute Abdichtung im Kupplungsbereich erfor­ derlich. Der Spannmechanismus ist dabei vorzugsweise als Schalenkupplung ausgebildet, bei welcher zwei gegeneinander verschwenkbare oder verschiebbare Halbschalen gegen den Um­ fang der Kupplungsflansche unter Umsetzung einer radialen in die axiale Spannkraft anpreßbar sind. Der Dichtungsring ist dabei so zwischen den Kupplungsflanschen angeordnet, daß er beim Gegeneinanderpressen der Kupplungsflansche unter Quer­ schnittsänderung verpreßt wird. Er wird dazu in eine von außen zugängliche Ringnut des einen Kupplungsflanschs einge­ legt und weist eine an die Flanschoberfläche angepaßte Quer­ schnittsform auf. Als nachteilig wird dabei angesehen, daß die Kupplungsflansche erst durch den Spannmechanismus mit­ einander verbunden werden, daß der Dichtungsring durch den Spannmechanismus verformt und gegen die Flansche abgedichtet wird und daß sich der Dichtungsring beim Auftrennen der Kupp­ lung von den Kupplungsflanschen lösen und dabei im rauhen Baustellenbetrieb verlorengehen kann.

Aus der DE-GM 18 63 836 ist eine lösbare Rohrverbindung der eingangs genannten Art bekannt. Dort umgreift der Spannme­ chanismus die Kupplungsflansche mit axialem Spiel, so daß die Rohrenden in der Kupplungsstellung begrenzt winkelbeweg­ lich bleiben. Dabei ist zwischen dem Außenstutzen und dem den Innenstutzen aufweisenden Flanschteil eine Fuge freige­ halten, deren Spaltweite in Abhängigkeit von der Winkelstel­ lung der Rohrenden und der durch den zweigeteilten Spannring auf den Außenstutzen ausgeübten Verformungskraft in Umfangs­ richtung variiert. Als nachteilig wird hierbei angesehen, daß ein exaktes Ausfluchten der Rohrenden beim Verbinden der Kupplungsflansche kaum möglich ist. Weiter ist als nachtei­ lig anzusehen, daß aufgrund der über den Umfang mit der Spaltweite variierenden Vorspannung des Dichtungsrings eine optimale Abdichtung nicht erreichbar ist.

Aus der DE-AS 11 78 652 und der US-PS 3 042 430 sind Kupp­ lungsvorrichtungen für Rohre bekannt, bei denen die durch radial überstehende Kupplungsflansche gebildeten Rohrenden mittels eines Spannmechanismus axial gegeneinander anpreßbar sind. Dabei wird der Dichtungsring in eine Nut eingepreßt, die an der Stirnfläche eines der Kupplungsflansche randoffen ist. Die Vorspannung des Dichtungsrings unterscheidet sich dabei im unverpreßten Zustand und im eingestellten Spannzu­ stand.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde die bekannte Kupplungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß eine einfachere Handha­ bung beim Kupplungsvorgang und eine zuverlässigere Abdich­ tung gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 ange­ gebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den anhängigen Ansprüchen.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt vor allem der Gedanke zu­ grunde, die Abdichtung der Kupplung einerseits und die me­ chanische Verpressung der Kupplungsflansche durch den Spann­ mechanismus andererseits weitgehend unabhängig voneinander zu gestalten, so daß die Kupplungsflansche dicht zusammenge­ fügt und gegeneinander zentriert werden können, bevor der Spannmechanismus angesetzt und betätigt wird. Um dies zu er­ reichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der In­ nenstutzen und/oder der Außenstutzen mit ihren Stirnflächen axial gegen das ringförmige Flanschteil des anderen Kupp­ lungsflanschs durch den Spannmechanismus anpreßbar sind, daß der den Innenstutzen umgebende Flanschteil eine in den Außen­ stutzen im Bereich des Zwischenraums axial eingreifende Zen­ trierstufe aufweist, und daß der Dichtungsring in der Kupp­ lungsstellung radial gegen die Mantelfläche des Innenstut­ zens und die Innenfläche des Außenstutzens sowie axial gegen den Flanschteil und einen Rastbund des Innenstutzens unter einer vom Spannzustand des Spannmechanismus unabhängigen Vorspannung anliegt. Durch die Ringstufe wird die gegensei­ tige Zentrierung der beiden Kupplungsflansche verbessert. Der Dichtungsring ist dabei unverlierbar zwischen dem Flansch­ beil und dem Rastbund des Innenstutzens verrastet. Aufgrund der vom Spannzustand des Spannmechanismus unabhängigen Vor­ spannung wird eine ausreichende Abdichtung erzielt.

Der Rastbund kann dazu im axialen Abstand vom betreffenden ringförmigen Flanschteil angeordnet sein und im wesentlichen radial in den Zwischenraum hinein überstehen. Zweckmäßig ist der Rastbund in der Nähe der Stirnfläche des Innenstutzens angeordnet und durch diese stirnseitig begrenzt.

Um eine gegenseitige mechanische Verpressung der Kupplungs­ flansche durch den Spannmechanismus zu ermöglichen, weisen die beiden Kupplungsflansche einander ergänzende rückwärtige konische Spannschultern zum Aufspannen einer vorzugsweise aus zwei Halbschalen bestehenden, mit entsprechenden Schräg­ flanken versehenen Schalenkupplung auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Stirnseitenansicht einer Rohrkupplung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Kupplungsvorrichtung 10 ist zur Verbindung zweier Rohre 12 einer Druckförderleitung für Dickstoffe bestimmt.

Die Rohre 12 weisen an ihren einander zugewandten Enden je einen vorzugsweise angeschweißten, radial überstehenden Kupp­ lungsflansch 14, 16 auf, die in Fig. 2 im gegeneinander ver­ spannten Zustand dargestellt sind. Der Kupplungsflansch 14 ist mit einem innerhalb eines ringförmigen Flanschteils 18 stirnseitig axial überstehenden Innenstutzen 20 versehen, während der andere Kupplungsflansch 16 einen außerhalb eines ringförmigen Flanschteils 22 stirnseitig axial überstehenden Außenstutzen 24 aufweist. Der Innenstutzen 20 des Kupplungs­ flanschs 14 ist zusätzlich mit einem in der Nähe seiner Stirn­ seite angeordneten, radial überstehenden Rastbund 26 versehen, der zusammen mit dem Flanschteil 18 eine Umfangsnut 28 zur Auf­ nahme eines als O-Ring ausgebildeten Dichtungsrings 30 begrenzt. Der Dichtungsring 30 weist gegenüber dem im Zwischenraum 32 zwischen dem Innenstutzen 20 und dem Außenstutzen 24 ein geringes Übermaß auf, so daß er beim Zusammenfügen der Kupp­ lungsflansche 14, 16 unter Vorspannung verformt wird. Eine Zentrierstufe 34 im Bereich des ringförmigen Flanschteils 18 des Kupplungsflanschs 14 sorgt für eine exakte Zentrierung zwischen den beiden Kupplungsflanschen 14, 16 im zusammenge­ fügten Zustand.

Zur Herstellung einer form- und kraftschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Kupplungsflanschen 14, 16 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schalenkupplung 36 vorge­ sehen, die aus zwei in Querschnitt U-förmigen, an einem Gelenk 38 miteinander verbundenen Halbschalen 40 besteht, die mit ihren Schrägflanken 42 auf die rückwärtigen Konusflächen 44 der Flanschteile 14, 16 aufgesetzt und mit dem Hebel 46 gegen diese verspannt werden können. Dabei wird der Außenstutzen 24 des Flanschteils 16 mit seiner Stirnfläche 48 axial gegen das Flanschteil 18 des Kupplungsflanschs 14 angepreßt, ohne daß es zu einer zusätzlichen Verpressung des Dichtungsrings 30 kommt.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsvorrichtung für Rohre zur Druckförderung von Dickstoffen, wie Beton. Die Kupplungsvor­ richtung weist an den einander zugewandten Rohrenden im wesent­ lichen radial überstehende Kupplungsflansche 14, 16, einen zwischen den Kupplungsflanschen angeordneten Dichtungsring 30 und einen die stirnseitig gegeneinander anliegenden Kupp­ lungsflansche 14, 16 axial gegeneinander pressenden Spannmecha­ nismus 36 auf. Um die Kupplungsflansche 14, 16 vor dem Verpressen formschlüssig zusammenfügen und gegeneinander zentrieren und die Dichtkräfte unabhängig von der Verpressung durch die Spannvorrichtung einstellen zu können, wird gemäß der Erfin­ dung vorgeschlagen, daß die Kupplungsflansche 14, 16 mit je­ weils einem über einen ringförmigen Flanschteil 18, 22 axial überstehenden Innenstutzen 20 und Außenstutzen 24 ineinander­ greifen, daß zwischen dem Innenstutzen 20 und dem Außenstutzen 24 ein Zwischenraum 32 zur Aufnahme des Dichtungsrings 30 angeordnet ist und daß der Innenstutzen 20 und/oder der Außen­ stutzen 24 mit ihren Stirnflächen gegen das benachbarte Flanschteil 18 bzw. 22 des anderen Kupplungsflanschs 14, 16 durch den Spannmechanismus 36 anpreßbar sind.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Kuppeln zweier Rohre zur Druckförderung von Fluiden, insbesondere von Dickstoffen, wie Beton, mit an den einander zugewandten Rohrenden im wesentli­ chen radial überstehenden Kupplungsflanschen (14, 16), mit einem zwischen den Kupplungsflanschen (14, 16) ange­ ordneten Dichtungsring (30) aus elastomerem Material und mit einem die stirnseitig gegeneinander anliegenden Kupplungsflansche vorzugsweise an ihrem Umfang gemeinsam formschlüssig umfassenden Spannmechanismus (36), wobei der eine Kupplungsflansch (14) einen innerhalb eines ringförmigen Flanschteils (18) stirnseitig axial über­ stehenden Innenstutzen (20) und der andere Kupplungs­ flansch (16) einen außerhalb eines ringförmigen Flansch­ teils (22) stirnseitig axial überstehenden Außenstutzen (24) aufweist, und wobei zwischen den ineinandergesteck­ ten Innen- und Außenstutzen (20, 24) ein radialer Zwi­ schenraum (32) zur Aufnahme des auf den Innenstutzen (20) aufgesteckten oder aufgestülpten, gegenüber dem Zwischenraum (32) radiales Übermaß aufweisenden Dich­ tungsring (30) freigespart ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenstutzen (20) und/oder der Außenstutzen (24) mit ihren Stirnflächen (48) axial gegen das ring­ förmige Flanschteil (18, 22) des anderen Kupplungsflanschs durch den Spannmechanismus (36) anpreßbar sind, daß der den Innenstutzen (20) umgebende Flanschteil (18) eine in den Außenstutzen (24) im Bereich des Zwischenraums (32) axial eingreifende Zentrierstufe (34) aufweist, und daß der Dichtungsring (30) in der Kupplungsstellung radial gegen die Mantelfläche des Innenstutzens (20) und die Innenfläche des Außenstutzens (24) sowie axial gegen das Flanschteil (18) und einen Rastbund (26) des Innenstut­ zens (20) unter einer vom Spannzustand des Spannmecha­ nismus (36) unabhängigen Vorspannung anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenstutzen (20) einen in axialem Abstand vom be­ treffenden ringförmigen Flanschteils (18) angeordneten, im wesentlichen radial in den Zwischenraum (32) hinein überstehenden Rastbund (26) für den Dichtungsring (30) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastbund (26) in der Nähe der Stirnfläche des Innen­ stutzens (20) angeordnet und durch diese stirnseitig be­ grenzt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (30) als O-Ring ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsflansche (14, 16) einander ergänzende rückwärtige konische Schrägschultern (44) zum Aufspannen einer vorzugsweise aus zwei Halb­ schalen (40) bestehenden, mit entsprechenden Schrägflan­ ken (42) versehenen Schalenkupplung (36) aufweisen.