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Technisches Gebiet
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In
zahlreichen Industriezweigen sieht man sich mit dem Problem konfrontiert,
Fluide in Einrichtungen transportieren zu müssen, die permanent oder temporär miteinander
verbundene schlauchförmige
Elemente aufweisen, die in bestimmten Fällen aus flexiblen Schläuchen oder
Leitungen bestehen, allgemein aus Elastomermaterial (insbesondere
Silikon), welche durch eine textile Struktur wie ein in ihre Wand
integriertes Geflecht verstärkt
sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Typ einer wiederverwendbaren
Kupplung, die eine derartige Verbindung erlaubt.
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Stand der Technik
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Allgemein
befestigt man zur Herstellung einer Verbindung am Inneren des Schlauchs
an seinem Ende ein Anschlußstück, auf
das eine äußere Hülse aufgequetscht
ist, so daß die
Wand des Schlauchs dazwischen eingeschlossen wird, wobei dieses
Anschlußstück Elemente
zur Verbindung mit komplementären
Mitteln trägt,
die am Ausgang oder Eingang der Anordnung montiert sind, an die
der Schlauch angeschlossen werden soll.
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Eine
derartige Vorgehensweise, die insbesondere aus der US-A-3 549 180
oder der
FR 1 385 084 hervorgeht,
weist jedoch Nachteile durch die Tatsache auf, daß die Anwesenheit
eines in das Innere des Schlauchs eingesteckten Anschlußstücks eine erheblich
Reduktion des Fluiddurchgangs in diesem Bereich zur Folge hat, was
nicht nur seinen Durchfluß stören, sondern
auch in bestimmten Fällen
einen Rückhalt
des Fluids bewirken kann.
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Der
Anmelder hat eine Lösung
gemäß den Lehren
der vorgenannten Dokumente vorgeschlagen, die die Lösung dieses
Problems erlaubt und die durch die beigefügte 1 dargestellt
ist und eine nahezu perfekte Kontinuität der Innenwand des Schlauchs
mit der inneren Oberfläche
des Verbindungs-Anschlußstücks aufweist.
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Auf
allgemeine Weise und unter Bezugnahme auf diese 1 wird
zur Herstellung der Verbindung des Endes des Schlauchs 1 in
dessen Ende ein Anschlußstück eingesteckt,
welches mit dem allgemeinen Bezugszeichen 2 versehen ist,
dessen Außenteil 3 einen
Bund bildet, der dazu bestimmt ist, die Mittel zum Anschluß J des
Elementes, mit dem der Schlauch verbunden werden soll, zu tragen.
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Wenn
dies erfolgt ist, wird auf den so mit dem Anschlußstück 2 versehenen
Schlauch 1 eine periphere Hülse 4 gequetscht,
die dann die Wand des Schlauchs einschließt.
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Um
eine perfekte Positionierung sicherzustellen, weist die Hülse 4 einen
inneren Bund 5 auf, der dazu geeignet ist, sich während des
Quetschvorgangs in eine periphere Kehle 6 zu fügen, die
auf der Außenseite
des Anschlußstücks 3 vorgesehen
ist.
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Wenn
eine derartige Vorgehensweise auch erlaubt, Kupplungen zu realisieren,
deren innere Leitung keine Rückhaltezone
für Fluid
aufweist, ist es dagegen nicht möglich
zu garantieren, daß die
Anordnung vollständig
keimfrei ist, in Anbetracht der Tatsache, daß Schimmel, Bakterien... gegebenenfalls
im Bereich der Verbindungszone zwischen dem Anschlußstück 3 und
dem Ende 5 der Hülse 4 sich einnisten
können.
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In
seiner Patentanmeldung WO 00/10974 hat der Anmelder eine Lösung vorgeschlagen,
die nicht nur erlaubt, keine Fluid-Rückhaltezone zu erreichen, sondern
die ebenfalls erlaubt, eine vollständig keimfreie Anordnung zu
erhalten, wodurch jegliche Risiken des Eindringens von Schimmel,
Bakterien... von außerhalb
der Elemente ausgeschlossen ist, wodurch eine Verschmutzung des
innerhalb der Einrichtung transportierten Fluids bewirkt werden
könnte, wobei
diese Lösung allgemein
darin besteht, eine periphere Dichtung zwischen den Abschlußrand des Bundes
der Hülse
und den der Außenwand
der auf dem Anschlußstück vorgesehenen
Kehle einzufügen.
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Eine
solche Lösung
führt zur
vollständigen Zufriedenheit
im Fall fester Verbindungen, da sie jedoch ein Verquetschen erfordert,
erlaubt sie dagegen nicht, Verbindungen zu realisieren, die die
schnell demontiert werden können,
insbesondere wenn es erwünscht
ist, ggf. einen beschädigten
Schlauch auszutauschen. Darüber
hinaus kann aufgrund ihrer Konzeption eine derartige Kupplung nicht
wiederverwendet werden.
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Die
Lösung
dieses Problems der Herstellung einer wiederverwendbaren Kupplung,
die nicht festfressend und keimfrei ist, geht aus den Lehren des französischen
Patentes 2 766 901 des Anmelders hervor.
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Auch
wenn diese Lösung
im Fall von nicht verstärkten
Kunststoffschläuchen
zufriedenstellend ist, deren Wände
relativ leicht komprimiert werden können, ist sie dagegen nicht
angepaßt
an die Herstellung von Kupplungen an Enden von Schläuchen mit
dicken Wänden,
welche eine Verstärkung
aufweisen und die praktisch inkompressibel sind.
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Die
Druckschrift
DE 296
21 271 U beschreibt eine Kupplung, die einen Verriegelungsring
aufweist, der auf einen Schlauch durch Aufschrauben eines Überwurfs
auf einen mit der Kupplung verbundenen Bund aufgepreßt ist.
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Folglich
wurden bis heute zur Herstellung von Kupplungen an Schläuchen mit
dicken, verstärkten
Wänden
ausschließlich
gequetschte Anordnungen des in der WO 00/01974 beschriebenen Typs verwendet,
welche es erlauben, mechanische Eigenschaften zu garantieren, welche
jegliches Risiko des Losreißens
vermeiden, sowie die Probleme des Rückhaltens und die Risiken des
Eindringens verschmutzender Bestandteile von außen beseitigen.
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Offenbarung der Erfindung
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Auf
allgemeine Weise zielt die Erfindung also darauf, die Gesamtheit
der vorgenannten Probleme zu lösen
und gleichzeitig die Möglichkeit
zu bewahren, den Zusammenbau direkt durch den Verwender vor Ort
realisieren zu können
und die Kupplungselemente schnell demontieren zu können, insbesondere während einer
Wartungsarbeit, wobei ihre Wiederverwendung ermöglicht wird.
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Auf
allgemeine Weise betrifft die Erfindung also eine wiederverwendbare
Kupplung, die an die Enden eines Schlauchs anpaßbar ist und folgendes umfaßt:
- – ein
Anschlußstück, welches
ein geripptes Ende aufweist, das dazu bestimmt ist, in das Innere
eines Schlauchs eingesteckt zu werden, und dessen Innendurchmesser
im wesentlichen dem Innendurchmesser des letzteren entspricht, welches
durch eine ringförmige,
außerhalb
des Schlauchs liegende Fläche
verlängert
ist, an deren Ende Mittel zur Verbindung mit dem Element, an das
der Schlauch angeschlossen werden soll, vorgesehen sind;
- – eine
periphere Hülse,
die um den Schlauch herum montiert ist und diesen mit dem gerippten
Teil des Anschlußstücks zusammenwirkend
einfaßt, wobei
die genannte Hülse
einen inneren Bund umfaßt,
der dazu geeignet ist, sich in eine periphere Kehle einzufügen, die
auf der Oberfläche des
Anschlußstücks vorgesehen
ist, wobei eine Dichtung im Bereich dieses Bunds vorgesehen ist.
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Ferner
ist die periphere Verriegelungshülse radial
komprimierbar und ihre Festlegung und Fixierung auf dem Umfang des
Schlauchs wird mittels einer "Verbindungsanordnung" genannten Anordnung erreicht,
die zwei verbindbare Elemente umfaßt, die um das Ende des Schlauchs
zu beiden Seiten der genannten peripheren Verriegelungshülse montiert sind,
nämlich:
- – ein
erstes, "Überwurf" genanntes Element,
das um das Anschlußstück angeordnet
ist und das auf seiner Rückseite
einen äußeren Bund
aufweist, der dazu geeignet ist, gegen eines der Enden der Spannhülse zur
Anlage zu kommen, und das an seiner Vorderseite einen Innenmantel
aufweist, der eine Mutter bildet;
- – ein
zweites, "Spannring" genanntes Element, welches
vor der Spannhülse
um den Schlauch herum angeordnet ist, wobei der genannte Ring einen
mit einem Außengewinde
versehenen Teil aufweist, der in das Innere des Gewindeteils des ersten
Elements schraubbar ist, und eine innere Kammer, die dazu geeignet
ist, sich gegen die Umfangsfläche
der Hülse
abzustützen,
wodurch deren Zusammendrücken
und das Einschließen der
Wand des Schlauchs sowie das Einfügen des inneren Bunds der Hülse innerhalb
der auf der Oberfläche
des Anschlußstücks vorgesehenen peripheren
Kehle und das Einschließen
der zwischen dem genannten Bund und dem Grund der Kehle angeordneten
Dichtung bewirkt wird.
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Als
Material, welches die Herstellung der verschiedenen Elemente, die
in die Konstruktion einer erfindungsgemäßen Kupplung eingehen, erlaubt, wird
vorzugsweise rostfreier Stahl für
die Herstellung des Anschlußstücks und
des Überwurfs
der Verbindungsanordnung verwendet, wogegen die radial komprimierbare
periphere Hülse
und der Spannring, der das zweite Element der Verbindungsanordnung bildet,
aus technischem Kunststoffmaterial hergestellt sind.
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Eine
derartige Materialkombination erlaubt es, jegliche Risiken des Festfressens
während
der Montage- und Demontagevorgänge
zu vermeiden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die komprimierbare Hülse
aus Kunststoffmaterial hergestellt, weist an ihrer Innenseite und über einen Teil
ihrer Länge
Rippen auf, wobei ihre Außenseite zwei
gegenüberliegende
konische Zonen aufweist, nämlich
diejenige gegenüber
der Innenseite des Spannrings, welche sich gegen eine Zone entsprechender
Konizität
abstützt,
die in der Kammer des genannten Rings vorgesehen ist.
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Um
die genannte Hülse
radial komprimierbar zu machen, sind versetzte Schlitze über mindestens einen
Teil der Länge
jeder konischen Zone der komprimierbaren Hülse vorgesehen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Erfindung sowie die Vorteile, die sie mit sich bringt, werden besser
verständlich
anhand des nachfolgend erläuternd
und nicht beschränkend
beschriebenen Ausführungsbeispiels,
welches durch die beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
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1 den
in der Präambel
der vorliegenden Anmeldung in Erinnerung gerufenen Stand der Technik
zeigt;
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die 2 und 3 halbgeschnittene
Draufsichten sind, die das Anbringen einer erfindungsgemäßen Kupplung
vor dem Verriegeln der Spannhülse (2)
und nach dem Spannen der Letzeren (3) zeigen:
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die 4 und 5 vergrößerte Darstellungen
der in den 2 und 3 eingekreisten
Zonen sind und genauer die Weise zeigen, in der das Festsetzen der
peripheren Dichtung und der Wand des Schlauchs sichergestellt ist;
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die 6 und 7 perspektivische
Explosionsdarstellungen sind, welche die verschiedenen Bestandteile
einer erfindungsgemäß realisierten Kupplung
vor dem Anbringen um das Ende eines Schlauchs (6)
und nach dem Anordnen dieses Schlauchs (6) sind,
wobei das Ende des genannten Schlauchs in dieser Figur nicht dargestellt ist,
um die Verständlichkeit
zu erleichtern;
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die 8 eine
Perspektivansicht ist, welche eine Variante einer erfindungsgemäßen Kupplung nach
der Montage am Ende eines Schlauchs zeigt.
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Ausführungsform der Erfindung
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Wie
zuvor gesagt, zeigen die 2 bis 7 eine Ausführungsform
einer wiederverwendbaren Kupplung gemäß der Erfindung.
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Im
folgenden werden die gleichen, für
den durch 1 dargestellten Stand der Technik
verwendeten Bezugszeichen benutzt, um die gleichen Elemente zu bezeichnen,
die in die Umsetzung der Erfindung eingehen.
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Ferner
ist darauf hinzuweisen, daß die 2,3 und 6 im
Maßstab
1 erstellt wurden und ein Ausführungsbeispiel
für eine
Kupplung zeigen, die am Ende eines flexiblen Schlauchs 1 angebracht
ist, der einen Innendurchmesser von 25 mm und eine Wandstärke von
6 mm aufweist.
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Die 7 zeigt
in Explosionsansicht die Struktur einer Kupplung nach der Montage
um den Schlauch, welche im Maßstab
2 dargestellt ist, wobei der Schlauch weggelassen ist, um sie klarer
zu machen.
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Es
ist ersichtlich, daß die
Erfindung für
einen großen
Bereich von Schläuchen
eingesetzt werden kann, deren Innendurchmesser von wenigen Millimetern
bis 100 mm oder mehr variieren können
und deren Wandstärke über oder
nahe 5 mm liegen kann.
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
setzt sich die neue erfindungsgemäße Kupplung, die dazu bestimmt
ist, am Ende eines mit dem Bezugszeichen 1 versehenen,
flexiblen und vorzugsweise armierten Schlauchs montiert zu werden, zusammen
aus einem mit dem Bezugszeichen 2 bezeichneten Anschlußstück, dessen äußerer Teil
einen Bund 3 bildet, der dazu bestimmt ist, in den Figuren
nicht dargestellte Mittel zur Verbindung mit dem Element, an das
der Schlauch angeschlossen werden soll, zu tragen. Dieses Anschlußstück 2 ist
folglich dazu bestimmt, in das Innere des Schlauchs 1 eingefügt zu werden
und weist über
seine Länge,
die zur Einfügung
in das Innere des genannten Schlauchs bestimmt ist, eine Folge von
Rippen 7 auf, deren periphere Umhüllende einen Durchmesser hat, der
etwas über
dem Durchmesser des genannten Schlauchs 1 liegt.
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Zwischen
dieser gerippten Zone 7 und dem Bund 3, der die
Verbindungsmittel trägt,
weist das Anschlußstück eine
Kehle 6 auf, die dazu bestimmt ist, eine Dichtung 8 sowie
einen Innenbund 7, der am Ende der mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten
peripheren Hülse
vorgesehen ist, aufzunehmen.
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Ein
derartiges Anschlußstück 2 hat
folglich eine allgemeine Struktur des aus dem in 1 dargestellten
Stand der Technik bekannten Typs.
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Wie
beim Stand der Technik wird der Halt des Anschlußstücks 2 in dem Schlauch
mittels einer peripheren Hülse 4 erreicht,
die um den Schlauch 1 montiert ist und diesen in Zusammenwirkung
mit dem gerippten Teil 7 des Anschlußstücks einschließt.
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Diese
Hülse 4 weist
ebenfalls an einem ihrer Enden einen Innenbund 5 auf, der
dazu geeignet ist, sich in die periphere Kehle 6 einzufügen, die
auf der Oberfläche
des Anschlußstücks 2 vorgesehen
ist, wobei eine Dichtung 8 im Bereich dieses Bunds vorgesehen
und in der Kehle angeordnet ist.
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Gemäß der Erfindung
und um den Halt und die Verriegelung der Hülse sicherzustellen, hat Letztere
eine derartige Struktur, daß sie
radial komprimierbar ist. Um dies zu erreichen, wird ihre Festlegung
und Fixierung auf dem Umfang des Schlauchs mittels einer "Verbindungsanordnung" genannten Anordnung
erzielt, die zwei verbindbare Elemente umfaßt, welche jeweils mit den
Bezugszeichen 9 bzw. 10 bezeichnet sind und um
das Ende des Schlauchs 1 zu beiden Seiten der Verriegelungshülse montiert
sind.
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Das
erste "Überwurf" genannte Element 9 ist dabei
um den Vorderteil des Anschlußstücks angeordnet
und umfaßt
an seiner Rückseite 11 einen
offenen Bund 12, der in Richtung der Längsachse der Anordnung orientiert
ist, wobei der Bund dazu geeignet ist, in Anlage gegen eine auf
der Vorderseite der Spannhülse 4 vorgesehene
periphere Kehle 13 zu gelangen. Der Bund 12 hat
einen derartigen Durchmesser, daß er das freie Durchtreten
des Anschlußstücks erlaubt.
Ferner weist der Überwurf 9 an
seiner Vorderseite einen Innenmantel 13 auf, der eine Mutter
bildet.
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Das
zweite, die Verbindungsanordnung bildende Element wird von einem
Ring 10 gebildet, der "Spannring" genannt wird. Dieser
Ring 10 ist um den Schlauch 1 herum vor der Spannhülse 4 angeordnet. Er
umfaßt
einen mit einem Außengewinde
versehenen Teil 14, der in den Gewindeteil 13 des
ersten Elements 9 eingeschraubt werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform sind
das Anschlußstück und der Überwurf 9 aus
rostfreiem Stahl hergestellt, wogegen die komprimierbare Hülse 4 sowie
der Spannring 10 aus einem technischen Kunststoffmaterial
hergestellt sind, so daß jegliche
Risiken des Festfressens während
der Montage- und Demontagevorgänge
ausgeschlossen sind.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist die aus Kunststoffmaterial hergestellte Hülse 4 komprimierbar.
Sie weist auf ihrer Innenseite Rippen 15 auf. Ihre äußere Oberfläche weist
zwei gegenüberliegende
konische Zonen 16 und 17 auf. Die hintere konische
Zone 17 ist dazu bestimmt, einer entsprechenden konischen
Zone 18 gegenüberzuliegen,
die im Inneren des Spannrings 10 vorgesehen ist.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind, um die Hülse 4 komprimierbar
zu machen, versetzte radiale Schlitze über mindestens einen Teil der
Länge jeder
der konischen Zonen 16, 17 der komprimierbaren
Hülse 4 vorgesehen.
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Beispielsweise
umfaßt
die Zone 16 vier Schlitze 19, welche eine Breite
von 2 mm, eine Länge von
10 mm aufweisen und um 90° zueinander
versetzt sind.
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Die
Zone 17 umfaßt
sechs um 60° zueinander
versetzte Schlitze 20. Diese Schlitze haben ebenfalls eine
Breite von 2 mm und eine Länge
von 25 mm. Diese Schlitze 20 sind axial in bezug auf die Schlitze 19 versetzt.
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Schließlich umfaßt der Spannring 10 Mittel, die
dem Vorgang des Verschraubens der zwei Elemente 9, 10 erleichtern.
Hierzu kann das Ende 21 des genannten Rings auf seiner
Außenseite
Abflachungen aufweisen, die die Verwendung eines Schlüssels ermöglichen.
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Vorteilhafterweise
und wie es aus der in 8 dargestellten Ausführungsform
hervorgeht, kann anstatt des Anbringens von Abflachungen an dem
Spannkopf 21 in Betracht gezogen werden, mehrere Kehlen 23 vorzusehen,
wobei das Spannen mittels eines Werkzeugs erfolgt, welches Krallen
aufweist, die sich in die genannten Aussparungen einfügen.
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Zum
Anbringen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird auf folgende Weise vorgegangen.
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In
einer ersten Phase wird auf einem Schlauch 1 der Spannring 10 aufgebracht,
der frei auf diesem gleiten kann. Die komprimierbare Hülse 10 gemäß der Erfindung
wird anschließend
ebenfalls auf dem Ende des Schlauchs 1 positioniert.
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Der Überwurf 9 wird
dann um das Ende des Schlauchs herum angeordnet und überdeckt
den Überwurf.
Wenn dies getan ist, wird mit Kraft das Anschlußstück 2 eingesteckt,
so daß das
Ende des Schlauchs 1 gegen die Rippen 7 anliegt,
die das Anschlußstück aufweist,
und nahe der Wand liegt, die die periphere Kehle 6 bildet,
in der eine Dichtung 8 angeordnet ist.
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Um
die Festlegung und Fixierung der Anordnung an dem Ende des Schlauchs
zu erreichen, reicht es, mittels eines Schlüssels den Spannring 10 in
das Innere des Gewindeteils 13 des Überwurfs 9 einzuschrauben.
Bei diesem Vorgang stützt
sich die konische Oberfläche 18 des
Rings 10 gegen die entsprechende konische Fläche 17 des
Rings und bewirkt so die Biegung und Kompression der gerippten Schenkel,
die dieser Ring aufweist. Wenn man am Ende der Einschraubstrecke
ankommt, stützt
sich die konische Zone 16 der Hülse gegen eine im Innern des Überwurfs 9 vorgesehene
Schrägfläche ab,
was die Biegung dieser Zone 16 der Hülse hervorruft und das Einfügen des
am Ende der Hülse
vorgesehenen Innenbundes 5 in das Innere der Kehle 6 nach
sich zieht, die auf dem Anschlußstück vorgesehen
ist und in der zuvor die Dichtung angeordnet wurde.
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Bei
vollständig
montierter Anordnung erhält man
einen perfekten Halt des Schlauchs zwischen der Spannhülse 4 und
dem Anschlußstück 2.
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Bei
zwischen dem peripheren Rücksprung 12 und
der durch den inneren Rücksprung
des Rings 21 gebildeten Rückwand 22 eingeschlossen
gehaltener Hülse 4 erhält man ferner
eine doppelte Festlegung und beseitigt somit jegliche Gefahr des
Herausreißens
und verleiht der Anordnung mechanische Eigenschaften, die zumindest
gleichwertig wenn nicht besser im Vergleich zu den zuvor durch Quetschen hergestellten
Anordnungen sind, wobei die Möglichkeit
bewahrt wird, die genannte Anordnung für einen eventuellen Eingriff
leicht demontieren zu können.