DE69607803T2

DE69607803T2 - Rohrkupplung

Info

Publication number: DE69607803T2
Application number: DE69607803T
Authority: DE
Inventors: John Derek Guest
Original assignee: Individual
Current assignee: John Guest International Ltd
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2016-09-19
Also published as: ES2144701T3; EP0764808A1; JP3561098B2; BR9603844A; US5738387A; EP0764808B1; GB9519199D0; DE69607803D1; JPH09112762A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Rohrkupplungen der Bauart, bei der ein rohrförmiger Kupplungskörper einen Durchgang hat, der an einem Ende offen ist, um ein Rohr aufzunehmen, wobei sich eine Hülse in das offene Ende des Durchgangs erstreckt, durch welchen ein Rohr eingesetzt werden kann. Die Hülse hat Finger, die im Durchgang in Verdickungen enden, und der Durchgang hat eine kegelförmige Nockenfläche, die sich zum offenen Ende des Durchgangs hin verengt, mit welcher die Verdickungen der Hülse in Eingriff gelangen können, um das Rohr in dem Durchgang zu spannen und zu halten. Rohrkupplungen dieser Bauart sind in den GB- PS-1520742 und 1573757 der Anmelderin beschrieben und dargestellt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß in derartigen Kupplungen der Druck in dem Medium in der Rohrkupplung die Tendenz hat, das Rohr aus der Kupplung zu zwingen. Einer derartigen Bewegung setzt die Hülse Widerstand entgegen und je größer die Kraft ist, welche das Rohr aus der Kupplung zu treiben neigt, umso größer ist die Kraft, die durch die Nockenfläche auf die Verdickungen der das Rohr haltenden Hülse ausgeübt wird, um der Bewegung des Rohres aus der Kupplung zu widerstehen. Bei außergewöhnlich hohen Drucken sind die Belastungen, mit welchen die Verdickungen der Hülse beaufschlagt sind, entsprechend hoch und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, die das Risiko des Ausfalls der Kupplung durch Brechen oder Zerstörung der Verdickungen der Hülse oder bei dem Spannen des Rohres vermindert.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Rohrkupplung mit einem Kupplungskörper mit einem an einem Ende offenen Durchgang zur Aufnahme eines Rohres, das in den Durchgang ragt, einer Hülse, die in dem offenen Ende des Durchgangs liegt, um das Rohr in dem Durchgang zu halten, mit einem ringförmigen Kopf, der außerhalb des Durchgangs angeordnet ist, und mit einer Anzahl von Armen, die in den Durchgang ragen und in vergrößerten Köpfen enden, die in einem Endteil des Durchgangs angeordnet sind, wobei die Innenseite des Durchgangs und die Außenseite des Rohres parallele, sich verjüngende Nockenflächen haben, die sich in Richtung auf das offene Ende des Durchgangs hin verjüngen, und die Hülsenköpfe innenliegende und außenliegende Flächen haben, die parallel zueinander und parallel zu den sich verjüngenden Nockenflächen sind, mit welchen sie so in Eingriff gelangen können, daß die vergrößerten Köpfe allein Kompression unterzogen sind, wobei sie dem Herausziehen des Rohres aus dem Durchgang widerstehen.
In einer bevorzugten Anordnung gemäß der Erfindung haben die Köpfe an den Hülsenarmen einen rechteckigen Querschnitt in einer Ebene, welche die Achse des Durchgangs enthält, wobei die Längsrichtung des Rechtecks sich in einem Winkel zu der Achse erstreckt und die Enden des Rechtecks die innenliegenden und außenliegenden Flächen des Kopfes bilden, die mit den sich verjüngenden Nockenflächen am Durchgang bzw. dem Rohr in Eingriff stehen.
Es ist auch vorzuziehen, daß die Hülse aus einem elastischen Kunststoff hergestellt ist.
Im zuletzt genannten Fall können die Köpfe der Hülse Metallplatten eingegossen haben, die sich zwischen den parallelen Flächen an den Innen- und Außenseiten der Köpfe in rechten Winkeln zu diesen Flächen erstrecken.
Bei irgendeiner der vorstehenden Anordnungen können die Arme und Köpfe der Hülse bogenförmig sein, um sich um das Rohr und den Durchgang zu erstrecken.
Ebenfalls können in einer der vorstehenden Anordnungen die sich verjüngenden Nockenflächen am Durchgang und Rohr sich im Querschnitt gesehen im Winkel von 45º zur mittleren Achse des Durchgangs erstrecken und die innenliegenden und außenliegenden parallelen Flächen an den Köpfen, die mit den sich verjüngenden Nockenflächen in Eingriff stehen, können sich ebenfalls im Winkel von 45º zur mittleren Achse erstrecken.
Die sich verjüngende Nockenfläche des Rohres kann auf dem Rohr durch eine Seite einer Ringnut gebildet sein, welche das Rohr umgibt, in welche die innenliegenden Ecken der Köpfe der Hülse einrasten.
Gemäß einem weiteren Merkmal kann das Rohr einen vorstehenden Hohlstopfen haben, der durch die Hülse in den Kupplungskörper ragt und an seinem Ende, das außerhalb des Kupplungskörpers angeordnet ist, einen Kopf hat, der mit einem Rohrstutzen ausgebildet ist, in welchem das Ende eines Rohres befestigbar ist.
Im folgenden wird eine spezifische Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Figur beschrieben, die eine Rohrkupplung im Schnitt darstellt, welche in der Lage ist, außergewöhnlich hohen Drucken zu widerstehen.
Bezugnehmend auf die Figur ist eine Rohrkupplung gezeigt, die einen Kupplungskörper 10 mit einem Durchgang 11 und an einem Ende einem vergrößerten, offenendigen Sockel 12 hat.
In dem Durchgang 11 ist durch den Sockel 12 ein Rohr in Form eines vorstehenden Stopfens 13 eingesetzt. Der Durch gang 11 hat einen umlaufenden, integralen Endanschlag 14, der mit einer abgeschrägten Fläche 15 versehen ist, die auf das Sockelende des Durchgangs gerichtet ist, und der Stopfen 13 hat ein abgeschrägtes Ende 16, das mit dem Rohranschlag zusammenwirken kann, wenn der Stopfen vollständig in den Durchgang eingesetzt ist. Der Stopfen hat eine umlaufende Ringnut 17, die eine O-Ringdichtung 18 enthält, welche mit der Innenfläche des Durchgangs zusammenwirkt, um den Stopfen gegenüber dem Durchgang gegen Fluidverlust aus dem Inneren von Stopfen/Durchgang abzudichten.
Der Sockel 12 schafft am Ende des Kupplungskörpers 10 einen vergrößerten Hohlraum 19 zur Aufnahme eines Teils einer Hülse zum Sperren des Stopfens in dem Kupplungskörper, was weiter unten beschrieben wird. In Richtung auf die Mündung des Sockels ist die Innenwand des Sockels mit einer ringförmigen, kegeligen Nockenfläche 20 versehen, deren Durchmesser sich in Richtung auf die Mündung des Sockels verringert. Im Querschnitt gesehen beträgt der Winkel zwischen der Ebene, welche die Nockenfläche enthält, und der Achse 21 des Durchgangs 45º.
Der Stopfen 13 hat eine ringförmige umlaufende Nut 22, die innerhalb des Sockels angeordnet ist. Die Nut hat im Querschnitt eine schmale ebene Basis 23 mit geneigten Seitenwänden 24, 25, die ebenfalls im Winkel von 45º zur Achse des Durchgangs liegen. Somit bildet eine der Seitenwände 25 eine weitere kegelförmige Nockenfläche, die parallel und beabstandet zur kegelförmigen Nockenfläche liegt. Die benachbarte Seitenwand 24 liegt im rechten Winkel zur Seitenwand 25.
Eine Kunststoffhülse, die allgemein mit 26 bezeichnet ist, umgibt den Stopfen 13 und erstreckt sich in den Sockel 12 des Kupplungskörpers. Die Hülse hat einen ringförmigen Kopf 27, der außerhalb des Sockels im Kupplungskörper angeordnet ist, und hat eine Anzahl von federnden Armen 28 mit bogen förmigem Querschnitt, die sich entlang des Stopfens durch das offene Ende des Kupplungskörpers in den Sockel 19 erstrecken. Jeder Arm hat einen vergrößerten bogenförmigen Kopf 29, dessen freies Ende innerhalb des Sockelhohlraums liegt, mit einem Querschnitt im allgemeinen mit langgestreckter regelmäßiger Form, der sich wiederum im Winkel von 45º zur Achse 21 des Durchgangs erstreckt. Die Endflächen jedes Kopfes bilden parallele innenliegende und außenliegende Flächen 30, 31, die sich ebenfalls im Winkel von 45º zur Achse 21 erstrecken und mit den Flächen 25 bzw. 20 am Stopfen bzw. der Sockelwand zusammenwirken. Jeder Kopf ist durch eine eingegossene Platte 32 aus nichtrostendem Stahl verstärkt, die sich in Längsrichtung durch den Kopf zwischen den Endflächen 30, 31 und im rechten Winkel zu diesen Flächen erstreckt.
Der Druck innerhalb des Rohrstopfens/Durchgangs des Kupplungskörpers hat die Tendenz, den Stopfen 13 aus dem Körper zu drücken. Dieser Bewegung wird durch die Köpfe 29 der Hülse durch reine Kompression zwischen den Flächen 25 und 26 des Stopfens und des Sockels Widerstand geleistet, und zwar ohne daß die Köpfe mit einer Scherkraft beaufschlagt sind.
Da die Köpfe dem Herausziehen des Stopfens allein durch Kompression Widerstand leisten, können sie außergewöhnlich hohen Drucken in dem Stopfen/Durchgang widerstehen. Die nicht rostenden Stahlverstärkungselemente in den Köpfen verstärken weiterhin deren Vermögen, den Kompressionsbelastungen zu widerstehen. Darüberhinaus schafft der Eingriff der Köpfe 29 in die Flächen 25 der Nut 22 einen festen Widerstand gegenüber Schlupf des Stopfens innerhalb der Hülse.
Der Einsatz kann leicht aus dem Kupplungskörper, falls erforderlich, gelöst werden, indem der Einsatz und die Hülse in den Kupplungskörper gepreßt werden, um zwischen den Köp fen 29 und der ringförmigen Nockenfläche 20 im Sockel einen Spalt zu erzeugen. Der Stopfen kann dann aus der Hülse und dann durch die Hülse und aus dem Kupplungskörper herausgezogen werden, indem die Köpfe 29 aus den Nuten 22 gebogen werden.
Der Stopfen 13 ist an seinem Ende, das außerhalb des Kupplungskörpers ausgebildet ist, mit einer Gegenbohrung 33 versehen, die einen abgeschrägten Eingang 34 zur Aufnahme eines Rohres hat, das durch Schweißen oder sonstwie mit dem Stopfen verbunden ist. Alternativ kann der Endteil eines Rohres, das in dem Kupplungskörper befestigt werden soll, mit einer Ringnut und der beschriebenen Dichtungsanordnung versehen sein.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Kupplungskörper wie vorstehend beschrieben eine sehr hohe Rohrhaltefestigkeit und einen hohen Berstdruckwiderstand hat. Infolge des Hülsenkopfes, der reinen Kompressionskräften ausgesetzt ist, wird eine größere Leistung erzielt. Das heißt, der Hülsenkopf ist zwischen einen um 45º im Winkel angeordneten Körper und einer im Winkel von 45º angeordneten Nut in dem vorstehenden Stopfen oder im Rohr angeordnet. Der Hülsenzahn selbst hat ebenfalls 45º Winkel zur Aufnahme.
Die Rohrkupplung ist für einen großen Bereich von Anwendungen geeignet, die sowohl hydraulische als auch Druckluftleitungen umfassen. Darüberhinaus kann die Kupplung mit einem weichwandigen Schlauch verwendet werden, in welchem sich die Hülsenköpfe eindrücken, um die Nut in dem Rohr zu erzeugen, wobei deren kegelige Nockenfläche auf die Köpfe wirkt.

Claims

1. Rohrkupplung mit einem Kupplungskörper (10) mit einem an einem Ende (12) offenen Durchgang (11) zum Aufnehmen eines Rohres, das in den Durchgang ragt, einer Hülse (26), die in dem offenen Ende des Durchgangs liegt, um das Rohr in dem Durchgang zu halten, mit einem ringförmigen Kopf (27), der außerhalb des Durchgangs angeordnet ist und mit einer Anzahl von Armen (28), die in den Durchgang ragen und in vergrößerten Köpfen (29) enden, die in einem Endteil des Durchgangs angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Durchgangs und die Außenseite des Rohres parallele, sich verjüngende Nockenflächen (20, 25) haben, die sich in Richtung auf das offene Ende des Durchgangs hin verjüngen, und die Hülsenköpfe innenliegende und außenliegende Flächen (30, 31) haben, die parallel zueinander und parallel zu den sich verjüngenden Nockenflächen sind, mit welchen sie so in Eingriff gelangen können, daß die vergrößerten Köpfe (29) allein Kompression unterzogen sind, wobei sie dem Herausziehen des Rohres aus dem Durchgang widerstehen.

2. Rohrkupplung nach Anspruch. 1, wobei die Köpfe (29) an den Hülsenarmen einen rechteckigen Querschnitt in einer Ebene haben, welche die Achse des Durchgangs enthält, wobei die Längsrichtung des Rechtecks sich in einem Winkel zu der Achse erstreckt und die Enden des Rechtecks die innenliegenden und außenliegenden Flächen des Kopfes bilden, die mit den sich verjüngenden Nockenflächen am Durchgang bzw. dem Rohr in Eingriff befinden.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hülse (26) aus einem elastischen Kunststoff hergestellt ist.

4. Rohrkupplung nach Anspruch 3, wobei die Köpfe (29) der Hülse (26) eingegossene Metallplatten (32) haben, die sich zwischen den parallelen Flächen an den innenliegenden und außenliegenden Seiten der Köpfe in rechten Winkeln zu diesen Flächen erstrecken.

5. Rohrkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Arme (28) und die Köpfe (29) der Hülse (26) bogenförmig sind, um sich um das Rohr und den Durchgang zu erstrecken.

6. Rohrkupplungskörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die sich verjüngenden. Nockenflächen (20, 25) am Durchgang und Rohr sich im Querschnitt gesehen im Winkel von 45º zur mittleren Achse des Durchgangs erstrecken und die innenliegenden und außenliegenden parallelen Flächen (30, 31) an den Köpfen, die mit den sich verjüngenden Nockenflächen in Eingriff stehen, sich ebenfalls im Winkel von 45º zur mittleren Achse erstrecken.

7. Rohrkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die sich verjüngende Nockenfläche (25) auf dem Rohr durch eine Seite einer Ringnut (22) gebildet ist, welche das Rohr umgibt, in welche die innenliegenden Ecken der Köpfe der Hülse einrasten.

8. Rohrkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Rohr einen vorstehenden Hohlstopfen (13) hat, der durch die Hülse (26) in den Kupplungskörper ragt und an seinem Ende, das außerhalb des Kupplungskörpers angeordnet ist, einen Kopf hat, der mit einem Rohrstutzen ausgebildet ist, in welchem das Ende eines Rohres befestigbar ist.

9. Rohrkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die sich verjüngende Nockenfläche (25) des Rohres in dem Rohr vorgeformt ist.

10. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Rohr ein Rohr mit weicher Wandung ist, und die sich verjüngende Nockenfläche (25) durch den Eingriff der Hülsenköpfe in die Fläche gebildet ist.