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Die
Erfindung betrifft ein Schnellkupplungssystem zum Verbinden eines
Gegenstücks,
wie beispielsweise eines Kupplungsteils mit einem Rohrende.
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GB-A-1
547 489 stellt den Stand der Technik dar, und gibt den Oberbegriff
von Anspruch 1 wieder. Dieses bekannte System ist besonders für Metallrohre
bestimmt. Der Klemmring weist Zähne
auf, die sich jeweils in Umfangsrichtung erstrecken, wobei eine Reihe
dieser Zähne
in axialer Richtung verläuft.
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Die
Innenfläche
der Lippen, die zwischen den axialen Einschnitten des Klemmrings
ausgebildet sind, ist mit einer Vielzahl Nuten mit bogenförmigem Profil
versehen, die sogenannte Rohr-Greifstege bzw. -zähne bilden, die im Längsschnitt
symmetrisch sind und einen Spitzenwinkel von 90° oder mehr haben.
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Diese
Stege bzw. Zähne
werden an die Oberfläche
des Rohrs gedrückt,
wenn das Druckelement, eine mit Innengewinde versehene Mutter, auf den
Verbinderkörper
aufgeschraubt wird und seine Innenfläche auf die Außenfläche des
Klemmrings drückt.
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Als
Vorteile der Struktur erwähnt
die Veröffentlichung
die Tatsache, dass, da die Zähne
aus Nuten mit bogenförmigem
Profil bestehen, diese sehr fest sind und nur schwer brechen, die
Kupplung verbesserte Beständigkeit
gegenüber
Stößen oder Schwingungen
aufweist, sowie eine einheitliche Klemmkraft an der Außenumfangsfläche des
Rohrs.
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Nach
dem Verständnis
der vorliegenden Erfindung ist auch zu bemerken, dass, da das Druckelement
in Form der Mutter direkt auf den Druckring wirkt, eine Gefahr besteht,
dass der Druckring zusammen mit der Drehung der Mutter um das Rohr
herum gedreht wird, wenn das System auf dem Rohr angebracht ist.
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Dieses
Kupplungssystem nach dem Stand der Technik eignet sich nicht für ein gutes
Schnellkupplungssystem für
flexible Schläuche,
die eine spiralförmige
Verstärkung
oder starres PVC umfassen, das mit weichem PVC ummantelt ist, das
auch sonst nicht vor handen ist. Diese Kupplungen müssten an den
Schlauch angeklebt werden, jedoch löst Klebstoff den eingesetzten
Weichmacher, und derartige Verbindungen trennen sich unter Druck.
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Alle
vorhandenen Schnellkupplungssysteme erzeugen im Allgemeinen eine
Dichtung nur an Rohren oder Schläuchen
mit einer glatten Außenfläche, und
sie tun dies nicht, wenn eine spiralförmige Nut an dieser Außenfläche aufgrund
der spiralförmigen
inneren Verstärkung
vorhanden ist, wobei gleichzeitig die bewusst erzeugte Flexibilität eines
derartigen Schlauchs in diesem Fall auch eine lockernde Wirkung
auf den Sitz der Kupplung hat.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung für dieses Problem zu schaffen
und ein Schnellkupplungssystem vorzuschlagen, das für Schläuche des
Typs geeignet ist, bei denen eine spiralförmige Verstärkung mit weichem Kunststoff
ummantelt ist.
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Zu
diesem Zweck ist das System gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement die Form einer Klemmbuchse
hat, die die oben erwähnte
konische Innenfläche
aufweist und eine Überwurfmutter
aufweist, die hinter einer angeflanschten Kante eingreift und auf
Schraubengewinde an dem Gegenstück
aufgeschraubt werden kann.
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Auf
diese Weise wird verhindert, dass, wie dies bei der Struktur bei
GB-A-1 547 489 auftreten kann, der Druckring um das Rohr herum gedreht wird.
Es ist damit gewährleistet,
dass sich die Klemmbuchse nicht dreht, sondern nur axial verschiebt,
so dass sie dadurch aufgrund des Vorhandenseins der einen konischen
Fläche
eine radial nach innen gerichtete Kraftkomponente auf die Rippen
bzw. Zähne ausübt.
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Des
Weiteren wird es ermöglicht
und gewährleistet,
dass die Zähne
des Klemmrings so tief in das weiche Außenmaterial des Schlauchs eingreifen können, da
sie daran nicht durch die spiralförmige Nut an der Außenfläche gehindert
werden.
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Die
90°-Greifstege
bzw. -zähne
nach dem Stand der Technik sind dafür nicht gut geeignet. Es sind
auf dem Markt Kupplungssysteme mit inneren Zähnen vorhanden, die eine Reihe
scharfer Zähne sind,
die in der Umfangsrichtung verlaufen, und an den Enden von Lippen
angeordnet sind, die durch Einschnitte gebildet werden, wobei jeder
Zahn eine im Wesentlichen radial nach innen gerichtete Vorderseite
hat, die sich an der Seite befindet, die dem Ende des Rohrs zugewandt
ist, das verbunden werden soll, bzw. dem Gegenstück zugewandt ist, wobei die
Rückseite
des Zahns einen Winkel zu der radialen Richtung bildet. Ein Beispiel
für diesen
Typ scharfer Zähne
findet sich in EP-A-19625687,
wobei in dieser Veröffentlichung
mehrere Reihen dieser Zähne an
den Lippen angeordnet sind, und nicht nur eine Reihe an den Enden
derselben, wie es die Erfindung vorschlägt.
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So
schlägt
die vorliegende Erfindung ausgehend von der Tatsache, dass die scharfen
Zähne an sich
bekannt sind, weiter vor, dass die Rückseite der Zähne eine "Schneidfläche" ist, die aus zwei
Teilen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln relativ zu der axialen
Richtung besteht.
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Es
hat sich herausgestellt, dass ein derartiges Profil der Zähne außerordentlich
gut an den flexiblen Schläuchen
wirkt, die die spiralförmige
Verstärkung
umfassen und mit weichem PVC ummantelt sind.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
einer beispielhaften Ausführung
erläutert.
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1 zeigt einen axialen Schnitt
durch die Kupplung in dem Zustand, in dem sie auf das Ende eines
Schlauchs aufgepasst worden ist, um letzteren mit einem Gegenstück in Form
eines kurzen Rohrstumpfes zu verbinden;
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2 zeigt eine Ansicht des
Klemmrings in der Richtung des Pfeils II in 3;
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3 zeigt einen axialen Schnitt
durch den Klemmring, während
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3a das Detail A in 3 in größerem Maßstab zeigt.
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1 zeigt das Rohrende 1,
das mit einem Gegenstück 2 verbunden
ist, das in diesem Fall die Form eines kurzen Rohrstumpfes hat,
bei dem es sich jedoch um jedes beliebi ge Kupplungsteil handeln
kann, d. h. ein Knie, ein T-Stück,
ein Winkelstück,
einen Durchmesseradapter usw.
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Das
Gegenstück 2 ist
so ausgebildet, dass eine Innenkammer durch einen ersten Absatz 3 gebildet
wird, durch den ein Innendurchmesser zum Aufnehmen des Endes des
Schlauchs erzeugt wird, sowie durch einen zweiten Absatz 4,
der eine Auflagefläche
für einen
O-Ring 5 bildet, wodurch die Kammer einen größeren Innendurchmesser
erhält,
in dem ein Teil eines Klemmrings, der weiter unten erläutert wird,
aufgenommen werden kann.
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Es
ist Außengewinde 6 vorhanden,
mit dem eine Überwurfmutter 7 in
Wechselwirkung kommt, die eine Funktion des axialen Anziehens in
Bezug auf eine Klemmbuchse 8 erfüllt, die zu diesem Zweck natürlich auf
an sich bekannte Weise mit einem Außenflansch 9 versehen
ist, der von einem Innenflansch 10 der Überwurfmutter bzw. Schraubenmutter 7 ergriffen
wird.
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Klemmbuchse 8 ist
innen über
einen Teil ihrer Länge
mit einer konischen Fläche 11 versehen, die
sich in der Richtung vom Ende des einzuführenden Schlauchs weg verjüngt.
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Klemmbuchse 8 hält Klemmring 12 in
Position, wobei die Einzelheiten des Rings unter Bezugnahme auf
die folgenden Figuren beschrieben werden.
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Der
Klemmring 12 ist, wie in 3 zu
sehen ist, im Wesentlichen zylindrisch. Der Körperteil 13 auf der
linken Seite der Figur, der der Teil ist, der dem Ende des zu verbindenden
Schlauchs zugewandt ist, erstreckt sich zum Ende des Flanschrings 14.
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Es
schließt
sich ein Umhüllungsteil 15 mit
geringerer Dicke, d. h. radialen Abmessungen, als der des Körperteils 13 an,
das im Inneren zylindrisch ist und an der Position des Übergangs
zu dem Umhüllungsteil 15 den
gleichen Durchmesser hat wie das Körperteil 13.
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Das
Umhüllungsteil 15 ist
mit axialen Einschnitten über
seine gesamte Länge
versehen, d. h. bis zu dem Punkt, an dem das Körperteil 13 beginnt, wobei
bei der dargestellten bevorzugten Ausführung acht Einschnitte vorhanden
sind. Dadurch entstehen acht Lippen 18.
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An
ihren freien Enden, d. h. den Enden, die von dem Körperteil 13 weggewandt
sind, sind alle Lippen mit Zähnen 19 versehen,
die nach innen gerichtet sind, so dass sie der Mittelachse zugewandt sind.
Die Form der Zähne
ist aus dem vergrößerten Detail
in 3a ersichtlich. Die
Vorderseite 20 ist von einem Übergang 21 radial
nach innen auf die Innenumfangsfläche des Gehäuses 15 bzw. dem Zahn 19 zu
gerichtet. Ein kurzer, nach hinten verlaufender flacher Teil 23,
der als Schneidfläche
bezeichnet werden kann, ist über
einen steilen Übergang
mit der Vorderseite verbunden. Er ist in einem Winkel von vorzugsweise
75° (siehe 3) mit der Vorderseite 20 verbunden.
Darauf folgt eine Fläche 24,
die einen etwas größeren Neigungswinkel
relativ zu der axialen Richtung, d. h. 45° hat. Die Abschlusskante 25 muss
nicht schart sein, da sie keine Funktion erfüllt. Darüber hinaus ist an der Außenseite
von Umhüllungsteil 15 bzw.
Seite 18 ein konischer flacher Teil 26 vorhanden, der vorzugsweise
einen Winkel von 8° zu
der axialen Richtung bildet und der des Weiteren mit der nicht verformten
Außenfläche 27 von
Umhüllungsteil
bzw. Zahn verbunden ist.
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Das
Material des Klemmrings 12 ist vorzugsweise Acetalcopolymer
(als POM bekannt), das gute mechanische Festigkeit mit einem leichten
Grad an Flexibilität
vereint. Die übrigen
Teile können
aus starrem PVC bestehen.
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Es
wäre vorstellbar,
den Klemmring aus zwei Teilen herzustellen, d. h. einem Teil, der
dem sogenannten Körperteil 13 mit
dem Flanschring 14 entspricht, und andererseits einem Teil,
der die Form des beschriebenen Umhüllungsteils hat, an dem die Lippen
ausgebildet sind. Das Umhüllungsteil
würde dann
etwas länger
sein müssen,
während
die Lippen die gleiche axiale Länge
hätten,
da die Lippen natürlich
durch ein ringförmiges
Teil verbunden bleiben müssen.
Bei der einteiligen Ausführung,
die dargestellt und beschrieben ist, können die Einschnitte 17 durch
die Materialmasse des Körperteils 13 hindurch verlaufen.
Die Überwurfmutter
und die Klemmbuchse könnten
ebenfalls kombiniert werden, um ein Schraubenteil zu bilden.
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Der
Vorgang des Aufpassens läuft
wie folgt ab.
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Zunächst werden
die Klemmbuchse 8 und die Überwurfmutter 7 über eine
bestimmte Strecke auf den Schlauch 1 geschoben. Klemmring 12 und O-Ring 4 können dann
um eine bestimmte Strecke auf das Ende des zu verbindenden Schlauchs 1 geschoben
werden, und anschließend
wird die Kombination in die Kammer des Gegenstücks 2 hineingeschoben.
Die gleiche Situation lässt
sich herstellen, indem zunächst
der O-Ring 4 in die Kammer eingeführt wird und dann die anderen
zwei Teile eingeschoben werden, oder indem sowohl der O-Ring als auch
der Klemmring in die Kammer eingeschoben werden und dann das Ende
des Schlauchs eingeführt wird,
wobei letzteres natürlich
an dem Absatz 4 am Ende der Kammer anschlägt.
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Beim
Anziehen der Überwurfmutter 7 auf dem
Außengewinde 6 des
Gegenstücks 2 drückt das Ende
der Klemmbuchse 8 aufgrund der Tatsache, dass seine angeflanschte
Kante 9 mit der nach innen gerichteten angeflanschten Kante 10 der Überwurfmutter
mitgeführt
wird, auf den Klemmring 12, wobei seine angeflanschte Kante 14 an
der Abschlussfläche
des Gegenstücks 2 anliegt,
so dass automatisch der richtige Raum für den O-Ring 4 erzeugt
wird.
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Während der
axialen Verschiebung der Klemmbuchse 8 nach links in 1, die so bewirkt wird,
kommt ihre innere konische Fläche 11 mit
der kurzen konischen Fläche 26 an
der Außenseite
der Zähne 18 in
Kontakt und gleitet darüber.
Aufgrund des Winkels dieser Flächen
relativ zu der axialen Richtung wird, wie bekannt ist, eine geringfügige radial
nach innen gerichtete Kraftkomponente auf die Lippen 18 erzeugt,
die gewährleistet,
dass die Zähne 19 fest
in das Material des Schlauchs 1 eingreifen.
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An
einem Punkt am Umfang kommen ein oder zwei benachbarte Zähne dann
an einen Punkt, an dem sie an dem geringen Steigungswinkel der Spiralwicklung,
die die Verstärkung
eines Schlauchs bildet, eine Umfangsnut schneiden, so dass sie keinen
direkten Griff auf das Material ausüben können. Die vorgegebene Zahnabmessung
ist jedoch dennoch geeignet, die Zähne so tief in das Schlauchmaterial
eingreifen zu lassen, dass der Griff bzw. Halt an diesem Punkt ebenfalls
ausreicht, um zu verhindern, dass die Kupplung aus der Ausrichtung
herausgezogen und möglicherweise
gelöst
wird.
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Obwohl
das Schnellkupplungssystem gemäß der Erfindung
dazu dient, das Problem zu lösen, das
aufgrund der spiralförmigen
Nut bei Schläuchen auftritt,
die mit einer inneren spiralförmigen
Verstärkung
versehen sind, die mit weichem Kunststoff ummantelt ist, eignet
sich die Schnellkupplung, die dazu dient, dieses Problem zu lösen, auch
zum Einsatz bei anderen Rohren und Schläuchen, die aus Kunststoff bestehen.