DE7003712U - Rohrverbindungsmuffe fuer die mechanisch gesicherte klemmbefestigung glatter rohrenden aus stahl od. dgl. - Google Patents

Description

Schmidt, Kranz & Co. GmbH, Zweigniederlassung Maschinenbau, Zorge / Südharz

Rohrverbindungsmuffe für die mechanisch gesicherte Klemmbefestigung glatter Rohrenden aus Stahl od. dgl.

Die Neuerung betrifft eine Rohrverbindungsmuffe für die mechanisch gesicherte Klemmbefestigung glatter Endabschnitte kleinkalibriger Rohre aus Stahl od. dgl., welche in einer das Rohr umschließenden Ringkammer zwischen einer inneren Kammerstirnwand und einer mit dem Muffenende verschraubten mutterartigen Druckhülse in axial verspannbarer Anordnung nach rückwärts gestaffelt einen verformbaren Dichtungsring, einen harten Distanzdruckring mit Innenkonus und eine mit in die Mantelfläche des Rohres eindrückbaren Sperrkrallen versehene Klemmkappe aufweist.

Es sind viele Vorschläge für die Ausbildung von Rohrverbindungsmuffen gemacht worden, die jeweils das ernsthafte 'Bemühen erkennen lassen, die gewindelosen Rohrenden sicher und dauerhaft festklemmen zu können. Gute Befestigungsergebnisse der Rohre in den Muffen konnten nur dort erwartet werden, wo einerseits die Rohrverbindungsmuffen und der ganze Klemm- und Dichtungsmechanismus einer Präzisionsbearbeitung unterzogen und die Rohrenden sorgfältig sauber und oberfläche: eglättet ware¹".. Der hierfür erforderliche wirtschaftliche Aufwand ist groß. Bei anderen, einen geringeren Aufwand erfordernden Bauarten mangelte es meist an einer zuverlässigen Dichtung und demgemäß auch an einer sicheren mechanischen Verklemmung. Dabei führt in den bekannten Fällen die mechanische Verklemmung zu unerwünscht starken Oberflächenbeschadigungen an den Rohrenden. Bei dem Bemühen, die Dichtung zu belasten, werden die Krallen der Klemmringe besonders stark in die Rohroberfläche

eingepreßt und verschlechtern dann bei erneutem Anschließen oder Verbinden von Rohrenden immer mehr die Abdichtungsverhältnisse.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, Ausbildung und Ausrüstung der Rohrverbindungsmuffe zu verbessern. Dabei sollen die Mittel zum Dichten und zum mechanischen Verklemmen eine Ausbildung erhalten, die beim Einschrauben der Druckhülse zunächst eine hohe Belastung und Verpressung der Dichtung gewährleistet, ehe die mechanische Kupplung wirksam wird.

f Die Rohrverbindungsmuffe gemäß der Neuerung ist dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einer in der Muffenringkammer geführten, in den Druckring eingreifenden büchsenartigen Klemmkappe beiderseits des in der gleichen Ringkammer angeordneten, insbesondere rechteckig profilierten, aus Kunststoff bestehenden Dichtungsringes dünnwandige verformbare Kanten besitzende tellerförmige Ringscheiben aus Stahl od. dgl. als die Dichtmasse einschließende Bewehrungen und als Verschluß des Dichtungspreßraunes vorgesehen sind.

Die bei der Rohrverbindungsmuffe gemäß der Neuerung vorgesehenen tellerförmigen Ringscheiben als Bewehrungen der - Masse des Dichtungsringes sind ein neues Bauteil innerhalb solcher Verbindungen. Diese Bewehrungen sind weder Sperr- bzw. Klemmringe noch ein Ersatz für diese, und dies ist die Ursache dafür, daß es gelungen ist, nunmehr eine "Stufenverspannung" zu gewährleisten, in der Weise, daß mit größter Zuverlässigkeit erst der sich allen Unebenheiten der Rohroberfläche anschmiegende Kunststoff-Dichtungsring ohne Möglichkeit des Ausfließens verpreßt wird, bevor gegen den Widerstand dieses Dichtungsringes die den mechaniscnen Klemmversohluß herbeiführende Klemmkappe mit ihren Krallen auf die Mantelfläche des Rohres aufgepreßt wird.

Während es bei den die Kiemmbefestigung herbeiführenden Sperrscheiben bekannter Art wichtig ist, daß diese sich auf-

grund eier großen Materielhärte in der Rohr oberfläche verkrallen, tritt bei den jetzt zusätzlich vorgesehenen tellerförmigen Bewehrungs-Ringscheiben für den Kunststoff-Dichtungsring beim Einsetzen des von der Druckhülse ausgehenden, über die Klemmkappe fortgesetzten Axialschubs unter Vermeidung einer Verletzung der Rohroberfläche bzw. der Zylindermantelflache der Kammer ein verstärktes Anschmiegen der Scheibenkanten und damit die Bildung eines sicheren Verschlusses des die Dichtungsmasse aufweisenden Ringkammerabschnittes auf. Die Scheibenkanten, und zwar mindestens die unteren, schieben sich unter den Rand der Dichtung und bilden somit eine Einfassung der Dichtung. Es wird beim axialen Verspannen ein Verformungsvorgang der tellerförmigen Bewehrungs-Ringscheiben bewußt angestrebt zu dem Zweck, die Dichtungsmasse gewissermaßen in einer scheibenbegrenzten Preßkammer einzuschnüren und damit die Dichtungsmasse in alle Unebenheiten der Rohroberfläche einzudrücken. Auch die Bewehrungsscheiben verpressen sich in solche Unregelmäßigkeiten der Rohroberfläche. Dieses absolute Einschließen und Einschnüren des Kunststoff-Dichtungsringes erlaubt die enorme Drucksteigerung in diesem Dichtungsring, so daß erst nach zuverlässiger Abdichtung die Krallen der Klemmkappe in dar zweiten Spannstufe wirksam werden. Bei dieser erzielten zuverlässigem, dauerhaften Verpressung des Kunststoff-Dichtungsringes läßt sich ein wiederholtes Nachspannen der die Krallen aufweisenden Klemmkappe vermeiden. Die Verbindung trägt daher zur Schonung der Oberfläche des Rohres bei.

Für den sicheren Einschluß des Dichtungsringes sorgt das Merkmal,gemäß welchem von den inneren Rändern der größer als die radiale Breite der Ringkammer bemessenen Ringscheiben sich einwärts verbiegende Dichtungsringeinfassungen gebildet sind.

Die mit der Rohrverbindungsmuffe hergestellte Verbindung kennzeichnet sich gemäß der Neuerung auch dadurch, daß die verpreiiten Ringscheiben ein winkelförmiges Profil aufweisen, wobei der der Kantelfläche des Rohres benachbarte Schenkel gegen

die ZyIindermantelflache des Rohres verspannt und der radial gerichtete Schenkel flächig gegen die Stirnseite des Kunststoff-Dichtungsringes angedrückt ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung besteht darin, daa die zu beiden Seiten des einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Kunststoff-Dichtungsringes vorgesehenen Bewehrungs-Ringscheiben lose und spiegelbildlich zum Dichtungsring angeordnet sind. Dabei können die ungeschlitzten Bewehrungs-Ringscheiben kegelstumpfförrr.ig ausgebildet und mit ihren kleineren Stirnseiten dem Dichtungsring zugewendet angeordnet sein.

Kit den genau gleichen, spiegelbildlich angeordneten Bewehrungs-Ringscheiben wird in der ersten Stufe der Verspannung erst die ce α Dichtungsring absolut einschließende Preßkananer durch die sich an den Kanten verfonnenden Bewehrungsscheiben gebildet. Diese Bauart trägt besonders dazu bei, dai sich erst nach erfolgter Verspannung des Kunststoff-Dichtungsringes die Klemmkappe mit ihren Krallen in den Rohrmantel verhakt.

Zum Stand der Technik wird noch folgendes ausgeführt: Bekannt sind Verbindungsmuffen mit einem O-Ring als Dichtung, gegen den ein Distanzdruckring unmittelbar abgestützt ist, wobei zwischen letzterem und der Druckhülse zur Erzielung einer mechanischen Klemmverriegelung ein geteilter Federsperring in Form einer kegeligen Scheibe vorgesehen ist, Solche Federsperringe geraten schon nach geringfügiger Belastung der Dichtung in die Klemmlage. Für das Verspannen einer Kunststoffdichtung eignet sich diese Verspannungsart nicht. Der Kunststoff würde in die groaen verblexbenden Spalte in rückwärtige Räume ausweichen und schnell undicht sein. - Bekannt sind Klemmscheiben mit Krallenring zur· Bildung der mechanischen Kiemir.verriegelung. Solche Kleicmscheiben greifen bereits sehr~früh mit ihren schärfen Schneiden in den Rohrmantel ein. Auch diese Klecsrscheiben schließen das Verdrängea von Dichtungsmaterial nicht aus. - Bekannt ist die Kombination eines Dichtungsringes mit einer den Klemmecha-

nismus bildenden Sperrscheibe oder mit mehreren gleich ausgebildeten Sperrscheiben, um auf diius Weise einen einteiligen Einbauteil zu erhalten. Mit dem Dicrivcuj'i.'-ring verbundene Sperrscheiben behindern die Dichtungsfunkt~or. und die notwendigen kronenartigen Schlitze in den. Kiemnischeiben erlauoen der Dichtungsmasse außerdem das Ausweichen in Nebenräume.

In der Zeichnung ist die Rohrverbindungsmuffe einschließlich Rohrverbindung vor und nacu dem Verspannen veranschaulicht.
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Fig. 1

und 2 zeigen je eine Ausführungsform der Muffe und

der Rohrverbindung, in Fig. 1 vor und in Fig. nach dem Verspannen,
Fig. 3 zeigt eine Klemmkappe in Stirnansicht.

1 Die dargestellten Rohrverbindungsmuffen weisen zwei

gleiche Anschlußenden auf. In jedes Anschlußende ist ein Endabschnitt eines Rohres 2 bzw. 5 eingesetzt. Die Muffe kann auch krümmerartig ausgebildet sein.

Zum Dichten und Festklemmen eines gewindelosen, d.h. außenseitig glatten, Rohrendes dienen mindestens folgende, in der Ringkammer I3 zwischen einer inneren Kammerstirnwand 7 und einer mit dem Muffenende verschraubten mutterartigen Druckhülse 9 in axial verspannbarer Anordnung nach rückwärts gestaffelte Körper, und zwar ein verformbarer Dichtungsring 6, ein harter Distanzdruckring 5 mit Innenkonus und eine mit in die Mantelfläche des Rohres eindrückbaren Sperrkrallen 14 versehene Klemmkappe 4.

Der Außendurchmesser der Klemmkappe 4 entspricht etwa dem Innendurchmesser der Ringkammer I^. Die Klemmkappe 4 hat eine langgestreckte büchsenartige Form und weist ein kronenartig geschlitztes konisches Ende auf, durch welches die Krallen 14 ge-

bildet sind. Der Dichtungsring 6 besteht aus einem elastische Eigenschaften aufweisenden Kunststoff und hat eine weitestgehend rechteckig profilierte Querschnittsform, wobei die Länge größer ist als die radiale Dicke.

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Die hinter den Dichtungsringen vorgesehene Kammerstirnwand 7 kann in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise von einem Druckring 12 gebildet sein, der sich gegen einen in der Muffenmitte einspannbaren, lose eingesetzten, ringartigen Bund 11' abstützt, wobei letzterer eine Anschlagfläche 8 für das Rohrende bildet. Es kann aber auch gemäß Fig. 2 die Muffe selbst einen die Kammerstirnwand 7 bildenden Ringkragen einschließlich einen die Anschlagfläche 8 besitzenden Bund 11 aufweisen. Die Ringkammer 1J> ist umfangsseitig von Zylindermantelflächen des eingeschobenen Rohres einerseits und des Muffengehäuses andererseits begrenzt.

Zusätzlich zu der in der Muffenringkammer I3 geführten,

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/ Innenkonus 10 des Druckringes eingreifenden büchsenartigen Klemmkappe 4 sind beiderseits des aus Kunststoff bestehenden Dichtungsringes 6 dünnwandige tellerförmige Ringscheiben I5 aus Stahl od. dgl. angeordnet. Diese Ringscheiben können auch kegelförmig ausgebildet sein. Die radiale Breite der Ringfläche dieser teller- bzw. kegelförmigen Scheiben 15 ist etwas größer als die radiale Breite der Ringkammer Ij5·

Die Ringscheiben bilden für den Dichtungsring und dessen Masse Bewehrungen. Sie bilden ferner den Verschluß des in der Ringkammer IjJ liegenden Oichtungspreßraumes. Vor dem Verspannen der Verbindung nehmen die Ringscheiben 15 eine Schrägstellung ein, welche das Einführen der Scheiben in die Ringkammer erleichtert. Bei den Distanzdruckringen 5 und 12 bzw. einem entsprechenden Kragen der Muffe sind zum Rohr hin kleine Spalte 16 freigelassen, die das Einsetzen des Rohres erleichtern. Beim Einschrauben der Druckhülse 9 erfolgt durch den Axialschub zunächst das Pressen des Dichtungsringes, wobei die Ringscheiben I5 in die aus Fig. 2 ersichtliche radiale Stellung gebracht werden. Dabei

legen sich diese Scheiben 15 spielfrei , und zwa- mit dem wesentlichsten Teil ihrer Fläche _y gegen die Stirnseite des Kunststoff-Dichtungsringes an. Die Kanten der Ringscheiben werden gegen die Zylindermantelflächen des Rohres 2 bzw. 3 und der Ringkammer O der Muffe angepreßt. Dabei biegen sich mindestens die unteren Kanten der Ringscheioen unter die Dichtung und bilden Dichtungsringeini'assungen. Die Dichtung ist somit zwischen den von den Ringscheiben 15 gebildeten Bewehrungen eingeschlossen und kann hohen Beanspruchungen, d.h. Druckbelastungen, ausgesetzt werden, ohne daß die Masse des Dichtungsringes diesen Dichtungspreßraum verlassen kann.

Jede der Klemmkappen 4 ist derart dimensioniert, daß ihre Krallen erst nach Verformung und fester Verspannung des Dichtungsringes in den steilen Innenkonus 10 des Distanzdruckringes 5 tiefer hineingleiten. Die steife Ausbildung der Krallen ist möglich, weil nunmehr durch die Bewehrungsscheiben die Masse des Dichtungsringes in einen Preßraum eingeschlossen ist und dadurch besonders hohen Belastungen ausgesetzt werden kann, wobei sich die Dichtungsmasse fest und dicht in alle Unebenheiten der Mantelfläche des Rohres hineinlegt.

* Die Rohrverbindung läßt sich im Bedarfsfall lösen. Die

Kleminkappen können mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges aus der Spannstellung zurückgezogen werden. - Man kann in machen Fällen auch mehrere Dichtungsringe, Distanzdruckringe, Ringscheiben und Klemmkappen hintereinander schalten.

Claims (5)

PATENTANWÄLTE DR.-ING. W. STUHt-MANN — DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN AKTEN-NR. 41/24115 Ihr Zeichen 463 BOCHUM. 2O.I2.I97I XZ/Di "3OStSChHeSfOCh 2-45O Fernruf 0 23 2^/140 61 Bergstraße 159 Telegr.: Stuhlmannpstont Schmidt, Kranz & Co. GmbH, Zweigniederlassung Maschinenbau, Zorj e / Südharz Schutzansprüche:

1. Rohrverbindungsmuffe für die mechanisch gesicherte Klemmbefestigung glatter Endabschnitte kleinkalibriger Rohre aus Stahl od. dgl., welche in einer das Rohr umschließenden Ringkammer zwischen einer inneren Kammerstirnwand und einer mit dem Kuffenende verschraubten mutterartigen Druckhülse in axial vsrspannbart-' Anordnung nach rückwärts gestaffelt einen verformbaren Dichtungsring, einen harten Distnnzdruckring mit Innenkonus und eine mit in die Mantelfläche des Rohres eindrückbaren Sperrkrallen versehene Klemmkappe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einer in der Muffenringkammer geführten, in den Druckring eingreifenden büchsenartigen Klemmkappe (4) beiderseits des in der gleichen Ringkammer (7-3) angeordneten,insbesondere rechteckig profilierten, aus Kunststoff bestehenden Dichtungsringes (6) dünnwandige verformbare Kanten besitzende tellerförmige Ringscheiben (15) aus Stahl od. dgl. als die Dichtmasse einschließende Bewehrungen und als Verschluß des Dichtungspreßraumes vorgesehen sind.

2. Rohrverbindungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daö von den inneren Rändern der größer als die radiale Breite der Ringkammer (13) bemessenen Ringscheiben (15) sich einwärts verbiegende Dichtungsringeinfassungen gebildet sind.

3. Rohrverbindungsmuffe nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verpre3ten Ringscheiben (I5) ein winkelförmiges Profil aufweisen, wobei der

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der Mantelfläche des Rohres benachbarte Schenkel gegen die Zylindermänteln äche des Rohres verspannt und der radj-.l gerichtete Schenkel flächig gegen die Stirnseite ^es Kunststoff-Dichtungsringes (6) angedrückt ist.

4. Rohrverbindungsmuffe nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten des einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Kunststoff-Dichtungsringes (6) vorgesehenen Bewehrungs-Ringscheiben (15) lose und spiegelbildlich zum Dichtungsring angeordnet sind.

5. Rohrverbindungsrauffe nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die ungeschlitzten Bewehrungs-Ringscheiben (15) kegelstumpfförmig ausgebildet und mit ihren kleineren Stirnseiten dem Dichtungsring (6) zugewendet angeordnet sind.