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Gas- oder flüssigkeitsdichte lösbare Kupplung Die Erfindung betrifft
abgedichtete Verbindungen zwischen teleskopartig ineinander eingreifenden Elementen,
insbesondere für Kupplungen für Luftleitungen für Gesteinsbohrmaschinen u. dgl.
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Beim vorübergehenden Abschließen der Enden von glatten, keine Flansche
aufweisenden Rohren oder zur Kupplung von Rohren miteinander sowie zur Verwendung
bei Gesteinsbohr- und anderen Maschinen ist eine Ausbildung,der Abdichtung erwünscht,
die gleicht an ihre Stelle gebracht werden kann, hier festgehalten wird und es ermöglicht,
die Teile schnell voneinander zu trennen, wobei trotzdem eine unter Druck flüssigkeits-
und gasdichte Verbindung geschaffen wird, die sich nicht unbeabsichtigt bei der
Arbeit lösen kann. Gegenstand der Erfindung ist eine diese Forderungen erfüllende
verbesserte Abdichtung für Kupplungen für Rohre, Schläuche u. dgl.
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Die neue flüssigkenbs- oder gasidichte zeitweise Kupplung zwischen
teleskopartig ineinander eingreifenden zylindrischen Gliedern besteht darin, daB
das eine der Glieder mit einer ringförmigen Rille von im wesentlichen dreieckigem-
Querschnitt versehen wird, deren Basis nach der benachbarten Fläche des anderen
Gliedces hin gerichtet ist, wobei ein entsprechend gestalteter nachgiebiger Dichtungsring
lose in die Rille unter Belassung eines ringförmigen Spieles zwischen der Basisdes
Dichtungsringes und der zylindrischen Fläche des keine Rille aufweisenden Gliedes
eingelegt wird.
In den 'Figuren ist die Erfindung an Hand einiger
ihrer Ausführungsmöglichkeiten veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. I und 1I die
nachgiebigen Dichtungsringe, teilweise im Querschnitt; Fig. III ist eine Seitenansicht
einer Kupplung, die zur Verbindung einer Schlauchleitung mit einer Gesteinsbohrmaschine
oder anderen Vorrichtung geeignet ist; Fi. IV ist ein Schnitt gemäß Fig.III, in
welchem' sich jedoch die Teile der Kupplung in einer anderen Stellung befinden;
Fig. V ist ein teilweiser Schnitt, der eine Ausführungsform der Kupplung zeigt,
die zur Verbindung zweier Rohrabschnitte geeignet ist, wobei <las Dreieck des
Profils des nachgiebigen Dichtungsringes in der umgekehrten Stellung liegt, als
in Fig.IV dargestellt; Fig. \'I ist eine Teilansicht der Fig:N' in vergrö-13erteni
Maßstabe; Fig. VII zeigt eine weitere. Ausfiihrungsforni der Erfindung; Fig. VIII
ist ebenfalls eiere weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Dichtungsringdie
Ausbildung gemäß Fig. I besitzt, und Fig. IX, X und XI veranschaulichen die Stufen,
in welchen die Dichtungswirkung des Dichtungsringen eintritt.
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Die Fig. I, 11, III und IV veranschaulichen die Anwendung der
Erfindung auf eine Rohrkupplung, die geeignet für die Preßluftschlauchleitungen
für Gesteinsixihrmaschinen ist.
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Die Kupplung besteht aus zwei Elementen i und 2, die teleskopartig
ineinanderpassen. Die Enden der Elemente 1 und 2 können so ausgebildet sein, (laß
sie für jeden gewünschten Rohranschluß geeignet sind. Gemäß Fig.IV ist das Ende
des Elements 2 so ausgebildet, daß es in eine Schlauchleitiung eiirpaßt, und das
Ende 4 finit einem Gewinde versehen, um an einem Gesteinsbohrer angeschlossen zu
werden. Die Muffe 5 des Elements 2 und der Stutzen 6 des Elements i der Kupplung
sind so ausgebildet, d;a.ß sie leicht ineinandergleiten können, und es wird zu diesem
Zwecke in der Regel ein verhältnismäßig großes Spiel zwischen diesen Teilen vorgeseheai.
Wie dargestellt, werden sie miteinander durch einen Riegelbügel 7 verbunden, dessen
Enden in Löchern 9 des Elements i drehbar sind. Das geschlossene Ende io des Riegels
greift in (las ringförmige Kragenstück i i ein, welches (furch eine Auisladung der
Außenfläche des Teiles 2 gebildet wird. Die, vorwärtige Seite 12 des Kragenstückes
i i ist abgerundet und seine rückwärtige Seite 13 so gestaltet, daß, wie dargestellt,
das Bügelende io dahintergreifen kann. Die 1,--ride,n 8 des Riegelbügels 7 sind
in den Schlitzen 14 untergebracht, so daß der Stutzen 6 in die Muffe 5 so eingeführt
werden kann, daß der Teil io von der Kante von 13 frei ist. Wenn die Teile i und
2 der Kupplung sich in ihrer Stellung befinden und (las geschlossene Ende io des
Riegelbügels 7 hinter das Kragenstück i i greift, 'so können seine Enden 8 aus den
Schlitzen 14 herausgezogen werden, worauf dann die Teile 1 und 2 iii bezug aufeinander
verdreht werden und nun nicht ineryhr voneinander gelöst werden können, da der Teil
io des Riegelbügels 7 nicht über die Kante 1,3 abgleiten kann.
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Zwischen dein Außenumfang 15 des Stutzens 6 und dem inneren Umfang
16 der Muffe 5 befindet sich das die abdichtende Verbindung herstellende Ringglied
17. Der Stutzen 6 weist eine ringförmige Rille 18 von V-Forni in seiner Außenwandung,
zweckmäßig nahe seinem Ende i9, auf. Die Wandüngen 20, 21 der Rillen 18 laufen unter
einem Winkel zusammen, der größer ist als der durch die Seitenflächen 22, 23 welche
den Scheitel des dreieckigen Ringes 17 bilden, gebildete. Die Scheitel der Rille
und des Ringes ents1)reclien einander, jedoch i,st die scharfe Kaifite der Scheitel
24 üblicherweise entfernt oder abgerundet, so (laß der Ring 1 7 im Querschnitt die
aus den Fig. 1 und 1I ersichtliche Ausbildung erhält. ()er Scheitel der Rille ist
so weggeschnitten, (aß sich ein Spiel gegenüber dem Scheitel 24 des Ringes 17 ergibt.
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Fig. V veranschaulicht eine Ausführungsform de1-Erfindung, die zur
Kupplung zweier Rohre miteinander geeignet i,st. Die Enden der Rohre bilden in diesem
Falle die Stutzen 6 die in eine gemeinsame Muffe 25 eingeführt werden, wobei jedes
derselben seinen eigenen Riegelbügel aufweist. Jedoch sind in diesem Falle statt
der Riegel=bügei 7 Haken oder Ringe 26, zweckmäßig von quadratischem Querschnitt,
vorgesehen, die, wie dargestellt, beim Kippen die Röhre 6 mit hinreichender Kraft
umfassen, um sie in ihrer Stellung zu halten, bis der Druck des Fludes auf die Dichtungsringe
17 wirkt. Die Haken 26 Nverden in ihrer Eingriffsstellung durch eine Öse 27 zwischen
ihren Verlängerungen 28 gehalten. Die Öse 27 kann aus Dralit bestehen und durch
Zusammendrehen in bekannter Weise gekürzt werden. In diesem Falle werden die. nachgiebigen
Dichtungsringe umgekehrt und so ausgebildet, wie dies in Fig. 1I dargestellt ist,
so (lall sie in Rillen 18 in der Muffe 25 eingreifen.
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Die abdichtende Wirkung der Verbindung wird nun im einzelnen an Hand
von Fig. VI beschrieben. Wenn die Luft durch den Spalt zwischen den Flächen 15 und
16 hindurchströmt, so erfolgt ein Druckabfall an der Basis des Dreiecks, und zwar
wegen der gesteigerten Geschwindigkeit des Fludes, welches durch den Weg 29 hinströmt,
wobei der Druck auf die verschiedenen Flächen des Ringes bewirkt, daß dieser sich,
wie in gestrichelten Linien angedeutet, @°erschwenkt. Das Kippen des Dreiecksringes
17 bedeutet, daß ein Ende 30 seiner Grundfläche so wirkt, daß der Innendurchmesser
des Ringes verringert und er in diesem Falle fester gegen die Fläche des Stutzens
6 gepreßt wird wobei der Anpreßdruck mit jedem Steigen des Fluddruckes ansteigt.
Mit anderen Worten besteht mit steigendem Druck des 'Fludes in den Elementen i und
2 ein Bestreben der dreieckigen Dichtung zum weiteren Ausschwingen oder Umkippen
und damit zur Herstellung einer ininier wirksameren dichtenden Verbindung zwischen
den gekuppelten Teilen i und 2. Selbstverständlich ist, wenn -die Ringe 17
die
in Fig. I dargestellte Ausführungsform besitzen, die Abscblußwirkung eine ähnliche.
In Fig. VI ist der Teil 31 des Stutzens 6 jenseits des Ringres 17 sich etwas verjüngend
dargeseeldt, und es ist ersichtlich, daß bei dieser Ausführungsform, wenn die Teile
1. 2 bestrebt sein sollten, außer Eingriff miteinander zu gelangen, während sie
unter Druck stehen, der Punkt 3o des Ringes 17 in der Abstufung 32 festgehalten
wird und derart die Verformung des Dinges 17 verstärkt wird, mit dem Ergebnis, daß
die Teile bei einer solchen größeren Verformung des Dichtungsringes 17 gegeneinander
verblockt werden.
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Arie bereits ausgefiibrt, bewirkt das unter der Einwirkung des Druckes
erfolgende Kippen des dreieckigen Dichtungsringes 17 die- Abdichtung, l;leichgültig,
ob der Ring die Ausbildung gemäß Fig. I oder 11 besitzt. Seine Verformung ist noch
klarer in den Fig. IX, \ und XI veranschaulicht. Das Ende des Rohres oder des Stutzens
1 soll in einer Nlutte 2 abgedichtet werden. Fig. IX stellt einen Abschnitt der
"feile 1 und 2 dar, und zwar im drucklosen Zustand, und läßt erkennen, daß ein gewisses
Spiel zwischen ihnen zulässig ist. Fig. X veranschaulicht die erste Einwirkung des
Fludes auf den Ring 17. Fig. XI zeigt die voll abdichtende Wirkung, wobei ersichtlich
ist, daß der Ring 17 in den Raum 33 eingekeilt ist und daß, wenn der Winkel,
in welchen der Ring hineingepreßt wird, hinreichend spitz ist, wie dies insbesondere
in Fig. VI gezeigt ist, dieser sich fest verkeilt und die Verbindung so gestaltet
werden kann, (iaß sie sogar <licht ist, wenn der Druck des Fludes absinkt oder
fortfällt, wobei ferner die haltende Wirkung des Keiles größer sein kann als das
Bestreben des Rohres, auszublasen.
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Fig. VII zeigt eine Ausführungsform der Erfindung; zur Verwendung
für die Druckprobe von Rohren mit geraden Enden. Der Teil 2, der an dem einen Ende
eine 1@1uffe 5 bildet, wird mittels einer Gelenkverbindung 34 gehalten.
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Der \luffenteil 2 an dein entgegengesetzten Ende ist frei in Richtuni;
auf die Gelenkverbindung verschiebbar und kann in seiner Stellung festgeklemmt werden,
so (iaß Rohre von verschiedenen Längen zwischen die Stutzen eingesetzt werden können.
Mit 35 ist ein Anschluß bezeichnet, durch welchen Druckflüssigkeit bzw. Druckluft
in die zu prüfenden Rohre eingeleitet werden kann. Bei Verwendung dieser Vorrichtung
besteht alles, was zur Durchführung des Prüfvorgangs notwendig i,st, darin, daß
ein Ende des Rohres in die angelenkte :\luffe 5 eingeführt und dann die andere Muffe
5 auf (las andere Ende des Rohres aufgedrückt, festgeklemmt und nun die Druckflüssigkeit
eingeleitet wird. Die Rohrenden 6 sind leicht in die: Ringe 17 eingepaßt, und die
Muffe 5 sowie die Nachgiebigkeit des Dichtungsmaterials und die Gestalt der Ringe
17 wirken unter Druck so, daß eine wirksam alxlichtende Verbindung sogar dann hergestellt
wird', wenn (Die Teile nicht dicht aufeinanderpassen oder (Die Oberfläche des Rohres
etwas rauh oder unregelmäßig ist. Falls die Außenseite der Enden eines Rohres oder
einer Röhre 36 nicht von einer die, dichtende Verbindung bildenden Muffe, wie in
Fig. VIII, umgeben werden kann, so kann in die Enden ein Stopfen 37. eingepaßt «-erden,
in welchem ein Ab-
dichtungsring 17, ähnlich dem in Fig. I dargestellten,
untergebracht ist. Der Anschluß 35 für die Druckflüssigkeit tritt durch den Stopfen
37 ein. Mit 38 ist ein gegenüber dem Druck an der inneren Fläche des Stopfens 37
widerstandsfähiges Widerlager bezeichnet, welches verhindert, daß der Stopfen 37
aus dem Ende des Rohres 36 herausgetrieben wird. Diese Anordnung ist zum Prüfen
der Feuerrohre eines Kessels geeignet. Mit 36 i,st dann ein Ende eines Feuerrohres
und mit 39 ein Abschnitt der Wandung eines Feuerraumes bezeichnet.
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Gewisse der Vorteile, die durch die Verwendung einer dreieckigen oder
deltaförmigen Dichtung erzielt werden, bestehen darin daß diese Gestalt der Dichtung
eine dünnere in Kontakt gelangende Kante oder ein Ende 4o aufweist, welches zwar
scharf, aber nicht schwach ist. Auch wenn sie, verformt ist und dann den Raum zwischen
den Teilen ausfüllt, sogar wenn nicht von Anfang an ein dichtes Einpassen erfolgt
ist, nimmt die Dichtung ihre Gestalt automatisch wieder an, um die Teile freizugeben,
sobald der Druck abgestellt ist.
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Die Erfindung schafft eine Dichtung von dreieckiger Gestalt, die in
einer Rille in einem. oder dem anderen der miteinander zu kuppelnden Glieder, zwischen
welche eine gas- und flüssigkeitsdruckdichte Verbindung hergestellt werden soll,
untergebracht wird. Diese Rille i,st hinreichend groß, um eine schwingende Bewegung
der Dichtung zu ermöglichen, und so zweckmäßig glestaltero, daß sie sich der Dichtung
anpaßt, wenn diese verformt worden,ist, und ebenso auch ermögl,iaht, daß sie ihre
ursprüngliche Gestalt wieder einnimmt, um die Teile freizugeben, wenn der Druck
des Fludes abgestellt wird.