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Ringförmiger Keilschnellverschluß mit einem Spannring Die bekannten
Schnellverschlüsse für runde Gefäße sind in der Industrie nur beschränkt anwendbar.
Besonders für höhere Drücke und höhere Temperaturen sind sie nicht geeignet, außerdem
umständlich im Aufbau und daher teuer.
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Vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem sie ausgeht
von einem ringförmigen Keilschnellverschluß zur Herstellung einer lösbaren Verbindung
zwischen einem zylindrischen Gefäß und seinem Deckel, zur Kupplung von Rohren mit
insbesondere großem Durchmesser oder zur lösbaren Verbindung ähnlicher Bauteile
mit ringförmigem Querschnitt. Erfindungsgemäß sind zur Übertragung der Spannkraft
vom Spannring auf die Keilflächen der miteinander zu verbindenden ringförmigen Bauteile
Segmentkörper vorgesehen, die auf ihrer Außenseite die Verbindungsglieder gegenüber
dem Spannring tragen und äuf ihrer Innenseite mit Keilflächen die Gegenkeilflächen
der zu verbindenden Bauteile umgreifen. Der Spannring mit vorzugsweise' kreisförmigem
Querschnitt wird zweckmäßig von je zwei an den beiden Enden der Segmente angeordneten
Osen umgriffen. Zur Verringerung der Reibung bei relativen Umfangsbewegungen der
Teile zueinander kann zwischen dem Spannring und den Segmenten eine Anzahl von Wälzkörpern
angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Segmente selbst in eine Reihe von drehbaren
Zapfen aufzulösen, deren beiderseitige Bunde den Keilflächen der miteinander zu
verbindenden Bauteile entsprechend profiliert sind und die zweckmäßig in ihrem Abstand
voneinander durch Stegbleche gehalten werden, die zwischen den beiderseitigen Bunden
angeordnet sind; der Spannring liegt wieder außen.
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Um den gegenseitigen Abstand der Segmente voneinander zu wahren, wird
zweckmäßig zwischen je zwei benachbarten Segmenten eine Distanzfeder eingefügt;
diese kann als Schraubenfeder ausgebildet und auf den Spannring aufgeschoben sein.
An
einigen über .den Umfang verteilten Stellen werden zweckmäßig an der Gefäß- oder
Rohrwand Tragstützen befestigt, die bei der Aufweitung des Spannrings während des
Lösens der miteinander verbundenen Teile als Hubbegrenzer für den Spannring dienen.
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Wenn die miteinander verbundenen Bauteile eine Betriebslage haben,
so daß sich eine lotrechte Teilfuge ergibt, werden die als Hubbegrenzer wirkenden
Tragstützen für den Spannring vorzugsweise als um feste Achsen schwenkbare Hebel
ausgebildet.
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Vornehmlich bei Gefäßen mit höherem Innendruck oder wenn die Segmente
aus sonstigen Gründen in dichter Folge hintereinanderliegen müssen, empfiehlt es
sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, die vorzugsweise mit Rechts- und Linksgewinde
versehene Spannringmutter aus dem Bereich des Spannringes heraus nach außen zu verlegen.
Bei Gefäßen mit großem Durchmesser können mehrere Spannringmuttern über den Umfang
verteilt angeordnet sein.
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Der erfindungsgemäße Verschluß ist sehr einfach; alle Teile liegen
außen und besonders das Spannorgan liegt annähernd zu zwei Dritteln seiner Oberfläche
frei in der Luft, was bei hohen Betriebstemperaturen von erheblichem Vorteil ist.
Da infolge der Keilwirkung nur ein Bruchteil des Dichtungs- und Betriebsdruckes
vom Spannring aufgenommen zu werden braucht, genügt eine einzige Schraübenmutter
und in den meisten Fällen auch nur ein Spannring. Es wird also eine Vielzahl der
üblichen Schraubenverbindungen vermieden und die eine erforderliche Spannmutter
kann an einer Stelle angeordnet sein, an der sie am besten zugänglich ist.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Es stellt dar Abb. i einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Verschluß mit
den zu verbindenden Flanschansätzen zweier Rohrenden, Abb. 2 einen Schnitt durch
ein Segment mit Linie A -A nach Abb. i, Abb.3 einen Schnitt durch eine andere
Ausführungsform mit Wälzlagerung zwischen dem Spannring und den Segmenten, Abb.
4 einen Längsschnitt durch ein Segment nach Abb. 3, Abb. 5 den erfindungsgemäßen
Schnellverschluß in der Draufsicht, Abb.6 eine hubbegrenzende Tragstütze für den
Spannring, Abb.7 eine schwenkbar ausgebildete Tragstütze, Abb. 8 eine aus dem Bereich
des Spannrings herausgesetzte Spannmutter, Abb. 9 eine Ausführungsform im Querschnitt,
bei der die Segmente in Rollkörper @ aufgelöst sind und Abb. io verschiedene Schnitte
durch die Ausführung nach Abb. 9.
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In Abb. i stellen i die beiden miteinander lösbar zu verbindenden
Rohrenden dar, zwischen denen ein Dichtungsring 2 eingefügt ist. Das eine Ende i
kann jedoch auch den oberen Rand eines Gefäßes und das andere Ende i den unteren
Rand des Gefäßdeckels bezeichnen. Mit 3 ist das geschnittene Segment dargestellt,
dessen Horizontalschnitt in Abb.2 dargestellt ist. An den Enden der zweckmäßig aus
einem Ring herausgeschnittenen Segtnente 3 sind Blechscheiben 4 aufgeschweißt, deren
Ausnehmungen dem Querschnitt des Spannringes 5 angepaßt sind. Im Fall des kreisförmigen
Spannringquerschnittes nach Abb. i ergeben sich also ösenartige Blechscheiben 4
für jedes Segment 3.
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Abb, 2 zeigt noch die Schweißverbindungen 6 zwischen der Stirnfläche
der Segmente 3 und den Blechscheiben 4.
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In Abb. 3 sind die miteinander zu verbindenden Bauteile mit ii, der
Spannring, welcher in diesem Fall rechteckigen Querschnitt aufweist, mit 15 und
das dem Rechteckprofil des Spannrings angepaßte Segment mit 13 bezeichnet. Zur Verminderung
der Reibung zwischen dem Spannring und den Segmenten beim Öffnen und Schließen des
Verschlusses sind Wälzkörper 17 zwischen dem Spannring und den Segmenten eingefügt.
Auch die Osenbleche 14 sind dem rechteckigen Querschnitt des Spannrings angeglichen.
Aus dem Schnitt gemäß Abb. 4 ergibt sich, daß jedem Segment vier in diesem Fall
zylindrische Wälzkörper 17 zugeordnet sind.
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Abb.5 zeigt den Verschluß in seiner gesamten Ausbildung, wobei von
der in den Abb. i und 2 gezeigten Ausführungsform ausgegangen ist. Auf dem beim
Öffnen des Verschlusses stehenbleibenden Ende des rohrförmigen Körpers i sind beispielsweise
6 Tragstützen 18 angeordnet, durch deren Langloch i9 (Abb. 6) der Spannring 5 hindurchgeführt
ist, dessen radiale Aufweitung durch das Langloch zwar ermöglicht, aber begrenzt
ist. Zwischen je zwei auf den Spannring aufgeschobenen Segmenten 3 befindet sich
eine Feder 20, die an den Stellen, an denen sich die Tragstützen 18 befinden, in
zwei Halbfedern 20' und 2o" unterteilt ist. Die Enden 5' und 5" des Spannrings 5
tragen.Rechts- und Linksgewinde, und es sind die entsprechenden Enden der Spannmutter
21 ebenfalls mit Rechts- und Linksgewinde versehen. Bei der Ausführung nach Abb.
3 und 4 umschließen die Federn 2o den Spannring nicht.
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Bei der Montage werden die einzelnen Segmente 3 mittels ihrer Blechscheiben
4 auf den Spannring 5 aufgeschoben. Zu diesem Zweck werden die Enden 5' und 5" des
Spannrings 5 aufgebogen. Zwischen je zwei Segmente werden die Federn 2o bzw. Wund
20" eingeschaltet. Die Federkraft dieser beispielsweise als Schraubenfedern ausgebildeten
Federn wird nur so groß bemessen, daß sie ausreicht, um die einzelnen Segmente bei
ungespanntem Ring seitlich zu verschieben. Aufgabe der Federn ist es, die einzelnen
Segmente in gleichem Abstand voneinander zu halten. Beim Anziehen der Spannmutter
21 wandern die Segmente entsprechend dem immer kleiner werdenden Spannringumfang
solange längs des Umfanges, bis die keilförmigen Flächen 3' der Segmente 3 auf den
Keilflächen i' (Abb. i) der Behälter- oder Rohrflanschen satt aufliegen. Beim weiteren
Anziehen der Spannmutter 21 halten die Segmente 3 auch ohne Federwirkung den gleichen
Abstand. Ebenso bei vollständig gelöstem Verschluß, d. h. wenn die Keilflächen l',
3' so weit auseinandergerückt sind, daß die bisher untereinander verbundenen Teile
i, i axial voneinänder
entfernt werden können, bleiben die Segmente
3 eingriffsbereit stehen, da sie in den Blechscheiben 4 hängen und um die ringförmige
Achse des Spannringes 5 nicht drehbar sind.
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Für senkrecht stehende Verbindungsteile, wie z.B. Gefäß und Gefäßdeckel,
genügen drei oder mehrere an eine Gefäßwand angeschweißte, feste Tragstützen 18
mit Langlöchern i9. Die Langlöcher dienen der radialen Führung des Spannringes.
Daher müssen die Langlöcher derart bemessen sein, daß sie der beim Spannen und Lösen
des Verschlusses eintretenden Vergrößerung oder Verkleinerung des Spannringdurchmessers
genügend Spielraum geben. Da beim Lösen des Verschlusses die der Spannmutter benachbarten
Segmente sich zuerst lösen, liegt der Spannring auch am äußeren Rand des Langloches
der zunächst liegenden Tragstützen zuerst an; daher bewirken die Langlöcher bei
zusätzlicher Öffnung des Verschlusses eine Weiterleitung der Durchmesservergrößerung
des Spannringes auch nach den entfernter und schließlich der Spannmutter gegenüberliegenden
Partien des Ringverschlusses.
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Bei waagerecht liegenden Verbindungsteilen mit senkrechter Teilfuge
müssen an Stelle der Tragstützen nach Abb. 6 schwenkbare Stützen nach Abb. 7 treten.
Mindestens drei solcher Stützen oder Hebel 22 sind an der Rohr- oder Gefäßwand i
so angebracht, daß sie radial zur Rohrmitte oder entgegengesetzt nach außen schwingen
können. Das obere Auge dieser Hebel wird zugleich mit dem Aufbringen der Segmente
gleichmäßig über den Umfang des Spannringes 5 verteilt eingebracht, während das
andere Auge 23 an doppelseitigen Laschen durch einen Bolzen an der Gefäß- oder Rohrwand
befestigt wird. Das Rufweiten des Spannringverschlusses bewirkt ein Nachaußenschwenken
der dem Spannschloß benachbarten Schwenkhebel; diese Aufweitung überträgt sich aber
sogleich auf die übrigen Schwenkhebel, die sich alle unter demselben VWinkel ausweitend
einstellen und somit verhindern, daß der räumlich obenliegende Teil des Spannringes
in seiner tiefsten Stellung liegenbleibt und eine gleichmäßige Öffnung des Verschlusses
über den ganzen Umfang vermittelt.
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Die Spannmutter 21 nach Abb. 5 fällt beim Lösen des Verschlusses infolge
der Federwirkung des Spannringes nicht heraus, selbst wenn kein Gewinde mehr in
Eingriff ist. Die beiden Scgmente, zwischen denen die Spannmutter sitzt, erhalten
konische Ösenscheiben 4' 4", damit diese gleichmäßig an den Stirnflächen aufliegt;
ebenso muß der Gewindeteil 5' 5" des Spannringes 5 gerade sein.
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Sind die Lücken zwischen den einzelnen Segmenten, etwa wegen eines
höheren Druckes im Gefäß, sehr klein zu wählen, sodaß die Spannmutter nur schlecht
zwischen zwei Segmenten untergebracht werden kann, so wird die Spannmutter 21' gemäß
der Ausführungsform nach Abb. 8 nach außen aus dem Bereich des Spannrings 5 herausverlegt.
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Die Abb. g und io zeigen noch im Quer- und Längsschnitt eine Ausführungsform,
bei der die Segmente in seitliche Wälzkörper 24 aufgelöst sind, deren seitliche
Bunde 25 dem Keilflächenprofil der Gefäß- oder Rohrflanschen entsprechcnd ausgebildet
sind. Die Führung der `'Wälzkörper geschieht durch Stegbleche 26, deren Ausnehmungen
27 die Wälzkörper mit ihrem mittleren Teil 24 eingefügt sind. Mit 28 ist in diesem
Fall der außenliegende profilierte Spannring bezeichnet. Der linke Teil von Abb.
io zeigt einen Schnitt mit Draufsicht auf die Stegbleche 26, der mittlere Teil von
Abb. io zeigt die in die Stegbleche eingefügten Wälzkörper 24 mit ihren Bunden 25
und der rechte Teil eine Draufsicht auf den fertig zusammengebauten Verschluß mit
seinem äußeren aufgesetzten Spannring 28.
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Die Erfindung kann in mannigfachen Einzelheiten des Aufbaues, vornehmlich
hinsichtlich der angewendeten Profilausgestaltungen von den dargestellten Beispielen
abweichen, ohne den Rahmen des Erfindungsgedankens zu überschreiten. Auch ist die
konstruktive Ausgestaltung den jeweiligen Beanspruchungen hinsichtlich Druck, Temperatur
usw. sowie den baulichen Abmessungen anzupassen.