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Schlauchkupplung Mine Sehlauc'likupplung ist ein vielleicht am meisten
vorkommendes Maschinenelement in der Nahrungsmittelindustrie, besonders in den Bierbratiereien.
h.s liatidelt sich tim @'erltindutigett zwischen verschiedenen Behältern und den
Schläuchen und, hei langen f.eittttigeti, um Aufstückelttng der kürzeren Schlä ttclie
durch Verbindung der Schläuche untereinander.
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Die l» slice hekannten 1@onstruktionen stelle» nicht eine ideale l.i@sttttg
dieser Aufgabe dar. Die inneren metallischen Zwischentücke verengen das Profil der
Leitung tind verursachen also einen erhöhten liv(Irattlisclieti Widerstand. Zwischen
den Verbindungsstücken ttnd den (-#unitniwändetl der Schläuche bilden sich immer,
auch bei sorgfältiger Befestigung tnit Klemmen, Binidedrähten und Schellen, Ecken
und Hahlen, die unzugängliche Infe'lctions'herde -darstellen.
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1)ie letztgenannten Behelfe zum Befestigen der Schläuche werden nach
verhältnismäßig kurzer Zeitbeschädigt oder infolge der Korrosion vernichtet, so
dal) sie großen Verbrauch an Regietnaterial ttttd besonders hohe Zeitverluste mit
sich bringen und nie genügend betriebssicher sind. Der innere Druck in dem Schlauche
wirkt in der entgegengesetzten Richtung zu den Kräften, die das Abdichten dieses
Druckes nach außen gewährleisten sollen. Der steigende innere Druck vermindert also
die Dichtungsfähigkeit und Betriebssicherheit der Verbindung.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Nachteile der bisher
bclkannten Kupplungen zu
beseitigen. Dies wird dadurch erreicht,
daß durch eine nur von außen an dem Schlauch angreifende Halterung die glatt abgeschnittene
Stirnfläche des Schlauches auf die Stirnfläche der Behältermündung oder auf die
Stirnfläche eines anstoßenden Schlauches anpreßt und durch diesen axialen Druck
die Dichtung bewerkstelligt. Die Stirnflächen können je nach der Ausführungsart
der Schlauchwandung auch so ausgebildet werden, daß die geeignetste Schicht die
Dichtung gewährleistet. Infolgedessen fällt eine innere, den hydraulischen Widerstand
erhöhende Einlage fort, und das lichte Profil der Leitung bleibt unvermindert. Es
bilden sich keine schädlichen Ecken und Hohlräume. Bei steigendem Druck wächst der
Widerstand der Verbindung gegen ein Lösen des Schlauches aus der Kupplung. Kein
metallischer Teil der Kupplung kommt in Berührung mit dem Inhalt des Schlauches.
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Die Kräfte, die von den metallischen äußeren Teilen an die Schlauchenden
übertragen werden, um das Andrücken der Stirnflächen zu ermöglichen, werden durch
eine besondere Anordnung 'hervorgerufen bzw. erhdht. Es werden mindestens ein, vorzugsweise
eine Vielzahl von Ringen, deren Durchmesser entsprechend kleiner ist als der Außendurchmesser
dies Schlauches, auf das Schlauchende aufgeschoben. Der Querschnitt der Ringe ist
sägezahnartig, keilförmig und derart geneigt, daß die Ringe dem Abziehen von dein
Schlauch einen maximalen Widerstand entgegensetzen, ohne die Gummioberfläche zu
beschädigen, während der Widerstand beim Aufziehen der Ringe wesentlich kleiner
ist. Die inneren Kanten der Ringe können an mehreren Stellen durch Einkerbungen
unterbrochen sein, sie können auch schraubenförmig verlaufen. Da die Ringe der Reihe
nach aufgeschoben werden, kann das Übermaß, von welchem der Widerstand gegen Herausziehen
des Schlauches abhängig ist, genügend groß gewählt werden, ohne daß dieses Übermaß
die leichte Montage und eventuelle Demontage der Ringe verhindert, was besonders
bei größeren Durchmessern sehr wichtig ist. Nachdem die Ringe als Rotationskörper
von allen Seiten gleichmäßig gegen die elastischen Kräfte des Schlauchmaterials
den Druck ausüben, bilden die Schlauchwände eine vollkommen symmetrische Wölbung
entlang dem ganzen Umfang, so daß eine maximale, gegen das Abziehen der Ringe wirkende
Kraft gewährleistet werden kann. 'Die Anzahl der Ringe kann beliebig groß gewählt
werden. Für die normalen Anwendungsmöglichkeiten genügt eine Reihe von Ringen, deren
Gesamtlänge beiläufig dem Schlauchdurchmesser gleicht. Der innere Druck deformiert
die Schlauchwände wellenartig mit unsymmetrischen Wellen, welche den Widerstand
gegen Ausziehen wesentlich erhöhen. Die aufgeschobene Reihe von Ringen bildet das
an dem Gummischlauch haftende Element der Kupplung. Der Gesamtwiderstand der Reihe
setzt sich aus denWiderständen der einzelnenRinge zusammen. Jeder Berührungspunkt
zwischen dem Schlauch und den Ringen ist für die Erhöhung des Widerstandes gegen
Ausziehen des Schlauches ausgenutzt, und zwar vollkommen symmetrisch und der ganzen
Berührungsfläche nach. 'Der Reibungskoeffizient des Gummis auf Metallteilen sinkt
wesentlich beim Eindringender Flüssigkeit zwischen die Reibungsflächen. Der Druck
in der Leitung drückt bei der erfindungsgemäßen Konstruktion die Flüssigkeit aus,
bei den bekannten Konstruktionen hingegen in die Reibungsflächen hinein. Die Ringe
können, wie schon angedeutet, schraubenförmige Kanten haben, die durch eine durchlaufende,
schraubenförmige Feder aus einem entsprechend profilierten starken Draht ersetzt
werden können. In diesem Falle können die äußeren Kanten der Feder direkt als Gewinde
einer ein- oder zweiteiligen Überwurfmutter dienen.
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Die Ringe sind an der äußeren Oberfläche zylindrisch. Eine an sich
bekannte Verschraubung in Form einer überwurfmutter mit oder ohne Einlage greift
an der Außenkante der Ringreihe ein, um die Stirnfläche des Schlauches axial zu
drücken und abzudichten. Bei Sonderausführungen der Schlauchwände `können zwischen
die Stirnflächen weiche, entsprechend ausgebildete Gummiringe eingelegt werden.
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Die Ringe besitzen einen inneren Durchmesser, der nach den vorkommenden
Schlauchdimensionen, Erzeugungstoleranzen und Abnutzung der Scihläuc'he abgestuft
werden kann. Da die Herstellungskosten der Ringe sehr klein sind, kann ein Vorrat
an Reserveringen in großen Grenzen diese AlY-weichungen ausgleichen. Die übrigen
Bestandteile der Kupplung, deren Dimensionen sich nach dem Außendurchmesser der
Ringe richten, werden mit bedeutend groberen Abstufungen auskommen, wodurch die
Anzahl der genormten Teile wesentlich erniedrigt werden 'kann. Die Verschraubung
erhält an den äußeren Stirnflächen zweckmäßig eine kleine Eindrehung, um zum Aufschieben
der Ringe und zur Distanzierung des ersten Ringes die Überwurfmutter verwenden zri
können.
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Wie oben erwähnt, werden -die zur Befestigung der Kupplung an den
Schlauchenden erforderlichen Kräfte durch die Elastizität der auf Druck beanspruchten
Wölbung der Schlauchwände 'hervorgerufen. Wenn bei Sonderausführungen der Schlauchwände
diese Kräfte nicht ausreichen sollten, können die Wände durch eine dünne, selbständige
-metallische Einlage versteift werden. Die innere Einlage erhält in diesem Falle
eine an beiden Enden der Einlage übergreifende Gummiwandung. Der :übergreifende
Teil dieser Gummieinlage wird an die innere Wand des Schlauches vulkanisiert, um
die Berührung der Flüssigkeit mit der metallischen Einlage zu vermeiden. 'Der entgegengesetzte
übergreifende Teil wird als Dichtungsring an die Stirnfläche des Schlauches vulkanisiert
oder mit üblichem Klebmittel befestigt.
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Auch eine äußere dünne metallische Versteifung wird für Sonderausführungen
in Frage kommen; diese äußere Versteifung erhält eine übervulkanisierte Gummihülle,
auf welche die Ringe von außen in derselben Weise wie bei der normalen Ausführung
aufgeschoben werden.
Die Figuren zeigen :'Ausführungsformen der
Erfindung, und zwar Fig. i eine Ausfü'lirungsform im Achsschnitt, Fig. 2 eine auf
mehrere Ringe erweiterte Halterung zu Fig. i, Fig.3 eine Stirnansicht der Halterung
nach Fig. i und 2, Fig. 4 eine abgewandelte .-Nusführungsform in Stirnansicht, Fig.
5 die Halterung samt Spannvorrichtung im teilweisen Achsschnitt.
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Fig. 6 die Anordnung der Fig. 5 zu Beginn der Montage, Fig. 7 eine
zweite Ausführungsform der Spannvorrichtung zur Verbindung von zwei Schläuchen,
Feg. 8 den Schnitt nach Linie A-B zu F'ig.7, Fig.9 eine dritte Ausführungsform
der Spannvorrichtung, Fig. io die Verkupplung eines Schlauches mit einem Stutzen
bei Verwendung von dünnwandigen Schläuchen, Fig. i i die Schlauchkupplung zur Verbindung
zweier dünnwandiger Schläuche, Fig. 12 eine Abart unter Verwendung eines zusätzlichen
Federringes, Fig. 13 den Federring in Ansicht, Fig. 14 den :\chsschnitt durch eine
Sonderausfiihrung, Fig. i 5 eine Abwandlung der Fig. i4, Fig. 16 die Halterung unter
Verwendung einer Schraubenfeder, Fig. 17 die Stirnansicht der Schraubenfeder, Fig.
1,8 einen als Halterung dienenden Federring, Fig. ig und 20 zwei Ausführungsformen,
bei denen als Halterung verwendete Gewinde zugleich als Spannvorrichtung dienen.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist in Fig. i gezeigt; auf den Schlauch
i ist in der Richtung des Pfeiles 2 ein Ring 3 aufgeschoben, der im Querschnitt
sägezahnartig die Form eines in Richtung des Pfeiles 2' geneigten Keiles besitzt.
Infolge dieser Ausbildung ist es möglich, den Ring 3 mit verhältnismäßig geringem
Widerstand auf den Schlauch i aufzuschieben. Dem Versuch des Abziehens von dein
Schlauch in der Richtung des Pfeiles 4 der Ring einen erheblichen Widerstand entgegen
dadurch; daß sich die Keilkante in die Manteloberfläche des Schlauches einbohrt,
so daß trockene Reibung zwischen dem Ring und dem Schlauch gesichert ist. Selbstverständlich
darf die Kante nicht so scharf sein, daß sie den Schlauch beschädigt. Bei der Ausführungsform
der Fig. z findet ein Ring 3 Verwendung, der eine Vielzahl von nach innen gerichteten,
ringumlaufenden Keilkanten aufweist. Die Ausführungsform der Fig.4 unterscheidet
sich von jener der Fig. 3 dadurch, daß die Keilkanten nicht =laufend, sondern in
geeigneten Abständen durch Nuten .4 unterbrochen sind.
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In Fig. 5 ist die Kupplung zur Herstellung der Verbindung des Sc'hlauc'hes
i mit einem Stutzen 5, eines Behälters 5a od. dgl. gezeigt. Statt eines Halterungskörpers
3, gemäß Fig. 2, findet 'hier eine Vielzahl von Einzelringen 31 bis 35 Verwendung;
diese Ringe sind einzeln in der Richtung des Pfeiles 2 auf den Sehlauch aufgeschoben.
Der vorderste Ring 31 bildet das Widerlager für eine Überwurfmutter 6, die bei @7
durch Gewinde mit dem Stutzen 5 gekuppelt ist. Durch Aufschrauben der Überwurfmutter
6 auf den Stutzen 5 wird die Stirnfläche des Schlauches i in axialer Richtung dicht
gegen die Stirnfläche des Stutzens 5, gepreßt. F ig. 6 erläutert die Montage der
Kupplung der Fig. 5. Die Überwurfmutter 6 ist hier vollständig auf den Stutzen 5
aufgeschraubt; sie besitzt vorderseitig eine Eindrehung 8, in welche der Ring 31
eingelegt wird. Nunmehr wird der Schlauch i in Richtung des Pfeiles 9 in das Innere
der Ül>erwurfmutter 6 geschoben, bis zum Anschlag an die Stirnfläche des Stutzens
5. Der erste Ring 31 hat dann den richtigen Abstand von der Abdichtstirnfläche des
Schlauches; die übrigen Ringe werden nacheinander in der gleichen Weise, wie der
Ring 3e auf den Schlauch aufgeschoben, d. h. dadurch, daß sie jeweils in die Ausdrehung
8 eingesetzt werden. Der zuerst aufgesetzte Ring, 3e wirkt als Anschlag für die
folgenden Ringe.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 7 handelt es sich um das Verkuppeln
zweier Schläuche t° und ib. Auf jedem dieser Schläuche sitzt ein Satz von Ringen
3; die Keilflächen der Ringsätze der beiden Schläuche ,sind jedbch gegeneinandergerichtet.
An jeden der beiden Ringsätze greift eine Überwurfmutter 6 an. Sie stehen im Gewindeeingriff
mit einem Zwischenrohr io. Wie einleuchtet, werden durch Drehung einer der beiden
Muttern 6 oder beider die Stirnflächen der beiden Schläuche in axialer Richtung
dicht gegeneinandergepreßt. Im Beispielsfalle der Fig. 7 sind zwei Schläuche unterschiedlichen
'Durchmessers mit Hilfe von Ü'berwurfmuttern gleicher Durchmesser gekuppelt; der
Ausgleich der Durchmesserunterschiede erfolgt durch unterschiedliche Stärke de Keilringe
der beiden Schläuche.
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Die Ausführungsforen der Fig.9 unterscheidet sich von jener der Fig.
7 lediglich dadurch, daß eine äußere Mutter i i im Gewindeeingriff steht mit zwei
Spannstücken 12. Es ist also das innere Zwischenstück io in Wegfall gekommen und
durch die Außenmutter i i ersetzt.
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Bei der Ausführungsform der Fig. io ist ein dünnwandiger Schlauch
i mit einem Stutzen 5 gekuppelt. Der Stutzen 5 geht in einen Teil 13 mit
konischer Mantelfläche 14 über, auf welcher der Schlauch mit seiner inneren Oberfläche
aufliegt und durch einen entsprechend konischen Ring 15 angedrückt wird. Die Halterung
besteht wieder aus im Querschnitt keiligen Ringen 3; als Spannorgan dient eine Überwurfmutter
16.
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Fig. i i zeigt wieder die Verbindung zweier Schläuche. Jeder derselben
trägt zwei Keilringe 3. Im Innern der dünnwandigen Schläuche ja und ib befinden
sich Einlagen 17, z. B. aus Rotguß oder Messing, die an den Kanten keilförmig
verjüngt sind; die Kanten liegen innerhalb der 'Keilkanten des je zugeordneten Ringpaares
3. Das Zusammenspannen
erfolgt in der gleichen Weise wie gemäß
Fis. 7. Die Ringeinlagen 17 haben den Zweck, die Schläuche radial nach außen zwischen
die Keilflanken der Halterungsringe 3 zu pressen.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 12 und 13 ist zwischen dem
letzten Halterungsring 3 und dem Schlauch i ein geteilter Federring i5 angeordnet,
der gegen die Keilflanke 19 des RitLnes 3 derart anliegt, daß er bei Ausübung
eines Zuges auf de» Schlauch i im Sinne des Pfeiles 2o unter Durchmesserveretigung
infolge Wechselwirkung mit der Keilflanke i9 in die Schlauchoberfläche eingedrückt
wird; der Federring kann zu diesem Zweck mit Haltespitzen 21 versehen sein, die
sich in die Manteloberfläche des Schlauches einbohren. Diese Ausführung hat den
Zweck, eine Trennung der Kupplung selbst darin zu verhindern, wenn sich der Schlauch
bei Ausübung eines Zuges in der genannten Richtung verjüngt.
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Die Fig. 14 zeigt lediglich, wie Halterungsringe 3 an sehr dünnwandigen
Schläuchen angesetzt -,werden können. Der Schlauch i erhält hier eine Verstärkungseinlage
22, die durch eine vulkanisierte Gummimuffe 23 abgedeckt ist.
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Dem gleichen Zweck dient die Ausführung der Fig. i5, mit dem Unterschied,
daß hier eine außen aufvulkanisierte oder aufgeklebte Verstärkungsauflage 24 vorgesehen
ist. Außerdem dient diese Ausführung der Schaffung einer Kupplung von Schläuchen
mit sehr glatter oder sehr 'Harter Oberfläche, in welchem Falle die aufvul'kanisierte
oder aufgeklebte Manschette 24 aus zweckentsprechend weicherem Gummi besteht.
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Bei der Ausführungsform der Fig. i6 und i7. bestehen die keili@gen
Ha'lterungsringe aus den Windungen einer Schraubenfelder 25, deren Kanten sich übereck
in die Manteloberfläche des Schlauches i einpressen. Zur zusätzlichen Erhöhung des
Einpreßdruckes kann eine Überwurfkappe 26 vorgesehen .sein, die durch die 27 gefaßt
ist, um beim Anziehen der Überwurfmutter einen Radialdruck nach innen auf die von
ihr erfaßten Windungen der Schraubenfeder 25 auszuüben. Es kann aber die Anordnung
auch so getroffen sein, daß der Radialdruck nach innen nur durch die `Kappe 26 ausgeübt
wird. Es leuchtet ein, daß mit dieser Lösung die Möglichkeit besteht, durch Verwendung
von Kappen 26 unterschiedlicher Innendurchmesser Schläuche verschiedener Außendurchmesser
mit ein und derselben Schraubenfeder 25 zu kuppeln. An die Stelle der Schraubenfeder
25 kann eine Vielzahl von federnden (geschlitzten) Einzelringen 28 treten (Fig.
i8).
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Fig. i9 zeigt, wiederum zum Verkuppeln zweier Schläuche i° und i6,
die Verwendung von Schraubenfedern 29 ;bzw. 30 entgegengerichteter oder unterschiedlicher
Steigung. Diese Schraubenfedern dienen zugleich als Gewinde für das gemeinsame Spannorgan
31. Die Querschnitte der Federn brauchen nicht notwendig keilig zu sein. Es genügt
unter Umständen, sie mit rauher Oberfläche auszuführen. Bei der Ausführungsform
der Fig. 2o ist ein finit Innengewinde versehener _lußetitei1 32 auf die beiden
miteinander zu verkuppelnden Schläuche j° und i6 aufgeschraubt, und zwar mit entgegengesetzten
oder unterschiedlichen (i:2-,vitiden.
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Die Dichtungsfläche kann auch eine Zylinderfläche, z.13. eine zylindrische
l#.indre'hung sein, gegen welche der durch lniie»drticl: gedehnte Schlauch radial
nach atil:leu gepreßt wird. In Fig. 7 ist dies gezeigt; der Innendruck preßt das
Schlauchende unter Dehnung gegen <lic z_\-liiidrisclie Innenol>erfläcIie des
Teiles io.