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Rohrkupplung, insbesondere zur Verbindung starrer Rohre Die Erfindung
bezieht sich auf eine Rohrkupplung zur nachgiebigen Verbindung aneinanderstoßender,
vorzugsweise starrer, glatter Rohre unter Verwendung einer durch lose Ringflansche
zusammenpreßbaren Dichtung. Die neuartige Kupplung ist aus einfachen Elementen aufgebaut,
und die Montage kann einfach und schnell und mit billigen Mitteln durchgeführt werden.
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Das Zusammenkuppeln und das Abdichten mit Hilfe dieser Rohrkupplung
erfolgt unter Zwischenschaltung mindestens einer Dichtung, die z. B. als Dichtungsmanschette
aus plastischem oder elastischem Material, wie Kautschuk, besteht und die sich erfindungsgemäß
in dem Raum zwischen dem äußeren Umfang der zu verbindenden Rohrenden und einer
äußeren, insbesondere starren Hülse befindet, während zwischen der Dichtung und
bzw. oder der Hülse und den Rohrenden Sicherungsmittel gegen Verschieben vorgesehen
sind. Durch die letzteren wird das Verschieben der Dichtungsanordnung auf den Rohrenden
oder den Kupplungsteilen verhindert und gleichzeitig eine Verschiebung der Rohrenden
in jeder Richtung ausgeschaltet.
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Es sind Kupplungen der eingangs beschriebenen Art bekanntgeworden,
die lediglich an Spezialrohren,
nämlich an sogenannten Muffenrohren
verwendet werden können, wie sie in der Hausinstallation vorkommen, bei denen das
eine Rohrende an der `zu verbindenden Stelle konisch zu einer Muffe erweitert ist,
so daß es um einen gewissen Betrag das Ende des anderen Rohres übergreift. Es kommt
bei diesen Anordnungen ausdrücklich auf die absolute Starrheit und Unnachgiebigkeit
der Kupplung an.
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Demgegenüber ist es das Ziel der Erfindung, eine nachgiebige Rohrverbindung
zu schaffen, die es den Rohrenden erlaubt, je nach Einbau und Belastung, sich in
Längsrichtung etwas einander anzunähern oder zu entfernen oder sich etwas im Winkel
Zueinander zu verlagern, ohne daß hierbei der Zusammenschluß der Rohrenden oder
der Abdichtung in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird.
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Durch die Erfindung können beliebige hintereinanderliegende Rohre
mit kreisförmigem oder sonstigem Querschnitt miteinander verbunden werden unter
Verwendung einfacher und billiger Mittel und ohne besonderen Aufwand zur Vorbereitung
der Rohrenden, die in glatter Form und vorzugsweise ohne überstehende Teile verwendbar
sind. Gewisse Ausführungsformen der Erfindung erlauben sowohl die Anwendung für
starre als auch für biegsame Rohre ohne irgendwelche zusätzlichen Hilfsmittel.
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Die einzelnen Merkmale der Erfindung gehen aus der Zeichnungsbeschreibung
hervor, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung gemäß den Zeichnungen erläutert
sind.
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Fig. i ist ein teilweiser Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Ausführungsform; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Rohrkupplung gemäß Fig. i
nach der Linie II-II; Fig. 3 ist ein teilweiser Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform;
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Fig. q. ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 ; Fig.
5 ist ein teilweiser Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel; .
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Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5 ; Fig.
7 ist ein teilweiser Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel; Fig.8 ist
ein Querschnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7; Fig. 9 ist ein teilweiser Längsschnitt
durch ein fünftes Ausführungsbeispiel; Fig. 1o ist ein Querschnitt nach der Linie
X-X der Fig. 9; Fig. i I ist ein teilweiser Längsschnitt durch eine Rohrkupplung,
die besonders zur Verbindung von biegsamen Rohren bestimmt ist.
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In dem in den Fig. i und 2 der Zeichnung dargestellten Beispiel sind
die beiden Enden der miteinander zu verbindenden Rohre mit i und 2 bezeichnet. Auf
jedem Rohrende sitzt eine zylindrische Manschette 3 aus Kautschuk oder einem ähnlichen
Material. In der Wand der Manschette sind mehrere Schlitze, in dem vorliegenden
Fall drei Schlitze q., in gleichen Abständen auf dem Umfang angebracht, die durch
eine auf dem Umfang verlaufende Nut 5 verbunden sind, während das Rohrende selbst
eine entsprechende Anzahl auf dem Umfang verlaufender Schlitze 6 aufweist. Jede
Manschette 3 ist von einem offenen Ring? umgeben, dessen. Enden nach innen zu umgebogen,
sind und der in dem vorliegenden Beispiel an zwei Stellen seines Umfanges zwei nach
innen gerichtete Bogen enthält. Die Ausbildung .dieses Ringes ist so getroffen,
daß, wenn er sich auf dem Umfang der Manschette befindet, einerseits die beiden
Enden und andererseits die Bogen 8 in die Schlitze. der Manschette und in die Sehlitze
6 desi Rohres eingreifen. Die beiden Manschetten sind dicht umgeben von einer starren
rohrförmigen Hülse 9, beispielsweise aus Metall oder einem ähnlichen Material, deren
Länge etwas größer ist als die gesamte Länge der beiden. Manschetten 3, derart,
daß an jedem Ende ein ringförmiger Raum zwischen der Hülse 9 und dem dazugehörigen
Rohrende gebildet wird. In diesen Zwischenraum setzt sich der zylindrische Bund
io eines Spanntellers Ir ein, dessen innerer Durchmesser etwas größer ist als der
Außendurchmesser der Rohre. Die beiden Spannteller der Kupplung sind miteinander
durch mehrere Zwischenstücke, in dem vorliegenden Fall drei Zwischenstücke 1a, verbunden,
deren Enden durch Schraubenbolzen verlängert sind, die in Bohrungen der Spannteller
eingreifen und durch Schrauben 13 befestigt sind. Die Zwischenstücke 12 haben einen
nicht kreisförmigen, und zwar in dem vorliegenden Beispiel einen dreieckförmigen
Querschnitt, und sie liegen unmittelbar an dem äußeren Umfang der Hülse 9, so daß
ihre Drehung beim Anziehen der Schrauben 13 verhindert wird.
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Die Wirkungsweise dieser Rohrkupplung verläuft folgendermaßen: Auf
dem äußeren glatten Umfang eines jeden Rohrendes bringt man zuerst einen Spannteller
1i an und schiebt anschließend eine Kautschukmanschette 3 darüber, -die in Längs-und
Drehrichtung so eingerichtet wird, daß jeder der auf dem Umfang angebrachten Schlitze
mit einem Schlitz des Rohrendes zusammenfällt. Sodann schiebt man den Ring 7 auf
die Manschette 3 und läßt dessen Enden in der Manschette verschwinden, indem er
so angeordnet wird, daß die Bogen 8 sich in die Schlitze der Manschette und des
Rohres einfügen. Zuletzt führt man die beiden gebogenen Enden in den weiteren Schlitz
des Rohres ein, wobei beachtet werden muß, daß sich die Teile des Ringes zwischen
den Bogen 8 und die Enden in die Nut 5 einsetzen, damit sie nicht über den Umfang
hinausragen.
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Die beiden Rohrenden sind dann vorbereitet, um miteinander gekuppelt
zu werden. Zu diesem Zweck schiebt man die Hülse 9 auf die Manschette 3 eines der
Rohre und führt das andere Rohr mit seiner Manschette 3 in die frei bleibende Öffnung
auf der anderen Seite der Hülse. Die beiden Rohre sind auf diese Weise mit der Achse
der Manschette 3 zentriert, und man kann sie auf einfache Weise durch Annähern miteinander
verbinden.
Es ist zweckmäßig, zwischen den beiden Manschetten 3
und den Rohrenden einen kleinen Zwischenraum zu lassen, damit sich die letzteren
im Fall einer Durchbiegung der Rohrleitung seitlich etwas verschieben und bei Temperaturänderungen
der Leitung die entsprechende Dehnung ausgleichen können. Wie oben schon erwähnt,
ist die Länge der Hülse g etwas größer als die der beiden Manschetten 3, so daß
diese über die Enden der Manschette übersteht und mit den Rohren ringförmige Zwischenräume
bildet. In diese Zwischenräume führt man die zylindrischen Bunde io der Spannteller
i i ein, nachdem man die Schraubenbolzen der Zwischenstücke 12 in die Bohrungen
der Spannteller eingeführt hat. Man schraubt nunmehr die Schrauben 13 auf die Bolzen
auf, zieht sie an, so daß sich die Spannteller gegenseitig annähern, während die
Bunde io mit der Manschette 3 in Berührung kommen. Die letzteren sitzen durch die
Ringe 7, die in die Schlitze der Rohre. eingreifen, auf diesen unbeweglich und werden
axial durch die Bunde io in dem Maße zusammengepreßt, wie sich die Spanmtellex annähern.
Diese axiale Zusammenpressung bewirkt eine radiale Ausdehnung der Manschetten nach
innen und außen, und da sie leicht auf den Rohren und in der äußeren Hülse g eingepaßt
sind, entsteht eine außerordentlich gute Verbindung, die nicht nur eine vollständige
Dichtigkeit sichert, sondern gleichzeitig eine Verschiebung der Rohrenden gegeneinander
auf Grund eines im Innern der Rohrleitung bestehenden Druckes verhindert, gleichgültig
wie hoch dieser Druck ist. Ferner lassen sich alle Elemente mit Leichtigkeit montieren
und wieder auseinandernehmen.
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Man sieht hieraus, daß die eingangs erwähnte neue Wirkung der Erfindung
sich durch sehr einfache-und wenig kostspielige Elemente erreichen läßt.
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In der Ausführungsform, die in den Fig. 3 und q. dargestellt ist,
sind die Manschetten 3 nicht mit Schlitzen versehen, sondern an ihren inneren Enden
sind kugelsegmentartige Aussparungen angebracht, deren Krümmungsmittelpunkt vorzugsweise
mit der Rohrachse zusammenfällt und in der Trennebene der Kupplung liegt. Die kugelsegmentartige
Aussparung 14 wirkt mit der äußeren Fläche eines ebenfalls kugelsegmentartig ausgebildeten
metallischen Ringes zusammen, der leicht auf dem Rohrende aufgepaßt ist und radiale
Schlitze 16 enthält, die mit entsprechenden Schlitzen des Rohres unmittelbar an
dessen Ende zusammenwirken. Auf dem äußeren Umfang des Ringes 15 ist eine Nut angebracht,
die die Schlitze 17 miteinander verbindet. Zur Befestigung des Ringes auf dem Rohrende
ist ein gebogener Ring 18 vorgesehen, dessen nach innen umgebogene Enden denen des
Ringes 7 des anderen Beispiels entsprechen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird
der axial gerichtete Druck auf die Manschetten 3 ebenfalls durch die zylindrischen
Bunde io der Spannteller i i bewirkt, während sich die Manschetten gegen die Ringe
15 abstützen. Die außen sphärisch ausgebildeten Ringe, die mit der sphärischen Ausbildung
der Manschetten zusammenwirken, ermöglichen eine seitliche Verschiebung der Rohre
im Fall einer Durchbiegung der Rohrleitung.
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In dem Beispiel der Fig. 5 und 6 sind die beiden Manschetten 3 der
vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele durch eine einzige Manschette 3 ersetzt,
die .gleichzeitig die beiden Rohrenden übergreift. Auf der Innenseite dieser Manschette
sind zwei nebeneinander in Umfangsrichtung verlaufende Hohlkehlen mit bogenförmigem
Grund vorgesehen, die mit zwei metallischen Ringen 2o entsprechender Form zusammenwirken,
welche an den Rohrenden angenietet sind. Bei diesem Beispiel wird. die gemeinsame
Manschette 3 unmittelbar durch die zylindrischen Bunde der beiden Spannteller i
i zusammengepreßt.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen ein dem soeben beschriebenen ähnliches Ausführungsbeispiel
mit dem Unterschied, daß die Ringe 2o, die auf den Rohren fest angeordnet sind,
durch gebogene Ringe 21 ersetzt sind, deren Bogen 22 und nach innen umgebogenen
Enden 23 mit auf dem Umfang der Rohre verlaufenden Schlitzen 24 zusammenwirken.
Die Teile der Ringe zwischen den Bogen und die an den Enden befindlichen ragen über
den Rohrumfang hinaus und sind so angeordnet, daß sie im Bereich von auf der Innenseite
der Manschette 3 angebrachten Hohlkehlen i9 zur axialen Arretierung der Manschette
liegen. Auch bei .diesem Beispiel wird die Manschette unmittelbar durch die zylindrischen
Bunde der beiden Spannteller i i zusammengepreßt.
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In dem Ausführungsbeispiel der Fig. g und io übergreift eine Manschette
3 mit vollem Querschnitt und ohne Aussparung oder Hohlkehle die beiden Rohrenden.
Auf beiden Seiten dieser Manschette in den ringförmigen Räumen zwischen dem Rohr
und der äußeren Hülse g sind zwei weitere Kautschukmanschetten ähnlicher Ausbildung,
aber geringerer Länge angeordnet. Zwischen den Manschetten 3 und 25 ist jeweils
eine Metallringscheibe 26 eingeschaltet, deren innerer Durchmesser etwas kleiner
ist als der Rohraußendurchmesser, deren Außendurchmesser aber mit dem Innendurchmesser
der Hülse etwa zusammenfällt. An der Innenkante der Ringscheibe 26 sind gerundete
Zähne angebracht, die leicht aus der Scheibenebene, abwechselnd nach der einen und
der anderen Seite. herausgebogen sind derart, daß der Innendurchmesser der Ringscheibe
etwas größer wird als der Rohraußendurchmesser. In diesem Fall ist keinerlei Anordnung
an den Rohrenden zur Anbringung der Kupplung erforderlich. Die Manschetten 25 und
3 werden hierbei ebenfalls unmittelbar in axialer Richtung durch die Bunde io der
Spannteller i i zusammengepreßt. Während der Zusammenpressung werden die Ringscheiben
26 zwischen die Manschetten eingeklemmt und so verformt, daß die Zähne 27 in die
äußere Oberfläche der Rohre eingreifen und so eine axiale Sicherung bilden, wodurch
eine Verschiebung durch einen Rohrinnendruck verhindert wird.
Die
Fig. i i zeigt eine Anwendung des Erfindungsprinzips auf Rohrkupplungen zur Verbindung
biegsamer Rohre.
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In das Ende eines biegsamen Rohres 28 wird eine Flanschbüchse 29 eingeführt,
die an ifhrem äußeren Ende beispielsweise mit einem senkrecht zur Achse liegendenBefestigungsflan.seh3o
versehen ist. Der äußere Umfang der Flanschbüchse 29 verläuft in Richtung auf das
freie Ende zu leicht konisch mit abnehmendem Durchmesser. Auf dem Umfang sind einige
umlaufende Wülste 31 geringer Höhe -und mit etwa gleichen Abständen angeordnet.
Auf dem Rohrende 28 werden unter Berücksichtigung der Zwischenräume zwischen den
Wülsen 31 metallische geschlitzte Ringe 32 oder elastische Bänder 33 (in, der Art
einer Schraubenfeder) angebracht. Im Endbereich ist das biegsame Rohr mit einer
Reihe von@ in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen versehen und: von einem Ring
34 umgeben, -der in seiner Ausführungsform den Ringen 7, 18, 21 in den Fig.
i bis 4 und 7 und 8 entspricht. Die Ringe 32 oder die Bänder 33 sind von einer leicht
konischen Hülse 35 umgeben, deren Konizität derjenigen der Flanschbüchse 29 entspricht
und die an einem Ende mit einem senkrecht zur Achse liegenden Flansch 36 versehen
ist, der mit dem Flansch 3o durch Schrauben 37 oder ähnliche Befestigungsmittel
verbunden. ist.
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Die Größenverhältnisse der verschiedenen Elemente sind so gewählt,
daß bei einer Verbindung der beiden Flansche 36 und 3o bzw. beim Anziehen der Schrauben
37 und einer damit verbundenen Verschiebung der konischen Hülse 35 in Richtung auf
den Flansch 30 eine radiale Verengung der Ringe 32 oder der Bänder 33 zwischen
den Wülsten 31 bewirkt wird, wodurch das Ende des biegsamen Rohres 28 in die Zwischenräume
zwischen den Wülsten eingepreßt wird. Die Hülse 35 stützt sich gleichzeitig an dem
Ring 34 ab, so daß ihre Verschiebung verhindert wird, und somit stellt dieser Ring
34 eine Sicherung gegen Lösen der Kupplungselemente bei Auftreten eines beliebigen
Rohrleitungsdruckes dar. Diese Wirkung wird außerdem noch durch die der Ringe 32
oder der Bänder 33 unterstützt, deren Lage durch die Hülse 35 gesichert ist, so
daß sie nicht aus den Zwischenräumen zwischen den Wülsten 3 i herausgelangen können,
und somit ist gleichzeitig eine Sicherung für das- Rohrende 28 gegeben.
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Das Ende des benachbarten Rohres ist ebenfalls mit einem solchen Kupplungsstück
versehen, und beide können: durch entsprechende, durch die Bohrengen 38 der Befestigungsflansche
30 geführte Schrauben verbunden werden.
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Es ist natürlich nicht unerläßlich, Spannteller ii oder Befestigungsflansche
30 zur Verbindung von zwei nebeneinanderliegenden Rohrenden zu verwenden,
Es liegt durchaus noch im Rahmen der Erfindung, die Sicherung der Manschetten 3
in axialer Richtung und die der daran angeschlossenen Elemente sowie die Sicherung
der Ringe 32 oder 33 auch mit rohrförmigen, miteinander verschraubten Elementen
durchzuführen oder gewisse Anordnungen, wie beispielsweise die Sicherungsringe,
zu vereinfachen. Eine Variante zu dem Beispiel der Fig. i i kann beispielsweise
in der Benutzung eines Flansches 3o bestehen, der beidseitig mit Flanschbüchsen
29 versehen ist.