-
Kupplung für Hochdruckschläuche Die Erfindung betrifft eine Schlauchkupplung
für Hochdruckschläuche, die aus einer inneren und einer äußeren Lage aus elastischem
Werkstoff, z. B. Natur- oder Kunstgummi, und einer zwischen beiden eingebetteten
schlauchförmigen Lage aus biegsamen Verstärkungsmaterial bestehen. Als Material
für das Verstärkungsmaterial dient in erster Linie Metall, das mit einem Stoffgewebe
abgedeckt sein kann. Die Verstärkungslage kann aus Gruppen bandförmig nebeneinanderliegender
feiner Stahldrähte hoher Zugfestigkeit bestehen, die zur Schlauchform geflochten
sind, sie kann aber auch aus mehreren Einzelschichten aufgebaut sein, die dann vorzugsweise
durch sehr dünne Schichten aus Leinengewebe od. dgl. oder aus elastischem Material,
beispielsweise Gummi, voneinander getrennt sind. Schließlich kann die Verstärkungsschicht
auch aus Stoff bestehen.
-
Für derartige Schläuche sind Kupplungen bekannt, die im wesentlichen
aus einem rohrförmigen Einsatz und einer äußeren Buchse bestehen. Der genannte Einsatz
wird hierbei in das Rohr hineingepreßt und die Buchse außen auf den Schlauch aufgeschoben.
Buchse und Einsatz sind vorzugsweise einmal in der Nähe des Schlauchendes und zum
andern in der Nähe des Buchsenendes mit ringförmigen Verdickungen versehen.
-
Nach Einführen des Schlauches wird die Buchse an diesen mit den Verdickungen
versehenen Stellen radial eingezogen, beispielsweise durch Walzen
oder
Pressen, hierbei wird das äußere Schlauchende, von dem vorzugsweise die äußere elastische
Lage entfernt ist, zwischen der Verdickung der Buchse und einer Verdickung des Einsatzes
ein-. geklemmt und so gehalten. In ähnlicher Weise wird .am vorderen Ende der Buchse
der Schlauch zusammengepreßt. Diese bekannten Schlauchkupplungen eignen sich jedoch
nur für den Betrieb mit begrenzten Drücken; da es auf Grund der unvermeidlichen
elastischen Nachfederung beim Einziehen der Verdickungen. nicht möglich ist, die
Verstärkungslage über ein bestimmtes Maß hinaus festzuklemmen.
-
Weiter ist vorgeschlagen worden, bei umsponnenen Metallschläuchen
die Umspinnung zwischen zwei Klemmringen einzuklemmen und so zu hralten.
-
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Schlauchkupplung, mit der
Hochdruckschläuche auch bei größten Drücken sicher gehalten werden. Zu diesem Zweck
ist erfindungsgemäß die Kupplung einmal aus Teilen aufgebaut, mit denen der Schlauch
gegen Zugbeanspruchungen gehalten wird, und zum andern aus Teilen, mit denen das
Entweichen von Druckmedien verhindert wird. Eine wirksame Einklemmung des Schlauches
wird dadurch erreicht, daß ein freigelegtes Stück des Verstärkungsmateriale am Ende
des Schlauches zwischen inneren und äußeren Klemmringen eingeklemmt wird, wobei
die Klemmwirkung dadurch erzielt wird, daß die Klemmringe durch Spannglieder, vorzugsweise
Verschraubungsglieder, axial bewegt und zusammengehalten werden.
-
Die druckdichte Verbindung des Schlauches mit der Schlauchkupplung
wird zum Teil dadurch erreicht; daß das elastische Material eines vorstehenden Teiles
der inneren Schlauchlage zwischen den inneren Klemmring und ein Einsatzrohr gequetscht
wird, das in dem Schlauch angebracht ist. Es ist dazu eine beträchtliche Materialverdrängung
erforderlich; denn wenn das Verstärkungsmaterial von der inneren Lage abgelöst wird,
so ist deren Außenfläche sehr unregelmäßig, als Ergebnis des Quetschvorganges soll
,aber das Material der Innenlage zu dichter Anlage an der Innenfläche des Ringes
kommen. Zu diesem Zweck wird die Klemm-Wirkung dadurch erzielt, daß ein sich nach
vorn verjüngendes Einsatzrohr verwendet wird, welches nach und nach das Material
verdrängt, wenn es axial in den Schlauch gepreßt wird und weiter dadurch, daß der
innere Ring an seiner inneren Oberfläche, die zylindrisch oder soristwie geformt
sein kann, mit Rillen versehen ist, und mit der sich verjüngenden äußeren Oberfläche
des Einsatzrohres einen Ringraum bildet, dessen Querschnittsfläche nach hinten allmählich
abnimmt. Das so eingeklemmte elastische Material schließt `sich außen mit der Innenfläche
des inneren' Ringes und innen mit der Außenfläche des Einsatzrohres zu' je einer
Umfangsdichte zusammen.
-
Im Betrieb kann es aber bei hohen Drücken vorkommen, daß die innere
Umfangsdichtung unwirksam «Fird; dann "besteht Gefahr, daß das innere Druckmedium
zwischen benachbarten Teilen des Endfittings aus der Kupplung nach außen entweichen
kann. Der Eintritt des Druckmediums unter den vorstehenden Teil der elastischen
Innenlage macht zwar die äußere Umfangsdichtung nicht unwirksam, da der Druck des
Mediums das elastische Material fester gegen die Innenfläche des Ringes drückt.
Man muß aber das Entweichen des Druckmediums aus der Kupplung zwischen den Teilen
des Endfittings hindurch nach außen vermeiden, das entweder unter dem besagten elastischen
Material hindurch oder auf irgendeinem anderen Wege erfolgen könnte; darum werden
benachbarte Glieder des Endfittings zu dichtem Abschluß zusammengepreßt und durch
eine elastische Dichtung das Kupplungsteil gegen ein Entweichen des Druckmediums
nach außen abgedichtet.
-
Die erfindungsgemäße Schlauchkupplung ist also gekennzeichnet durch
ein Endfitting, bestehend aus einem hinteren inneren und einem vorderen äußeren
Klemmring, von denen der innere Klemmring an seiner inneren Oberfläche vorzugsweise
zylindrisch ausgebildet und mit Rillen oder Gewinde versehen ist; zusammenwirkenden
axialen Spanngliedern und einem Einsalzrohr, das in den Schlauch hineinragt und
das nach vorn zu verjüngt ist und mit der inneren Oberfläche des Innenringes einen
Ringraum bildet, dessen Querschnittsfläche nach hinten allmählich abnimmt, wobei
der Schlauch gegen Zugbeanspruchung durch Festklemmen der von den elastischen Lagen
gelösten Verstärkungsanlage und gegen das Entweichen von Druckmedium einmal durch
eine elastische und zum anderen durch eine Metalldichtung oder eine Dichtungsscheibe
gesichert wird, indem a) die am vorderen Ende des Schlauches durch Entfernen der
äußeren elastischen Lage und Lösen von der inneren elastischen Lage freigelegte
Verstärkungseinlage durch die Preßkraft, die beim Zusammenziehen der Spannglieder
auftritt, zwischen, den Klemmringen eingeklemmt und gehalten wird, b) der vorstehende
Teil der inneren Schlauchluge in dem zwischen dem.inneren Klemmring und dem Einsatzrohr
gebildeten Ringraum eingeklemmt wird, indem das sich außen nach vorn verjüngende
Einsatzrohr ohne Drehung in den Schlauch hineingedrückt und dabei der genannte vorstehende
Teil der inneren Lage zusammengepreßt wird, der dann eine Abdichtung in dem genannten
Ringraum bildet, wobei er in den Rillen oder denn Gewinde in der Oberfläche des
inneren Ringes festgekeilt wird, c) durch die Axialbewegung und das Zusammenhalten
-der Spannglieder der Ringraum zwischen dem inneren Klemmring und dem Einsatzrohr,
in dem der dichtende Teil des Schlauches liegt, 'durch eine Metalldichtung oder
eine Dichtscheibe gegen die ängren#:enden Glieder des Endfittings abgedichtet wird.
-
"Die Klemmringe können entweder beide= gesonderte Teile des Endfittings
sein"man kann, aber auch den äußeren Ring mit dem vordbren Spännglife&aus
einem
Stück herstellen oder fest mit ihm verbinden. Der Innenring kann ein- oder mehrteilig
sein, er kann beispielsweise aus zwei Stücken bestehen, von denen das eine das Verstärkungsmaterial
und das Dichtungsglied und das andere das Dichtungsglied erf aß t.
-
Unter »vorwärts« ist die Richtung zum Schlauch hin zu verstehen; »innen«
und »außen« bei den Klemmringen ist relativ zu der Innen- und der Außenfläche des
Verstärkungsmaterials gemeint. Die Spannglieder sind vorzugsweise zusammenwirkende
Teile einer Verschraubung.
-
Das Einsatzrohr kann länger ausgebildet werden, um .ein Abdichtende,
z. B. einen Dichtungsnippel, zu ergeben, der mit anderen Geräten, an die das Kupplungselement
dicht angeschlossen werden soll, -zusammenwirkt. Ein Nippel oder ein sonst passendes
Dichtungselement zu einem solchen Zusammenwirken kann auch einen Bestandteil des
hinteren Spanngliedes bilden, das mit dem Einsatzrohr; z. B. der hinteren Fläche
eines daran sitzenden Flansches oder Bundes zusammengepreßt wird, um eine metallische
Dichtung zu ergeben; dabei wird die vordere Fläche des Bundes oder Flansches gegen
das Ende des inneren Ringes gepreßt, um eine weitere Dichtung zu ergeben. Beide
Dichtungen werden dadurch erzielt, daß durch die Betätigung der Spannglieder ein
Druck ausgeübt wird, der die Ringe das Verstärkungsmaterial einklemmen läßt. Der
erwähnte Nippel oder Dichtungsbestandteil kann mit dem- Schraubenelement des hinteren
Spanngliedes gekuppelt sein, beispielsweise mittels eines Ringes nach Art der Sicherungs-
oder Sprengringe, so daß er bei Betätigung der Spannglieder axial- gegen den Bund
oder Flansch gepreßt wird; bei Bedarf kann er entfernt oder durch einen andersartigen
Nippel oder Dichtungsteil ersetzt werden. Die erwähnte metallische Abdichtung zwischen
dem hinteren Spannglied und dem Bund oder Flansch kann zwischen ebenen Radialflächen
oder auch anders bewirkt werden, z. B. indem man eine oder mehrere scharfe Kanten,
etwa von ringförmiger Gestalt, sich in eine Gegenfläche eindrücken läßt. Wahlweise
kann man auch eine Dichtscheibe verwenden.
-
Das Einsatzrohr wird, ohne es zu drehen, in den Schlauch eingedrückt.
Die Innenwand des inneren Ringes ist mit Rillen oder mit Gewinde versehen, in die
der Gummi durch das Einsatzrohr hineingedrückt wird. Diese Rillen verkeilen den
Gummi fest mit dem Innenring, wenn das Einsatzrohr in den Schlauch eintritt, und
sie schaffen auch gratartige Erhebungen, um die Flächenpressung beim Festklemmen
des Ringes auf den Gummi während des Zusammenbaues . zu erhöhen. Die Verjüngung
des Einsatzrohres ermöglicht es, die Teile des Endfittings leicht von dem Schlauch
abzunehmen, wenn dies notwendig sein sollte. Damit lassen sich einmal die Teile
des Fittings wiederverwenden, beispielsweise bei einem anderen Schlauch, zum anderen
können die Teile des Endfittings zur Kontrolle der Kupplung leicht auseinandergenommen
und wieder an dem Schlauchangebracht werden. Man kann entweder eine allgemeine Oberflächenk-lemmung
des Verstärkungsmaterials zwischen den einander ergänzenden kegeligen Flächen des
inneren und des äußeren Ringes wählen oder man kann, was vorzuziehen ist, das Material
durch Keilwirkung örtlich in einer schmalen Ringzone zwischen dem Ende der äußeren
elastischen Schlauchlage und der rauhen Endkante des Verstärkungsmaterials einklemmen,
so daß über die Einklemmzone ein hoher Flächendruck erzeugt wird und die Klemmflächen
steil ansteigenden Gegenflächen von demselben oder einem anderen Neigungswinkel
gegenüberstehen, oder eine der Klemmflächen ist zweckmäßig gerundet. Zwischen dem
Ring und dem vorderen Spannglied sollte ein Spielraum bleiben, in dem das uneingeklemmte
Ende des Verstärkungsmaterials Platz findet.
-
Beim Zusammenbau der Teile ist dafür Sorge zu tragen, daß jedes Herausquetschen
des elastischen Materials aus dem es aufnehmenden Ringraum für das Dichtungsglied
vermieden wird: dies erreicht man leicht, wenn man den Ringraum genügend länger
macht als das in ihn eingeschobene elastische Material. Damit erreicht man mit Sicherheit,
daß das Material beim Quetschen den Ringraum ausfüllt und nicht zwischen den den
Ringraum bildenden Teilen austritt.
-
An der Stelle, an der das hintere Spannglied einen dichten Abschluß
mit einem Flansch oder Bund am Einsutzrohr herstellt, kann eine der zusammenwirkenden
Dichtungsflächen mit einer oder mehreren gratartigen Erhebungen von beliebiger Schärfe
ausgebildet sein, um sich mit diesen Schneiden in das gegenüberliegende Metall einzudrecken
und so an den Dichtungszonen hohe Flächenpressung hervorzurufen.
-
Das vordere Spannglied kann über die äußere Lage des Schlauches hinausragen
und erforderlichenfalls mit Gewinde darauf aufgeschraubt sein.
-
Es ist von Wichtigkeit,- daß im Betrieb kein Herausquetschen des Gummis
von dem vorstehenden Ende der inneren Schlauchlage zugelassen werden sollte und
daß der Boden des dieses Ende aufnehmenden Ringraumes wirksam abgedichtet ist.
-
Die Erfindung ist im nachstehenden an Hand der Zeichnung, die ein
Ausführungsbeispiel zeigt, das in der oberen Hälfte in einem Längsschnitt und in
der unteren in Ansicht dargestellt ist, im einzelnen beschrieben.
-
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht der Schlauch aus den Lagen
r und 2 aus elastischem Material, beispielsweise Gummi, und einer Verstärkungseinlage
3, die, wie erwähnt, aus geflochtenen hochfesten Stahldrähten besteht. Ein Teil
der Außenlage ist entfernt, so daß ein Teil 5 der Verstärkungseinlage und ein Teil
4 der elastischen Innenlage frei vorstehen. Das-Endfitting 5, weist einen
inneren, 6, und einen äußeren, 7, Klemmring auf, die mit Klemmflächen 8" und 9 versehen
sind. Der innere Klemmring 6 trägt eine buchsenähnliche Verlängerung 6r, die sich
noch rückwärts erstreckt. Das Endfitting ist weiter mit zusammenwirkenden vorderen
und hinteren Spanngliedern z2 und r8
versehen. Das hintere Spannglied
ist bei 14 mit einem Außengewinde versehen; während das vordere Spannglied bei 2o
in seinem hinteren Teil ein Innengewinde trägt, das mit dem Außengewinde 14 des
hinteren Spanngliedes im Eingriff steht. Das Verstärkungsmateria15 ist von dem vorstehenden
Teil 4 abgelöst und der innere Klemmring 6 rund um den Teil 4 angeordnet, während
der Teil 5 des freiliegenden Verstärkungsmaterials außerhalb des Klemmringes liegt.
Die Endfläche 8" dieses Ringes ist keilförmig bzw. rabgeschrägt oder gerundet. Mit
ihm -wirkt der äußere Klemmring 7 zusammen, der mit dem mit Innengewinde versehenen
vorderen Spannglied 18 aus .einem Stück besteht; er könnte aber auch als gesonderter
Ring ausgebildet sein, der gegen eine innere Schulter dieses Spanngliedes anliegt.
Mit dem vorderen Spannglied 18 wirkt das hintere Spannglied 12 mit Außengewinde
zuzusammen. Die Fläche 8" kann kegelig sein oder sich allmählich verjüngen, entweder
mit demselben Winkel wie die konische Fläche 9 des Außenringes oder auch mit einem
anderen Winkel oder einem Kurvenprofil; um die Klemmzone mehr oder minder auf eine
-Kreislinie oder ein schmales Band zu beschränken. Diese Form der Klemmung ist besonders
da vorteilhaft, wo die Verstärkungslage aus mehreren dünnen Schichten besteht. Ein
freier Raum 22 ist ausgespart, um das uneingeklemmte bloßliegende Verstärkungsmaterial
aufzunehmen. Die Keilklemmung des bloßliegenden Materials wird dadurch erreicht,
daß man die Spannglieder 12 und 18 zusammenschraubt, beispielsweise, indem man das
vordere Spannglied 18 festhält und das hintere dreht; zu diesem Zweck haben beide
Spannglieder irgendwie für den Ansatz eines Spannwerkzeuges geeignete Spannflächen,
z. B. sechskantig, wie gezeichnet, oder für den Ansatz eines Knebels passend.
-
Das Einsatzrohr 22e besitzt außen ein glattes kegeliges oder sich
verjüngendes Profil. Es ist mit einem Bund oder Flansch6o ausgestattet, so daß es
mit der hinteren Verlängerung 6r des inneren Ringes 6 den Ringraum 22 bildet, in
dem der vorstehende Teil der Innenlage Aufnahme findet. Durch die sich verjüngende
äußere Oberfläche des Einsatzrohres und die zylindrische Innenfläche des inneren
Ringes entsteht hierbei ein Ringraum, dessen Querschnitt nach hinten zu allmählich
kleiner wird. Die Innenwand des inneren Ringes ist -mit Gewinde oder mit Rillen
62 versehen. In der dargestellten Ausführungsform sind das vordere Spannglied 18
und der Ring relativ zum Schlauch festgelegt, und das Einsatzrohr 22e wird in den
Schlauch hineingedrückt, wobei die letzten Stadien des Einbringens in den Schlauch
stattfinden, während die Spannglieder zusammengesehraubt werden. Das sich verjüngende
Einsatzrohr, das ohne Drehung eingesetzt worden ist, drängt den Gummi nach außen
gegen den Ring 6 und -seine Verlängerung 61. Der Bund oder Flansch 6o kommt dabei
an der Hülse zur Anlage, ohne daß Gummi ausgequetscht worden wäre. Bei Verwendung
eines Innenringes, der an seiner zylindrischen inneren Oberfläche mit Rillen oder
Gewinde versehen ist, wird beim Eindrücken des sich außen nach vorn verjüngenden
Einsatzrohres in den Schlauch die vorstehende Lage 4 axial in der mit Rillen versehenen
Oberfläche des Innenringes verkeilt, so daß eine wirksame Dichtung zwischen dem
Dichtungsglied und dem' Ring erzielt wird, ungeachtet der Rauhigkeit der äußeren
Oberfläche dieser Lage, die von dem Abheben des Verstärkungsmaterials herrührt.
Der Bund oder Flansch 6o liegt an dem Glied 54" an, welches mit einer weiteren Vorrichtung
zusammenwirken kann, gegen den der gezeigte Kupplungsteil abgedichtet werden muß.
Das Glied 54a ist hierbei mit dem hinteren Spannglied mit Hilfe eines Ringes, z.
B. eines Sprengringes 55, gekuppelt. Zwischen dem Kragen oder Flansch 6o und dem
Glied 54, besteht eine metallische Dichtung. Der Flansch 6o liegt weiter auch an
dem hinteren Ende des inneren Ringes an und schließt den Ringraum ab. Das Einsatzrohr
könnte wahlweise auch nach hinten verlängert und selbst mit einem Dichtungsnippel
oder ähnlich ausgebildet sein, um die Verbindung mit dem Anschlußgerät herzustellen.
Der Flansch oder Bund kann wieder mit einer oder mehreren Bratartigen Rippen ausgebildet
sein, um mit der Gegenfläche des Gliedes 54a zusammenzuwirken und die Dichtung herzustellen,
oder die Fläche des Bundes oder Flansches kann kurvenförmig gestaltet sein oder
eine sonst geeignete Form haben, um eine Abdichtung für das Druckmedium zu schaffen.
Natürlich könnten die Rippen auch an der Fläche des Elementes 54a ausgebildet sein.
-
Wenn oben gesagt wurde, daß die Verstärkungseinlage bloßgelegt ist,
so sollen auch Konstruktionen eingeschlossen sein, bei denen sich auf der Lage ein
zusammenhängender Stoffüberzug oder eine Gummischicht von so geringer Stärke befindet,
daß sie- beim Einklemmen praktisch ganz in die Zwischenräume der Verstärkungslage
gedrängt wird. Es empfiehlt sich aber doch, heim Zusammenbau solchen überzugsstoff
zu entfernen, so daß das Metall unmittelbar eingeklemmt wird. Die Verstärkungseinlage
kann aus einer einfachen Schicht oder auch aus zwei oder mehr Schichten bestehen,
die auch fest miteinander verbunden sein können.
-
Die Schraubverbindung ist im allgemeinen--vorzuziehen, indessen kann
man die Spannglieder auch ineinander einpressen und dann durch irgendeine passende
Verriegelung in ihrer Stellung halten. Man kann sie auch durch Bolzen verbinden,
wobei dann das Einsatzrohr aus ,einem Stück mit den hinteren Spannglied bestehen
kann.
-
Wie erwähnt, können die Teile des Endfittings wiederverwendet, z.
B. an einen neuen. Schlauch angefügt werden, wöbei man erforderlichenfalls die Klemmringe
oder auch nur den einen oder den anderen von ihnen erneuert, wenn sie eventuell
deformiert sein sollten.
-
Das Einsatzrohr kann über die Klemmringe hinaus in dien Schlauch hineinragen.
Es kann gelocht sein, um dem inneren Druckmedium die
Möglichkeit
zu geben, das Dichtungsglied 4. nach außen gegen den inneren Ring zu pressen.
-
Das vordere Spannglied kann so ausgebildet sein, daß es über den Schlauchkörper
hinweggeht; man erleichtert damit den Zusammenbau der anderen Glieder des Kupplungselementes.
Danach kann es zum Zusammnewirken mit dem hinteren Spannglied zurückbewegt werden,
aber die dargestellte Ausführungsform ermöglicht -eine Verringerung des äußeren
Gesamtdurchmessers auch dann, wenn das vordere Spannglied nicht auf dem Schlauchkörper
entlanggeschoben werden kann.