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Schlauchkupplung Zuslatz zum. Patenar 8831 f Die Erfindung
bezieht sich auf Verbesserungen für Kupplungselemente für flexible Schläuche, die
aus einem Schlauch und einem Endfitting bestehen, bei denen der Schlauch eine elastische
Schicht aufweist, die dem Endfitting angepaßt ist und durch den Innendruck des Druckmediums
abgedichtet werden kann, und eine Verstärkungsschicht aufweist, dessen Endteil zwischen
einem Barunterliegenden Ring und einer diesen umgebenden Buchse' des Fittings festgeklemmt
wird, wobei das Endfitting ein Einsatzrohr aufweist, das in den Schlauch eingesetzt
wird und mit dem Ring zusammenwirkt. Das Verstärkungsmalterial besteht aus Metall;
obgleich es mit einer Gewebeabdeckung versehen sein kann, kann es aus bandähnlichen
Gruppen feinen hochfesten Stahldrahtes bestehen, die zu einer rohrähnlichen Form
geflochten sind und die mit oder ohne Gewebeabdeckung ausgeführt sein können. Kupplungselemente
mit den vorstehend aufgezählten Merkmalen werden im nachstehenden als Elemente der
beschriebenen Art bezeichnet.
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Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen oder Abänderungen der
im Patent 883 685 geschützten Erfindung.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das Verstärkungsmaterial fester
an dem Endfitting zu befestigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der genannte Ring auf seinem
Umfang einen nach außen gerichteten
Kranz (Kamm, Wulst) aufweist, und daß ein Endteil des Verstärkungsmaterials außerhalb
des Ringes -liegt, ohne durch ihn hindurchzugehen, und sich außen über den genannten
Kranz erstreckt, und daß durch Zusammenziehen der Buchse -dieses Material zwischen
dem Kranz des Ringes und der Buchse eingeklemmt wird und gleichzeitig nach innen
gedrückt und innen hinter dem Kranz festgehalten wird, und daß vorzugsweise als
Ergebnis der Zusammenziehung der Buchse der Ring gleichfalls zusammengezogen wird
und damit der Endabschnitt der inneren elastischen Schicht des Schlauches, der ein
Dichtungsglied bildet, zwischen sich und dem Einsatzrohr einklemmt, um den Schlauch
gegen das Endfitting abzudichten.
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Wenn der Endteil des Verstärkungsmaterials von dem elastischen - Material
des Schlauches freigemacht ist, hat es im allgemeinen das natürliche Bestreben,
sich nach außen auszudehnen. Für den Zusammenbau wird es durch den Ring absichtlich
weiter nach außen ausgedehnt. Nachdem der Ring zwischen das nach außen gedehnte
Material und die darunterliegende elastische Schicht des Schlauches eingebracht
worden ist, und die Buchse rund um das freigelegte Material geschoben worden .ist,
wird derjenige Teil dieses Materials, der den Kranz des Ringes umgibt, zweckmäßig
ein zylindrischer Kranz, relativ zu seiner normalen Lage ausgeweitet. Durch Zusammenziehen
nähert sich die Buchse dem Ring sehr dicht, und es wird ein Maximum radialen Festklemmens
und Blockierens des zwischen dem Kranz und der Buchse befindlichen ausgeweiteten
Materials erzielt. Weiterhin wird hierdurch das Verstärkungsmaterial nach innen
gedrückt und innen hinter dem Kranz festgehalten, so daß das Material, das zwischen
der Buchse und dem Kranz festgehalten wird, gegenüber dem Verstärkungsmaterial hinter
dem Kranz eine stärker abgebogene Form hat, mit dem Ergebnis, daß irgendwelche-Kräfte,
die den Schlauch vom Endfitting fortzublasen versuchen oder umgekehrt; daran stark
gehindert werden, weil, bevor eine Trennung auftreten kann, nicht nur die Verklemmung
und Blockierung des freigelegten Materials zwischen der Buchse und dem Kranz des
Ringes aufgebrochen werden muß, sondern es muß auch das hinter dem Kranz befindliche
Verstärkungsmaterial gestreckt und gedrückt werden, damit es zwischen dem Kranz
des Ringes und der Buchse hindurchgehen kann.
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Die Buchse wird zweckmäßig zuerst über den Schlauchkörper geschoben.
Nachdem der Ring zwischen das freigelegte Verstärkungsmaterial und das darunterliegende
elastische Material eingebracht worden ist, wird die Buchse zurückgeschoben, wobei
es das ausgeweitete Verstärkungsmaterial nach innen über den Kranz des Ringes drückt
und mit seinem Ende nach hinten über den Kranz ,hinaus vorsteht.
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Vom vorderen Ende des Ringes aus beginnt das Verstärkungsmaterial
sich aus seiner normalen Lage auszudehnen lind den Ring zu umgeben, und das darunterliegende
elastische Material wird daher nicht genügend unterstützt oder gehalten. Unter hohem
inneren Druck kann es daher nach außen aufgeweitet und geschwächt werden oder unter
den Arbeitsbedingungen sogar zerrissen, werden, besonders wenn Schwingungen oder
pulsierender Druck auftreten.
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Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht a) darin,
daß das vordere Ende des Ringes von außen (vom Kranz her) abfällt und zu einem dünnen
Führungsende nach vorn spitz zuläuft und so einen ringförmigen Spitzkeil (Außenkonus)
bildet, der nicht nur das Einführen des Ringes unter das Verstärkungsmaterial begünstigt,
sondern auch einen allmählichen Richtungswechsel des freigelegten Materials von
seiner Lage zu dem Bereich fördert, wo es den Kranz des Ringes umgibt, und b) darin,
daß ein innenliegender Ringteil der Buchse selbst oder ein getrennter Ring in der
Buchse rund um das Verstärkungsmaterial gerade vor dem vorderen Ende des Ringes,
und, falls gewünscht, mit einer hinteren Verlängerung rund um das konische Ende
des Ringes so zusammengezogen wird, daß dort eine ununterbrochene Unterstützung
oder Halterung des elastischen Materials sowohl durch das unigebende Verstärkungsmaterial
als auch durch den Kranz des Ringes erzielt wird. Der genannte. Ringteil oder getrennte
Ring wird nachstehend »Außenring« und der Ring mit dem -Kranz »Innenring« genannt.
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Auch wenn der Schlauch eine äußere elastische Schicht hat und die
Verstärkungsschicht an ihrem Endteil von beiden, der äußeren und der inneren elastischen
Schicht frei gemacht wird und die innere Schicht einen Teil ' besitzt, der über
die äußere Schicht hinaus unter dem Verstärkungsmaterial vorsteht, um das Dichtungsglied
zu bilden, ist es schwierig, den Innenring - sogar mit einem spitzteilförmigen (außenkonischen)
Ende - unter das Verstärkungsmaterial so weit einzubringen, daß sein. vorderes Ende
bis zu der durch das Ende der Außenschicht gelegten Ebene reicht. Es besteht dann
wieder die Notwendigkeit, die innere elastische Schicht gerade vor dem vorderen
Ende des Innenringes zu unterstützen oder zu halten, d. h. in dem Bereich zwischen
dem vorgenannten Ende des Innenringes und dem Ende der äußeren Schicht. In solchem
Fall wird, um die Buchse von dem Schlauchkörper axial zurückzubewegen, ein getrennter
Außenring verwendet und in--dem genannten Bereich angeordnet. Als Folge des Zuzammenziehens
der Buchse wird dieser Außenring rund- um den Teil der inneren elastischen Schicht
und dem umgebenden `-Verstärkungsmaterial in diesem Bereich zusammengezogen. Auch
kann die Buchse mit einem auf der Außenseite liegenden, verdickten Band indem genannten
Bereich versehen sein, so daß, wenn die Buchse zusammengezogen wird, das Metall
der Buchse nach innen gedrückt wird, um die gewünschte Unterstützung und Halterung
zu geben.
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Wenn der Schlauch keine äußere elastische Schicht hat, kann der Außenring.
als ein innerer,
einen Bestandteil der Buchse bildender Ringteil
gefertigt sein, der sich an dem vorderen Ende der Buchse befindet, wenn die Buchse
axial verlagert wird, um das ausgeweitete Verstärkungsmaterial nach innen .zu drücken,
obwohl gerade in diesem Fall auch ein getrennter Außenring vorhanden sein könnte.
Wenn andererseits das vordere Ende der Buchse oder die Buchse als Ganzes genügend
dünnwandig ist, kann das vordere Ende hinreichend zusammengezogen werden, um den
Schlauch vor dem vorderen Ende des Innenringes zu unterstützen. Mit »außen« oder
»nach außen< ist weg von der Achse und mit »innen« oder »nach innen« ist hin
zur Achse gemeint. Mit »vorwärts« oder »vorn« ist die Richtung axial zum Schlauchkörper
hin gemeint und mit »rückwärts« oder »hinten« die entgegengesetzte Richtung. Mit
»Innenring« ist der Ring mit dem Kranz (Kamm oder Wulst), der innerhalb des Verstärkungsmaterials
liegt,. mit »Außenring« - falls er verwendet wird - der Ring bezeichnet, der um
das Verstärkungsmaterial herum angeordnet ist.
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Vor dem Zusammenziehen der Buchse kann die Außenoberfläche des Innenringes
einen Rücken bilden, dessen Kranz zylindrisch ist und dessen Seiten allmählich zur
Kupplungsachse hin abfallen, so daß die vordere abfallende Seite eine Fläche des
vorerwähnten ringförmigen Spitzteils (Außenkonus) bildet und die hintere abfallende
Seite auf einen zylindrischen Nacken oder Hals trifft.
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Der Außenring kann mit einer hinteren Verlängerung versehen sein,
die über der nach vorn abfallenden Seite des Rückens liegt, die innen in Form eines
Konus (Innenkonus) ausgebildet ist, der das Gegenstück des Außenkonus des Innenringes
ist. Die Innenfläche des Außenringes erstreckt sich von dem vorderen Ende des Innenringes
nach vorn.
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Der Außenring kann aus irgendeinem für den Zweck des Zusammenziehens
geeigneten Metall, vorzugsweise weichem Metall, z. B. Aluminium, gefertigt sein.
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Wenn angegeben wird, daß das Einsatzrohr mit dem Innenring zusammenwirkt,
so bedeutet dies, daß diese Teile so ausgebildet sind, daß sie unter Arbeitsbedingungen
nicht in axialer Richtung getrennt sind. Beispielsweise kann der Innenring eine
Art Endwand haben, gegen die das Einsatzrohr öder dessen Endflansch stößt, oder
der Innenring und das Einsatzrohr können miteinander hart verlötet oder auf andere
Weise fest verbunden sein oder aus einem Stück bestehen. Die genannte Endwand kann
verlängert und so ausgestaltet sein, um einen Dichtungsnippel zu bilden, oder das
Einsatzrohr kann durch die Endwand hindurch vorstehen und als Dichtungsnippel ausgebildet
sein. Der Ring oder das Einsatzrohr können jedoch auch mit einem schraubenförmigen
oder anderweitig geformten Ende versehen sein, um mit anderen Geräten zusammenzuwirken.
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Wenn gesagt ist, daß die Buchse oder der Innenring zusammengezogen
werden, so bedeutet das, daß sie aus solchem Metall bestehen, und derartigen Drücken
unterworfen sind, daß ihre dauernde Verformung eintritt.
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Die Buchse kann vor dem Zusammenziehen im wesentlichen zylindrisch
sein, sowohl innen als auch außen, und kann mit einer äußeren ringförmigen Verdickung
oder einem Stauchband an oder in der Nähe des hinter dem Kranz des Rückens befindlichen
einen Endes versehen sein und kann vorzugsweise die hintere abfallende Seite des
Rückens und/oder den genannten Nacken (Hals) umschließen und kann sich zweckmäßig
axial über den Flansch des Einsatzrohres und/oder die Endwand des Ringes erstrecken.
Diese Verdickung kann eine nach vorn spitz zulaufende Außenoberfläche haben, die
bis zu der durch die vordere Kante des zylindrischen Kranzes des Innenringes gelegten
Ebene oder darüber hinaus reicht.
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Das Zusammenbauen geht wie folgt vor sich. Zuerst wird die Buchse
längs um den Schlauchkörper angeordnet, vorzugsweise so, daß sie ihn eng anliegend
umgibt, daß dann das Verstärkungsmaterial von dem vorstehenden Teil der inneren
Schicht getrennt wird, das Einsatzrohr in den Schlauch eingeführt und der Innenring
unter den losgetrennten (freigemachten) Teil des Verstärkungsmaterials gebracht
wird. Danach wird die Buchse zurückgezogen, so daß sie das Verstärkungsmaterial
nach innen um den Innenring herumdrückt, und darauf die Buchse zusammengezogen,
so daß als Ergebnis des Zusammenziehens das freigelegte Verstärkungsmaterial zwischen
dem Kranz des Innenringes und der Buchse eingeklemmt und nach innen gedrückt und
hinter dem Kranz festgehalten wird, und zweckmäßig so, daß der Innenring zusammengezogen
wird, um den unter dem Innenring liegenden Teil der inneren elastischen Schicht
abzudichten und auf diese Weise eine Unterstützung für die genannte Innenschicht
durch das umgebende Verstärkungsmaterial gerade vor dem vorderen Ende des Innenringes
zu bilden.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird sie an Hand von Zeichnungen
näher erläutert. Fig. i zeigt im Halbschnitt die Einzelteile vor dem Zusammenziehen
der Buchse in der Stellung, in der die Zusammenziehung erfolgen kann; Fig. 2 stellt
ebenfalls im Halbschnitt die Kupplung nach dem Zusammenziehen der Buchse dar; Fig.
3 zeigt ebenfalls im Halbschnitt eine ähnliche Ausführungsform mit geänderter Buchse
in einer Stellung, in der die Buchse und die anderen Elemente der Kupplung zusammengezogen
werden können, und Fig. 4 stellt diese Kupplung mit zusammengezogener Buchse dar;
Fig. 5 ist eine Ansicht vor und Fig. 6 nach dem Zusammenziehen der Buchse bei einer
weiteren Ausführungsform; Fig. 7 und 8 zeigen die gleichen Ansichten einer anderen
Ausführung: In Fig. i hat der Schlauch eine innere und eine äußere elastische Schicht,
deren äußere Schicht i abgeschnitten ist, so daß die innere Schicht 2 über das Ende
der äußeren hinaus vorsteht. Der vorstehende
Teil 3 bildet ein
Dichtungsglied: Die aus geflochtenen Drähten bestehende Verstärkungsschicht 4 steht
mit ihrem überstehenden Teil 5 über die äußere Schicht hinaus. Das Metalleinsatzrohr
6 hat einen Endbund oder -flansch 7, und der Innenring 8 ist ein von dem Einsatzrohr
getrennter Metallteil, obwohl er mit diesem durch Hartlöten oder anderweitig verbünden
sein kann, und hat einen Endteil 9, von dem ein Verschlußmittel io vorsteht. Der
Innenring besteht aus einem ringförmigen Rücken i i, einem zylindrischen Kranz (Kamm
oder Wulst) 12 und aus gegen die-Achse geneigten Seiten. Die nach -vorn geneigte
Seite 13 besteht aus einem spitzkeilähnlichen (Außenkonus) vorderen Ende des Ringes,
das in ein abgerundetes Ende 14 auslaufen kann. An die nach hinten geneigte Seite
15 schließt sich ein zylindrischer Halsteil 16 an, der zwischen dem Rücken einerseits
und dem Flansch des Einsatzrohres andererseits liegt.
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Die Metallbuchse 17 ist im wesentlichen zylindrisch, jedoch hat sie
an oder in der Nähe ihres hinteren Endes eine nach außen liegende, ringförmige Verdickung
oder ein Stauchband 18, das, wie dargestellt, geformt oder mit einer konischen Außenfläche
versehen sein kann, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Buchse
kann über den Schlauchkörper vorstehen, und ihre Innenoberfläche kann mit einer
oder mehreren ring- oder schraubenförmigen Rillen i9 versehen sein.
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Falls die zum Teil konische Oberfläche verwendet wird, kann der Flansch
7 geringeren Durchmesser haben und der innere Ring zu einem Innenkonus gegen den
Flansch zusammengezogen werden, um dem Dichtungsglied einen entsprechenden Konus
zu geben.
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Zwischen dem vorderen Ende des Innenringes und dem Ende der Außenschicht
des Schlauches und um den Teil des Verstärkungsmaterials in diesem Bereich ist ein
Ring 2o aus weichem Metall, z. B. Aluminium; angeordnet, der nach hinten eine .Verlängerung
21 mit einem Innenkonus besitzt, der um die konische Vorderfläche 13 des
Rückens herum liegt und dazu das Gegenstück bildet.
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Um die in Fig. i dargestellten Einzelteile zusammenzufügen, 'muß zunächst
die Buchse 17 über den Schlauchkörper und der Außenring 2o über den vorstehenden
Teil der Innenschicht und das an das Ende der AußenSchiEht angrenzende Verstärkungsmaterial
geschoben werden. Die freiliegende Verstärkungsschicht wird von der inneren Schicht
. gelöst und nach. außen aufgeweitet. Dann werden das Einsatzrohr 6 und der Innenring
8 mit dem Schlauch verbunden, die Buchse wird nun nach hinten auf das Ende des Schlauches
zu verschoben. Dabei drückt das freigelegte Verstärkungsmaterial 5 nach innen, wie
Fig. i zeigt. Das Stauchband 18 -der Buchse wird rund um oder dicht hinter
oder dicht hinter der rückwärts geneigten Fläche `i 5 des' Rückens und rund um den
Halsteil 16 angeordnet. Das freigelegte- Material wird so über den Kranz. des inneren
Ringes gezogen und erstreckt sich mit seinem Endteil über ihn hinaus: Nunmehr wird
die Buchse zusammengezogen. Das Stauchband 18 umschließt dabei den hinteren Teil
des-Verstärkungsmaterials, wobei es dies nach innen drückt und es hinter die rückwärts
geneigte Fläche des Rückens biegt. Das Verstärkungsmaterial wird gegen deh Kranz
12 des Rückens gepreßt und mit der Buchse und dem Ring zusammen blockiert. Der Innenring
8 wird dabei so zusammengezogen, daß er das Dichtungsglied 3 abdichtet. Auch der
Außenring 2o wird dabei zusammengezogen, so daß er das Verstärkungsmaterial gegen
die nach vorn geneigte Fläche 13 des Rückens preßt und den vorstehenden Teil der
Innenschicht und des Verstärkungsmaterials in dem obengenannten Bereich fest umschließt.
Das Dichtungsglied wird daher hinreichend von den beiden Ringen unterstützt, und
das freigelegte Verstärkungsmaterial läuft von der Innenseite des Außenrings über
die Außenfläche des Innenrings ohne plötzliche Richtungsänderung. Der vordere Teil
der Buchse wird um den Schlauchkörper herum zusammengezogen und der elastische Werkstoff
der Außenschicht in die Rillen i9 gezwängt. Die Zusammenziehung kann so weit getrieben
werden, daß der Außendurchmesser der Buchse schließlich praktisch mit dem des Schlauchkörpers
übereinstimmt.
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Sollte das unter Druck stehende Medium unter das Dichtungsglied gelangen,
so wird es dieses noch fester gegen die Innenfläche des Innenringes 8 pressen. Solange
also die Innenschicht gegen diesen Ring abgedichtet bleibt, ist für das Medium kein
Ausweg nach außen vorhanden.
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An der Stelle, wo das Verstärkungsmaterial zwischen dem Kranz des
Rückens und der Buchse eingeklemmt ist, ist der Abstand zwischen dem Kranz und der
Innenwand der Buchse klein, d. h. es tritt eine Einschnürung auf" die das Verstärkungsmaterial
an den beiden Enden festzuklemmen sucht, insbesondere das abgebogene Material hinter
dem Kranz.
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Bei der Ausführungsform nach Fig: 3 und 4. ist der Außenring 2o fortgefallen,
und die Buchse ist mit einer .weiteren ringförmigen Verdickung oder einem Stauchband.22
versehen, das um den Bereich zwischen dein vorderen Ende des Innenringes und dem
Ende der Außenschicht liegt. Dieses Band wird. in den in diesem Bereich befindlichen
Hohlraum zusammengezogen, 'um so die Innenschicht und das umgebende Verstärkungsmaterial
gegen nach außen gerichtete Verlagerungen in diesem Bereich zu stützen, wie Fig.
4 zeigt.
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Die Fig.5 und 6 zeigen weitere zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung
mit Schläuchen ohne äußere elastische Schicht, d. h. solche, bei denen die
innere elastische Schicht aus warm verformbarem Werkstoff besteht, z. B. Polytetrafluoräthylen.
-Bei den in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen bestehen die Buchse 17a
und der nach innen liegende Ring 2oa aus einem Stück, dessen innere Oberfläche 30
sich nach vorn im wesentlichen vom vorderen Ende des' Innenringes 8a erstreckt.
Wie der Ring 2o in Fig. i kann er eine Verlängerung 2i11 mit einem Innenkonus -haben,
die
dem Außenkonus des Innenringes entspricht, Die Buchse ist mit
einem nach außen verdickten hinteren Ende i8a versehen, das sich nach vorn zu konisch
verjüngt, fast bis zu der Ebene, die durch das vordere Ende des zylindrischen Kranzes
des Innenringes geht.
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In den in den Fig.7 und 8 dargestellten Beispielen wird eine Büchse
17b von gleichmäßiger Wandstärke benutzt, die hinreichend dünnwandig ist, um, wie
in Fig. 8 gezeigt, ihren vorderen Endteil 31 nach innen zu einem zylindrischen Teil
von geringerem Durchmesser zusammenziehen zu können, der sich nach vorn, und zwar
im wesentlichen vom vorderen Ende des Innenringes aus erstreckt. Das hintere Ende
32 der Buchse wird zusammengezogen, um das Verstärkungsmaterial nach innen hinter
den Kranz des Innenringes zu zwängen.
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Gegebenenfalls kann in der Buchse ein zusätzlicher Ring vorgesehen
sein, der das freigelegte Verstärkungsmaterial auf dem Kranz des Innenringes festklemmt.
Dabei wird der zusätzliche Ring von der Zusammenziehung der Buchse mit zusammengezogen.
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Falls der Schlauch aus einer oder mehreren durchgehendem Schichten
geflochtenen Werkstoffs oder anderem Verstärkungsgewebe besteht, wird dies an der
Stelle beseitigt, wo das Drahtgeflecht zwischen der Buchse und dem Ring eingeklemmt
werden soll oder, falls ein zusätzlicher Ring zwischen der Buchse und der Verstärkung
vorhanden ist, zwischen den Ringen.
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Wenn der Schlauch zwei oder mehr Lagen aus Drahtgeflecht aufweist,
die durch elastischen Werkstoff getrennt sind, müssen ein oder mehrere der geflochtenen
Schichten festgehalten werden.
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Es ist selbstverständlich, daß bei der Durchführung des angemeldeten
Verfahrens das Verstärkungsmaterial freigelegt werden muß, bevor oder nachdem die
Buchse über den Schlauchkörper geschoben worden ist, und daß das Einsatzrohr in
den Schlauch hineingesteckt wird, bevor oder nachdem das Verstärkungsmaterial von
der inneren Schicht freigemacht worden ist.