NL9500038A - Koppelsamenstel voor het afdichtend koppelen van een pijpuiteinde. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Koppelsamenstel voor het afdichtend koppelen van een pijpuiteinde.

De uitvinding heeft betrekking op een koppelsamenstel voor het afdichtend koppelen van een pijpuiteinde, omvattende een ringvormige, om het pijpuiteinde aan te brengen afdichting, een koppelstuk met een interne schouder voor het radiaal en aan één zijde axiaal ondersteunen van de afdichting, een ringvormige kraag met een steunvlak voor het aan de andere zijde axiaal ondersteunen van de afdichting en met meerdere axiaal gerichte, rondom geplaatste, elastisch vervormbare vingers die tezamen een opening vormen waarin het pijpuiteinde kan worden opgenomen, en een knelmoer voor het tot stand brengen van een schroefverbinding met het koppelstuk, waarbij de kraag de afdichting tussen het pijpuiteinde en de interne schouder opsluit en waarbij de kraag radiaal naar binnen buigt doordat een deel van de binnenzijde van het koppelstuk in hoofdzaak conisch uitloopt in de richting van het pijpuiteinde en een deel van de buitenzijde van de kraag complementair conisch met het conische deel van het koppelstuk verloopt.

Een dergelijk koppelsamenstel is bekend uit de Britse octrooiaanvrage no. 2 210 123. Bij dit koppelsamenstel is de kraag gespleten in axiale richting en zijn de vingers van de kraag van het koppelstuk af gericht. Bij het aanbrengen van het koppelsamenstel wordt de kraag radiaal op het pijpuiteinde gedrukt door middel van twee complementair conisch met elkaar lopende conische delen van de kraag en het koppelstuk, waarbij de vingers in radiale richting naar binnen worden gebogen door middel van twee complementair met elkaar verlopende conische delen van de kraag en de knelmoer. Bij deze koppèling wordt ervan uitgegaan dat de vingers niet op het pijpuiteinde aangrijpen voordat de afdichting in axiale richting volledig op zijn plaats is gedrukt.

Nadelig is hierbij dat het niet zeker is of de afdich- tingsring volledig op zijn plaats komt te liggen. Daarnaast moet veel wrijving worden overwonnen als gevolg van de twee paren complementaire conische delen. Voorts kunnen de diverse onderdelen van het koppelsamenstel, namelijk het koppelstuk, de afdichting, de kraag en de knelmoer niet in geringe mate aan elkaar geschroefd als samenhangend geheel op het pijpuiteinde worden geschoven in verband met een dan optredend voortijdig vastklemmen van de afdichting en het koppelsamenstel op het pijpuiteinde. Het bekende koppelsamenstel moet derhalve in losse onderdelen worden aangebracht, wat omslachtig is, aanleiding geeft tot montagefou-ten, en kan leiden tot verlies van één of meer onderdelen.

Het doel van de onderhavige uitvinding is een koppelsamenstel te verschaffen waarbij deze nadelen worden ondervangen. Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door de knelmoer en de kraag met elkaar te integreren, waarbij de vingers van de kraag zijn bestemd om te grijpen tussen de conische binnenzijde van het koppelstuk en het pijpuiteinde. Hierdoor bestaat het koppelsamenstel uit minder onderdelen en hoeft minder wrijving te worden overwonnen omdat er slechts één paar complementair met elkaar verlopende conische delen overblijft. Ook kan het koppelsamenstel voorafgaand aan de koppeling als een samenhangend geheel op het pijpuiteinde worden geschoven, zoals hierna nader zal worden toegelicht.

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de vingers aan de naar het pijpuiteinde te richten zijde voorzien van een vertanding die op het pijpuiteinde met een voorafbepaalde diameter aangrijpt wanneer de vingers radiaal naar binnen worden gebogen. Hierdoor wordt een goede axiale borging van het koppelsamenstel op het pijpuiteinde tot stand gebracht. De vertanding kan bijvoorbeeld ringvormig of schroeflijnvormig zijn, en is bij voorkeur gevormd door in doorsnede weerhaakvormige uitsteeksels.

Met veel voordeel zijn, in het geval dat de vertanding schroeflijnvormig is, de spoed van de schroefverbinding en de spoed van de vertanding aan elkaar gelijk. Hierdoor verplaatst het samenstel van de kraag en de knelmoer zich, wanneer het koppelsamenstel wordt vastgeschroefd, over een axiale afstand ten opzichte van het pijpuiteinde die gelijk is aan de axiale verplaatsing ten opzichte van het koppelstuk*

Bij voorkeur is het materiaal van de vertanding harder dan het materiaal van het pijpuiteinde zodat de vertanding zich hierin vast kan snijden. Indien het pijpuiteinde is gemaakt van polyetheen, is de vertanding bijvoorbeeld gemaakt van een technische kunststof, zoals PDM (polyoxyme-thyleen) of PBT (polybuteentereftalaat).

Indien de diameter van het pijpuiteinde kleiner is dan die van de door de vingers gevormde opening, en de vingers derhalve niet kunnen aangrijpen op de buitenzijde van het pijpuiteinde, wordt het pijpuiteinde ten opzichte van het koppelsamenstel in axiale richting gefixeerd door tussen het steunvlak van de kraag en de afdichting een knelring aan te brengen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de schroefverbinding tussen het samenstel van de knelmoer en de kraag enerzijds en het koppelstuk anderzijds gevormd door ten minste één in de buitenomtrek van het koppelstuk aangebrachte schroefvormige groef en ten minste één in de knelmoer aangebrachte verdikking die kan worden opgenomen in de groef. Door verdraaiing van de knelmoer ten opzichte van het koppelstuk kunnen deze zich axiaal ten opzichte van elkaar verplaatsen. In het geval van meerdere groeven en verdikkingen zijn deze met voorkeur gelijkmatig langs de omtrek verdeeld om zo een symmetrische belasting van de onderdelen van het koppelsamenstel te verkrijgen.

Voor een groot gebruiksgemak heeft de schroefverbinding een zodanige spoed dat de koppeling na een relatief kleine verdraaiing, zoals minder dan 360°, en in het bijzonder minder dan 180°, van de knelmoer ten opzichte van het koppelstuk tot stand wordt gebracht.

Met voordeel is in de groef aan de intreezijde een opstaande, bij voorkeur piramidevormige rand aangebracht die ervoor zorgt dat nadat de in de knelmoer aangebrachte verdikking snappend achter deze rand is geschoven, de knelmoer en het koppelstuk bij elkaar worden gehouden om het koppelsamenstel als een samenhangend geheel op een pijpuiteinde te kunnen schuiven voorafgaand aan het tot stand brengen van een afdichtende koppeling. De piramidevorm van de rand staat toe dat de knelmoer en het koppelstuk desgewenst weer van elkaar worden losgemaakt.

Door aan het einde van de groef een weerhaakvormige opstaande rand aan te brengen kan de koppeling worden geborgd nadat de verdikking snappend achter deze rand is gedraaid.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is de afdichting uitgevoerd met een centreerbus met een radiaal naar binnen gerichte eindrand. Deze zorgt ervoor dat de afdichting niet verder dan over een vooraf bepaalde afstand over het pijpuiteinde kan worden geschoven.

Het koppelstuk kan zijn uitgevoerd met een radiaal naar binnen stekende rand, zodat ook de koppeling niet verder dan over een vooraf bepaalde afstand over het pijpuiteinde kan worden geschoven. Daarnaast kan tegen deze rand worden afgezet tijdens het aandraaien.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening nader worden toegelicht. Daarbij toont: fig. 1 een axiale doorsnede van een koppelsamenstel volgens de uitvinding in de gekoppelde toestand op een pijpuiteinde; fig. 2a een zijaanzicht van een koppelstuk van het koppelsamenstel volgens fig. 1; fig. 2b en 2c dwarsdoorsneden van opstaande randen in de groeven van het koppelstuk van fig. 2a volgens de lijnen Ilb-IIb, respectievelijk IIc-IIc; fig. 2d een uitslag van de groeven van het koppelstuk van fig. 2a; fig. 3 een axiale doorsnede van een knelmoer; fig. 4a een axiale doorsnede van een andere uitvoeringsvorm van een koppelsamenstel volgens de uitvinding in de gekoppelde toestand op een pijpuiteinde; en fig. 4b een aanzicht van het koppelsamenstel van fig. 4a volgens de lijn IVb-IVb.

Fig. 1 toont een koppelsamenstel dat bestaat uit een knelmoer 1 die één geheel vormt met een kraag 2, een af-dichtingsring 9 en een koppelstuk 4. In het koppelstuk 4 is een interne schouder 10 aangebracht voor het in radiale richting aan de buitenomtrek en aan één zijde in axiale richting afdichtend ondersteunen van de afdichtingsring 9. De afdichtingsring 9 sluit aan de binnenomtrek daarvan afdichtend aan op een te koppelen pijpuiteinde 11. De kraag 2 omvat een aantal zich in hoofdzaak axiaal uitstrekkende, rondom het pijpuiteinde 11 geplaatste elastisch vervormbare vingers 14. De vingers 14 vormen tezamen een opening die het pijpuiteinde 11 opneemt. De toppen van alle vingers 14 tezamen vormen een steunvlak 8 dat de afdichtingsring 9 aan de van de schouder 10 afgekeerde zijde axiaal ondersteunt. De buitenzijde 13 van elke vinger 14 verloopt conisch in de richting van het pijpuiteinde 11, waarbij de buitendiameter van de kraag 2 in axiale richting vanaf de afdichtingsring 9 toeneemt. In de in fig. 1 getoonde gekoppelde toestand ligt de wand 13 aan tegen een complementair gevormd conisch gedeelte 12 van het koppelstuk 4.

Bij het aanbrengen van het koppelsamenstel volgens fig. 1 op het pijpuiteinde 11 verplaatst het samenstel van knelmoer 1 en kraag 2 zich axiaal ten opzichte van het koppelstuk 4 doordat een schroefverbinding 3 is aangebracht tussen het koppelstuk 4 en de knelmoer 1. Ten gevolge van deze axiale verplaatsing schuiven de twee gedeelten 12 en 13 over elkaar waardoor de vingers 14 radiaal naar binnen worden gebogen en aangrijpen op het buitenoppervlak van het pijpuiteinde 11. Een goede borging van het koppelsamenstel 1 op het pijpuiteinde 11 wordt verkregen dankzij een op de vingers 14 aangebrachte vertanding 16. Een goede afdichtende koppeling wordt verkregen doordat de afdichtingsring 9 mede ten gevolge van de axiale verplaatsing van de kraag 2 in elkaar wordt gedrukt en daardoor vast komt aan te liggen tegen de schouder 10 in het koppelstuk 4, en tegen het steunvlak 8 van de vingers 14 en de buitenomtrekswand van het pijpuiteinde ll.

Wanneer de vertanding 16 van de vingers 14 in hoofd- zaak schroeflijnvormig is en de spoed van de schroeflijnige vertanding 16 aan de binnenzijde van vingers 14 gelijk is aan de spoed van de schroefverbinding tussen het koppelstuk 4 en de knelmoer 1, verplaatsen de knelmoer 1 en kraag 2 zich over een gelijke afstand en op hetzelfde moment ten opzichte van zowel het pijpuiteinde 11 als het koppelstuk 4. Indien op de vingers 14 geen vertanding is aangebracht of indien de vertanding bijvoorbeeld wel schroeflijnvormig is maar met een spoed die ongelijk is aan die van de schroefverbinding tussen de knelmoer en het koppelstuk, kunnen de vingers 14 zich vastgrijpen op het pijpuiteinde 11 voordat de knelmoer 1 en het koppelstuk 4 geheel op elkaar zijn geschroefd. Het is dan noodzakelijk dat het koppelstuk 4 zich over het pijpuiteinde 11 kan verplaatsen ten opzichte van de verbinding tussen de vingers 14 en het pijpuiteinde 11. Dit is mogelijk indien er zich geen radiale rand in het koppelstuk bevindt die voortijdig komt aan te liggen tegen het pijpuiteinde 11, zoals fig. 1 toont.

Volgens fig. 2a-2d zijn in een koppelstuk 21 twee groeven 22 aangebracht. De groeven 22 omvatten axiale sleufdelen 23 met daarin opstaande randen 24. De groeven 22 omvatten aan het einde daarvan eveneens opstaande randen 25. In fig. 2b en 2c zijn de piramidevormige opstaande rand 24 resp. de weerhaakvormige opstaande rand 25 van fig. 2a in detail getoond. In fig. 2d is een gedeelte van de buitenzijde van het koppelstuk 21 als afgewikkeld vlak weergegeven, waaruit duidelijk de mogelijke vorm van de groeven 22 blijkt.

In fig. 3 vormt een knelmoer 31 één geheel met een kraag 31a die hier vier vingers 33 omvat met daarin aangebracht een schroeflijnvormige vertanding 34. Aan de binnenomtrek van de knelmoer 31 zijn verdikkingen 32 aangebracht die bijvoorbeeld in de groeven 22 van het koppelstuk 21 kunnen worden opgenomen. Doordat de verdikkingen 32 bij het aanbrengen in de groeven 22 snappend achter de randen 24 worden geschoven zijn de knelmoer en het koppelstuk vanaf dat moment in principe losneembaar, maar anderzijds voldoende stevig met elkaar verbonden. De groeven 22 hebben een zodanige spoed dat de koppeling tussen het samenstel van de knelmoer 31 en de kraag 31a enerzijds en het koppelstuk 21 (fig. 2a) anderzijds na een verdraaiing van de knelmoer 31 ten opzichte van het koppelstuk 21 over ongeveer 130° wordt bereikt. De koppeling kan worden geborgd door de verdikkingen 32 te laten snappen achter de opstaande randen 25 die zich aan het einde van de groeven 22 bevinden.

In fig. 4a en 4b bevindt zich in een koppelstuk 44 op een pijpuiteinde 43 een ringvormige afdichting 41 die is verbonden met een centreerbus 46 die is voorzien van een naar binnen stekende eindrand 42. Het koppelstuk 44 is voorzien van een radiaal naar binnen stekende rand 45 die ervoor zorgt dat het koppelstuk 44 via de eindrand 42 kan afsteunen tegen het pijpuiteinde 43.

De afdichting 41 is aan de van de centreerbus af gekeerde zijde voorzien van een (bijvoorbeeld stalen) knel-ring 47 waarvan het buitenste ringvormige gedeelte loodrecht op de centrale as van het koppelstuk 44 is gericht, en het binnenste gedeelte afgeknot kegelvormig is, en is voorzien van radiale sleuven. Met behulp van het samenstel van afdichting 41, centreerbus 46 en knelring 47 kan een afdichtende koppeling tot stand gebracht worden met het koppelsamenstel volgens de uitvinding zonder dat de vingers 48 van de kraag 50 daarvan aangrijpen op het pijpuiteinde 43. Deze wijze van koppeling is bijzonder geschikt bij koperen pijpuiteinden. Bij het in het koppelsamenstel steken van het pijpuiteinde 43 verhindert de knelring 47 het terugtrekken van het pijpuiteinde 43 uit de afdichting 41, waarna het vastschroeven van het samenstel van de knelring 49 en kraag 50 op het koppelstuk 44 zorgt voor een axiale borging van de knelring 47, en derhalve van het pijpuiteinde 43 in het koppelsamenstel.

In fig. 4b is getoond dat de schroeflijnvormige ver-tanding 51 in de richting van de schroeflijn wordt gevormd door weerhaakvormige uitsteeksels. Hierdoor wordt in het geval van een pijpuiteinde met een geschikte diameter een uitstekende verbinding tussen de vingers 48 en het pijpuit- einde 43 gevormd indien de vertanding zich heeft ingevreten in het zachtere materiaal van het pijpuiteinde.

Er zij opgemerkt, dat het niet essentieel is voor de uitvinding dat zowel de binnenzijde van het koppelstuk 4 of 44 als de buitenzijde van de kraag 2 resp. 50 complementair conisch zijn gevormd; het is afhankelijk van de elasticiteit van de toegepaste materialen ook mogelijk om uitsluitend het koppelstuk of de kraag van een conische zijde te voorzien en de daarmee samenwerkende zijde van het andere element bijvoorbeeld een cilindrische vorm te geven.

Claims (16)

1. Koppelsamenstel voor het afdichtend koppelen van een pijpuiteinde, omvattende een ringvormige, om het pijpuit-einde aan te brengen afdichting, een koppelstuk met een interne schouder voor het radiaal en aan één zijde axiaal ondersteunen van de afdichting, een ringvormige kraag met een steunvlak voor het aan de andere zijde axiaal ondersteunen van de afdichting en met meerdere axiaal gerichte, rondom geplaatste, elastisch vervormbare vingers die tezamen een opening vormen waarin het pijpuiteinde kan worden opgenomen, en een knelmoer voor het tot stand brengen van een schroefverbinding met het koppelstuk, waarbij de kraag de afdichting tussen het pijpuiteinde en de interne schouder opsluit en waarbij de kraag radiaal naar binnen buigt doordat een deel van de binnenzijde van het koppelstuk in hoofdzaak conisch uitloopt in de richting van het pijpuiteinde en een deel van de buitenzijde van de kraag complementair conisch met het conische deel van het koppelstuk verloopt, met het kenmerk, dat de knelmoer (1) en de kraag (2) één geheel vormen, waarbij de vingers (14) van de kraag zijn bestemd om te grijpen tussen de conische binnenzijde (12) van het koppelstuk (4) en het pijpuiteinde (11).

2. Koppelsamenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vingers (14) aan de naar het pijpuiteinde te richten zijde zijn voorzien van een vertanding (16) die op het pijpuiteinde (11) met een voorafbepaalde diameter aangrijpt wanneer de vingers (14) radiaal naar binnen worden gebogen.

3. Koppelsamenstel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de vertanding (16) ringvormig is.

4. Koppelsamenstel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de vertanding (34) in hoofdzaak schroeflijnvormig is.

5. Koppelsamenstel volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de spoed van de schroefverbinding (3) tussen de knelmoer (31) en het koppelstuk (4) en de spoed van de schroeflijnvormige vertanding (34) aan elkaar gelijk zijn.

6. Koppelsamenstel volgens een van de conclusies 2-5, met het kenmerk, dat de vertanding (16) is gevormd door in doorsnede weerhaakvormige uitsteeksels.

7. Koppelsamenstel volgens één van de conclusies 2-6, met het kenmerk, dat het materiaal waarvan de vertanding (16) is gemaakt harder is dan het materiaal van het pijpuiteinde (11) waarmee het koppelsamenstel is bestemd te worden gekoppeld.

8. Koppelsamenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tussen het steunvlak van de kraag (50) en de afdichting (41) een knelring (47) is aangebracht voor het axiaal fixeren van het pijpuiteinde (43) ten opzichte van het koppelsamenstel in de gekoppelde toestand daarvan wanneer de diameter van het pijpuiteinde (43) kleiner is dan die van de door de vingers (48) gevormde opening.

9. Koppelsamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de schroefverbinding (3) tussen de knelmoer (31) en het koppelstuk (4) is gevormd door ten minste één in de buitenomtrek van het koppelstuk (21) aangebrachte schroefvormige groef (22) en ten minste één in de knelmoer (31) aangebrachte verdikking (32) die kan worden opgenomen in de groef (22), waarbij de knelmoer (31) zich door verdraaiing van de knelmoer (31) ten opzichte van het koppelstuk (4) axiaal verplaatst naar het koppelstuk (4).

10. Koppelsamenstel volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de schroefverbinding (3) is gevormd door twee of meer in de buitenomtrek van het koppelstuk (21) aangebrachte groeven (22) en een overeenkomstig aantal in de knelmoer (31) aangebrachte verdikkingen (32), die gelijkmatig langs de omtrek zijn verdeeld.

11. Koppelsamenstel volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de schroefverbinding (3) een zodanige spoed heeft dat de koppeling wordt bereikt na een verdraaiing van de knelmoer (1) ten opzichte van het koppelstuk (4) over minder dan 360°, en in het bijzonder over minder dan 180°.

12. Koppelsamenstel volgens één van de conclusies 9-11, met het kenmerk, dat de groef (22) aan zijn intreezijde een opstaande rand (24) omvat, waarachter de bijbehorende verdikking (32) is bestemd te snappen, voor het bij elkaar houden van de knelmoer (1) en het koppelstuk (4) in de ontkoppelde toestand van het koppelsamenstel.

13. Koppelsamenstel volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de dwarsdoorsnede van de opstaande rand (24) in hoofdzaak piramidevormig is.

14. Koppelsamenstel volgens één van de conclusies 9-13, met het kenmerk, dat de groef (22) aan het einde daarvan een weerhaakvormige opstaande rand (25) omvat, waarachter de bijbehorende verdikking is bestemd te snappen, voor de borging van de koppeling in de gekoppelde toestand van het koppelsamenstel.

15. Koppelsamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afdichting (41) een centreer-bus (46) met een radiaal naar binnen gerichte eindrand (42) omvat die tegen de eindrand van het pijpuiteinde (43) aanligt wanneer de afdichting over het pijpuiteinde is geschoven.

16. Koppelsamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het koppelstuk (44) een radiaal naar binnen gerichte rand (45) omvat die tegen de eindrand van het pijpuiteinde (43) aan ligt wanneer het koppelstuk over het pijpuiteinde (43) is geschoven.