CH635180A5

CH635180A5 - Rohrkupplung.

Info

Publication number: CH635180A5
Application number: CH179979A
Authority: CH
Inventors: Ernesto Lehmann
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1983-03-15
Also published as: DE3005790A1; GB2046859B; JPS55149480A; US4326737A; IT8019686A0; DE3005790C2; IT1130003B; NL8000817A; NL185582C; DE8004129U1; JPS6021277B2; GB2046859A; NL185582B

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung für Kunststoff- nylchlorid (PVC) ist der Klebung der Vorzug zu geben.

röhre, aufweisend zwei Bundbuchsen mit einem Flankenwinkel Die beiden Bundbuchsen 5,6 weisen ebene Stirnflächen 7

von annähernd 90°, eine Dichtungsanordnung mit Zentrierung 65 und 8 auf, zwischen denen eine Dichtungsanordnung 9 gezeich-

und zwei identische, halbkreisförmige und im Profil U-förmige net ist, wie sie für höhere Anforderungen zu empfehlen ist.

Schalen mit je einer federnden Klinke. Dieselbe besteht aus einem äusseren Zentrier-Ring 10 mit

Es sind ähnliche Rohrkupplungen beispielsweise gemäss der T-Profil und einem inneren Dichtungsring 11 mit nach innen

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gerichteten Lippendichtungen 12, welche im Profil U-förmig ausgebildet sind. Am äusseren Durchmesser weist der Dichtungsring 11 eine Umfangsnute 13 auf. Ein radialer Steg 14 des Zentrierringes 10 greift in die Umfangsnute 13 des Dichtungsringes 11 ein.

Der Dichtungsring 11 besteht aus einem Elastomer. Der Zentrierring 10 kann je nach Anwendungsgebiet aus einem härteren Elastomer, einem Thermoplast, einem Duroplast mit oder ohne Faser-Armierung oder auch aus Metall hergestellt sein, wobei er den Dichtungsring 11 gegen Ausweichen unter Innendruck sichert und sein Aussendurchmesser 15 einen Teil der Zentrierung für die Dichtungsanordnung 9 bildet. Dadurch erübrigt sich das «Heften» des Dichtungsringes 11 mit Kleber während der Montage, wodurch auch die Gefahren von Erweichung oder Versprödung von PVC durch Kleber-Reste vermieden werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Dichtungsanordnung 9 sind im radialen Steg 14 des Zentrierringes

10 Durchbrüche 16 bzw. Bohrungen angeordnet. Der Steg 14 wird dann mit einem, den Dichtungsring 11 bildenden Elastomer umspritzt bzw. umpresst, wobei die Durchbrüche 16 mit dem Elastomer ausgefüllt werden, was eine nicht lösbare Verbindung zwischen dem Zentrierring 10 und dem Dichtungsring

11 sowie eine gute Armierung des letzteren ergibt.

Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungen der

Dichtungsanordnung möglich, z.B. «0»-Ring mit entsprechendem Zentrierring, konzentrische Mehrringdichtung mit entsprechendem Zentrierring, «Quad-Ring» mit Zentrierring.

Zur Verbindung der beiden Rohrenden 1,2 weist die Rohrkupplung die beiden halbkreisförmigen Schalen 20 und 21 mit einem U-förmigen Profil auf.

Die Innenkontur des U-förmigen Profils besteht aus den beiden vertikal zur Rohrlängsachse angeordneten Flanken 22, den beiden äusseren seitlichen Umfangsflächen 23, und der dazwischenliegenden Umfangsfläche 24.

Die Übergänge zwischen den Flanken 22 und den Umfangsflächen 23 und 24 werden durch Radien 25 und 26 gebildet, welche absichtlich gross ausgebildet sind. Ein bevorzugtes Mass für diese Radien 25 und 26 ist etwa 0,02 X Nenndurchmesser 27 der Rohrverbindung, welcher dem Aussendurchmesser der zu verbindenden Rohre der Rohrverbindung entspricht. Im Minimum sollen die Radien 25 und 26 0,015 X Nenndurchmesser 27 betragen. Einen sehr grossen Einfluss hat auch das äussere Profil der beiden U-förmigen Schalen 20 und 21. Am Rand muss je eine Überhöhung 29 vorgesehen werden, was automatisch zur Folge hat, dass in der Mitte eine gut abgerundete Nute bzw. Vertiefung 28 entsteht.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ragt die Dichtungsanordnung 9 über den Aussendurchmesser 17 der Bundbuchsen 5 und 6 hinaus und wird durch die Innenkontur der Schalen 20 und 21, in diesem Fall durch die innere Umfangsfläche 24 zentriert. Hierbei ist der Aussendurchmesser 15 des Zentrierringes 10 gleich oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Umfangsfläche 24.

Fig. 2 zeigt die beiden Schalen 20 und 21 im Querschnitt, wobei auch hier die Nut, bzw. Vertiefung 28 sichtbar wird.

Aus der Fig. 2 wird auch die Funktionsweise der Rohr-Verbindung bzw. der beiden U-förmigen Schalen 20 und 21 sichtbar.

An den beiden Enden der Schalen 20 und 21 sind durchbrochene Platten 30,31 bzw. 32, 33 angeordnet. Seitlich sind sie je mit einer Rippe 34,35,36,37 versehen. Dazwischen sind längliche Öffnungen, 38,39,40,41 angeordnet, in welche je eine formschlüssige, federnde Klinke 42 bzw. 43 eingreift und damit die beiden Schalen 20 und 21 und somit die ganze Rohrverbindung sichern.

Auch an dieser Stelle ist der Ausbildung der als Wurzel 44 bzw. 45 bezeichnete Übergang der Klinke 42 bzw. 43 zur Schale

20 bzw. 21 besondere Beachtung geschenkt worden. Der Übergang an der Wurzel 44 bzw. 45 muss mit einem grossen Radius 46 bzw. 47 ausgebildet werden. Ein vorzugsweises Mass für diesen Radius ist 0,0125 X Nenndurchmesser 27 (Fig. 1). Als s Minimum gilt 0,01 X Nenndurchmesser 27 (Fig. 1).

Es hat sich als günstig herausgestellt, die Wurzel 44 und 45 der Klinke 42 bzw. 43 vertieft anzuordnen.

In der Fig. 3 entspricht der obere Teil, im Schnitt dargestellt, dem Schnittbild von Fig. 1, mit einer Ausführungsvariante der io Innenkontur. Der untere Teil zeigt die Platte 30, die Rippen 34 und die Klinke 42 in Ansicht. Auch hier ist die Wurzel 44 der Klinke 42 in einer Vertiefung mit ausgeprägten Radien 50 angeordnet.

Zur Optimierung der Dauerstandzeit und der Wechselbie-15 ge-Festigkeit ist im Grunde der U-förmigen Nut eine Verfeinerung der Profilgebung dargestellt worden. Die U-förmige Nut besitzt auf beiden Seiten einen hyperbelförmigen, schleifenden Übergang von der Umfangsfläche 24 zur Flanke 22. Dieses Ideal-Profil kann auch behelfsmässig durch je 2 Radien 51 und 20 52 im Grund erzeugt werden.

Die an die Flanken 22 sich anschliessenden Radien 52 entsprechen dabei den in Fig. 1 gezeigten Radien 26 mit einer vorzugsweisen Abmessung von 0,02 X Nenndurchmesser 27.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsvariante der Rohr-25 kupplung weisen die beiden Schalen 20 und 21 an deren inneren Umfang eine in Umfangsrichtung verlaufende Rippe 60 auf. Breite und Innendurchmesser der Rippe 60 weisen dabei solche Abmessungen auf, dass sich die beiden Schalen 20,21 auf dem Aussendurchmesser 17 der Bundbuchsen 5 und 6 zentrieren. 30 Der Zentrierring 10 der Dichtungsanordnung 9 hat bei dieser Ausführungsvariante einen Aussendurchmesser 15, der dem Aussendurchmesser 17 der Bundbuchsen 5,6 entspricht, wodurch die Rippe 60 gleichzeitig auch die Zentrierung für die Dichtungsanordnung 9 bildet.

Je nach Formgebung des Profils der Zentrierrippe 60 kann auch nur die Dichtungsanordnung 9 geführt werden. Die Rippe 60 gibt zugleich eine höhere statische Festigkeit der Schalen 20 und 21.

Eine unterschiedliche Ausführungsform der Zentrierrippen 40 ist aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich. Hierbei sind in der U-förmigen Innenkontur der Schalen 20 bzw. 21 axial verlaufende Rippen 70,70a, 70b, 70c, 70d angeordnet. Diese Rippen 70 geben der Dichtungsanordnung 9 als auch den Bundbuchsen 5,6 eine eindeutige Zentrierung und sie wirken gleichzeitig als Verstär-45 kungsrippen für die Schalen. Aus Gründen der Entformung sind die Flanken 71 und 72 der Rippen 70b und 70d parallel ausgebildet.

Es ist auch'möglich, die in Fig. 4 gezeigte Rippe 60 als unterbrochene Umfangsrippe auszubilden, so dass eine weitere 50 Ausführungsvariante durch die Kombination der Ausführung gemäss Fig. 4 und der gemäss den Fig. 5 und 6 entsteht.

Durch die erfindungsgemässe Zentrierung der Dichtungsanordnung an der Innenkontur der Schalen können spezielle Nuten für die Dichtungen an den Bundbuchsen entfallen und eine 55 je nach Verwendungszweck günstigere Dichtungsart gewählt werden.

Die zu den Fig. 1 und 3 beschriebenen Feinheiten in der Formgebung sind das Ergebnis von langwierigen Zeitstands-Versuchen. Durch sorgfältige Ausbildung der Radien soll die 60 Erfindung eine kunststoffgerechte Formgebung vermitteln. Durch richtige Verteilung der Wandstärken soll sie ferner eine wirtschaftliche, der Spritzgusstechnik angepasste Herstellmethode ermöglichen. Durch die schlanke Bauweise soll sie auch unter Baustellen-Bedingungen raumsparende und schnell zu be-65 dienende Elemente ermöglichen.

Die wichtigsten Elemente wie Bundbuchsen und Schalen sind paarweise identisch und können unter sich ausgetauscht werden. Sie ergeben einheitliche Spritzgussteile.

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Die vorstehende Rohrkupplung eignet sich auch ganz besonders gut zum Umwickeln mit Fasern, z.B. mit Glas, Kohlenstoff, gereckten Thermoplasten, vorfabrizierten armierten Klebe-Bändern, etc., um die Festigkeit der Verbindung zu erhöhen, wobei zum Öffnen der Kupplung die Fasern wieder aufgeschnitten werden.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE CH-Patent 429 331 hergestellt worden. Sie bestehen aus zwei

1. Rohrkupplung für Kunststoffrohre, aufweisend zwei Bundbuchsen mit zylindrischen Flanken und zwei Halbringen Bundbuchsen mit einem Flankenwinkel von annähernd 90°, ei- mit halbtorusförmigem Mittelteil und halbrohrförmigem Bund, ne Dichtungsanordnung mit Zentrierung und zwei identische, welche mittels Keilringen zusammengehalten werden. Bei sonst halbkreisförmige und im Profil U-förmige Schalen mit je einer s guter Bewährung bereitet die richtige Dimensionierung gewisse federnden Klinke, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrie- Schwierigkeiten. Bei groben Toleranzen werden über die Keil-rung der Dichtungsanordnung (9) durch deren Aussendurch- ringe beachtliche Kräfte übertragen. Ohne Schnappnut können messer (15) und durch die Innenkonturen (24,60,70) der Scha- stark abweichende Reibungskoeffizienten die Sicherheit der len (20,21) gebildet wird. Verkeilung beeinflussen.
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- io Eine weitere Ausführungsart von Rohrverbindungen zeigt net, dass die beiden Schalen (20,21) an deren inneren Umfang CH-Patent 538 626. Hier weist die Stirnfläche der Flansche (24) mindestens je eine Rippe (60,70) aufweisen, wobei diese ringförmige Rillen auf, die einen zwischen ihnen liegenden zusammen mit dem Aussendurchmesser (17) der Bundbuchsen Dichtungsring teilweise umgeben und unmittelbar benachbart (5,6) eine Zentrierung der Schalen (20,21) bilden. der Innenwand des jeweiligen Rohres angeordnet sind, wobei
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- 15 zwischen den Rohrenden ein enger Spalt liegt, und wobei die zeichnet, dass die Rippe (60) in Umfangsrichtung angeordnet Rückseiten der Flansche von einem Klemmring umgeben sind, ist. Die Rohrverbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
4. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- Rückseiten der Flansche und die entsprechenden Berührungszeichnet, dass die Rippen (60,70) in Umfangsrichtung unter- flächen des Klemmringes mit der Rohrlängsachse einen annä-brochen oder in axialer Richtung angeordnet sind. 2c hernd rechten Winkel bilden und dass der Klemmring federnd
5. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ist und durch Verschlussvorrichtungen, die durch Aussparungen dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden der halbkreis- im selben Klemmring gebildet sind, zusammengehalten ist. Die-förmigen Schalen (20,21) je eine Platte (30,31, 32,33) mit se Bauart bedingt eine Begrenzung in der Auswahl der Form einer länglichen Öffnung (38,39,40,41) angeordnet ist und der Dichtungsringe.

dass an einem Ende der Schalen (20,21) eine, durch die Öff- 25 Auch ist eine genaue Abstimmung der Dichtungsring-Di-

nungen (30,40 bzw. 39,41) beider Schalen greifende, federnde mension erforderlich. Während für das eigentliche Verspannen

Klinke (43,44) angeordnet ist. der Klemmringe über den Flanschen ein Kunststoff mit mög-
6. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, liehst hohem E-Modul erwünscht wäre—zumal diese Rohrver-dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur des U-Profils an bindung für Stahlrohre vorgesehen ist — müsste für das Ausklin-den Übergängen zwischen den Flanken (22) und den seitlichen 30 icen aus der Sicherungsnut gleichzeitig eher ein Kunststoff mit Umfangsflächen (23) bzw. der dazwischenliegenden Umfangs- niedrigem E-Modul vorgesehen werden.

fläche (24) jeweils einen Radius (25,26,52) von mindestens Ausgehend vom letztgenannten Stand der Technik ist es

0,02 X Nenndurchmesser (27) des Rohres aufweist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rohrkupplung der
7. Rohrkupplung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine wirtschaftliche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang der Klinke (43,44) 35 kunststoffgerechte und raumsparende Ausbildung mit einer zum Ende der Schalen (20,21) einen Radius (46,47,50) von formschlüssigen Sicherung und radialer Demontierbarkeit er-mindestens 0,01 X Nenndurchmesser (27) des Rohres aufweist. möglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist der Einbau
8. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, einer sich selbst zentrierenden Dichtung, deren Funktion von dadurch gekennzeichnet, dass die Bundbuchsen (5,6) und Scha- den Toleranzen unabhängig ist.

len (20,21) im Spritzgussverfahren hergestellt sind. 40 Zur Lösung der Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil
9. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, des Patentanspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale für dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (9) ei- die Erfindung vorgesehen.

nen äusseren Zentrierring (10) mit T-Profil sowie einen inneren Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich nach den wei-

Dichtungsring (11) mit nach innen gerichteten Lippendichtun- teren Ansprüchen.

gen (12) mit U-Profil aufweist und dass ein radialer Steg (14) « jn der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfin-

des Zentrierringes (10) in eine äussere Umfangsnute (13) des dungsgegenstandes dargestellt und werden im folgenden näher

Dichtungsringes (11) eingreift. beschrieben. Es zeigen:
10. Rohrkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich- Fig. 1 einen Längsschnitt in axialer Richtung einer ersten net, dass der Zentrierring (10) aus Metall, Duroplasten oder Ausführungsform der kompletten Rohrkupplung, Thermoplasten besteht, dessen Steg (14) mit Durchbrüchen 50 Fig. 2 einen Querschnitt der beiden U-förmigen Schalen im (16) versehen ist, und dass der Dichtungsring (11) aus einem, eingeklinkten Zustand von Fig. 1,

den Steg (14) umgossenen bzw. umspritzten und die Durchbrü- Fig. 3 eine Ausführungsform einer U-förmigen Schale, teil-

che (16) ausfüllenden Elastomer besteht. weise im Schnitt, teilweise in Ansicht,
11. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, Fig. 4 einen Längsschnitt einer Ausführungsvariante von dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von den Flanken 55 Fig. 1,

(22) zu der dazwischenliegenden inneren Umfangsfläche (24) Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der U-förmigen Scha-

hyperbelförmig ausgebildet ist und vorzugsweise aus einem len, teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht, und grösseren Radius (51) und einem kleineren Radius (52) besteht. Fig. 6 einen Querschnitt der in Fig. 5 gezeigten Ausführung

(Siehe Figur 3). durch eine Schale.

60 Gemäss Fig. 1 sind die beiden Rohrenden 1 und 2 der Kunststoffrohre bis zum Anschlag 3 bzw. 4 in den beiden Bundbuchsen 5 bzw. 6 eingeschweisst oder eingeklebt. Für Polyvi-