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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von
zwei oder mehreren, eine Mantelfläche aufweisende Schläuchen
und/oder Rohren, insbesondere von Vakuumschläuchen.
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Vakuumschläuche
oder Spiralschläuche werden beispielsweise zum Fördern
von Feststoffen, wie Sande, Flüssigkeiten oder Gemischen
davon, wie z. B. Schlämme eingesetzt. Dazu weisen die Vakuumschläuche
Durchmesser zwischen 60 und 200 mm auf, wobei der benötigte
Förderstrom beispielsweise mittels einer Vakuumpumpe erzeugt
wird, die üblicherweise auf einem Fahrzeug montiert ist.
Aufgrund des relativ großen Durchmessers und der sonstigen
Beschaffenheit dieser Schläuche ist es nicht möglich,
sie auf eine Haspel aufzurollen. Sie werden daher in mehrere Segmente
unterteilt, die in der Regel ca. 5 m lang sind. Je nachdem, wie
weit der Einsatzort vom Fahrzeug entfernt ist, müssen mehrere
Schläuche miteinander verbunden werden, um die entsprechende
Distanz zu überwinden.
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Rohre
oder Schläuche werden üblicherweise mithilfe von
an ihren zu verbindenden Enden angeordneten Flanschen miteinander
verbunden, wozu Befestigungselemente aller Art eingesetzt werden können.
Werden Verschraubungen eingesetzt, wird für den Verbindungs-
und Trennvorgang eine Menge Zeit benötigt, was insbesondere
im oben beschriebenen Einsatzbereich nicht akzeptabel ist. Eine
deutliche Zeitersparnis ergibt sich durch den Einsatz von Schellen
anstelle von Schrauben. Diese werden um die Flansche gelegt und
mit einer Spannvorrichtung festgezogen.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der
DE 20 2007 006 853 bekannt, welche
Dichtungen aufweisen, die durch axial zur Längsachse des
Schlauches wirkende Kräfte aktiviert werden. indem die
Schlauchenden durch die Kräfte, welche mit den Schrauben oder
Schellen erzeugt werden, aneinander gezogen werden, werden die Dichtkörper
gestaucht und entfalten ihre dichtende Wirkung.
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Sowohl
die Schellen als auch die Flansche weisen konische Kontaktflächen
auf, die sehr empfindlich sind. Werden diese beschädigt,
was in oftmals sehr rauen Umgebungen wie Kiesgruben oder Steinbrüchen
allein schon dadurch passieren kann, dass die Schlauchenden mit
den Kontaktflächen auf den steinigen Boden fallen, werden
die Schlauchenden nicht mehr so stark aneinander gepresst, so dass die
Dichtkörper keine ausreichende dichtende Wirkung entfalten
können.
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Sind
ferner die Passflächen der Flansche, also die Flächen,
an denen die Schläuche gegeneinander gezogen werden, beschädigt,
werden die Dichtungen aufgrund des Unterdrucks zum Schlauchinneren
gezogen, wodurch die Dichtwirkung ebenfalls herabgesetzt wird. Ferner
muss immer eine ausreichende Anzahl von Schellen vorgehalten werden. Gehen
sie verloren, können die Schlauchenden nicht mehr miteinander
verbunden und die notwendige Distanz nicht überwunden werden.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Verbinden von zwei oder mehreren Rohren oder Schläuchen
zu schaffen, mit der die Rohre und Schläuche schnell und
einfach verbunden und getrennt werden und die im insbesondere im eingangs
beschriebenen Einsatzbereich zuverlässig und flexibel einsetzbar
Ist.
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Gelöst
wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art,
welche eine Kupplungseinheit, auf welche die Schläuche
oder Rohre aufsteckbar sind, und eine Spannvorrichtung zum Verspannen
der Schläuche und/oder Rohre mit der Kupplungseinheit umfasst.
Die Spannvorrichtung weist erste Mittel zum Erzeugen einer Verschlusskraft
und zweite Mittel zum Übertragen der Verschlusskraft auf
die Mantelfläche der Schläuche oder Rohre auf.
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Dadurch,
dass die Rohre oder Schläuche auf die Kupplungseinheit
aufgesteckt werden, entsteht an der Kontaktfläche eine
ausreichend große Dichtfläche, so dass die erfindungsgemäße
Vorrichtung ohne zusätzliche Dichtelemente wie O-Ringe
auskommt, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird.
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Die
Dichtwirkung der Kontaktfläche wird durch die Verschlusskraft
bewirkt, die in Umfangsrichtung der Schläuche wirkt, und
wird durch die zweiten Mittel so auf die Mantelfläche der
Schläuche übertragen, dass eine radial zur Längsachse
der Kupplungseinheit wirkende Kraft entsteht. Diese Kraft wird durch
den im Schlauch während des Betriebs wirkenden Unterdruck,
durch den der Schlauch zusammengezogen wird, verstärkt.
Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird
erfindungsgemäß die die Dichtwirkung nicht durch
axial, sondern durch radial zur Längsachse der Kupplungseinheit
wirkende Kräfte erzeugt. Beschädigungen der Kontaktfläche
führen in der Regel nicht zu Undichtigkeiten.
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Die
Kupplungseinheit ist vorzugsweise ein hohlzylindrischer Körper,
insbesondere ein Rohr, vorzugsweise aus Metall.
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Vorteilhafterweise
sind die zweiten Mittel als Seil, Band, Streifen oder Kette ausgestaltet.
Die zweiten Mittel können entsprechend einfach an die vorliegenden
Randbedingungen angepasst werden, beispielsweise an die zum Erzeugen
der benötigten Dichtwirkung aufzubringende Verschlusskraft.
Ferner kann das Material entsprechend gewählt werden. Die zweiten
Mittel können ganz oder teilweise aus Stahl oder aus textilen
Materialien hergestellt sein.
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Vorzugsweise
sind die ersten Mittel als Hebelanordnung ausgestaltet. Mithilfe
der Hebelanordnung kann auf einfache Weise die benötigte
Verschlusskraft erzeugt werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Hebelanordnung
einen Bügel und eine Lasche, wobei der Bügel um
eine Drehachse drehbar mit der Lasche verbunden ist. Durch die Wahl
der Bügellänge ist es möglich, die zum
Erzeugen des zur Verschlusskraft führenden Drehmoments
benötigte Kraft gering zu halten. Ferner kann der Bügel
ergonomisch so ausgestaltet sein, dass der Bediener ihn gut ergreifen
kann und sich beim Verschließen oder beim Lösen
der Vorrichtung seine Hände nicht verklemmt. Die zweiten
Mittel können form-, stoff- oder reibschlüssig
in den oder an dem Bügel eingreifen, so dass die Verschlusskräfte übertragen
werden können.
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In
einer weiterhin vorteilhaften Ausführung ist die Lasche
in ihrer Position verstellbar. Hierbei ist insbesondere die Verstellbarkeit
der Position der Lasche in Umfangsrichtung der Spannvorrichtung
zu nennen. Wird die Position der Lasche bezüglich der Kupplungseinheit
verändert, ändert sich auch die Position der Drehachse
des Bügels. Mit dieser Verstellbarkeit kann die Verschlusskraft
eingestellt werden. Je stärker die zweiten Mittel gespannt
werden, desto stärker ist auch die auf die Mantelfläche
der Schläuche wirkende Anteil der Verschlusskraft. Sollte
sich im Betrieb herausstellen, dass die Schläuche nicht dichtend miteinander
verbunden sind, kann durch Ändern der Position der Lasche
die Verschlusskraft und damit die resultierende radial zur Längsachse der
Kupplungseinheit wirkende Kraft und die Dichtwirkung an den Kontaktflächen
zwischen Schlauch und Kupplungseinheit erhöht werden, wodurch
die Schläuche dichtend miteinander verbunden werden.
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Ferner
kann auf Längenveränderungen der zweiten Mittel
reagiert werden. Werden beispielsweise neue Seile eingesetzt, so
ist es nicht ungewöhnlich, dass diese sich anfänglich
längen. Die von ihnen übertragene Verschlusskraft
lässt dann entsprechend nach, was zu Undichtigkeiten führen
kann. Diese Längenveränderung kann durch eine
entsprechende Veränderung der Position der Lasche korrigiert
werden.
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Eine
bevorzugte Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung, in der
die Lasche ein Rastelement aufweist, umfasst eine Rastplatte mit
einer Anzahl an Vorsprüngen, wobei die Vorsprünge
form- und/oder reibschlüssig in das Rastelement eingreifen.
Zum Verstellen der Position der Lasche wird das Rastelement ergriffen
und in die Vorsprünge der Rastplatte eingebracht, welche
sich an der gewünschten Position der Lasche befinden. Die
Vorsprünge greifen so in das Rastelement ein, dass die Verschlusskraft übertragen
werden kann.
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Um
zu verhindern, dass sich das Rastelement im gelösten Zustand
der Vorrichtung unkontrolliert von den Vorsprüngen löst,
kann das Rastelement so gestaltet werden, dass ein gewisser Reibschluss beim
Eingreifen in die Vorsprünge erzeugt und die Position des
Rastelements festgelegt wird. Dies kann auch dadurch erreicht werden,
dass das Rastelement mit einem entsprechenden Teil in Bereiche der Vorsprünge
formschlüssig einrastet und nur durch Betätigen
eines Stellelements wieder von den Vorsprüngen gelöst
werden kann.
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Vorteilhafterweise
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Anschlag
zum Festlegen einer Endstellung der Rohre und/oder Schläuche
auf der Kupplungseinheit auf. Liegen die Rohre oder Schläuche
an diesem Anschlag an, ist gewährleistet, dass sie vollständig
von den zweiten Mitteln umschlossen sind und mit der Kupplungseinheit
verspannt werden können. Ferner ist dann sichergestellt,
dass die Kontaktfläche zwischen der Kupplungseinheit und
den Schläuchen ausreichend groß ist, dass sich
die notwendige Dichtwirkung entfalten kann.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Spannvorrichtung
mit der Kupplungseinheit lösbar verbunden. Somit sind alle
Komponenten der Vorrichtung fest miteinander verbunden, so dass diese
nicht verloren gehen können. Zum einen ist keine besondere
Lagerhaltung einzelner Komponenten notwendig, zum anderen wird sichergestellt,
dass die Vorrichtung immer einsatzbereit ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorteilhaft
dadurch weitergebildet, dass die Spannvorrichtung über
den Anschlag mit der Kupplungseinrichtung verbunden ist. in dieser
Weiterbildung übernimmt der Anschlag neben der oben beschriebenen Funktion
der Festlegung der Endstellung der Schläuche auf der Kupplungseinheit
weiterhin noch die Funktion, dass er durch seine Erstreckung in
radialer Richtung zur Längsachse der Kupplungseinrichtung einen
radialen Abstand zwischen Kupplungseinrichtung und Spannvorrichtung
festlegt. Mit diesem Abstand wird ebenfalls der maximale Außendurchmesser
der mit der Vorrichtung verbindbaren Rohre oder Schläuche
festgelegt. Sollen Schläuche oder Rohre mit einem größeren
als dem maximal möglichen Außendurchmesser mit
der Vorrichtung verbunden werden, kann der Anschlag durch einen
anderen ausgetauscht werden, der eine größere
radiale Erstreckung aufweist. Ferner kann der Anschlag auch höhenverstellbar
ausgeführt werden, beispielsweise mittels einer Spindel.
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Vorzugsweise
weist die Kupplungseinheit Aufnahmeabschnitte zum Aufnehmen von
axial zur Längsachse wirkenden Kräften auf. Derartige
Kräfte können im Betrieb der Schläuche
entstehen, beispielsweise, wenn eine Höhendifferenz überwunden werden
muss, so dass die Vorrichtung das Eigengewicht der Schläuche
aufnehmen muss. Dies kann zu einem Verrutschen der Schläuche
auf der Kupplungseinheit und folglich zu einer Undichtigkeit in
der Vorrichtung führen. Schlimmstenfalls kann der Schlauch
komplett von der Kupplungseinheit abrutschen. Durch Aufnahmeabschnitte,
etwa durch geeignete Ösen, kann die Vorrichtung an einem
Gerüst oder an einer Wand befestigt werden, so dass die
axialen Kräfte entsprechend aufgenommen und abgeleitet
werden. Ferner kann die Kupplungseinheit auch am Aufnahmeabschnitt
von einer Bedienungsperson gut ergriffen werden. Mithilfe des Anschlages
wird verhindert, dass die Aufnahmeabschnitte durch die Schläuche
verdeckt und unzugänglich werden.
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In
einer vorteilhaften Weiterentwicklung weist die die Kupplungseinheit
Fasen zum vereinfachten Aufstecken der Schläuche auf. Die
Fasen verhindern zudem, dass die Schläuche an scharfen Kanten
beschädigt werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
anhand von Figuren exemplarisch erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 eine
Seitenansicht des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels
ohne angeschlossene Schläuche, und
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3 eine
Draufsicht des in den vorherigen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels
mit angeschlossenen Schläuchen.
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Das
in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 zum Verbinden
von zwei oder mehreren Schläuchen und/oder Rohren umfasst
eine Kupplungseinheit 4 sowie eine erste Spannvorrichtung 18 und
eine zweite Spannvorrichtung 19. Auf die Kupplungseinheit 4 sind
ein erster Schlauch 1 und ein zweiter Schlauch 2 aufgezogen.
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Die
Kupplungseinheit 4 ist als ein im Wesentlichen hohlzylindrischer
Körper, vorzugsweise aus Metall, und kann beispielsweise
aus einem Rohrabschnitt gebildet werden. Die Kupplungseinheit besitzt eine
Längsachse LK und weist einen Aufnahmeabschnitt 17 zum
Aufnehmen von in Richtung der Längsachse wirkenden Kräfte
auf.
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Die
Spannvorrichtungen 18, 19 umfassen erste Mittel 22 zum
Erzeugen einer Verschlusskraft, die im dargestellten Beispiel als
Hebelanordnung 23 mit einem Bügel 3 und
einer Lasche 24 ausgeführt sind. Die Lasche 24 weist
ein Rastelement 6 auf, welches in Vorsprünge 26,
die auf einer Rastplatte 7 angeordnet sind, einbringbar
ist.
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Die
Rastplatte 7 ist über Nieten 8 mit einer Aufnahmeplatte 16 verbunden.
Die Aufnahmeplatte 16 ist ebenfalls über Nieten 13 an einem
Verbindungsstück 12 befestigt, das über
Schrauben 11 mit der Kupplungseinheit 4 lösbar
verbunden ist.
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Zwischen
dem Verbindungsstück 12 und der Kupplungseinheit 4 ist
ein Anschlag 5 angeordnet, der zum einen eine Endstellung
der Schläuche 1, 2 auf dem Kupplungseinheit 4 festlegt
und zum anderen einen Abstand A zwischen der Mantelfläche
MK der Kupplungseinheit 4 und der Spannvorrichtung 18, 19 definiert
(vgl. 2). In diesen Zwischenraum zwischen der Spannvorrichtung 18, 19 und
der Kupplungseinheit 4 werden die Schläuche 1, 2 eingebracht,
so dass der Abstand A im Wesentlichen festlegt, wie groß der
maximale Außendurchmesser der Rohre oder Schläuche
sein darf, damit sie mit der Vorrichtung 21 verbindbar
sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Anschlag 5 durch
Lösen der Schrauben 11 schnell gegen einen anderen
Anschlag 5 mit größerer radialer Erstreckung
ausgetauscht werden, sofern der Abstand A verändert werden
soll.
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Weiterhin
umfasst die Vorrichtung 21 zweite Mittel 9 zum Übertragen
der Verschlusskraft auf die Mantelfläche MS der Schläuche
oder Rohre, die im dargestellten Beispiel als ein Stahlseil ausgeführt sind,
das ganz oder teilweise ummantelt sein kann. Andere Ausführungen
wie ein Metallstreifen oder eine Kette sind ebenfalls denkbar. Die
Stahlseile 9 sind über ein Befestigungselement 27 mit
der Aufnahmeplatte 16 verbunden. Dazu werden die Stahlseile 9 zwischen
die Aufnahmeplatte 16 und eine Befestigungsplatte 10 gelegt
und mit einer Schraube 14 und einer Mutter 15 reibschlüssig
verbunden.
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In 2 ist
das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 in einer
Seitenansicht ohne die Schläuche dargestellt. Man erkennt
insbesondere den durch den Anschlag 5 festgelegten Abstand
A zwischen der Kupplungseinheit 4 und der Spannvorrichtung 18, 19.
Ferner sind Fasen 20 zu erkennen, die das Aufziehen der
Schläuche auf die Kupplungseinheit 4 erleichtern und
Beschädigungen der Schläuche beim Aufziehen vermeiden.
Die Fasen 20 können auch auf der Innenseite der
Kupplungseinheit 4 vorgesehen sein, so dass Druckverluste
durch Verwirbelungen des zu fördernden Mediums vermieden
werden.
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In 3 ist
das in den 1 und 2 dargestellte
Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht mit aufgezogenen
Schläuchen 1, 2 dargestellt.
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Zum
Verbinden der Schläuche 1, 2 werden die
Bügel 3 in eine in den 1 bis 3 nicht
dargestellte geöffnete Position gebracht. In dieser geöffneten
Position stehen die Bügel 3 in etwa radial zur Längsachse
LK der Kupplungseinheit 4 nach außen. Der Bügel 3 ist über
die Lasche 24 und das Rastelement 6 mit einem
beliebigen Vorsprung 26 verbunden. Dann werden der erste
und der zweite Schlauch 1, 2 so weit auf die Kupplungseinheit 4 aufgeschoben,
bis sie entweder am Anschlag 5 anliegen oder, wie dargestellt,
vollständig von den Stahlseilen 9 umschlossen
werden können. Die Stahlseile 9 werden nun mit
den Bügeln 3 verbunden. Dazu weisen die Bügel 3 eine
Ausnehmung 28 auf, die einen Abstand B zur Drehachse 25 aufweisen
(vgl. 1) und in welche die schlaufenförmig
angeordneten Stahlseile 9 eingebracht werden können.
Im dargestellten Beispiel weisen die Bügel 3 nur
jeweils eine Ausnehmung 28 auf, jedoch können
auch mehrere Ausnehmungen 28 vorgesehen sein. Anschließend
wird der Bügel 3 um die Drehachse 25 gedreht
und in die in den 1 bis 3 dargestellte
geschlossene Position gebracht. Dabei wird eine Verschlusskraft
auf die Stahlseile 9 aufgebracht und die Stahlseile 9 um
den Abstand B gespannt. Die Stahlseile 9 legen sich auf die
Mantelfläche MS der Schläuche und üben
auf diese eine radial zur Längsachse LK der Kupplungseinheit 4 gerichtete
Kraft aus, wodurch die Schläuche 1, 2 auf
die Kupplungseinheit 4 gepresst werden. Sofern diese Kraft
groß genug ist, werden die Schläuche 1, 2 gegenüber
der Kupplungseinheit 4 an der Kontaktfläche abgedichtet.
Sollte sich herausstellen, dass die Dichtwirkung nicht erreicht
wird, kann die Kraft dadurch erhöht werden, dass der Bügel 3 wieder
geöffnet und die Position der Hebelanordnung 23 so
geändert wird, dass die Stahlseile 9 in einem
stärker vorgespannten Zustand in die Ausnehmung 28 eingebracht
werden. Hierzu wird die Lasche 24 mit dem Rastelement 6 von
den Vorsprüngen 26 entfernt und in andere Vorsprünge 26 eingebracht,
die eine stärkere Vorspannung der Stahlseilen 9 bewirken.
So könnte in 1 der erste Schlauch 1 nicht
dichtend mit der Kupplungseinheit 4 verbunden sein, während der
zweite Schlauch 2 dichtend mit der Kupplungseinheit 4 verbunden
ist.
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Sollte
sich herausstellen, dass sich die Bügel 3 nicht
in die geschlossene Position bringen lassen, weil die Stahlseile 9 zu
weit vorgespannt sind, wird das Rastelement 6 in andere
Vorsprünge 26 eingebracht, so dass die Stahlseile 9 weniger
stark vorgespannt werden. Durch diese Verstellbarkeit der Position
der Hebelanordnung 23 können Schläuche
mit verschiedenen Außendurchmessern verbunden werden. Ferner
kann auf Längenveränderungen der Stahlseile 9 infolge
der Belastungen im Betrieb der Vorrichtung 21 reagiert
werden. Ferner kann die Vorspannung der Stahlseile 9 auch
dadurch geändert werden, dass die Stelle, an denen sie
mittels des Befestigungselements 27 mit der Aufnahmeplatte 16 verbunden
sind, geändert wird.
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- 1
- erster
Schlauch
- 2
- zweiter
Schlauch
- 3
- Bügel
- 4
- Kupplungseinheit
- 5
- Anschlag
- 6
- Rastelement
- 7
- Rastplatte
- 8
- Niete
- 9
- zweite
Mittel
- 10
- Befestigungsplatte
- 11
- Schraube
- 12
- Verbindungsstück
- 13
- Niete
- 14
- Schraube
- 15
- Mutter
- 16
- Aufnahmeplatte
- 17
- Aufnahmeabschnitt
- 18
- erste
Verspannvorrichtung
- 19
- zweite
Verspannvorrichtung
- 20
- Fase
- 21
- Vorrichtung
zum Verbinden von zwei oder mehreren Schläuchen
- 22
- erste
Mittel
- 23
- Hebelanordnung
- 24
- Lasche
- 25
- Drehachse
- 26
- Vorsprung
- 27
- Befestigungselement
- 28
- Ausnehmung
- A
- Abstand
- B
- Abstand
- MS
- Mantelfläche
Schlauch
- LK
- Längsachse
Kupplungseinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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