DE2746996C3 - Rohrkupplung zum lösbaren Verbinden zweier Rohrenden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung zum lösbaren Verbinden zweier Rohrenden gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmalen.

Es ist aus der FR-PS 71 19 30S eine Vorrichtung anderer Bauart bekannt geworden, bei der der kugelsegmentförmige Ringansatz mit einem Haltering zusammenwirkt, der seinerseits von einer auf den anderen Kupplungsteil aufschraubbaren Kappe gehalten wird. Das den Ringansatz aufweisende Rohrende durchsetzt die Kappe und ist außerhalb derselben mit einem weiteren Leitungsstück verschraubt, das einen größeren Außendurchmesser aufweist. Zwischen einer durch diese Durchmesservergrößerung gebildeten Formschulter und der Kappe stützt sich eine Feder ab.

Durch die Wirkung derselben wird der kugelsegmentförmige Ringansatz ständig gegen den Haltering gedruckt

Die Feder liegt verhältnismäßig eng am Rohrende an. Hierdurch wird das Schwenken behindert Wenn die mit der Rohrverbindung verbundenen Rohrleitungsenden eine feste Lage haben und nicht oder nur schwer beweglich sind, muß das Lösen der Rohrverbindung über die ganze Länge des ineinandergeschraubten Kappenbereiches entgegen der Federwirkung erfolgen.

Bei einer aus der DE-PS 41 727 bekannten Kupplung, die eine Sicherheitsaufhängung für Gas-Hängelampen darstellt, ist zwar der einen kugelsegmentförmigen Ringansatz übergreifende Hülsenteil schalenförmig ausgebildet. Es ist aber eine sich innerhalb der Rohrkupplung zwischen den Kupplungsteilen abstützende Feder vorgesehen, die das Montieren der Kupplung nur mit einem sehr großen Aufwand zuläßt. Für ein häufiges Trennen und Lösen einer Rohrverbindung isi die bekannte Rohrkupplung nicht geeignet.

Letzteres gilt auch für die aus der FR-PS 12 19 982 bekanntgewordene Rohrkupplung, denn auch diese hat eine sich innerhalb der Kupplung zwischen den Kupplungsteilen abstützende Feder. Da in radialer Richtung kein ausreichend großer Bewegungsraum zur Verfugung steht, begrenzt die Feder aufgrund ihrer Anordnung den Schwenkbereich.

Bei einer weiteren, aus der US-PS 30 47 315 bekanntgewordenen Rohrkupplung ist das eine Rohrende hinter dem kugelsegmentförmigen Ringansatz von einer Feder umgeben. Diese stützt sich mit ihrem dem Ringansatz gegenüberliegenden Ende an einer mit dem anderen Rohrende verbundenen äußeren Hülse ab. Die Feder erweitert sich zu ihrem dem Ringansatz abgewandten Ende hin geringfügig, ohne daß hierdurch die Wirksamkeit der Kraftübertragung beim Andrücken der kugelsegmentförmigen Lagerflächen verbessert wird.

Das Montieren der Rohrkupplung beim Lösen oder Herstellen der Rohrverbindung ist aufgrund der Konstruktion sehr umständlich und zeitaufwendig.

Die aus der FR-PS 23 19 070 schließlich bekanntgewordene Rohrverbindung der eingangs genannten Art hat an der den kugelsegmentförmigen Ringansatz übergreifenden Hülse und an dem als Steckteil ausgebildeten anderen Kupplungsteil jeweils einen äußeren Ringbund. Die Kupplungsteile werden mit Hilfe von durch einen Spannhebelverschluß verbindbaren Teilschalen zusammengehalten, wobei letztere die Ringbunde übergreifende Flansche haben. Bei dieser Rohrkupplung handelt es sich also um eine sehr leicht betätigbare Kupplung, die für ein häufiges Lösen und Herstellen der Rohrverbindung gut geeignet ist.

Diese Rohrkupplung hat jedoch, in axialer Richtung gesehen, nur kleine sich formschlüssig hinterschneidende Flächen. Es ist deshalb denkbar, daß bei starker Belastung durch den Innendruck, das heißt bei hohen Betriebsdrücken, die kugelsegmentförmigen Lagerflächen durch die in axialer Richtung wirksamen Kräfte so stark beansprucht werden können, daß sie sich aufgrund zu großer spezifischer I lüchenpressung verformen.

Es kann somit nicht nur ein Verklemmen, sondern sogar ein Festfressen der zueinander schwenkbaren Teile möglich werden. Wenn sich diese in einer nicht /"!•inander koaxialen Stellung befinden, das heißt, wenn ο ic gegebene .Schwenkmöglichkeit ausgenutzt wird, ist eine über den Umfang gleichmäßig verteilte Kraftübertragung im Bereich der kugelscgmentförmigen Flächen

nicht möglich. Vielmehr werden meist auf einem Teil des Umfangs Druckkanten entstehen, so daß auch außerhalb des kugelsegmentförmigen Flächenbereichs mit der Entstehung von Druckkanten gerechnet werden muß, die ebenfalls zu große Flächenpressungen und damit Verformungen ergeben.

Hiervon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Beibehaltung der leichten Montierbarkeit der Rohrkupplung in jeder möglichen Schwenkstellung zwischen dem einen Kupplungsteil und dem ihm zugeordneten Rohrende ein zur Übertragung der axialen Kraftkomponenten ausreichend großer Flächenbereich zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale in vollem Umfang gelöst

Aufgrund der vorgeschlagenen Ausbildung lassen sich ohne Schwierigkeiten wesentlich größere Lagerflächen erhalten, die für die Übertragung axial gerichteter Beanspruchungen zur Verfügung stehen. Auch haben die Lagerflächen gegenüber der axialen Richtung einen wesentlich größeren Anstellwinkel, was für die Beanspruchung der Flächen bei der Kraftübertragung günstig ist. Aus der Differenz zwischen dem Maximaldurchmesser der kugelsegmentförmigen Lagerfläche am Rohrstück und dem Maximalsdurchmesser der entsprechenden Lagerfläche am Kupplungsteil ergibt sich die Größe des jeweils zur Verfügung stehenden Schwenkbereiches. Die vom Rohrende durchsetzte Hülse muß natürlich eine entsprechend groß bemessene zentrale Öffnung haben.

Bei geschlossener Rohrkupplung bewirkt bereits der Betriebsdruck ein Aneinanderrücken der beiden kugelsegmentförmigen Lagerflächen. Da aber auch während des Betriebes mit einem Nachlassen des Druckes oder sogar einem vollständigen Druckabbau gerechnet werden muß, insbesondere z. B. beim Abschalten der Rohrleitung, wird in diesen Fällen die zum dichten Andrücken der kugelsegmentförmigen Lagerflächen erforderliche Kraft von der Feder aufgebracht.

Es ist ferner vorteilhaft, daß das Herstellen und Lösen der durch die beiden Kupplungsteile gebildeten Steckverbindung möglich ist, ohne die beiden Rohrenden selbst in axialer Richtung gegeneinander zu verschieben. Es wirkt sich hierbei ferner günstig aus, daß nur ein Teil desjen.gen Weges, den die Kupplungsteile beim Lösen der Rohrkupplung in axialer Richtung auseinandergeschoben werden müssen, gegen die Wirkung der Federkraft zurückgelegt werden muß.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn sich der Durchmesser der Schraubenfeder vom äußeren Anschlag am Rohrende aus in Richtung auf die Hülse kontinuierlich vergrößert. Hierdurch wird berücksichtigt, daß die vom Rohrende durchsetzte öffnung in der Hülse einen größeren Durchmesser hat als das Rohrende selbst, während das im Durchmesser kleinere Ende der Schraubenfeder bündig am Rohrende anliegen kann.

Die kugelsegmentförmige Lagerfläche an dem der Hülse zugeordneten Rohrende kann durch einen auf dieses aufgesetzten Lagerring gebildet sein. Die Befestigung desselben kann z. B. durch Schweißung erfolgen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Innenwandung des Außenringes und dem Ringansatz des dem Steckteil zugeordneten Rohrendes eine Ringdichtung vorgesehen.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß der Außenring und die mit der Hülse zusammenwirkende Führungsfläche des Steckteils in ungefähr dem gleichen radialen Bereich des Steckteils angeordnet sind. Dieser Kupplungsteil erhält dadurch eine besonders geringe axiale Baulänge.

Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Rohrkupplung;

F i g. 2 eine Ansicht auf diese in axialer Richtung.

Mit der Rohrkupplung werden zwei Rohrenden 10 und 11 verbunden. Auf das Rohrende 10 ist ein Lagerring 12 aufgeschweißt, dessen zum Rohrende 10 gerichtete Seite als kugelsegmentförmige Lagerfläche 13 ausgebildet ist. In diese ist eine Ringdichtung 14 eingelassen, und zwar auf einem möglichst großen Durchmesser.

Ein den Muffenteil der Steckverbindung bildender Kupplungsteil ist dem Rohrende 10 zugeordnet und hat die Form einer sich in Richtung auf das andere Rohrende 11 schalenförmig öffnenden Hülse 15. Letztere hat an ihrer Innenseite eine entsprechend geformte kugelsegmentförmige Lagerfläche 16, deren maximaler Durchmesser größer ist als der maximale Durchmesser der Lagerfläche 13. Die Längsachse der Rohrkupplung ist mit 17 bezeichnet.

Das Rohrende 10 ist mit einem äußeren ringförmigen Anschlag 18 versehen, an dem das eine Ende einer Schraubenfeder 19 anliegt. Das andere Ende derselben greift in eine Ringnut 20 an der Außenseite der Hülse 15 ein. Die Hülse 15 hat in ihrem mittleren Bereich eine kreisförmige Öffnung 21, die größer ist als der Außendurchmesser des Rohrendes 10 und die so groß bemessen ist, daß das Rohrende 10 gegenüber der Hülse 15 innerhalb des gewünschten Schwenkbereiches verschwenkt werden kann. In Richtung auf den ringförmigen Anschlag 18 nimmt der Durchmesser der Schraubenfeder 19 kontinuierlich ab, so daß die letzte Windung derselben bündig auf dem Rohrende 10 aufliegt.

Der andere Kupplungsteil 22 ist als Steckteii ausgebildet und hat eine zylindrische Führungsfläche 23, in die eine Ringdichtung 24 eingelegt ist und die im übrigen genau in die als Muffenteil dienende Hülse 15 paßt. In etwa demselben radialen Bereich hat das Rohrende 11 einen Ringansatz 26, der von einem Außenring 25 des Kupplungsteils 22 umgeben wird.

In den Ringansatz 26 ist eine Ringdichtung 27 eingelassen. Der Kupplungsteil 22 hat einen nach innen ragenden Ringflansch 28, der den Ringansatz 26 am Rohrende 11 hintergreift, wenn die Rohrkupplung geschlossen ist.

Die als Muffenteil ausgebildete Hülse 15 und der als Steckteil dienende Kupplungsteil 22 haben außen jeweils einen Ringbund 29 bzw. 30. A Is Vorrichtung zum Zusammenhalten dieser Teile dienen gelenkig miteinander verbundene Teilschalen 31, die mittels eines Spannhebelverschlusses 32 in Umfangsrichtung verschließbar sind. Die Teilschalen 3Ί haben an beiden Seitei. radial nach innen gerichtete Flansche 31a, die die Ringbunde 29 bzw. 30 hintergreifen.

Wenn die Teilschalen 31 abgenommen sind, kann der Kupplungsteil 22 vom Ringansatz 26 des Rohrendes Il abgezogen und in axialer Richtung auf das Rohrende 11 aufgeschoben werden, bis die Führungsfläche 23 die als

Muffenteil dienende Hülse 15 vollständig verlassen hat. Die Rohrenden 10 und 11 sind dann für ein Verschieben gegeneinander in radialer Richtung frei, ohne daß zuvor eine Verschiebung in axialer Richtung erforderlich ist. Das Montie-cn der an die Rohrenden 10 und 11 angeschlossenen und hier nicht dargestellten Rohrleitungsstücke ist dadurch wesentlich vereinfacht.

Bei jedem Betriebszustand, das heißt auch bei niedrigem oder abgeschaltetem Betriebsdruck, drückt die Schraubenfeder 19 die Hülse 15 auf den Lagerring 12, so daß die Lagerflächen 13 und 16 ständig dichtend

aneinanderanliegen.

Die Rohrkupplung kann auch größeren Druckwerte bis zu 40 atü und mehr standhalten, ohne daß hierdurc die Funktionssicherheit beeinträchtigt wird. Da di ständig aufeinanderliegenden Teile der Lagerflächen 1 und 16 verhältnismäßig groß sind, ist auch die durch de anstehenden Betriebsdruck noch zusätzlich erhöht Reibung zwischen diesen so groß, daß hierdurch auc das Bestreben der gegeneinander verschwenktei Rohrenden 10 und 11 herabgesetzt wird, sich in di koaxiale Lage zurückzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rohrkupplung zum lösbaren Verbinden zweier Rohrenden, mit zwei Kupplungsteilen, von denen der eine als einen kugelsegmentförmigen Ringansatz an dem einen Rohrende übergreifende Hülse und der andere als Steckteil ausgebildet ist und die an ihrem Umfang jeweils mit einem Ringbund versehen sind, mit einer Ringdichtung zwischen den Lagerflächen und mit einer zum Zusammenhalten der beiden Kupplungsteile dienenden Vorrichtung, die mit Flanschen versehene Teilschalen und einen Spannhebelverschluß aufweist, wobei die Flansche die Ringbunde an der Hülse und am Steckteil übergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hülse (15) in an sich bekannter Weise in axialer Richtung schalenförmig öffnet und eine kugelsegmentförmige Lagerfläche (16) aufweist, daß das der Hülse (15) zugeordnete Rohrende (10) in an sich bekannter Weise von einer Schraubenfeder (19) umgeben ist, die sich an einem äußeren Anschlag (18) des Rohrendes (10) und an der Außenseite der Hülse (15) abstützt, und daß der als Steckteil ausgebildete Kupplungsteil (22) einen auf einen Ringansatz (26) des ihm zugeordneten Röhrendes (11) passenden Außenring (25) aufweist und den Ringansatz (26) mit einem vom Außenring (25) nach innen ragenden Ringflansch (28) übergreift.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchmesser der Schraubenfeder (19) vom äußeren Anschlag (18) am Rohrende (10) aus in Richtung auf die Hülse (15) kontinuierlich vergrößert.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelsegmentförmige Lagerfläche (13) an der der Hülse (15) zugeordneten Rohrende (10) durch einen auf dieses aufgesetzten Lagerring (12) gebildet ist.

4. Rohrkupplung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenwandung des Außenringes (25) und dem Ringansatz (26) des dem Steckteil (22) zugeordneten Rohrendes (11) eine Ringdichtung (27) vorgesehen ist.

5. Rohrkupplung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (25) und die mit der Hülse (15) zusammenwirkende Führungsfläche (23) des Steckteils (22) in ungefähr dem gleichen radialen Bereich des Steckteils (22) angeordnet sind.