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Kupplung für Rohre und Schläuche mit gegeneinander drehbaren, abgedichteten
Teilen Gegenstand vorliegender Erfindung bildet einte Kupplung für Rohre und Schläuche
mit gegeneinander drehbaren, abgedichteten Teilen.
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Bekannte derartige Kupplungen weisen gewisse Mängel auf, insbesondere
den, daß sie sich . unter hohem Druck nur mit verhältnismäßig großem Kraftaufwand
drehen lassen, wodurch sie ihren Zwedk nur noch teilweise erfüllen. Besonders zum
Verbinden von Metallschläuchen mit Maschinen und Apparateteilen, welche im Betrieb
gewisse Drehungen ausführen, besteht bisher noch keine einwandfrei wirkende Kupplung.
Der Metallschlauch ist sehr empfindlich gegen Torsionsbeanspruchungen. Bei gewickelten
Metallschläuc Len besteht die Gefahr, @daß sie sich in ihrem Gefüge lockern und
undicht werden. Aber auch Ganzmetallschläuche, sog. Faltenrohre, sind ebenfalls
sehr empfindlich gegen Torsionsbeanspruchung, d. h. sie lassen sich nicht verdrehen,
und wenn dies gewaltsam erzwungen wird, ,so führt es zu vorzeitiger Ermüdung des
Materials und damit zu baldigem Bruch. Schläuche, welche für hohen Druck bestimmt
sind, werden zudem meistens mit einer Drahtumflechtung versehen, wobei das übliche
Diagonalgeflecht ebenfalls ein Verdrehen des Schlauches um seine Achse verhindert.
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Die bisher bekannten Kupplungen m(it gegeneinander @drefhbaren Teilen
sind zum Teil als abgedichtete Kugelgelenke konstruiert und zum Teil mit Stopfbüchsen
versehen, wobei die Stopfbüchsen mit elastischen Federkörpern mit und ohne zusätzlic'her
Druckfeder und Kugellager kombiniert sein
können. Bei niedrigem
Druck arbeiten diese Kupplungen befriedigend; sobald aber höhere Drücke, z. B. 4o
atü und mehr, in Frage kommen, sind dieselben nur noch mit großem Kraftaufwand drehbar,
weil die Dichtungsmasse derart fest auf die drehbaren Teile .gepreßt wird, daß diese
bei einer Rohrverdrehung blockiert oder wenigstens stark gehemmt werden. Der Metallschlauch
ist dann nicht mehr entlastet, sondern muß einen großen Teil der Torsionskräfte
aufnehmen. Bei den Kupplungen mit eingebauten Federkörpern ist die Pressung der
Dichtung vom Betriebsdruck abhängig, d. h. je höher der Druck, desto mehr preßt
der Federkörper auf die Dichtung. Da dies aber auch er Fall ist, wenn kein Federkörper
verwendet wird, so ist die Verwendung eines solchen Konstruktionselementes im vorliegenden
Falle teilweise illusorisch und macht die Kupplung nur unnötig teuer und voluminös.
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Von den bekannten Kupplungen unterscheidet sich diejenige gemäß vorliegender
Erfindung dadurch, daß zwischen den gegeneinander drehbaren Teilen ein im Querschnitt
sich verjüngender, aus der axialen in die radiale Richtung nach innen gekrümmter
Hohlraum für eine Dichtungsmasse vorhanden ist, wobei an den breibesten Teil des
Hohlraumes der mit dem Innenraum verbundene Spalt zwischen den drehbaren Teilen
und an den schmalsten Teil des ilohlraunies der mit dem Außenraum verbundene Spalt
angeschlossen ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Kupplung auf der
oberen Hälfte der Figur im Längsschnitt und auf der unteren Hälfte in Ansicht dargestellt.
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Zwischen den beiden durch eine Büchse i und eine Muffe 3 gebildeten,
gegeneinander drehbaren Teilen ist ein im Querschnitt sich verjüngender Hohlraum
gebildet, welcher aus der axialen in die radiale Richtung nach einwärts gekrümmt
ist und eine Dichtungsmasse 7 enthält. Der auf die Teile i und 3 wirkende axiale
Betriebsdruck ist bestrebt, den Teil 3 auf dem Teil i hervorzuziehen, während der
auf die Dichtungsmasse 7 wirkende Innendruck ihn zurückzuschieben bestrebt ist,
so daß auch bei sehr hohen Betriebsdrücken ein Druckausgleich vorhanden ist. An
den breitesten Teil des Hohlraumes ist der mit dem Innenraum verbundene Spalt zwischen
den drehbaren Teilen und an den schmalsten Teildes Hohlraumes der mit dem Außenraum
verbundene Spalt angeschlossen. Die Dichtungsmassel bestellt zweckmäßig aus einer
graphitierten Asbestschnur, an Stelle der jedoch auch andere Dichtungsmaterialien,
z. B. Leder, synthetischer Gummi od. dgl., verwendet werden kann. Die Dichtungsmasse
7 wird durch den Gewindering 2 vorgepreßt, jedoch nur so stark, daß die Dichtung
bei geringem Druck an der schmalsten Stelle genügend dichtet und sich leicht drehen
läßt, d. h. der Gewindering 2 wird wohl fest angezogen, aber das Volumen der Dichtungsmasse
ist so bemessen, daß diese Masse bei angezogenem Ring 2 nur verhältnismäßig leicht
zusammengedrückt wird. Zwischen dem Gewindering 2 und einem Einschraubteil 8 ist
ein Dichtungsring ,4 vorhanden.
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Die beiden- Kupplungsteile i, 3 sind in an sich bekannter Weise durch
ein Kugellager miteinander verbunden, dessen Kugeln 6 durch ein Einfülloch in der
Muffe 3 eingesetzt werden. In dieses Einfüllloch wird nach dem Einfüllen der Kugeln
6 ein Stift 5 eingesetzt, der das Herausfallen der Kugeln 6 verhindert und durch
dessen Bohrung das Kugellager geschmiert werden kann. Es ist kein eigentliches Spurenlager
für dieses Kugellager erforderlich, da eine solche Kupplung meistens nur langsame
Drehungen und meistens nur Drehungen von wenigen Graden ausführen muß. Es genügt
daher, wenn lose Kugeln 6 eingefüllt werden, wodurch eine bedeutende Verbilligung
erzielt wird. An Stelle des Kugellagers könnte auch ein metallischer Gleitring aus
selbstschmierender Komposition verwendet werden. Eine weitere Verbilligung der Kupplung
ergibt sich daraus, daß der Einschraubtei18 aus einem handelsüblichen Fittingteil
besteht, welcher in großen Massen hergestellt wird und daher verhältnismäßig billig
ist.
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Bei steigendem Druck in der Leitung wird durch den Spalt zwischen
den drehbaren Teilen die Dichtungsmasse 7 stärker zusammengepreßt. Der Druck wirkt
hierbei auf die breitere Stirnseite des sich verjüngenden Hohlraumes auf die Dichtungsmasse
7, wobei die Abdichtung an der schmalsten Stelle, also auf einer wesentlich kleineren
Fläche erfolgt. Während der Innendruck den Teil 3 auf dem Teil i zurückzuschieben
bestrebt ist, wird er durch den Axialdruck hervorgezogen, so daß ein Gegendruck
entsteht, welcher das Kugellager 6 entlastet. Wie Versuche gezeigt haben, lassen
sich die Teile einer solchen Kupplung selbst bei einem Betriebsdruck von 25o atü
noch leicht drehen, während alle bisher bekannten drehbaren Kupplungen schon bei
einem Druck von ioo atü derart stark blockiert sind, daß sie sieh von Hand überhaupt
nicht mehr drehen lassen.
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Derartige Kupplungen können ohne weiteres zur Verbindung von auf Tocsion
beanspruchten starren Rohrstücken verwendet werden und damit zurHerstellung von
sog. Rohrgelenken.