DE9103511U1 - Device for connecting pipes - Google Patents
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Description
8. März. 199tMarch 8. 199t
Joh. Vaillant GmbH u. Co.
GM 941Joh. Vaillant GmbH u. Co.
GM941
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von mit
Flanschen versehenen Rohren, bei der das eine Rohr einen Zentrierbund und das andere eine mit diesem Zentrierbund korrespondierende
Ausnehmung aufweist und wobei zwischen dem Bund und der Ausnehmung ein Dichtelement, vorzugsweise ein Dichtring, vorgesehen ist.The invention relates to a device for connecting
Pipes provided with flanges, in which one pipe has a centering collar and the other has a recess corresponding to this centering collar and wherein a sealing element, preferably a sealing ring, is provided between the collar and the recess.
Derartige Rohrverbindungsvorrichtungen sind beispielsweise als
Rohrverschraubungen aus der DIN 2993 bekannt und werden für kleine Nennweiten häufig angewendet. Man unterscheidet hier hauptsächlich
zwei Ausführungen, nämlich die Rohrverschraubung mit flacher Bunddichtung und die Rohrverschraubung mit Kegeldichtung. Beide Rohrverschraubungen
bestehen überwiegend aus einer Überwurfmutter und
einem sogenannten Gewindenippel.Such pipe connection devices are, for example,
Pipe fittings are known from DIN 2993 and are often used for small nominal diameters. There are mainly two types, namely the pipe fitting with a flat collar seal and the pipe fitting with a conical seal. Both pipe fittings mainly consist of a union nut and
a so-called threaded nipple.
Solche Rohrverschraubungen sind zwar leicht lösbare Verbindungen und daher bei Wartungsarbeiten vorteilhaft, sie weisen jedoch in bezug auf die Dichtfunktion und vor allem in der Eignung für mechanisierte Montageabläufe einige Nachteile auf.Although such pipe fittings are easily removable connections and therefore advantageous for maintenance work, they have some disadvantages with regard to the sealing function and, above all, their suitability for mechanized assembly processes.
Eine weitere bekannte Verbindungsvorrichtung für Kleinflansche weist zwei gelenkig miteinander verbundene Spannbacken, eine Spannvorrichtung mit einem Betätigungshebel und einen Federbügel auf, wobei Betätigungshebel und Federbügel je an einer der beiden Spannbacken befestigt sind. Dieses bekannte Verbindungselement besitzt den Nachteil, daß, nachdem mit einer Hand die beiden Spannbacken um die zu verbindenden Kleinflansche gelegt und gegeneinander gedrückt wurden, zuerst mit der einen Hand der Federbügel in eine Nut des Betätigungshebels eingerastet werden muß, bevor letzterer betätigt und damit die Verbindung geschlossen werden kann. Insbesondere bei engen PlatzVerhältnissen, wenn es zum Beispiel nicht möglich ist, mit der zweiten Hand um die Verbindungsstelle herumzugreifen, ist die Handhabung des bekannten Verbindungselementes umständlich, und manchmal ist sogar die Hilfe einer weiteren Person erforderlich.Another known connecting device for small flanges has two clamping jaws connected to one another in an articulated manner, a clamping device with an operating lever and a spring clip, whereby the operating lever and spring clip are each attached to one of the two clamping jaws. This known connecting element has the disadvantage that after the two clamping jaws have been placed around the small flanges to be connected and pressed against one another with one hand, the spring clip must first be snapped into a groove in the operating lever with one hand before the latter can be operated and the connection can be closed. In particular in tight spaces, when it is not possible, for example, to reach around the connection point with the other hand, handling the known connecting element is cumbersome and sometimes even the help of another person is required.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verbinden von mit zwei Flanschen versehenen Rohren zu schaffen, die sowohl sicher in der Dichtfunktion als auch einfach in ihrer Handhabung ist, mit der von Hand sowie durch mechanisierte Montageabläufe eine schnellere und sichere Flanschverbindung herstellbar ist.It is therefore an object of the present invention to provide a device for connecting pipes provided with two flanges, which is both reliable in its sealing function and easy to handle, with which a faster and safer flange connection can be produced by hand as well as by mechanized assembly processes.
Erfindungsgemäß gelingt dies bei einer Vorrichtung der einleitend genannten Gattung durch einen federnden, einseitig offenen Haltering, dessen Innenabmessung annähernd eine Ellipse darstellt, wobei die große Hauptachse, die durch die Öffnungsstelle geht, annähernd dem Außendurchmesser der Flansche und die kleine Hauptachse annähernd dem Rohraußendurchmesser entspricht, wobei an der Öffnungsstelle radial abstehende Fortsätze, zum Beispiel Lappen, vorgesehen sind, durch deren Betätigung zueinander der Haltering unter elastischer Verformung über die Flansche geschoben wird und durch Loslassen der Betätigungslappen in Fixierstellung gebracht wird, in der der Haltering zumindest im Bereich der kleinen Hauptachse die Flanschschultern übergreift und axial fixiert, und daß in an sich bekannter Weise als Dichtelement ein in einer Ringnut des Zentrierbundes des Nippels angeordneter O-Ring vorgesehen ist.According to the invention, this is achieved in a device of the type mentioned in the introduction by means of a resilient retaining ring which is open on one side and whose inner dimensions are approximately an ellipse, whereby the large main axis which passes through the opening corresponds approximately to the outer diameter of the flanges and the small main axis corresponds approximately to the outer diameter of the pipe, whereby radially projecting extensions, for example tabs, are provided at the opening, by actuating these relative to one another the retaining ring is pushed over the flanges under elastic deformation and by releasing the actuating tabs it is brought into the fixing position in which the retaining ring engages over the flange shoulders at least in the area of the small main axis and fixes it axially, and that in a manner known per se an O-ring arranged in an annular groove of the centering collar of the nipple is provided as a sealing element.
Durch diesen erfindungsgemäßen Haltering ist sowohl eine sichere und schnelle Verbindung der Rohre mit der Hand als auch durch mechanisierte Montage möglich. Durch die Anordnung eines O-Ringes in der Ringnut des Zentrierbundes wird nach Art einer Steckverbindung eine sichere Abdichtung erzielt.This retaining ring according to the invention enables a safe and quick connection of the pipes by hand as well as by mechanized assembly. By arranging an O-ring in the ring groove of the centering collar, a secure seal is achieved in the manner of a plug-in connection.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise aus glasfiberverstärktem Thermoplast bestehende Haltering an der Innenseite im Bereich der kleinen Hauptachse eine mittig angeordnete Nut aufweist, deren Breite den Stärken "s" der beiden zu verbindenden Flansche entspricht und deren Tiefe von der kleinen Hauptachse zur großen Hauptachse vonA preferred embodiment of the invention is characterized in that the retaining ring, which is preferably made of glass fiber reinforced thermoplastic, has a centrally arranged groove on the inside in the area of the small main axis, the width of which corresponds to the thickness "s" of the two flanges to be connected and the depth of which from the small main axis to the large main axis is
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der maximalen Tiefe Mh", welche der Höhe der Flanschschulter entspricht, kontinuierlich auf Null abnimmt.the maximum depth M h", which corresponds to the height of the flange shoulder, continuously decreases to zero.
Durch diesen erfindungsgemäßen Haltering aus mit Glasfasern verstärktem Thermoplast können die Flansche in sicherer Verbindung gehalten werden. Eine schnelle, mechanisierte Montage ist durch diese Ausbildung ebenfalls gewährleistet.This inventive retaining ring made of glass fiber reinforced thermoplastic allows the flanges to be held securely in place. This design also ensures fast, mechanized assembly.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gegeben, daß der Haltering vorzugsweise aus Federstahl besteht und daß in einem Bereich + 60°, von der kleinen Hauptachse gemessen, der Haltering am Umfang schlitzförmig verlaufende, mittig angeordnete Durchbrechungen aufweist, deren Breite den Stärken der beiden zu verbindenden Flansche entspricht.A further advantageous embodiment is provided in that the retaining ring preferably consists of spring steel and that in a range of + 60°, measured from the small main axis, the retaining ring has slot-shaped, centrally arranged openings on the circumference, the width of which corresponds to the thicknesses of the two flanges to be connected.
Bei diesem besonders einfach gestalteten Haltering aus Federstahl sind anstelle der Nut Durchbrechungen vorgesehen, in welchen die Flanschschultern formschlüssig fixiert werden. Sowohl der aus Federstahl als auch der aus glasfaserverstärktem Thermoplast bestehende Haltering können einerseits durch Zusammendrücken beziehungsweise andererseits durch Auseinanderspreizen der an der Öffnungsstelle vorgesehenen Betätigungslappen montiert werden.This particularly simple retaining ring made of spring steel has openings instead of grooves in which the flange shoulders are positively fixed. Both the retaining ring made of spring steel and the one made of glass fiber reinforced thermoplastic can be installed by pressing the actuating tabs provided at the opening point together or by spreading them apart.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung, bei der der Haltering durch Zusammendrücken der Betätigungslappen montierbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnungsstelle des Halteringes die Ringenden wechselseitig auf die halbe Ringbreite abgesetzt sind und sich auf einem Umfangsbereich von annähernd 25° über-An advantageous embodiment in which the retaining ring can be mounted by pressing the actuating tabs together is characterized in that in the area of the opening of the retaining ring the ring ends are alternately offset to half the ring width and overlap over a circumferential area of approximately 25°.
decken, wobei die an den Ringenden radial angeformten Betätigungslappen die volle Ringbreite aufweisen. Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich besonders vorteilhaft für eine Montage von Hand.cover, whereby the actuating tabs formed radially on the ring ends have the full width of the ring. This embodiment of the invention is particularly suitable for assembly by hand.
Eine Ausbildung, bei der der Haltering durch Auseinanderdrücken der beiden Betätigungslappen montierbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Ringenden im Bereich der Öffnungsstelle des Halteringes ein Spalt vorgesehen ist, dessen Bogenwinkel annähernd 40° beträgt, wobei die radialen Betätigungslappen einen Winkel von annähernd 90° zueinander bilden. Diese Halteringausbildung ist vorzugsweise für mechanisierte Montage gedacht .A design in which the retaining ring can be mounted by pushing the two actuating tabs apart is characterized in that a gap is provided between the two ring ends in the area of the opening of the retaining ring, the arc angle of which is approximately 40°, with the radial actuating tabs forming an angle of approximately 90° to one another. This retaining ring design is preferably intended for mechanized assembly.
Nachfolgend soll anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments shown in the drawing.
Es zeigen:Show it:
die Figur 1 einen Schnitt nach der Linie A-B der Figur 2, in welcher Grund- und Aufriß einer ersten Ausführungsform eines Rohrverbindungssystemes dargestellt sind,Figure 1 is a section along the line A-B of Figure 2, in which a plan view and elevation of a first embodiment of a pipe connection system are shown,
die Figuren 3 und 4 zeigen weitere beispielsweise Ausführungsformen von Rohrverbindungssystemen.Figures 3 and 4 show further exemplary embodiments of pipe connection systems.
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In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verbinden von mit Flanschen versehenen Rohren dargestellt. Ein Rohr 1 ist mit einem Anschlußstück, einem sogenannten Nippel 2 versehen, welcher einen Zentrierbund 3 und einen Kleinflansch 4 aufweist. Im Zentrierbund 3 ist eine Ringnut 5 für einen Dichtring, insbesondere einen O-Ring 6, vorgesehen. Ein zweites Rohrstück 7 weist eine mit diesem Zentrierbund 3 korrespondierende Ausnehmung 8 auf und bildet so mit dem Rohr 1 und dem Nippel 2 eine Art Steckverbindung. Das Rohrstück 7 besitzt ebenfalls einen Kleinflansch 9. Durch eine in einem Haltering 10 ausgebildete Nut 11 werden die Flanschschultern 12 der Flansche 4 und 9 übergriffen und so die Verbindung gegen eine axiale Verschiebung gesichert.Figure 1 shows a longitudinal section through an embodiment of a device for connecting pipes provided with flanges. A pipe 1 is provided with a connecting piece, a so-called nipple 2, which has a centering collar 3 and a small flange 4. An annular groove 5 for a sealing ring, in particular an O-ring 6, is provided in the centering collar 3. A second pipe section 7 has a recess 8 corresponding to this centering collar 3 and thus forms a type of plug connection with the pipe 1 and the nipple 2. The pipe section 7 also has a small flange 9. The flange shoulders 12 of the flanges 4 and 9 are overlapped by a groove 11 formed in a retaining ring 10, thus securing the connection against axial displacement.
Figur 2 zeigt die Flanschverbindung in Auf- und Grundriß. Im Aufriß ist die elliptische Ausführung des Halteringes 10 deutlich zu erkennen. Die Innenabmessungen des Halteringes 10 stellen im wesentlichen eine Ellipse dar (auch Korbbögen wären denkbar), wobei die große Hauptachse 13, die durch die Öffnungsstelle 15 des Ringes geht, ungefähr dem Außendurchmesser D der Flansche 4, 9 entspricht. Die kleine Hauptachse 14 dieser Ellipse hat ungefähr die Länge des Rohraußendurchmessers d. In den Haltering 10 ist an der Innenseite im Bereich der kleinen Hauptachse 14 die Nut 11 eingearbeitet, deren Tiefe von der kleinen Hauptachse 14 zur großen Hauptachse 13 von der maximalen Tiefe, welche der Höhe der Flanschschulter h (siehe Figur 1) entspricht, kontinuierlich auf Null abnimmt. Die Breite der Nut 11 ergibt sich aus der Stärke s der beiden zu verbindenden Flansche 4 und 9. In der vorliegendenFigure 2 shows the flange connection in plan and elevation. In the elevation, the elliptical design of the retaining ring 10 can be clearly seen. The internal dimensions of the retaining ring 10 essentially represent an ellipse (basket arches would also be conceivable), with the large main axis 13, which goes through the opening 15 of the ring, corresponding approximately to the external diameter D of the flanges 4, 9. The small main axis 14 of this ellipse has approximately the length of the pipe external diameter d. The groove 11 is incorporated into the retaining ring 10 on the inside in the area of the small main axis 14, the depth of which decreases continuously from the small main axis 14 to the large main axis 13 from the maximum depth, which corresponds to the height of the flange shoulder h (see Figure 1), to zero. The width of the groove 11 results from the thickness s of the two flanges 4 and 9 to be connected. In the present
Ausführung ist eine rechteckige Nut 11 dargestellt. Aus Gründen
der einfacheren Montage könnte diese Nut auch leicht trapezförmig gestaltet sein.A rectangular groove 11 is shown in the design. For reasons
For easier assembly, this groove could also be designed slightly trapezoidal.
Bei den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Halteringausführungen
sind im Bereich der Öffnungsstelle 15 die Ringenden wechselseitig auf die halbe Ringbreite abgesetzt und mit radial angeformten Betätigungslappen
16 ausgestattet. In einem Winkelbereich von ungefähr 25° überdecken sich diese Ringenden, das heißt, von einem Betätigungslappen
16 zum anderen wird ein Winkel von circa 385° umfaßt. Diese Betätigungslappen 16 sind zur besseren Handhabung vorzugsweise
auf die volle Ringbreite vergrößert. Zur Montage werden die Betätigungslappen 16 zusammengedrückt und der hierdurch erweiterte
Haltering 10 über die Flansche 4, 9 geschoben. Nach Loslassen der Lappen 16 werden die Flanschschultern 12 im Bereich der
kleinen Hauptachse 14 vom Haltering 10 übergriffen und axial fixiert.
In the retaining ring designs shown in Figures 1 to 3
In the area of the opening 15, the ring ends are alternately offset to half the ring width and are equipped with radially formed actuating tabs 16. These ring ends overlap in an angle range of approximately 25°, i.e. an angle of approximately 385° is covered from one actuating tab 16 to the other. These actuating tabs 16 are preferably enlarged to the full ring width for better handling. For assembly, the actuating tabs 16 are pressed together and the retaining ring 10, which is enlarged as a result, is pushed over the flanges 4, 9. After releasing the tabs 16, the flange shoulders 12 in the area of the
small main axis 14 is overlapped by the retaining ring 10 and axially fixed.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte massive Ausführung ist vorzugsweise für eine Herstellung des Halteringes 10 aus glasfaserverstärktem Thermoplast gedacht. Ein solcher Haltering 10 eignet sich besonders gut für eine Montage von Hand.The solid design shown in Figures 1 and 2 is preferably intended for manufacturing the retaining ring 10 from glass fiber reinforced thermoplastic. Such a retaining ring 10 is particularly suitable for manual assembly.
Bei der in Figur 3 in Auf- und Seitenriß gezeigten Ausführungsform besteht der Haltering 10 vorzugsweise aus bandförmigem Federstahl. Anstelle der Nut sind hier in einem Bereich +60° von der kleinen Hauptachse 14 mittig angeordnete, schlitzförmige Durchbrechungen 17, zum Beispiel durch Stanzen, auf beiden Ringhälften vorgesehen.In the embodiment shown in Figure 3 in plan and side elevation, the retaining ring 10 preferably consists of strip-shaped spring steel. Instead of the groove, slot-shaped openings 17 are provided centrally in an area +60° from the small main axis 14, for example by punching, on both ring halves.
Im Bereich dieser kleinen Hauptachse 14 durchdringen die Flansche 4, 9 die Durchbrechungen 17 (siehe Seitenriß) und werden formschlüssig fixiert. Bei dieser Konstruktion wäre es auch denkbar, den Haltering mehrteilig, zum Beispiel aus Federstahldraht mit Gelenken sowie Versteifungen, auszuführen.In the area of this small main axis 14, the flanges 4, 9 penetrate the openings 17 (see side view) and are fixed in a form-fitting manner. With this design, it would also be conceivable to make the retaining ring in several parts, for example from spring steel wire with joints and stiffeners.
In Figur 4 ist eine weitere, mögliche Konstruktion eines Halteringes 10 dargestellt. Zwischen den beiden Ringenden im Bereich der Öffnungsstelle 15 des Halteringes 10 ist ein Spalt vorgesehen, dessen Bogenwinkel ungefähr 40° beträgt, das heißt, von einem Betätigungslappen 16 zum anderen wird ein Winkel von ungefähr 320° umfaßt. Die radialen Betätigungslappen bilden einen Winkel von circa 90° zueinander. Die Länge der Betätigungslappen 16 ist vorzugsweise größer als die fünffache Lappenstärke zu wählen. Für die Montage des Halteringes 10 sind die Betätigungslappen 16 auseinander zu drücken. Diese Halteringausbildung ist vorzugsweise für mechanisierte Montage gedacht.Figure 4 shows another possible design of a retaining ring 10. Between the two ring ends in the area of the opening 15 of the retaining ring 10, a gap is provided, the arc angle of which is approximately 40°, i.e. an angle of approximately 320° is covered from one actuating tab 16 to the other. The radial actuating tabs form an angle of approximately 90° to one another. The length of the actuating tabs 16 should preferably be greater than five times the tab thickness. To assemble the retaining ring 10, the actuating tabs 16 must be pressed apart. This retaining ring design is preferably intended for mechanized assembly.
Der in Figur 4 dargestellte Haltering 10 ist wie der in Figur 3 aus Federstahl gefertigt. Es könnte jedoch jedes Material verwendet werden, das die erforderlichen mechanischen Eigenschaften aufweist. The retaining ring 10 shown in Figure 4 is made of spring steel, like the one in Figure 3. However, any material that has the required mechanical properties could be used.
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