DE3339169C2

DE3339169C2 - Steckkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre

Info

Publication number: DE3339169C2
Application number: DE3339169A
Authority: DE
Inventors: Heinz 6451 Ronneburg Sauer
Original assignee: Rasmussen GmbH
Current assignee: Norma Germany GmbH
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1986-05-15
Also published as: ATA301384A; CH664612A5; GB8424311D0; BE900730A; IT1179802B; US4616858A; SE8405299L; SE455436B; GB2149037A; AT389366B; DE3339169A1; NL8403211A; SE8405299D0; IT8468077A1; FR2554206B1; IT8468077A0; CA1246631A; GB2149037B; IT8453974V0; FR2554206A1

Abstract

Eine Steckkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre (3) hat eine Gummimuffe (1) zur Aufnahme der Rohrenden und eine die Muffe umgebende Spannschelle (2) mit einem Schellenband (11). Die Muffe (1) hat innenseitig eine mittlere Rippe (4) zur Anlage an den Stirnflächen der Rohre, beiderseits der mittleren Rippe jeweils eine Ringnut (5), deren an die mittlere Rippe angrenzende Flanke (9) einen von der mittleren Rippe zum Einführungsende der Muffe zunehmenden Durchmesser aufweist, und an jedem Einführungsende eine umlaufende Rippe (6), deren axial äußere Flanke (7) einen vom Einführungsende zur mittleren Rippe abnehmenden Durchmesser hat. Das Schellenband (11) übergreift die Stirnseiten der Muffe mit Flanschen (18). Zur Erhöhung der Dichtwirkung bei abgewinkelten oder im Durchmesser unterschiedlichen Rohren sowie zur Axialsicherung und Zentrierung der Muffe hat das Schellenband (11) in seiner axialen Mitte eine in Umfangsrichtung der Spannschelle (2) umlaufende, radial nach innen vorstehende Sicke (17), die in eine Ringnut (10) auf der Außenseite der Muffe (1) eingreift.

Description

eine zusätzliche Axialsicherung sorgen. Die Lasche sorgt nicht nur für eine Abdichtung bzw. Oberbrückung des Spaltes zwischen den Schellenbandenden bzw. Spannbacken, sondern aufgrund der Flansche einerseits und der ineinandergreifenden Sicken andererseits für eine Führung der Spannbandenden relativ zueinander in Umfangsrichtung.

Ferner kann die Spannschraube in die durch die Sicke der Lasche gebildete Nut eingreifen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Längsmittelachse der Spannschraube und damit die Spannkraft der Spannschraube in einem geringen Abstand von der Tangentialebene des Scheüenbar.des auf die Spannbacken einwirken kann. Bei einer vorbestimmten Spannkraft sind die Spannbakken daher einer geringeren Verbiegung ausgesetzt Darüber hinaus wird eine Verbiegung der Spannschraube aufgrund einer Anlage am Schelienband verringert. Infolgedessen kann eine höhere Spannkraft ausgeübt werden. Gleichzeitig wird der bis zur Anlage der Spannschraube am Schelienband verfügbare freie Stellbereich bzw. Spannbereich und damit der Bereich unterschiedlicher Rohrdurchmesser, für die die Steckkupplung geeignet ist, vergrößert. ^L

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Teil eines Axialschnitts durch die Steckkupplung im ungespannten Zustand mit eingeführten Rohrenden,

Fig.2 den Schnitt nach Fig. 1 im gespannten Zastand der Spannschelle,

F i g. 3 den Schnitt nach F i g. 2 bei Abwinklung eines der Rohre,

F i g. 4 einen Teil eines Axialschnitts durch die Steckkupplung im gespannten Zustand mit eingeführten Rohrenden, deren Außendurchmesser verschieden ist,

Fig.5 eine Seitenansicht der vollständigen Steckkupplung ohne Muffe und ohne Rohre in kleinerem Maßstab und

Fig.6 den Schnitt A-A nach Fig.5 in größerem Maßstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Steckkupplung besteht aus einer Muffe 1 aus Gummi, wie EPDM, und einer die Muffe 1 umgebenden Spannschelle 2. Die Steckkupplung dient zum Verbinden der Enden zweier Rohre 3, die axial in die Steckkupplung eingeführt werden.

Die Muffe 1 (auch Manschette genannt) hat auf der Innenseite eine umlaufende mittlere Rippe 4, die eine Abdichtung der Rohrverbindung zwischen den Stirnfläche der Rohre 3 bewirkt Ihr Innendurchmesser ist daher kleiner als der Außendurchmesser der Rohre 3. Ferner ist auf der Innenseite der Muffe 1 beiderseits der mittleren Rippe 4 jeweils eine Ringnut 5 ausgebildet, die jeweils durch eine axial äußere umlaufende Rippe 6 an den Einführungsenden der Muffe 1 begrenzt wird. Die Durchmesser der axial äußeren Flanken 7 der Rippen 6 und die Durchmesser der Flanken 8 und 9 der Ringnuten

5 nehmen vom jeweiligen Einführungsende der Muffe 1 zur mittleren Rippe 4 hin linear ab, so daß die Flanken 8 hinterschnitten sind. Der Innendurchmesser der Rippen

6 entspricht dem Außendurchmesser der Rohre 3, während der Nutengrunddurchmesser der Ringnuten 5 größer als der Außendurchmesser der Rohre 3 ist Statt konisch können die Flanken 7 bis 9 auch zum Einführungsende hin gewölbt (ausgebaucht) sein.

Auf der Außenseite gegenüber der Rippe 4 ist die Muffe 1 mit einer im Querschnitt etwa V-förmigen Ringnut 10 versehen.

Wie insbesondere die Fi g.5 und 6 zeigen, besteht die Spannschelle 2 aus einem etwa C-förmig gebogenen Schellenband ti (Fig.5) aus Stahlblech, an den Enden des Schellenbandes 11 angeschweißten L-förmigen Spannbacken 12 und 13, einer durch Löcher 14 in den Spannbacken hindurchführbaren Spannschraube 15 mit nichtdargestellter Mutter und nichtdargestelltem Zylinderkopf mit Innensechskant und einer den Spalt zwischen den Spannbandenden bzw. zwischen den Spannbacken überbrückenden Lasche 16.

In der Mitte ist das Schellenband 11 mit einer über die gesamte Länge des Schellenbandes 11 durchgehenden, radial nach innen vorstehenden Sicke 17 versehen, die in die Ringnut 10 eingreift An den seitlichen Umfangsrändern ist das Schelienband 11 mit radial nach innen abgewinkelten konischen Flanschen 18 versehen, die an konischen Stirnflächen 19 der Muffe 1 anliegen. Der Innendurchmesser der Flansche 18 (am Einführungsende) liegt zwischen den Innendurchmessern der Ringnuten 5 und der Ripper» 6.

Die Lasche 16 ist nach Fig.6 mit ein?:: der Sicke 17 entsprechenden, fiber die gesamte Länge isr Lasche 16 in Umfangsrichtung der Spannschelle 2 durchgehenden Sicke 19 versehen, die ebenfalls in die Ringnut 10 der Muffe 1 eingreift und die Sicke 17 übergreift Sodann weist die lasche 16 den Flanschen 18 entsprechende Flansche 20 auf.

Wenn nach dem Einführen der Rohre 3 in die Steckkupplung die Spannschraube 15 angezogen und mithin die Spannschelle 2 gespannt wird, werden cUe Rippen 6 und die Flanken 7,8 und 9 etwa so verformt, wie es in Fi g. 2 dargestellt ist Dabei wird das Material der Muffe 1 im Bereich der Rippen 6 und im Bereich der an die Rippe 4 angrenzenden Wände 21 radial verdichtet und axial gedehnt, während die Flansche 18 dadurch, daß sie schließlich gegen die Außenseite der Rohre 3 gedrückt werden, etwas radial nach außen umgebogen werden. Die Verdichtung und Dehnung des Muffenmaterials ergibt mit zunehmender Spannkraft eine größere Dichtfläche zwischen den Rohren 3 und der Muffe 1. Darüber hinaus erhöht sich der Widerstand der Muffe 1 gegen eine Aöwinkelung des einen oder beider Rohre relativ zueinander, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist Die Flansche 18 bewirken eine zusätzliche Abstützung der .Rohre 3 gegen ein Abwinkein, wobei sie aufgrund ihres schrägen Verlaufs und ihrer Durchbiegung eine Rückstellfederwirkung haben. Die Abstützung der Schelle über die Flansche 18 an den Rohren 3 verhindert ferner eine starke Verpressung der Muffe 1 über ihre Elastizitätsgrenze hinaus und trägt zur Axialsicherung der Rohrenden bei. Sodann ergibt die Sicke 17 eine Gelenkwirkung im Falle einer Äüwinklung eines Rohres 3 nach Fig.3. Diese Gelenkwirkung verhindert bei der Abwinklunjpr eines Rohres weitgehend ein Abheben der Mufle 1 im Bereich des anderen Rohrendes und_damit eine Undichtigkeit In Verbindung mit der Riugnut 10 trägt die Sicke 17 ebenso wie die Flansche 18 zur Axialsicherung der Muffe 1 in der Spannschelle 2 räch dem Einführen der Rohrenden in die Muffe 1 sowie zur Zentrierung der Muffe 1 '.n der Spannschelle 2 bei. Sodann wird das Muff?,nmaterial im Bereich der Rippe 4 zwischen den Rohrenden durch die Sicke 17 verdichtet und damit die Dichtwirkung erhöht.

Auch bei unterschiedlichen Rohrdurchmessern, zum Beispiel wenn der Außendurchmesser des einen Rohres 3' gemäß F i g. 4 größei *Js der Nennaußendurchmesser des Rohres 3 ist, auf den die Steckkupplung ausgelegt ist. kann die Steckkupplung im Bereich des Rohres 3

weiterhin praktisch bis auf den Nenndurchmesser des Rohres 3 zusammengezogen werden, während sie im Bereich des Rohres 3' einen größeren Durchmesser beibehält, ohne daß der Bereich 21 auf Seiten des Rohres 3 mit dem Nenndurchmesser merklich weniger verdichtet wird. Außerdem ist auch für das Rohr 3' mit dem größeren Nenndurchmesser eine stirnseitige Abdichtung durch die Anlage an der Flanke 9 sichergestellt. Die schrägen Flanken 7 nach F i g. 1 erleichtern das Einführen der Rohrenden in die Muffe 1. Wenn die Rohre 3 axialen Zugkräften ausgesetzt werden, die bestrebt sind, die Rohre 3 auseinanderzuziehen, erleichtern die hinterschnittenen Flanken 8 (Fig. 1) der Rippe 6 in Verbindung mit den schrägen Flanken 7 ein Aufrichten der Rippen 6 in eine radiale Lage durch die Reibungskraft is zwischen den Rippen 6 und den Rohren 3 und damit eine Verringerung des Innendurchmessers der Rippen 6 mit der Folge, daß die Dichtwirkung der Rippen 6 erhöht wird.

Die Sicke >9 in der Lasche 16 zwischen den Spannbacken 12 und 13 nach den F i g. 5 und 6 hat den Vorteil, daß die Längsmittelachse der Spannschraube 15 und damit die Spannkraft der Spannschraube in einem geringeren Abstand von der Tangentialebene des Schellenbandes 11 auf die Spannbacken 12 und 13 einwirken kann. Auf die Spannbacken 12 und 13 wird daher bei einer vorbestimmten Spannkraft ein geringeres Biegemoment ausgeübt Auch die durch eine Anlage der Spannschraube an der Außenseite des Schellenbandes bei (großem Rohrdurchmesser, entsprechend weit auseinanderliegenden Spannbacken und) zunehmender Spannkraft bedingte Durchbiegung der Spannschraube 15 ist wegen des möglichen Eingriffs der Spannschraube 15 in die Sicke 19 (und gegebenenfalls in die Sicke 17) geringer. Dies ermöglicht die Ausübung einer höheren Spannkraft Sodann wird der bis zur Anlage der Spannschraube 15 am Schellenband 11 verfügbare freie Stellbereich bzw. Spannbereich und damit der Bereich unterschiedlicher Rohrdurchmesser, für die die Steckkupplung geeignet ist, aufgrund der Sicke 19 größer. Um die Spannschraube 15 tiefer in die Sicke 19 und gegebenenfalls in die Sicke 17 eindringen zu lassen, können die Krümmungsradien der Sicken größer gewählt sein, als es in F i g. 6 dargestellt ist Insbesondere können sie so groß gewählt sein, daß die Sicken den Zylinderkopf der Spannschrauben teilweise aufnehmen, wobei dann die am Scheüenband U angeschweißten Schenkel der Spannbacken 12, 13 einen entsprechend breit gewählten mittleren Längsschlitz aufweisen, der breiter ist, als es in F i g. 6 dargestellt ist, das heißt breiter als der Durchmesser des Spannschraubenschaftes.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lasche 16 an der radial inneren Seite des einen Schellenbandendes angeschweißt Es ist aber auch möglich, die Lasche 16 einteilig mit dem Schellenband 11 auszubilden, wobei sich das Schellenband dann zumindest im Obergangsbereich zur Lasche verjüngt, so daß es zwischen den Hanschen 18 des anderen Schellenbandendes eingeführt werden kann.

Sodann können die Flansche 18 als Ganzes oder ein Teil der Flansche 18 oder durch axiale Einschnitte in den freien Rändern oder Flansche 18 gebildete Lappen axial nach innen abgewinkelt sein, um Widerhaken zu bilden, die in das Rohrmaterial eingreifen und ein axiales Auseinanderziehen der Rohre verhindern. es

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Steckkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre, mit einer Muffe aus Gummi zur Aufnahme der Rohrenden und einer die Muffe umgebenden Spannschelle mit einem Schellenband und an den Enden des Schellenbandes ausgebildeten Spannbakken, die mittels Spannschraubenanzug in Umfangsrichtung der Spannschelle zusammengezogen werden, wobei die Muffe auf ihrer Innenseite eine mittlere umlaufende Rippe zur Anlage an den Stirnflächen der Rohre, auf beiden Seiten der mittleren Rippe jeweils eine Ringnut und an jedem Einführungsende eine axial äußere umlaufende Rippe aufweist, deren axial äußere Flanke einen vom Einführungsende zur mittleren Rippe abnehmenden Durchmesser hat, und das Schellenband die Stirnseiten der Muffe mit radial nach innenYabgewinkelten Flanschen übergreift und in seiner axialen Mitte eine in to Umfangsrichtunp der Spannschelle umlaufende, radial nach innen verstehende. Sicke aufweist, die in eine Ringnut auf der Außenseite der Muffe eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Spalt zwischen den Spannbacken (12,13) überbrükkende Lasche (16) vorgesehen fet, die eine in Umfangsrichtung der Spannschelle (2) verlaufende, in die äußere Ringnut (10) der Muffe (1) eingreifende und die Sicke (17) im Schellenband (11) übergreifende Sicke (19) aufweist, daß an den Spannbacken (12, 13) nur eine mittige Spannschraube (15) angreift und daß die Flansche (i S) konisch sind.

2. Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (15) in die durch die Sicke (19) der Lascne (16) gebildete Nut eingreift "V^

' w Abstützung an din Bohre«

Oft Erfiafwg beziAt «Ich auf ti» StocUoppittq «ch \ cVe Oberb«jr»ff de PatMtaiepruda 1. \

Bei einer bekannten Steckkupplung dieser Art *o >E-GM 7316306) ist jedem der zu verbindenden ohrenden eine eigene Spannschraube zugeordnet Die Flansche sind genau radial abgewinkelt Der Spalt zwischen dem Spannbandende ist nur durch die Muffe überbrückt

Diese Ausbildung hat zur Folge, daß die Spannschrauben, wenn die Rohrdurchmessertoleranzen unterschiedlich sind und/oder die Rohre relativ zu einander in einer zur gemeinsamen Ebene der beiden Spannschrauben parallelen Ebene ausgewinkelt werden, ver- so bogen werden können. Sodann lassen sich die Spannbacken bei unterschiedlichen Durchmessertoleranzen der Rohre nicht »auf Block« zusammenziehen, um eine definierte Spannkraft sicherzustellen. Die radialen Flansche in Verbindung mit den beiden Spannschrauben erhöhen bei einer relativen Auswinkelung der Rohre bzw. unterschiedlichen Rohrdurchmessertoleranzen in erheblichem Maße die Biegesteifigkeit gegen eine Aufweitung um die andernfalls als Gelenk wirkende, im Schellenband umlaufende Sicke. Ferner besteht die Ge- βο fahr, daß das Muffenmaterial beim Spannen zwischen die Spannbacken gedrückt und dabei beschädigt wird. Außerdem ist der radial auf die Muffe ausgeübte Einspanndruck im Bereich des Spaltes zwischen den Spannbacken bzw. Schellenbandenden sehr viel geringer als im übrigen Umfangsbereich der Muffe, so daß im Spaltbereich die Gefahr einer Undichtigkeit besteht.

Die Verwendung zweier Spannschrauben ergibt fer

ner eine verhältnismäßig große Breite der Steckkupplung in Axialrichtung (Längsrichtung der Rohre). Im Falle einer gewaltsamen radialen Abwinkelung der Rohre relativ zueinander besteht daher die Gefahr, daß die Steckkupplung wegen ihrer großen Breite ebenfalls verhältnismäßig weit relativ zum anderen Rohr abgewinkelt, das heißt von diesem anderen Rohr radial abgehoben wird. Hierbei kann sogar eine bleibende Verformung der Spannschelle auftreten, die bei einer Rückstellung des abgewinkelten Rohres in seine normale und zum anderen Rohr koaxiale Ausgangslage nicht vollständig rückgängig gemacht wird. Auch dadurch ergibt sich eine ungleichmäßige Einspanndruckverteilung über den Rohrumfang.

Es ist zwar an sich bekannt (DE-PS 2+28101) bei einer Steckkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre mit einer Gummimuffe und einer diese umgebende Spannschelle den Spalt zwischen den Spannbacken durch eine Lasche zu überbrücken, jedoch werden dort ebenfalls zwei Spannschrauben, aber keine nach innen vorstehende Sicke im Schellenband und keine entsprechende Ringnut in der Außenseite der Muffe verwendet

Schließlich ist es aus der CH-PS 4 32 956 an sich bekannt, daß das Schellenband einer Steckkupplung mit Gummimuffe konische Flansche aufweist; dabei ist zwar auch der Spalt zwischen den Spannbacken durch eine Lasche überbrückt, jedoch werden die Spannbacken durch ein aufschiebbares Klemmstück zusammengezogen, dessen Länge gleich der Breite des Schellenbandes ist, so daß die Anordnung sehr biegesteif ist und bei Abwinkelung der Rohre undicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckkupplung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die bei geringerem Materialaufwand eine bessere Dichtwirkung ergibt und Montageschwierigkeiten vermeidet

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine den Spalt zwischen den Spannbacken überbrückende Lasche vorgesehen ist, die eine in Umfangsrichtung der Spannschelle verlaufende, in die äußere Ringnut der Muffe eingreifende und die Sicke im Schellenband übergreifende Sicke aufweist, daß an den Spannbacken nur eine mittige Spannschraube angreift und daß die Flansche konisch sind.

Bei dieser Lösung können sich die Flansche aufgrund ihrer konischen Form durchbiegen. Sie liegen daher unter elastischer Federvorspannung am Umfang der Rohre an und können sich somit besser unterschiedlichen Rohrdurchmessern in Verbindung mit der Gelenkigkeit der Spannschelle im Bereich ihrer umlaufenden Sicke anpassen, wobei .die Gelenkigkeit durch die mittige Anordnung der Spannschraube nicht beeinträchtigt wird. Die mittige Anordnung ermöglich die Ausbildung einer schmalerea Schelle und stellt zudem sicher, daß sich die Spannschraube beim Spannen nicht in einer Tangentialebene der Schelle verbiegt, wenn die Rohre unterschiedliche Durchmesser aufweisen oder relativ zueinander abgewinkelt werden. Bei entsprechender Bemessung des Schellenbandes können die Spannbacken selbst bei unterschiedlichen Rohrdurchmessern auf Block gezogen werden. Auch wird der Montage- und Materialaufwand dadurch verringert, daß nur eine Spannschraube verwendet wird. Die konische Ausbildung der Flansche hat den weiteren Vorteil, daß die Flansche nur mit einer Kante und nicht mit einer Fläche, deren Breite der Dicke des Schellenbandes entspricht, am Rohrumfang anliegen. Die Flansche können daher in das Rohrmaterial eingreifen und auf diese Weise für