DE8331029U1 - Steckkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre - Google Patents

Description

Steckkupplung zum Verbindender Enden zweier Rohre

Die Neuerung bezieht sich auf eine 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 Spannbacken, die mittels einer Spannschraube 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 EinfUhrungsende eine axial äußere umlaufende Rippe aufweist, deren axial äußere Flanke einen vom EinfUhrungsende zur mittleren Rippe abnehmenden Durchmesser hat, und das Schellenband die Stirnseiten der Muffe mit radial nach innen abgewinkelten Flanschen übergreift und in seiner axialen Mitte eine in Umfangsrichtung der Spannschelle umlaufende, radial nach innen vorstehende Sicke aufweist, die in eine Ringnut auf der Außenseite der Muffe eingreift.

Bei einer bekannten Steckkupplung dieser Art (DE-GM 73 16 306) ist jedem der zu verbindenden Rohrenden eine eigene Spannschraube zugeordnet. Die Flansche sind genau radial abgewinkelt. Der Spalt zwischen dem Spannbandende ist nur durch die Muffe überbrückt.

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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, verbogen 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 Schllenband umlaufende Sicke. Ferner besteht die Gefahr, 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 ferner 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, d.h. von diesem anderen Rohr radial abgehoben wird. Hierbei kann sogar eine bleibende Verformung der Spannschelle auftreten, die bei einer Rückstellung des abgewinkelten Rohres

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in seine normale zum anderen Rohr koaxiale Ausgangslage nicht vollständig rückgängig gemacht wird. Auch dadurch ergibt sich eine ungleichmäßige Einspanndruckverteilung über den Rohrumfang. 5

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

Gemäß der Neuerung wird 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 durch die Löcher in den Spannbacken nur eine mittige Spannschraube hindurchgeführt ist und daß die Flansche konisch sind.

Bei dieser Lösung können sich die Flansche 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 ermöglicht die Ausbildung einer schmale-* ren 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

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

Vorzugsweise sind die inneren Ringnuten jeweils durch eine der axial äußeren Rippen begrenzt. Dies führt zu einer axial kurzen Steckkupplung bei entsprechend geringerem Materialaufwand, da man mit nur einer das jeweilige Rohrende umgebenden Dichtrippe an jedem axial äußeren Muffenende auskommt.

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Hierbei ist es günstig, wenn die axial äußere Flanke der inneren Ringnuten hinterschnitten ist. Dies erleichtert zum einen eine großflächige Anlage der axial äußeren Rippen am Rohrumfang mit der Folge einer höheren Dichtwirkung und erhöht zum anderen den Widerstand der Steckkupplung gegen ein Herausziehen der eingespannten Rohrenden aus der Steckkupplung, da die jeweilige Rippe durch die Reibungskraft zwischen Rippe und Rohr bestrebt wäre, sich in eine radiale Ebene aufzurichten und dadurch den Reibungswiderstand zu erhöhen, Gleich

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zeitig würde auch die Dichtwirkung erhöht werden.

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 geringeren Abstand von der Tangentialebene des Schellenbandes auf die Spannbacken einwirken kann. Bei einer vorbestimmten Spannkraft sind die Spannbacken daher einer geringeren Verbiegung ausgesetzt. Darüber hinaus wird eine Verbiegung der Spannschraube aufgrund einer Anlage am Schellenband verringert. Infolgedessen kann eine höhere Spannkraft ausgeübt werden. Gleichzeitig wird der bis zur Anlage d3r Spannschraube

am Schellenband verfügbare freie Stellbereich bzw. Spannbereich und damit der Bereich unterschiedlicher Rohrdurchmesser, für die die Steckkupplung geeignet ist, vergrößert.

Sodann besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß im ungespannten Zustand der Spannschelle der Innendurchmesser der Flansche zwischen dem Nutengrunddurchmesser der inneren Ringnuten und dem Innendurchmesser der axial äußeren Rippen liegt. Hierbei bewirken die Flansche des Schellenbandes eine Spannschellen-Abstützung auf den Rohren, die eine zu hohe Verdichtung des Muffenmaterials verhindert. Gleichzeitig tragen die Flansche zur Axial-Sicherung der Lage der Rohre bei.

Die Neuerung, ihre Weiterbildung und weitere Vorteile werden nachstehend anhand der JSeiehnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. 35

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Es zeigen:

Fig. 1 einen 7eil eines Axialschnitts durch die Steckkupplung in ungespanntem Zustand mit eingeführten Rohrenden,

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

Fig. 3 den Schnitt nach Fig. 2 bei Abwinklung eines

der Rohre,

Fig. 4 einen Teil eines Axialschnitts durch die

Steckkupplung im gespannten Zustand mit eingeführten Rohrenden, deren Außendurchmes

ser 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 ί!. Die Steckkupplung dient zum Verbinden der Enden zweier Rohre 3, die axial in die Steckkupplung eingeführt werden.

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Die Muffe 1 (auch Manschette genannt) hat auf der Innenseite eine umlaufende mittlere Rippe 4, die eine Abdichtung der Rohrverbindung zwischen den Stirnflächen der Rohre 3 bewirkt. Ihr Innendurchmesser ist daher kleiner als de? Außendurchmesser der Rohre 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 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 Außendurchrnesses· 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 Fig. 5 und 6 zeigen, besteht die Spannschelle 2 aus einem etwa C-förmig gebogenen Schellenband 11 (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 zwiscnen den Spannbandenden bzw. zwischen den Spannbacken überbrückenden Lasche 16.

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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 Schellenband 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 EinfUhrungsende) liegt zwischen den Innetiviurchmessern der Ringnuten 5 und der Rippen 6.

Die Lasche 16 ist nach Fig. ö mit einer der Sicke

17 entsprechenden, über die gesamte Länge der 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.

2C Wenn nach dem Einführen der Rohre 3 in die Steckkupplung die Spannschraube 15 angezogen und mithin die Spannschelle 2 gespannt wird, werden die Rippen 6 und die Flanken 7, 8 und 9 etwa so verformt, wie es in Fig. 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 sieh der Widerstand der Muffe 1 gegen eine Abwinkelung des einen oder beider Rohre relativ zueinander, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Flansche 18 bewirken eine zusatz-

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liehe Abstützung der Rohre 3 gegen ein Abwinkein, wobei sie aufgrund ihres schrägen Verlaufs und ihrer Durchbiegung eine RUckstellfederwlrkung 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 2ur Axialsicherung der Rohrenden bei. Sodann ergibt die Sicke 17 eine Gelenkwirkung im Falle einer Abwinklung eines Rohres 3 nach Fig.

Diese Gelenkwirkung verhindert bei der Abwinklung eines Rohres weitgehend ein Abheben der Muffe 1 im Bereich des anderen Rohrendes und damit eine Undichtigkeit, In Verbindung miC der Ringnut 10 trägt die Sicke 17 ebenso wie die Flansche 18 zur Axialsicherung der Muffe 1 in der Spannschelle nach dem Einführen der Rohrenden in die Muffe 1 sowie zur Zentrierung der Muffe 1 in der Spannschelle bei. Sodann wird das Muffenmaterial im Bereich der Rippe 4 zwischen den Rohrenden durch die Sicke verdichtet und damit die Dichtwirkung erhöht.

Auch bei unterschiedlichen Rohrdurchmessern, z.B. wenn der Außendurchmesser des einen Rohres 3' gemäß Fig. 4 größer als 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 3¹ mit dem größeren Nenndurchmesser eine stirnseitige Abdichtung durch die Anlage an der Flanke 9 sichergestellt.

3S Die schrägen Flanken 7 nach Fig. 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 ein Aufrichten der Rippen 6 in eine radiale Lage durch die Reibungskraft 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 19 in der Lasche 16 zwischen den Spannbacken 12 und 13 nach den Fig. 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 Schellen bandes 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 auseinan derliegenden Spannbacken und) zunehmender Spannkraft bedingte Durchbiegung der Spannschraube 15 ist wegen des möglichen Eingriffs der Spannschraube 15 in die Sicke 19 (und ggf. in die Sicke 17) geringer. Dies ermöglicht die Ausübung einer höheren Spannkraft. Sodann wird der bis zur Anlage der Spannschraube am Schellenband 11 verfügbare freie Stellbereich bzw. Spannbereich und damit der Bereich unterschied-1icher Rohrdurchmesser, für die die Steckkupplung geeignet ist, aufgrund der Sicke 19 größer. Um die Spannschraube 15 tiefer in die Sicke 19 und ggf. in die Sicke 17 eindringen zu lassen, können die Krümmungsradien der Sicken größer gewählt sein, als es in Fig. 6 dargestellt ist. Insbesondere können sie so groß gewählt sein, daß die Sicken den Zylinder-

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kopf der Spannschrauben teilweise aufnehmen, wobei dann die am Schellenband 11 angeschweißten Schenkel der Spannbacken 12, 13 einen entsprechend breit gewählten mittleren Längsschlitz aufweisen, der breiter ist, als es in Fig. 6 dargestellt ist, d.h. breiter als der Durchmesser des Spannschfaubenschaftes.

Bei de;n dargestellen Ausfuhrungsbeispiel ist die Lasche IC 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 Ubergangsbereich zur Lasche verjüngt, so daß es zwischen den Flanschen 18 des anderen Schellenbandendes eingeführt werden kann.

Sodann können die Flansche 18 als Ganzes öder ein Teil der Flansche 18 oder durch axiale Einschnitte in den freien Rändern der 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.

Claims (5)

1. DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH

   PATENTANWALT BFRANKFUHTZMAlNI₁DENEe. MärZ 1985

   r-Äi c κ mr« **»■-■ kOHHORNSHOFWES 10 tt.jt

   POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 342B-6O5 ^A * ^1N

   DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 23OO3O8 TELEFON: 5610 78

   TELEGRAMM: KNOPAT TELEX: 411B77 KNOPA D

   G 83 31 029.0
   Rasmussen GmbH
   R 80

   Schutzansprüche

   i. 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 Spannbacken, die mittels einer Spannschraube in Umfangsrichtung der Spannschelle zusammengezogen werden, wobt/i dia Muffe auf ihrer Innenseite eine mittlere umlauf ende 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 innen abgewinkelten Flanschen übergreift und in seiner axialen Mitte eine in Umfangsrichtung der Spannschelle umlaufende, radial nach innen vorstehende Sicke aufweist, die in eine Ringnut auf der Außenseite der Muffe eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Spalt zwischen den Spannbacken (12, 13) überbrückende Lasche (16) vorgesehen ist, 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 durch die Löcher (14) in

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   den Spannbacken (12, 13) nur eine mittige Spannschraube (15) hindurchgeführt ist und daß die Flansche (18) konisch sind.
2. 2. Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Ringnuten (5) jeweils durch eine der axial äußeren Rippen (6) begrenzt sind.
3. 3. Steckkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial äußere Flanke (8) der inneren Ringnuten (5) hinterschnitten ist.
4. 4. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis

   3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube

   (15) in die durch die Sicke (19) der Lasche

   (16) gebildete Nut eingreift.
5. 5. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis

   4, dadurch gekennzeichnet, daß im ungespannten Zustand der Spannschelle (2) der Innendurchmesser der Flansche (18) zwischen dem Nutengrunddurchmesser der inneren Ringnuten (5) und den Innendurchmesser der axial äußeren Rippen (6) liegt.

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