DE3003040A1

DE3003040A1 - Rohrkupplung

Info

Publication number: DE3003040A1
Application number: DE19803003040
Authority: DE
Inventors: Robert Arthur Francis
Original assignee: WATERMAIN FITTINGS Pty Ltd
Current assignee: WATERMAIN FITTINGS Pty Ltd
Priority date: 1979-01-30
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1980-08-07
Also published as: NZ192512A; US4304426A; JPS55109873A; FR2448095B1; FR2448095A1; GB2041476A; GB2041476B; ZA8037B; IT1130916B; IT8019568A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anbringen einer Zweigleitung oder einer Kupplung oder eines Anschlusses für hydraulische oder pneumatische Systeme, im Haushalt oder zur anderweitigen Benutzung, die für die Aufnahme und den Durchgang von Druckmitteln geeignet ist.

Die Erfindung ist vor allem gedacht für weitere Verbindungen von Leitungen und/oder Rohren, ohne Rücksicht darauf, ob diese Leitungen aus Metall oder aus einem Kunststoff, beispielsweise aus festem oder plastischem Polyvenilchlorid, Polyäthylen bestehen.

In der Vergangenheit sind verschiedene Verbindungen vorgeschlagen und in erheblichem Maße für Zweigleitungen oder Kupplungen benutzt worden. Solche Verbindungen sind beispielsweise notwendig bei einer T-Rohrabzweigung, einem Kniestück, einer Verschlußkappe oder einem Anschlußstück einer Gas- oder Wasserleitung. Im allgemeinen bestehen die erwähnten Verbindungen aus mehreren Teilen.

Die bekannten Verbindungen oder Kupplungen haben sich bei einer Reihe von Anwendungsf-allen nicht bewährt. Erstens bestehen die meisten der bekannten Kupplungen aus einer beträchtlichen Anzahl von Einzelteilen, die eines geübten Monteurs bedürfen, um beim Einbau Fehler zu vermeiden. Zweitens sind oftmals Befestigungen wie Schrauben, Muttern, Keile und andere Befestigungsmittel erforderlich, die sich nur schwer handhaben lassen. Ein weiterer Nachteil hängt mit der Tatsache zu_T sammen, daß gegenwärtig in verschiedenen Ländern unterschiedliche Normen für hydraulische Leitungen bestehen und daraus in Abhängigkeit vom Betriebsdruck unterschiedliche Kupplungen resultieren.

Eine dieser Normen schreibt für Hydraulik-Rohrleitungen einen gleichbleibenden Außendurchmesser vor, entsprechend dem Druck

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des in der Leitung geführten Druckmittels. Bei einem solchen System nimmt die Wandstärke der Leitung zu und zugleich verringert sich der Innendurchmesser oder die Bohrung entsprechend der Druckzunahme des Druckmittels.

Eine weitere, in verschiedenen Ländern, wie zum Beispiel Australien, geltende Norm basiert auf Leitungen oder Rohren mit gleichbleibendem Querschnitt bzw. Innendurchmesser. Bei dieser Norm verringert sich die Wandstärke proportional zum Druck. Da der Innendurchmesser stets gleich ist, verändert sich der Außendurchmesser zwangsläufig entsprechend dem Druck.

Bei bekannten Kupplungen zum Verbinden von Leitungen oder Rohren mit Hähnen, Zapfstellen und Zweigleitungen erweist es sich oft als notwendig, ein sogenanntes Distanz- oder Kupplungsstück in das offene Ende der betreffenden Leitung einzusetzen. Wenn jedoch die zur Zeit gebräuchlichen genormten Hydraulik-Systeme eine Vielfalt von unterschiedlichen Leitungsgrößen benutzen, dann kann es erforderlich sein, daß im gleichen Hydraulik-System eine entsprechende Anzahl von Distanzstücken oder Kupplungsstücken unterschiedlicher Größe gebraucht werden. Somit müssen Handwerk und Handel eine große Zahl von Kupplungen sowie End- und Distanzstücken in verschiedenen Größen und Arten führen bzw. auf Lager halten, was mit erheblichen Kosten verbunden ist.

In der australischen Patentschrift 455 164 wird eine Rohrkupplung beschrieben, bei der sich ein Klemmring oder eine Distanzbuchse zwischen Rohr und Kupplungskörper befindet. Der Klemmring soll das Rohr festhalten, um ein Herausziehen des Rohres aus der Kupplung zu verhindern. An der Stirnseite des Klemmrings dichtet ein O-Ring die Kupplung ab. Während Kupplungen dieser Art für unterschiedliche Rohrdurchmesser Klemmringe und 0-Ringe in verschiedenen Größen benötigen, zeigen Untersuchungen, daß solche Kupplungen zwar bei kleinen Bohrungen für den Trans-

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port eines gasförmigen, unter hohem Druck stehenden Mediums geeignet sind, aber beim Transport flüssiger Druckmedien Schwierigkeiten auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine universell verwendbare Abzweigung, eine Kupplung oder einen Anschluß für Druckleitungen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einer Rohrkupplung der obengenannten Art dadurch gelöst, daß sich im Innern einer Rohrstutzenbohrung erfindungsgemäß einer zur Achse der Bohrung geneigten Schrägfläche befindet und der Rohrstutzen mit einer beweglichen, mit der Schrägfläche korrespondierenden und eine Anschlußleitung in der Bohrung festhaltenden Klemme, einem der Anschlußleitung angepaßten und sich zwischen der Klemme und der Bohrungsöffnung erstreckenden Distanzring, einer Erstdichtung zwischen der Anschlußleitung und dem Distanzring sowie einer Zweitdichtung zwischen dem Distanzring und dem Rohrstutzen versehen ist.

Die Klemme kann mit dem Distanzring verbunden sein und/oder aus mehreren Klauen bestehen, deren an der Anschlußleitung anliegende Flächen mit Rillen oder Klemmlippen versehen sind. Weiterhin können die Erstdichtung und die Zweitdichtung aus elastischen O-Ringen bestehen, und aus der Öffnung des Rohrstutzens kann der Distanzring herausragen. Des weiteren kann eine Spreizfläche im Innern des Rohrstutzens mit einer korrespondierenden Spreizfläche am Ende jeder Klaue zusammenwirken, so daß sich die Klauen vom Zugriff auf die Anschlußleitung lösen, wenn das herausragende Ende des Distanzrings in den Rohrstutzen hineingedrückt wird.

Der Rohrstutzen und die Klemme können darüber hinaus mit korrespondierenden Haltern versehen sein, um ein Entfernen

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der beweglichen Klemme aus dem Rohrstutzen zu verhindern.

Vorzugsweise dienen im Rohrstutzen an Ringflansch und an jeder Klaue eine Schulter als Halter. Die Rohrkupplung kann auch einen Rohrstutzen aufweisen, dessen Bohrung mit einem separaten Einsatz mit einer zur Achse der Bohrung geneigten Schrägfläche versehen ist. Hinzu kommt eine bwegliche, mit der Schrägfläche korrespondierende und eine Anschlußleitung in der Bohrung festhaltende Klemme und eine, eine Lücke zwischen der Anschlußleitung und der Bohrung verschließende Dichtung. Der separate Einsatz kann aus einer an der Bohrung innen eng anliegenden Ringmanschette und einem mit der Ringmanschette verbundenen Ringabschnitt mit größerem Außendurchmesser bestehen. Im Innern des aus mehreren Segmenten bestehenden Ringabschnitts befindet sich dann die Schrägfläche.

Die Segmente des Ringabschnitts können radial zusammengedrückt werden, wenn der Einsatz in die Bohrung eingefügt wird. Weiterhin kann die Bohrung mit einem Ringkanal für den Ringabschnitt versehen sein, der mit einer Stirnseite an eine Seite des Kanals angrenzt, so daß ein Herausrutschen des Einsatzes aus der Bohrung verhindert wird.

Die Erfindung wird nahfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kupplung im Schnitt und auseinandergezogener Anordnung,

Fig. 2 die Kupplungsteile zum Verbinden eines Klemmrings oder einer Kupplungsbuchse mit einer Anschlußleitung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine andere erfindungsgemäße Rohrkupplung im Schnitt,

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Fig. 4 eine weitere Kupplung im Schnitt,

Fig. 5 ein Kupplungsteil der Fig. 1 in Vorderansicht, gesehen von der Linie B-B der Fig. 1 und

Fig. 6 eine weitere Rohrkupplung mit einem Klemmring oder einer Kupplungsbuchse im unteren Teil, im Schnitt.

Ein Verbindungsstück 1 ist an einer nicht dargestellten Rohrleitung befestigt.

Zum Verbinden der Rohrleitung und der Anschlußleitung 2 mit abgeschrägter Stirnseite 3 dient eine Kupplung aus dem Verbindungsstück 1 und einem Klemmring 4, der aus einer mit einem Distanzring 12 verbundenen Klemme 20 besteht. Dieser Klemmring 4' läßt sich in das Verbindungsstück 1 hineinschieben. Zum Abdichten ist die Kupplung mit O-Ringen 5 und 6 versehen. An die Stelle des O-Ringes 6 kann auch ein V-Ring 7 mit einer seitlich in den Querschnitt eingebrachten V-förmigen Aussparung treten, so daß sich die Kupplung auch benutzen läßt, wenn Rohre mit verschiedenen Außendurchmessern eine Kupplung mit größerer Toleranz erfordern.

Weiterhin ist der Klemmring 4 mit axial verlaufenden Schlitzen 8 versehen. Gemäß Fig. 5 sind vier dieser Schlitze 8 so angeordnet, daß das betreffende Ende des Klemmrings in vier Klauen 20 unterteilt ist.

Gemäß Fig. 3 und 4 weist der Klemmring 4 des weiteren an seinem Einbauende Gewinde, Rillen, Zähne oder Klemmlippen 9 auf.

Bei der Montage der Kupplung wird auf die Klauen 20 des Klemmrings 4 ein radialer Druck ausgeübt, um den Klemmring 4 in das Verbindungsstück 1 einzusetzen. Die innere Gestaltung des

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jeweiligen Verbindungsstücks 1 und des Klemmrings 4 müssen komplementär sein. Eine sich zur Stirnseite des Verbindungsstücks 1 hin verjüngende Aufweitung mit einer Schrägfläche 10 ermöglicht es dem Klemmring 4 nach dem Einsetzen in das Endrohr wieder seinen normalen, nicht radial zusammengedrückten Zustand einzunehmen. Darüber hinaus verhindert ein Ringflansch 21 ein Zurückziehen des Klemmringes 4. Dieser Ringflansch 21 grenzt an eine Schulter 13 des Klemmrings 4, die eine Schrägfläche 14 und einen Abschnitt geringeren Durchmessers des Klemmrings miteinander verbindet. In einer derartigen Kupplung dichtet der O-Ring 5 den Spalt zwischen dem Verbindungsstück 1 und der Außenwandung des Klemmringes 4 wirkungsvoll ab. Das Verbindungsstück 1 enthält eine Ringnut 22 für den Dichtungsring 5, die ein durch das Druckmittel bewirktes Herausschieben des Dichtungsrings aus dem Verbindungsstück 1 verhindert. Wenn das Verbindungsstück 1 und der Klemmring 4 erst einmal auf diese Weise miteinander verbunden sind, läßt sich die Anschlußleitung 2 allein durch die Ausübung axialen Drucks in die Kupplung einsetzen (Fig. 3). Dabei ist der O-Ring 6 oder V-Ring 7 im Inneren des Klemmringes 4, und zwar vorzugsweise in einer Ringnut 23 angeordnet, um eine wirkungsvolle Dichtung zwischen dem Klemmring 4 und der Anschlußleitung 2 zu schaffen.

Der O-Ring 6 bewirkt eine reibungsschlüssige Verbindung des Klemmringes 4 mit der Anschlußleitung 2. Tatsächlich sind die Anschlußleitung 2, das Verbindungsstück 1 und der Klemmring 4 so miteinander verbunden, daß jeder Versuch die Verbindung zu trennen, wie beispielsweise der Versuch die Anschlußleitung 2 herauszuziehen, nur zur Folge hat, daß aufgrund des erwähnten ReibungsSchlusses zugleich der Klemmring 4 geringfügig herausgezogen wird. Allerdings führt die Auswärtsbewegung des Klemmringes 4 zu einer mitnehmenden Wechselwirkung zwischen der Schrägfläche 10 im Inneren des Verbindungsstücks 1 und korrespondierenden Schrägflächen 14,

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die einen Teil der Außenwandungen der Klauen 20 des Klemmrings 4 bilden. Dieses Mitnehmen führt dazu, daß die Klauen 20 radial nach innen gedrückt werden, wobei die Zähne oder Klemmlippen 9 auf der Innenwandung der Klauen die Anschlußleitung 2 fest umgreifen und dadurch eine Trennung der Verbindung verhindern.

Diese Kupplung ist bei pulsierendem Druck besonders wirkungsvoll. Bei zunehmendem Druck wird eine verhältnismäßig große Dichtungsfläche aus dem Klemmring und den anliegenden Dichtungsringen mit Druck beaufschlagt und im Verbindungsstück 1 axial zurückgestoßen. Dadurch vergrößert sich jedoch die Klemmwirkung der Klauen 20 auf die Anschlußleitung 2. Deshalb ist die Wahrscheinlichkeit sehr gering, daß die Anschlußleitung durch plötzlich auftretende Druckwellen aus der Kupplung herausgerissen wird.

Gemäß einer anderen, in Fig. 4 dargestellten Ausführung wird ein Metallrohr oder Schlauch als Anschlußleitung 2 verwendet werden. In diesem Fall ist das Ende der Anschlußleitung 2 mit eiiBT Nut 11 versehen. Das in das Verbindungsstück 1 eingeführte Ende des Klemmrings 4 ist dann so ausgebildet, daß es in die Nut 11 der Anschlußleitung 2 greift und somit ein Trennen der Anschlußleitung 2 von der Kupplung verhindert.

Mit dieser Kupplung ist es möglich, Rohrleitungen verschiedener Größen allein durch das Einsetzen von Klemmringen 4 in verschiedenen Größen miteinander zu verbinden. Im Hinblick darauf können die Klemmringe 4 entsprechend ihrer Größe farbig markiert sein, und zwar können der Einfachheit halber sogleich den Färbmarkierungen von Rohren und Schläuchen entsprechende Farbmarkierungen verwendet werden.

Es ist auch möglich, auf eine besondere Weise die Trennung der Anschlußleitung 2 von der Kupplung zu erreichen. Wenn die

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Verbindung gelöst werden soll, braucht nur die aus dem Verbindungsstück 1 herausragende Stirnseite 26 des Klemmrings axial in das Verbindungsstück 1 hineingedrückt zu werden. Bei diesem Hineindrücken wirkt eine die Ausweitung im Verbindungsstück 1 radial begrenzende schräge Spreizfläche 24 mit einer korrespondierenden schrägen Spreizfläche 25 der Klauen 20 so zusammen, daß die Klauen nach außen gedrückt werden und demzufolge der Zugriff auf die Anschlußleitung gelockert wird. Die Anschlußleitung kann dann so lange aus der Kupplung herausgezogen werden, wie der axiale Öffnungsdruck am Klemmring 4 aufrecht erhalten bleibt.

Vorzugsweise bestehen beide Kupplungsteile, das Verbindungsstück 1 und der Klemmring 4 aus Kunststoff. Jedoch ist es auch möglich, daß eines oder sogar beide Kupplungsteile aus Metall bestehen oder alternativ können der Hauptkörper des Klemmrings 4 aus Kunststoff und die Zähne oder Klemmlippen aus Metall bestehen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 unterscheidet sich im wesentlichen von den Vorhergehenden dadurch, daß das Verbindungsstück 1 mit einem separaten Einsatz 40 versehen ist, der die für die Funktion des Klemmrings 4 notwendigen Schrägflächen und Halter besitzt.

Der Einsatz 40, beispielsweise aus Kunststoff, besteht aus einer verhältnismäßig dünnwandigen Ringmanschette 41, deren Außendurchmesser ein enges Anliegen in dem Verbindungsstück ermöglicht. An diese Ringmanschette 41 schließt sich ein Ringabschnitt 42 von nur geringfügig größerem Außendurchmesser an, dessen Wandung sich jedoch radial nach innen erheblich verdickt und der im Innern mit einer Schrägfläche 10 .und einer Schulter 13 versehen ist. Dieser breite Ringabschnitt 42 kann mit axialen Spalten 43 versehen sein, so daß dieser aus mehreren Segmenten bestehende und einen im Vergleich zum

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Innendurchmesser des Verbindungsstücks 1 übergroßen Außendur chmesser aufweisende Ringabschnitt leicht radial zusammengedrückt werden kann, wenn der Einsatz 40 mit dem Ringabschnitt 42 in das Verbindungsstück 1 hineingeschoben wird.

Das vorerwähnte Verbindungsstück unterscheidet sich von den anderen Verbindungsstücken dadurch, daß es einen breiten und flachen Ringkanal 44 besitzt. Infolgedessen kann sich der Ringabschnitt 42 des Einsatzes 40 federnd in den Ringkanal 44 ausweiten, so daß der Einsatz 40 sicher im Verbindungsstück 1 gehalten wird und das kombinierte Einsatzteil/Verbindungsstück mit einem Innenprofil versehen ist, das denen der anderen Verbindungsstücke ähnelt. Eine zur Öffnung des Verbindungsstücks 1 weisende Stirnseite des Einsatzes 40 dient zugleich als eine Seite einer Ringnut für einen O-Ring 5, während die andere Seite der Nut aus einem radialen Ringflansch oder einer Ringschulter 46 an der Außenwand des Klemmrings 4 besteht. Bei dieser Ausführung ist es vorteilhaft, daß die Ringnut für den Dichtungsring 5 und das Innenprofil des Einsatzteiles/Verbindungsstücks unter Verwendung bekannter Gießformen ohne mechanische Bearbeitung hergestellt werden können.

Des weiteren ist es möglich, eine Ringnut für einen O-Ring im Innern des Klemmrings 4 anzuordnen, indem die Schlitze im Klemmring 4 bis in eine durch die Strichlinie 47 angedeutete Position verlängert werden. Dadurch wird die Beweglichkeit der Klauen 20 des Klemmringes 4 vergrößert, so daß ein in Strichlinien gezeichneter Ring 48 in der in Fig. 6 eingezeichnete Lage in den Klemmring 4 eingelegt werden kann. Auf diese Weise entsteht eine Ringnut 49 zwischen einer Seite des Rings 48 und einer radialen Ringschulter 50 des Klemmrings 4. Beim Herstellen dieser Kupplung läßt sich daher eine mechanische Bearbeitung völlig vermeiden.

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Eine Lücke 39 zwischen einer Anschlußleitung 2 und einer Bohrung 38 des Verbindungsstücks 1 wird dann durch eine Dichtung mit den O-Ringen 5 und 6 sowie dem Distanzring des Klemmrings 4 abgedichtet.

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Claims

Dn.-Ing. Reimar König ■ Dipl.-!ng. Klaus Bergen Cecilienallaa 7B 4 Düsseldorf 3O Telefon 452OO8 Patentanwälte

28. Jan. 1980 33 302 K

WATERMAIN FITTINGS PTY. LTD. 81-85 Cambridge Street, Collingwood 3066, Melbourne, Victoria, Australia

"Rohrkupplung" Patentansprüche:

( 1.j Rohrkupplung mit einem Rohrstutzen, gekennzeichnet durch eine zur Achse der Stutzenbohrung geneigte Schrägfläche (10), eine bewegliche, mit der Schrägfläche korrespondierende und eine Anschlußleitung (2) in der Bohrung festhaltende Klemme (20) einen, der Anschlußleitung angepaßten und sich zwischen der Klemme und der Bohrungs-Öffnung erstreckenden Distanzring (12), eine Erstdichtung (5) zwischen der Anschlußleitung und dem Distanzring sowie eine Zweitdichtung (6) zwischen dem Distanzring und dem Rohrstutzen (1).
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemme (20) mit dem Distanzring (12) verbunden ist.
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemme (20) aus mehreren Klauen besteht, deren an der Anschlußleitung (2) anliegende Flächen mit Rillen oder Klemmlippen (9) versehen sind.

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4. Rohrkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstdichtung und die Zweitdichtung aus elastischen O-Ringen (5₅6) bestehen.
5. Rohrkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (12) aus der Öffnung des Rohrstutzens (1) herausragt.
6. Rohrkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine mit einer korrespondierenden Spreizfläche (25) am Ende jeder Klaue (20) zusammenwirkende Spreizfläche (24) im Innern des Rohrstutzens (1).
7. Rohrkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (1) und die Klemme mit korrespondierenden Haltern (13»21) versehen sind.
8. Rohrkupplung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Ringflansch (21) im Rohrstutzen (1) und eine Schulter (13) an jeder Klaue (20).
9. Rohrkupplung, gekennzeichnet durch eine mit einem separaten Einsatz (40) mit einer zur Achse der Bohrung geneigten Schrägfläche (10) versehene Bohrung (38) eine iBregliche, mit der Schrägfläche (10) korrespondierende und eine Anschluß leitung (2) in der Bohrung

(38) festhaltende Klemme (20) und eine, eine Lücke (39) zwischen der Anschlußleitung (2) und der Bohrung verschließende Dichtung (5,6,12).
10. Rohrkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der separate Einsatz (40) aus einer

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der Bohrung innen eng anliegenden Ringmanschette (41) und einem mit der Ringmanschette (41) verbundenen Ringabschnitt (42) mit größerem Außendurchmesser besteht und im Innern des aus mehreren Segmenten bestehenden Ringabschnitts (42) die Schrägfläche (10) ausgebildet ist.
11. Rohrkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bohrung mit einem Ringkanal (44) zur Aufnahme des Ringabschnitts (42) versehen ist, der mit einer Stirnseite (45) an eine Seite des Kanals (44) angrenzt.

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