DE8401845U1 - Kupplungsmuffe - Google Patents

Description

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Kupplungsmuffe

Die Neuerung betrifft eine aus faserverstärktem Kunststoff bestehende, im wesentlichen zylinderförmige Kupplungsmuffe für Rohre, wobei die Kupplungsmuffe an ihrer Innenfläche Nuten zur Aufnahme von Dichtungsringen od. dgl. aufweist.

Bekannte Kupplungsmuffen der eingangs geschilderten Art bestehen aus lagerförmig aufgebauten, harzgetränkten Armierungsfaserschichten, die meistens aus Glasfasern bestehen und achsparallel entlang der gesamten Kupplungsbreite verlaufen. Diese achsparallele Lage der Armierungsschichten besonders in den Enden der Kupplungsmuffe bringt u.a. hinsichtlich der Langzeitfestigkeit der Kupplungsmuffe Probleme mit sich, da Schubspannungen in den Endbereichen der Kupplungsmuffe ausschließlich vom Kunstharz aufgefangen v/erden können, wogegen die Faserarmierung, die z.B. in Form von Glasfasern vorliegen kann, wobei die Glasfasern im wesentlichen in zur Kupplungsmuffe konzentrischen Zylinderflächen ausgerichtet sind, zum Auffangen von Schubspannungen nicht beiträgt.

Hier setzt die Neuerung ein und stellt sich die Aufgabe, durch eine neue Raumform der eingangs genannten Kupplungsmuffe deren Langzeitverhalten zu verbessern.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Faserarmierung im Bereich von mindestens eimsm Ende der Kupplungsmuffe in zur Achse der Kupplungsmuffe im wesentlichen konzentrischen Kegelstumpfflächen ausgerichtet ist.

5 Dadurch, daß die Faserarmierung iir Bereich von einem Ende oder beider Enden der Kupplungsmuffe in 2ur Achse der Kupplungsmuffe im wesentlichen konzentrischen

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Kegelstumpfflächen ausgerichtet sind, können die Fasern der Armierung auch Schubspannungen in der Kupplungsmuffe, die in Richtung der Muffenachse gerichtet sind, auffangen. Im Gegensatz zu den bekannten Kupplungsmuffen, wo die erwähnten Schubspannungen ausschließlich vom Kunstharzanteil aufgefangen werden können, tragen bei der neuerungsgeftäßen Kupplungsmuffe auch die die Armierung bildenden Fasern (beispielsweise Glasfasern) zur Festigkeit der Kupplungsmuffe, insbesondere in ihren Endbereichen gegenüber Schubspannungen bei. Dies hat zur Folge, daß das Langzeitverhalten der neuerungsgemäßen Kupplungsmuffe jenem bekannter, mit achsparalleler Faserorientierung versehener Kupplungsmuffen überlegen ist. Die neuerungsgemäße Kupplungs- muffe kann im Schleuderverfahren oder im Wickelverfahren hergestellt werden.

In einer Ausführungsform der Neuerung ist vorgesehen, daß jede Erzeugende der Kegelstumpfflächen zur Achse der Kupplungsmuffe einen Winkel zwischen 20 und 80 , vorzugsweise 45° einschließt.

In einer Variante der Neuerung, die besonders für im Schleuderverfahren hergestellte Kupplungsmuffen gedacht ist, ist vorgesehen, daß die Kupplungsmuffe im Bereich von mindestens einem ihrer Enden außen kegelstumpf förmig abgeschrägt ist.

Damit wird die neuerungsgemäße Faserorientierung ohne weiteres erreicht. Ein weiterer Vorteil der neuerungsgemäßen Kupplungsmuffe besteht darin, daß durch die Abschrägungen an den Endbereichen Werkstoff eingespart werden kann, ohne daß die Festigkeit der Kupplungsmuffe nachteilig beeinträchtigt wird.
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Mit Vorteil ist im Rahmen der Neuerung vorgesehen, daß

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zwischen der kegelstumpfförmigen Schrägfläche und der benachbarten kreisringförmigen Endfläche der Kupplungsmuffe eine im wesentlichen zylindrische, zur Muffenachse parallele Fläche angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist besonders für die Herstellung der neuerungsgemäßen Kupplungsmuffe im Schleuderverfahren geeignet, da die Armierungsfasern außerhalb der kegelstumpf förmigen Schrägflächen auf der oder den zylindrischen, zur Muffenachse parallelen Flächen ebenfalls aufliegen, wodurch verhindert wird, daß die Armierungsfasern beim Schleudervorgang aus dem Bereich der kegelstumpfförmigen Abschrägungen nach außen rutschen, so daß keine Gefahr besteht, daß die Armierungsdichte im Bereich der besonders kritischen Enden der Kupplungsmuffe irgendwo den vorgegebenen Wert unterschreitet.

Falls die außerhalb der Schrägflächen liegenden, im wesentlichen zylindrischen Abschnitte der Kupplungsmuffe nicht gewünscht werden, können diese auch entfernt werden. Man erhält dann eine Ausführungsforn» der Neuerung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die kreisringförmige Endfläche der Kupplungsmuffe an die kegeistumpfförmige Schrägfläche unmittelbar anschließt.

Die Neuerung ist in den Zeichnungen an Ausführungsbeispielen wiedergegeben und wird nachstehend unter Bezugnahme auf diese Zeichnungen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 bis 6 verschiedene Ausführungsformen der neuerungsgemäßen Kupplungsmuffe, schematisch im Axialschnitt und

Fig. 7 in schematisierter, vereinfachter Darstellung die Kräfteverhältnisse bei axial wirkenden Schubspannungen.

Die in Fig. 1 gezeigte, im wesentlichen zylinderförmige Kupplungsmuffe 1 ist um ihre Achse 2 rotationssymmetrisch ausgebildet. Sie besitzt an ihrer Innenfläche 3 Nuten 4, die zur Aufnahme von Ringdichtungen od. dgl. bestimmt sind. Um das Einführen von durch die Kupplungsmuffe 1 zu verbindenden Rohren in die Kupplungsmuffe 1 zu erleichtern und um die beim Verlegen der Rohre allenfalls notwendige Abwinkelung der Rohre nicht zu behindern, ist die Innenfläche in den Endbereichen 5 sich nach außen konisch erweiternd ausgebildet.

Im Bereich der Außenfläche 6 der Kupplungsmuffe 1 ist die Kupplungsmuffe 1 im Bereich ihrer Enden unter Ausbildung von Schrägflächen 7 abgeschrägt ausgebildet. Im Anschluß an die Schrägflächen 7 sind im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel noch zylindermantelförmige Flächen 8 vorgesehen, an die sich die kreisringförmigen Endflächen 9 der Kupplungsmuffe 1 anschließen.

Die Kupplungsmuffe 1 besteht aus faserverstärktem Kunststoff und wird bevorzugt im Schleuderverfahrer. hergestellt. Im mittleren Bereich der Kupplungsmuffe sind die Fasern, welche die Armierung der Kupplungsmuffe 1 darstellen (z.B. Glasfasern od. dgl.) in Zylinderflächen ausgebildet, wobei in der Regel die Orientierung der Fasern so gewählt wird, daß mehr Fasern tangential, d.h. in Umfangsrichtung, und etwas weniger Fasern axial, d*h. parallel zur Mittelachse 2 der Kupplungsmuffe 1, ausgerichtet sind.

Im Bereich der im wesentlichen kegelstumpfförmigen Schrägflächen 7 an den Enden der Kupplungsmuffe 1 sind die die Kupplungsmuffe 1 verstärkenden Fasern in zu den Schrägflächen 7 im wesentlichen konzentrischen Kegelstumpfflachen ausgerichtet. Auch hier werden mehr Fasern tangential als im wesentlichen axial (d.h. in der Bildebene von Fig. 1 liegend) ausgerichtet sein. Durch diese

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vereinfacht gesagt, zu den Schrägflachen 7 parallele Ausrichtung der Faserarmierung ergeben sich die in Fig. 7 gezeigten günstigen Verhältnisse beim Auffangen von beispielsweise im Bereich der Nuten 4 für die Aufnähme von Dichtungen und/oder die Schubkraft übertragenden Elementen angreifenden Schubspannungen durch das Ende der Kupplungsmuffe. Bei ausschließlich in der Kupplungsmuffe 1 parallel ausgerichteten Zylinderflächen orientierten Fasern wird die gesamte Schubspannung von dem Harz aufgefangen, da keine schräg zur Richtung der Schubspannung ausgerichteten Fasern vorliegen. Liegt aber im Bereich von einem oder beiden Enden der Kupplungsmuffe 1 die neuerungsgemäße Faserorientierung vor, die in Fig. 7 schematisch durch eine punktierte t5 Linie angedeutet ist, dann ergeben sich neben Kraftkomponenten in axialer Richtung auch radial gerichtete Kraftkomponenten der Faserarmierung und die Fasern können Schubspannungen 11, die im Bereich der Nut 4 angreifen und in Richtung des Pfeiles 10 gerichtet sind, auffangen.

Die neuerungsgemäße Orientierung der Faserarmierung in den Endbereichen der Kupplungsmuffe 1, d.h. eiae Orientierung der Fasern in Kegelstumpfflächen, die zu der jeweils benachbarten Schrägfläche 7 im wesentlichen konzentrisch ausgerichtet ist, wird die Schubfestigkeit des Laminates außerhalb des in der Nut 4 der Kupplungsmuffe 1 aufgenommenen Dichtelementes und/oder die Schubkraft übertragenden Elementen erhöht. Durch diese Erj höhung wird insbesondere das Langzeitverhalten der !Kupplung erheblich verbessert.

In den Fig. 2 bis 6 sind weitere Ausführungsformen der neuerungsgemäßen Kupplungsmuffe gezeigt, wobei bei den in den Fig. 2,4 und 6 gezeigten Ausführungsformen die

Schrägflächen 7 unmittelbar in die kreisringförmigeri Stirnflächen 9 der Kupplungsmuffe 1 übergehen. Derartige Ausführungsformen können auch dadurch hergestellt werden, daß man nach der Herstellung der Kupplungsmuffen 1 im Schleuderverfahren den Bereich mit der zylindrischen Fläche 8 abtrennt.

Soll die neuerungsgemäße Kupplungsmuffe im Wickelverfahren hergestellt werden, dann kann die neuerungsgemäße Faserorientierung-in den Endbereichen der Kupplungsmuffe beispielsweise dadurch erreicht werden, daß beidseitig außerhalb der Nuten 4 zum Kupplungsrand verlaufend aus einer Laminatmasse keilförmige Ringe aufgebracht werden, die sich zu den Enden der Kupplungsmuffe hin verjüngen, durch welche die neuerungsgemäße Orientierung der Faserarmierung im folgenden Wickellaminat erreicht wird. Es ist durchaus möglich, diese Ringe vom Wickeldorn lösbar auszubilden, so daß die Ringe in der fertigen Kupplungsmuffe verbleiben.

Claims (5)

- 1 Schutzansprüche

1. Aus faserverstärktem Kunststoff bestehende, im wesentlichen zylinderförmige Kupplungsmuffe für Rohre, die an ihrer Innenseite Nuten zur Aufnahme von Dichtungsringen und/oder Schubkräfte übertragende Elemente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserarmierung im Bereich von mindestens einem Ende der Kupplungsmuffe (1) in zur Achse (2) der Kupplungsmuffe (1) im wesentlichen konzentrischen Kegelstumpfflächen ausgerichtet ist.

2. Kupplungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Erzeugende der Kegelstumpfflächen zur Achse (2) der Kupplungsmuffe (1) einen Winkel zwischen 20 und 80°, vorzugsweise 45° einschließt.

3. Kupplungsmuffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmuffe (1) im Bereich von mindestens einem ihrer Enden außen kegelstumpfförmig abgeschrägt ist.

4. Kupplungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der kegelstumpf förmigen Schrägfläche (J) und der benachbarten kreisringförmigen Endfläche (9) der Kupplungsmuffe (1) eine im wesentlichen zylindrische, zux Muffenachse parallele Fläche (6) angeordnet ist.

5. Kupplungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförrnige Endfläche (9) der Kupplungsmuffe (1) an die kegelstumpf förmige Schrägfläche (7) unmittelbar anschließt.