CH643931A5 - Steckverbindung fuer druckleitungen. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Druckleitungen, mit einem Steckrohr, das eine Ringnut aufweist, deren ebene Seitenwände radial verlaufen, einem Aufnahmerohr, das zwei im Abstand voneinander angeordnete, zylindrische Bohrungen aufweist, die mit der Ringnut ausgerichtet sind, wenn Steckrohr und Aufnahmerohr vollständig miteinander in Eingriff sind, und einer U-förmigen Kupplungsklammer, deren Schenkel jeder von zwei gegenüberliegenden ebenen parallelen, ersten und zweiten Flächen, einer zu diesen rechtwinklig stehenden, dem Grund der Ringnut zugekehrten dritten Fläche und einer der dritten gegenüberliegenden, mit der Wandung der zylindrischen Bohrungen in Eingriff bringbaren abgerundeten vierten Fläche begrenzt ist.
Steckverbindungen für Druckleitungen bestehen im allgemeinen aus zwei ineinanderpassenden Teilen (Steckrohr und Aufnahmerohr), die mittels Arretierorganen strömungsmit-teldicht miteinander verbunden gehalten werden. Bei üblichen Steckverbindungen für Druckleitungen werden die Arretierorgane als Verschraubungen mit Überwurfmutter und Muffenverbindung, als Kugelverriegelung und als Ringklammer ausgebildet. Die Art des gewählten Verriegelungsorgans wird oft durch die Art der Steckverbindung, weiterhin durch den Druck des Strömungsmediums in der Steckverbindung und durch die gewünschte Bewegungsweise, mittels der die Steckverbindung geschlossen oder geöffnet wird, bestimmt. Werden die Steckverbindungen dort verwendet, wo enge Platzverhältnisse herrschen, wenn z.B. mehrere Steckverbindungen nebeneinander liegen, die zu Ventilen oder Sammelleitungen führen, sind die üblichen Arretierorgane oft nicht zufriedenstellend, da man dann keinen Zugang zu den einzelnen Verriegelungsorganen findet. Für solche Zwecke wurden bereits Klammern als Verriegelungsorgan verwendet, die schnell entfernt werden können. Solche Steckverbindungen sind im Bergbau weitverbreitet und haben den Vorteil, dass mit einer geradlinigen Bewegung der Klammer quer zur Längsachse das Entkuppeln ermöglicht wird. Weiterhin wird durch die Verwendung einer Klammer als Arretierungsorgan ermöglicht, dass das Steckrohr und das Aufnahmerohr gegeneinander verdreht werden können, so dass in vorteilhafter Weise ein Verformen (Verdrillen) der Druckschläuche vermieden wird.
s Solche, eine Klammer als Arretierorgan verwendenden Steckverbindungen werden insbesondere bei Bergbaumaschinen vielerorts gebraucht. Solche Steckverbindungen sind durch die DE-PS 1 204 894; 1 525 525; 1 914 465; 1 951 765; 1 953 434 und 1 988 018 bekannt. Es wird hierzu noch weiter-iohin auf die DE-Patentanmeldungen 7 241 954,7 331 962 sowie auf die US-PS 3 490 795 verwiesen.
Die bei diesen bekannten Steckverbindungen vorhandenen Klammern als Arretierorgane haben eine quadratische, polygonale oder kreisförmige Querschnittsfläche, und zumin-15 dest einer der Klammerschenkel ist in Querrichtung deformiert, um die Klammer gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen zu sichern.
Bei einer mit Klammer versehenen Steckverbindung weist das Steckrohr eine Ringnut auf, die mit zwei zum Aufnehmen 20 der Klammer dienenden Bohrungen im Aufnahmerohr ausgerichtet ist. Wenn die Ringnut und die Bohrungen zueinander ausgerichtet liegen, werden die Schenkel der Klammer in die Bohrungen eingesetzt und verhindern hierdurch eine axiale Auseinanderbewegung von Steckrohr und Aufnahme-25 rohr. Die beiden Bohrungen für die Klammer können in einem unbeweglich gehaltenen Aufnahmerohr vorhanden sein, sie können aber auch bei einer Hülse vorhanden sein, die koaxial auf dem Aufnahmerohr drehbar gehalten ist. Da Aufnahmerohr und Steckrohr oft gegeneinander um die Längs-30 achse verdreht werden, wird durch die vorerwähnte konstruktive Ausbildung die Beanspruchung von flexiblen Druckleitungen (Schläuchen) verringert, die mit dem Steckrohr und Aufnahmerohr verbunden sind. Die bei hydraulischen Anlagen verwendeten Leitungen sind oft erheblichen Druck-35 Schwankungen, z.B. im Bereich von 0 bis 350- 105Pa ausgesetzt, und solche Druckschwankungen haben oft eine Axialbewegung zwischen Steckrohr und Aufnahmerohr zur Folge, hervorgerufen durch das Lagerspiel der Arretierorgane.
Die bisher verwendeten Klammern mit quadratischer, po-4o lygonaler oder kreisförmiger Querschnittsfläche haben hier keine Abhilfe schaffen können.
Klammern mit z.B. quadratischer Querschnittsfläche zeigen bald Ermüdungserscheinungen und damit verringerte Biegefestigkeit. Dieser Zustand kommt daher, dass die Quer-45 schnittsfläche der Klammer im Hinblick auf die auftretenden Drücke oft unterdimensioniert ist, hervorgerufen durch die bei einer quadratischen Querschnittsfläche gegebene begrenzte Formgebung. Eine Klammer mit polygonaler Querschnittsfläche wird oft nicht korrekt abgestützt, hervorgeru-50 fen durch einen verformten Abschnitt an einem oder an beiden Klammerschenkeln, wobei diese Verformungen gemacht worden sind um ein unbeabsichtigtes Herausziehen der Klammer aus der Steckverbindung zu verhindern. Klammern mit polygonaler Querschnittsfläche verursachen auch Einker-55 bungen in der Aufnahmebohrung für die Klammer im Auf-nahmerohr, und die verhältnismässig scharfen Ecken an einer solchen Klammer ergeben besondere Belastungsstellen in demjenigen Teil der Steckverbindung, in dem die Bohrungen für die Klammer vorhanden sind.
60 Klammern, deren Schenkel eine im wesentlichen zylindrische Formgebung haben, so dass die Schenkel eine kreisförmige Querschnittsfläche haben, zeigen verhältnismässig geringe Ermüdungserscheinungen und haben deshalb eine gute Biegefestigkeit. Solche Klammern verursachen jedoch durch 65 die Linienanlage der Klammer an den Seiten der Ringnut ebenfalls Kerbstellen. Dieses Problem kann sehr ernst werden und kann ein Auseinanderbewegen von Steckrohr und Aufnahmerohr erschweren oder unmöglich machen. Bei Klam-
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mera, deren Schenkel kreisförmige Querschnittsfäche haben, sind die Schenkel nach aussen gespreizt um eine Halterung der Klammer zu bilden, wenn diese in die übrige Steckverbindung eingesetzt worden ist, und deswegen müssen die Schenkel der Klammer gegeneinander zusammengedrückt werden, damit die Klammer in die Bohrungen eingesetzt werden kann. Ein solcher Zusammenbau der Steckverbindung kann oft nur mit Schwierigkeiten durchgeführt werden.
Ein anderer Nachteil der bekannten Steckverbindungen, die eine U-förmige Klammer als Arretierorgan verwenden, ist darin zu sehen, dass die Steckverbindungen nicht derart ausgebildet werden können, dass sie nur mit Klammern mit polygonaler Querschnittsfläche der Schenkel oder nur mit solchen Klammern bestückt werden können, deren Schenkel eine kreisförmige Querschnittsfläche hat. Wenn bei einunddersel-ben Anlage Steckverbindungen vorhanden sind, bei denen beide Klammerarten vorhanden sind, oder wenn sich verschiedene Steckverbindungen an einer Stelle befinden, so besteht die grosse Gefahr, dass die falsche Klammer in eine Steckverbindung eingesetzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steckverbindung eingangs genannter Art zu schaffen, welche eine sichere Verbindung zwischen Steckrohr und Aufnahmerohr und eine grosse Standzeit infolge minimaler Materialbeanspruchung gewährleistet.
Die erfindungsgemässe Steckverbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der Kupplungsklammer zumindest im Bereich der Ringnut im Querschnitt durchgehend D-förmig sind, derart, dass die erste und zweite Fläche tangential zur vierten abgerundeten Fläche angeordnet sind.
Umfangreiche Versuche haben erbracht, dass ein D-för-miger Querschnitt der Klammerschenkel bei richtigem Durchmesser der gerundeten Fläche allen bisher verwendeten. Klammerformen überlegen ist. Es werden eine geringe Materialermüdung und eine sichere Verbindung zwischen Einsteckrohr und Aufnahmerohr erhalten. Darüber hinaus wird der Vorteil erhalten, dass die erfindungsgemässe Kupplungsklammer für herkömmliche Steckverbindungen engesetzt werden kann, und zwar für solche, welche bisher im Querschnitt quadratische oder kreisförmige Klammerschenkel verwendeten.
Bevorzugterweise wird ein Schenkel der Kupplungsklammer im Bereich seines freien Endes nach aussen verformt, so dass hierdurch ein Widerstand beim Herausziehen der Klammer aus den beiden zylindrischen Bohrungen erzielt wird. Die U-Form der Klammer ermöglicht, dass z.B. mit einem Schraubenzieher oder einem anderen länglichen Arbeitsorgan die Klammer entfernt werden kann. Die D-förmige Quer-schnittsfläche kann auf wirtschaftliche Weise gefertigt werden.
In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und vergrösserte Schnittdarstellungen von bekannten Steckverbindungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemässe Steckverbindung im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 ein vergrössertes Detail aus Fig. 1,
Fig. 4 ein Detail aus Fig. 2,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 eine Darstellung wie in Fig. 3, bei einer bekannten Steckverbindung, und
Fig. 7 eine Darstellung wie in Fig. 6, bei einer weiteren bekannten Steckverbindung.
Die in Fig. 1 gezeigte Steckverbindung für Druckleitungen für hydraulische Strömungsmedien hat ein Steckrohr 10 und ein Aufnahmerohr 12. Diese beiden Rohrteile 10 und 12 sind an nicht dargestellte Leitungen einer hydraulischen Anlage anschliessbar, wobei diese Leitungen Schläuche oder z.B.
Bleifittinge sein können. Für diesen Zweck ist jeder Rohrteil 10,12 mit einem Aussengewinde 14 und einem inneren Kanal 16 versehen. Die Rohrteile 10,12 sind weiterhin mit je einem Sechskant 18 versehen, mit dem die Rohrteile 10,12 bei der 5 Montage mittels eines Schraubenschlüssels gehalten werden können.
Das Steckrohr 10 ist mit einem Ansatz 20 versehen, der dazu bestimmt ist innerhalb einer Verriegelungshülse 22 zu liegen, die wiederum mittels eines Laufringes 24 koaxial auf io dem Aufnahmerohr 12 drehbar gelagert ist. Der Ansatz 20 ist mit einem im Durchmesserverringerten Abschnitt 26 versehen, der mit einer Ringnut versehen ist, in der ein O-Ring 28 liegt. Letzterer hegt abdichtend an einer zylindrischen Fläche 30 des Aufnahmerohrs 12 an. Der O-Ring 28 gewährleistet i5 die dichte Verbindung zwischen den beiden Rohrteilen 10 und 12.
Der Ansatz 20 hat noch den im Durchmesser grösseren zylindrischen Abschnitt 32, der die Ringnut 34 aufweist.
Diese Ringnut 34 weist zwei im axialen Abstand zueinander 20 liegende ebene Seitenwände 36 und 38 auf, die sich gemäss Fig. 3 radial erstrecken und bis zur Mantelfläche des Abschnittes 32 reichen. Der Grund 40 der Ringnut 34 weist zylindrische Abschnitte 42 auf, die bis zu den Seitenwänden 36 und 38 reichen. Im mittleren Bereich des Grundes 40 befindet 25 sich eine ringförmige, konkave Fläche 44, die die Fläche 42 schneidet. Die konkave Fläche 44 ist im Querschnitt gesehen kreisbogenförmig, wobei das Kreiszentrum koaxial zu zwei Bohrungen 46,48 für eine Klammer 50 liegt, wenn die beiden Rohrteile 10 und 12 vollständig miteinander verbunden sind. 30 Die beiden Bohrungen 46,48 befinden sich in der Hülse 22.
Die Hülse 22 mit den beiden Bohrungen 46 und 48 ist in Fig. 2 deutlich dargestellt. Diese Bohrungen 46 und 48 durchragen die Hülse 22 und liegen zur Ringnut 34 ausgerichtet, wenn die beiden Rohrteile 10 und 12 nach Fig. 1 vollständig 35 miteinander in Eingriff sind. Die beiden Bohrungen 46 und 48 liegen zu beiden Seiten der Längsachse der Steckverbindung und dienen zur Aufnahme der Kupplungsklammer 50.
Die Klammer 50 hat eine U-Form und weist zwei geradlinige Schenkel 52 und 54 auf, die durch einen Bogen 56 mitein-40 ander verbunden sind. Aus Fig. 5 ist das D-Profil der Klammer 50 ersichtlich. Die Querschnittsfläche hat eine konvexe, zylindrische vierte Fläche 58, an die eine erste ebene Fläche 60 und eine zweite ebene Fläche 62 tangential anschliessen. Die dritte Fläche des D-Profils wird durch eine ebene Innenfläche 45 64 gebildet, die rechtwinklig zu den Flächen 60 und 62 steht, wobei an den Übergangsstellen kleine Radien vorhanden sind. Die Flächen 60 und 62 sind um das Mass des Durchmessers der vierten Fläche 58 voneinander distanziert.
Beide freien Enden der Schenkel 52 und 54 der Klammer 50 50 sind mit Abschrägungen 68 versehen. Das freie Ende 66 des Schenkels 54 ist weiterhin noch etwas nach aussen abgebogen (Fig. 4). Die Abschrägungen 68 erleichtern das Einsetzen der Klammer 50 in die Bohrungen 46 und 48, und die nach aussen abgebogene Stelle 66 ergibt eine Anliegestelle 70 55 zwischen der Klammer 50 und der Hülse 22, so dass die Klammer in den Bohrungen 46 und 48 gehalfen wird (Fig. 2). Auf diese Weise kann kein ungewolltes Herausziehen der Klammer 50 aus der Hülse 22 erfolgen. Soll dagegen die Klammer 50 aus der Hülse 22 und damit aus den Bohrungen 60 46 und 48 herausgezogen werden, so wird mit einem Schraubenzieher oder einem anderen länglichen Arbeitsorgan zwischen Hülse 22 und dem gekrümmten Teil 56 der Klammer eingefahren und die Klammer aus den Bohrungen 46 und 48 gedrückt.
65 Die durch die beiden Schenkel 52 und 54 bestimmte Breite der Klammer 50 ist gleich dem Abstand zwischen den äusseren Bereichen der Bohrungen 46 und 48, wobei dieser Abstand X aus Fig. 2 ersichtlich ist. Nachdem die Klammer 50 in
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die Bohrungen 46 und 48 nach Fig. 2 eingesetzt worden ist, hältnismässig gering ist, jedenfalls um einiges geringer, als liegt die konvexe, vierte Fläche 58 des in Fig. 5 gezeigten Pro- wenn sich an die Fläche 94 noch ein Kreisabschnitt anschlies-files an den äusseren Wandungen der Bohrungen 46 und 48 sen würde, hat diese in Fig. 6 gezeigte Klammer auch eine gémit Reibschluss an, und mittels der Abbiegung 66 wird diese ringere Biegefestigkeit und damit eine geringere Lebensdauer. Lage der Klammer gesichert gehalten. 5 Beim bekannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 wird die Anhand der Fig. 3 wird nunmehr die Zuordnung zwi- Ringnut 96 durch zwei ebene, sich radial erstreckende Seiten-schen dem Klammerschenkel 52 und der Ringnut 34 erläu- wände 98 und einen dazwischen liegenden konkaven Grund tert. Da die ebenen ersten und zweiten Klammerflächen 60 100 gebildet. Die eine kreisförmige Querschnittsfläche ihres und 62 im Abstand zu den ebenen Seitenwänden 36 bzw. 38 Schenkels 102 aufweisende Klammer befindet sich innerhalb liegen, hat ein Anliegen der benachbarten Flächen und 10 der Bohrung 46" einer Hülse 104. Die Klammer ist in Eingriff Wände 36,60 und 38,62 einen verringerten Flächenbereich mit den Seitenwänden 98, so dass hierdurch ein Auseinander-zur Folge, an dem die Teile aufeinandergedrückt werden, so bewegen der Rohrteile (wie 10 und 12) verhindert wird. Da dass die Klammer 50 nicht mit Kerbwirkung in die Ringnut der Schenkel 102 in Linienberührung mit den Seitenwänden 34 eingedrückt wird. Durch das Vorhandensein der konvexen 98 steht, tritt an diesen Wänden 98 oft eine Einkerbung auf, vierten Fläche 58 wird die Querschnittsfläche der Klammer 15 so dass also an diesen Wänden Metall verdrängt wird. Um vergrössert, verglichen mit einer bekannten Klammer nach das hierbei entstandene mehr Spiel können die beiden Rohr-Fig. 6, die eine quadratische Querschnittsfläche hat. Die in teile (wie 10 und 12) auseinander bewegt werden. Weiterhin Fig. 3 gezeigte Klammer hat also mehr Klammermaterial, haben solche, ein rundes Profil aufweisende Klammern oft und dieses zuzügliche Klammermaterial ergibt einen grosse- eine solche Form, dass die Klammern von ihrem Balken mit ren Widerstand gegen Ermüdung und hat somit eine grössere 20 ihren Schenkeln nach aussen divergieren, anstelle des VorBiegefestigkeit zur Folge. Durch die D-Form der Klammer handenseins von Schenkelabbiegungen, wie die Abbiegung 66 hegt diese mit einer Flächenanlage an den Bohrungen 46 und beim Beispiel in Fig. 4, so dass hierdurch die Reibkraft der 48 an, und obwohl die abgerundete «Ecken» 72 der Klammer Schenkel nicht ausreichend ist, so dass die Gefahr besteht, mit einer Linienberührung an der Stelle 74 an den Bohrungen dass die Schenkel der Klammern durch die Vibrationen vom 46 und 48 nach Fig. 3 anliegen können, so ist doch das Ein- 25 hydraulischen Medium aus der Bohrung 46" treten können, kerben der Hülse 22 nur sehr gering, da die Flächenanlage an Wenn die Klammerschenkel in der vorerwähnten Weise nach der Stelle 76 ein bedeutendes Anliegen an der Stelle 74 ver- aussen divergieren, so müssen die Klammerenden zum Einhindert. setzen in die Bohrungen 46" in der Hülse 104 zusammenge-
Die Länge der Schenkel 52 und 54 ist so bemessen, dass drückt werden, was oft schwierig ist.
immer ein geradliniger Abschnitt der Klammer innerhalb der 30 Die aus Fig. 3 ersichtliche Gestaltung der Ringnut 34 erRingnut 34 liegt, und dass die Abbiegung 66 ausserhalb der laubt infolge der beiden Flächen 42 und der zwischenliegen-Hülse 22 liegt, wobei weiterhin der gekrümmte Abschnitt 56 den konkaven Fläche 44 die Verwendung von aus Fig. 6 und der Klammer soweit von der Hülse 22 entfernt ist, dass gut . 7 ersichtlichen Klammern mit quadratischer und kreisförmi-mit einem Werkzeug zum Entfernen der Klammer dazwi- ger Querschnittsfläche ihrer Schenkel 86 und 102 zum Kup-schen gefahren werden kann. 35 peln der beiden Rohrteile 10 und 12. Die aus Fig. 3 ersicht-
Aus den Figuren 6 und 7 sind die Zuordnungen zwischen liehe Formgebung der Ringnut 34 kann somit als «universal»
bekannten Klammern, die quadratische und kreisförmige angesehen werden, da alle drei erläuterten Klammernprofile
Querschnittsfläche haben, und den zugeordneten Ringnuten verwendet werden können. Diese Universalität kann mit der ersichtlich. Beim Beispiel nach Fig. 6 weist die Ringnut 78 aus Fig. 6 und 7 ersichtlichen Form der Ringnuten 78 und 96
ebene, sich radial erstreckende Seitenwände 80 und 82 sowie 40 nicht erreicht werden.
einen zylindrischen Grund 84 auf. Der Schenkel 86 einer Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass mit der aus
Klammer hat eine quadratische Querschnittsfläche mit den Fig. 3 ersichtlichen Formgebung der Ringnut 34 und des D-
ebenen Seitenwänden 88,90, einer ebenen inneren Fläche 92 Profils der Klammerschenkel eine Steckverbindung gemäss und einer ebenen Aussenfläche 94. In der Hülse 103 befindet Fig. 1 geschaffen worden ist, bei der alle drei erwähnten sich eine kreisförmige Bohrung 46'. Bei dieser Klammeranord- « Klammernprofile verwendet werden können. Das D-Profil nung ist die Klammer derart dimensioniert, dass die Innenflä- hat die geringste Kerbwirkung auf die umgebende Ringnut che 92 der Klammer reibschlüssig am Grund 84 der Ringnut zur Folge und ergibt zusätzlich die besten Festigkeitseigen-
anliegt. Wird die quadratisches Profil aufweisende Klammer schaffen, die mit dem rechteckigen oder quadratischen Schen-
am freien Schenkelende mit einer Abbiegung, wie die Abbie- kelprofil der Klammern nicht erreicht werden können. Das gung 66 beim Beispiel nach Fig. 4, versehen, so kommt es oft so D-Profil kann durch Rollen einer im Profil runden Stange zur vor, dass diese Abbiegung leicht in die Bohrung 46' eindringt. Erzielung der dritten Fläche 64 auf wirtschaftliche Weise her-
Wenn die Abbiegung nicht genau in der Ebene der Klammer gestellt werden, worauf dann die mit den Flächen 58 und 64
liegt, drückt diese Abbiegung weiterhin auf die Seitenwände versehene Klammer zwischen ebenen Walzwerkzeugen hin-
80 und 82 und ergibt dort Einkerbungen. Da weiterhin die durchbewegt wird um die anderen beiden ebenen Flächen 60
Querschnittsfläche des quadratischen Klammerprofils ver- ss und 62 zu formen.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Steckverbindung für Druckleitungen, mit einem Steckrohr (10), das eine Ringnut (34) aufweist, deren ebene Seitenwände (36,38) radial verlaufen, einem Aufnahmerohr (12), das zwei im Abstand voneinander angeordnete, zylindrische Bohrungen (46,48) aufweist, die mit der Ringnut (34) ausgerichtet sind, wenn Steckrohr (10) und Aufnahmerohr (12) vollständig miteinander in Eingriff sind, und einer U-förmi-gen Kupplungsklammer (50), deren Schenkel (52, 54) jeder von zwei gegenüberliegenden ebenen parallelen, ersten und zweiten Flächen (60,62), einer zu diesen rechtwinklig stehenden,dem Grund der Ringnut (34) zugekehrten dritten Fläche (64) und einer der dritten gegenüberliegenden, mit der Wandung der zylindrischen Bohrungen (46,48) in Eingriff bringbaren abgerundeten vierten Fläche (58) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (52,54) der Kupplungsklammer (50) zumindest im Bereich der Ringnut (34) im Querschnitt durchgehend D-förmig sind, derart, dass die erste und zweite Fläche (60,62) tangential zur vierten abgerundeten Fläche (58) angeordnet sind.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund der Ringnut (34) zwischen und im Abstand zu den ebenen Seitenwänden (36,38) der Ringnut (34) eine konkave Fläche (44) aufweist.
3. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Fläche (44) im Querschnitt kreisbogenförmig und konzentrisch zur Achse der zylindrischen Bohrungen (46,48) ist.
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