DE3833535C2

DE3833535C2 - Pipe coupling

Info

Publication number: DE3833535C2
Application number: DE19883833535
Authority: DE
Inventors: Franz Fuchs
Original assignee: Werner Roehrs & Co KG Dr GmbH
Current assignee: Werner Roehrs & Co KG Dr GmbH
Priority date: 1988-10-01
Filing date: 1988-10-01
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2008-10-02
Also published as: CH681559A5; DE3833535A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung für die schweißlose Verbindung von Rohren mit glatten Rohrenden und Fertigungstoleranzen nach DIN.The invention relates to a pipe coupling for the weldless connection of pipes with smooth pipe ends and manufacturing tolerances according to DIN.

Derartige Rohrkupplungen haben die Aufgabe, Rohre bei Montage auf der Baustelle mit dem geringst möglichen Montageaufwand betriebssicher für höchste Beanspruchungen miteinander zu verbinden.Such pipe couplings have the task of assembling pipes on the Construction site with the least possible assembly effort reliable for to combine the highest demands.

Es sind Rohrkupplungen bekannt, die auf dem Prinzip der Schlauchklemme die Rohre miteinander verbinden. Derartige Rohrkupplungen sind sehr auf wendig und genügen im allgemeinen nicht für höchste Anforderungen.Pipe couplings are known based on the hose clamp principle connect the pipes together. Such pipe couplings are very open agile and generally not sufficient for the highest demands.

Aus der US 2,444,380 ist eine Rohrkupplung bekannt, welche durch Schrauben miteinander verspannbare Kupplungshälften sowie darin abge stützte Federkegelscheiben aufweist, die durch einen kombinierten Ab stands- und Dichtring mit dem Außenumfang der Rohre in Klemmeingriff gebracht werden. Damit der Dichtring seine Abstandshalterfunktion ausüben kann, besteht er vorzugsweise aus Metall und ist so ausgeführt, daß er leicht verformt wird, wenn die Verbindung abgedichtet ist. Die Montage einer der artigen Rohrkupplung erweist sich als relativ schwierig zu bewerkstelligen, da darauf geachtet werden muß, daß bei der Montage keine ungleichmäßi gen radialen Verspannungen im Kupplungsbereich auftreten. Dies liegt dar an, daß gemäß dieser Druckschrift keine Mittel zur Zentrierung der Roh renden bezüglich der Kupplungshälften während des Spannvorgangs vorge sehen sind.From US 2,444,380 a pipe coupling is known, which by Screws clampable coupling halves as well as abge has supported conical spring washers, which by a combined Ab Locking ring and sealing ring with the outer circumference of the pipes to be brought. So that the sealing ring performs its spacer function can, it is preferably made of metal and is designed so that it is light is deformed when the connection is sealed. Assembling one of the like pipe coupling proves to be relatively difficult to accomplish because it must be ensured that no uneveni during assembly radial stresses occur in the coupling area. This is because indicates that according to this document no means for centering the raw renden with respect to the coupling halves during the clamping process are seen.

Aus der DE 32 06 570 A1 ist eine Rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden bekannt, bei der auf jedes Roh rende ein Flansch, ein Klemmelement sowie ein Klammerteil aufgeschoben sind, während der Verbindungsstoß von einer Dichtung umschlossen ist. Jeder Flansch weist eine zum Verbindungsstoß hin offene Klemmkammer auf, in die das Klemmelement eintaucht, das sich mit einem radial innenlie genden Klemmrand auf dem Rohrende abstützt und hinsichtlich eines radial außenliegenden Klemmrandes von einer Klemmfläche der Klemmkammer übergriffen wird und so ausgeformt ist, daß eine das Klemmelement beauf schlagende axiale Druckkraft zur Vergrößerung des Außendurchmessers und zu einer Verkleinerung des Innendurchmessers des Klemmelements führt. Jedes Kammerteil weist eine zum Verbindungsstoß hin offene Dich tungskammer auf, in die die Dichtung mit ihren beiden axialen Enden ein taucht. Zur Montage der Rohrverbindung werden die beiden Flansche über eine Verschraubung gegeneinander verspannt. Diese Rohrkupplung weist den Nachteil auf, daß die Funktionen Abdichtung und kraftschlüssige Ver bindung mit den Rohren vorrichtungsmäßig getrennt sind, wodurch die Rohrkupplung insgesamt groß baut.From DE 32 06 570 A1 a pipe connection between two butt is known pipe ends to be connected to each raw end a flange, a clamping element and a clamp part pushed on are while the connection joint is enclosed by a seal. Each flange has a clamping chamber open towards the connection joint on, into which the clamping element is immersed, which is with a radially inner supporting clamping edge on the pipe end and with respect to a radial outer clamping edge of a clamping surface of the clamping chamber is overlapped and is shaped so that one acts on the clamping element striking axial compressive force to enlarge the outside diameter and a reduction in the inner diameter of the clamping element leads. Each part of the chamber has a seal that is open towards the connection joint tion chamber into which the seal with its two axial ends dives. To assemble the pipe connection, the two flanges are over a screw connection clamped against each other. This pipe coupling points the disadvantage that the functions of sealing and non-positive Ver device with the pipes are separated, whereby the Pipe coupling builds large overall.

Aus der DE 84 36 215 ist eine Rohrverbindung zwischen zwei stumpf mit einander zu verbindenden Rohrenden, auf die jeweils ein Flansch, zumin dest ein Klemmelement und ein Kammerteil lose aufgeschoben sind, die durch Verschraubung gegeneinander verspannbar sind, bekannt, wobei eine aus einem Elastomerring mit lose eingebettetem Innenring bestehende Dichtung den Verbindungsstoß umschließt und mit ihren beiden axialen Enden jeweils in eine Dichtungskammer der beiden Kammerteile ragt, wäh rend Flansch und Kammerteil zwischen sich jeweils eine Klemmkammer bilden, in die das Klemmelement eintaucht, das sich mit einem radial in nenliegenden Klemmrand auf dem Rohrende abstützt, hinsichtlich eines radial außenliegenden Klemmrandes von einer Klemmfläche der Klemm kammer übergriffen wird und in axialer Richtung so aus der Klemmkam mer herausragt, daß eine das Klemmelement beaufschlagende axiale Druckkraft zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers und zu einer Verkleinerung des Innendurchmessers des Klemmelements führt. Diese Rohrverbindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Innenring des Elasto merrings einen inneren, ringförmigen Bund aufweist, der als Anschlag zwi schen die beiden Rohrenden ragt.From DE 84 36 215 a pipe connection between two butt with pipe ends to be connected to each other, each with a flange, at least least a clamping element and a chamber part are loosely pushed on are braced against each other by screwing, known, one consisting of an elastomer ring with a loosely embedded inner ring Seal encloses the connection joint and with its two axial Each ends in a sealing chamber of the two chamber parts protrudes rend flange and chamber part between each a clamping chamber form, in which the clamping element is immersed, which is radially in is supported on the pipe end, with regard to a radially outer clamping edge of a clamping surface of the clamp Chamber is overlapped and so in the axial direction from the clamp protrudes that an axial acting on the clamping element Pressure force to increase the outer diameter and to a Reduction of the inner diameter of the clamping element leads. This Pipe connection is characterized in that the inner ring of the Elasto merrings has an inner, annular collar, the stop between protrudes the two pipe ends.

Aus der US 2,531,922 ist eine Rohrkupplung für zwei stumpf zu verbin dende glattwandige Rohre bekannt, mit einem beide Rohrenden überdec kenden verformbaren Dichtring und zwei auf die Rohrenden aufschiebba ren und an äußeren Flanschen durch Schrauben miteinander verspannbaren Kupplungshälften, die gemeinsam einen den Dichtring überfassende Dicht kammer bilden, in der beidseitig des Dichtrings angeordnete, an ihrem Au ßenumfang abgestützte Federkegelscheiben bei Spannbewegungen der Kupplungshälften in ihrem Innenumfang mit dem jeweiligen Rohr in Klemmeingriff treten, und die den Dichtring überfassende Außenseite der Dichtkammer durch symmetrische, entgegengesetzt konische Innenflächen bei den Kupplungshälften begrenzt wird. Eine weitere gattungsgemäße Rohrkupplung ist aus der US 2,747,898 bekannt.From US 2,531,922 a pipe coupling for two butt is to be connected Ending smooth-walled pipes known, with one of both pipe ends covered kenden deformable sealing ring and two push on the pipe ends and can be clamped together on the outer flanges by screws Coupling halves, which together form a seal encompassing the sealing ring form chamber, in the arranged on both sides of the sealing ring, on their Au Outer circumference supported conical spring washers during clamping movements of the Coupling halves in their inner circumference with the respective tube in Clamp engagement, and the outside of the sealing ring surrounding the Sealing chamber due to symmetrical, conical inner surfaces is limited in the coupling halves. Another generic Pipe coupling is known from US 2,747,898.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rohrkupplung für zwei stumpf zu verbindende, glattwandige Rohre anzugeben, die sich durch ein fache kostengünstige Bauteile sowie durch eine bequeme Montage aus zeichnet, und bei der gewährleistet ist, daß mit den die kraftschlüssige Ver bindung zwischen den Kupplungshälften und den Rohrenden bewirkenden Klemmelementen eine bezüglich des Rohrstoßes weitgehend gleichmäßig wirksame radiale Verspannung und Abdichtung zustandekommt.The object of the present invention is to provide a pipe coupling for two Specify butt-jointed, smooth-walled pipes that are divided by a fold inexpensive components as well as a convenient assembly records, and in which it is ensured that with the non-positive Ver binding between the coupling halves and the pipe ends Clamping elements largely uniform with respect to the pipe joint effective radial bracing and sealing.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Rohrkupplung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie eine Rohrkupplung mit den Merkmalen des An spruches 3.This task is solved by a pipe coupling with the features of claim 1 and a pipe coupling with the features of the Proverbs 3

Zur gleichmäßigen Abdichtung und radialen Verspannung tragen bei den erfindungsgemäßen Lösungsvorschlägen die am Dichtring angeformte innere Dichtlippe, und außerdem die den Dichtring überfassende Dichtkammer mit ihren symmetrischen, entgegengesetzten konischen Innenflächen der beiden Kupplungshälften bei. Auf diese Weise wird die Dichtung während des Ver schraubens der beiden Kupplungshälften von beiden Seiten her gleichmäßig konisch zusammengepreßt, so daß sie in seitlicher Richtung gleichmäßig auf die Federkegelscheiben oder Konusringe oder Keilsegmente einwirkt, und somit für eine gleichmäßige radiale Verspannung und Abdichtung zwischen Rohrkupplung, Dichtung und den Rohren sorgt. Hierdurch ist die Rohrver bindung beispielsweise auch auf Zug belastbar.For even sealing and radial bracing, the proposed solutions according to the invention integrally formed on the sealing ring Sealing lip, and also the sealing chamber covering the sealing ring their symmetrical, opposite conical inner surfaces of the two Coupling halves at. In this way, the seal during the ver screw the two coupling halves evenly from both sides pressed conically, so that they evenly in the lateral direction acts on the conical spring washers or cone rings or wedge segments, and thus for an even radial bracing and sealing between Pipe coupling, seal and the pipes ensures. This is the Rohrver binding, for example, can also be loaded on a train.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Rohrkupplung aufgrund des angewandten Prinzips der Keilverspannung für höchste Anforderungen und Betriebssicherheit geeignet ist. Ferner er möglicht das gewählte Prinzip konstruktiv sehr einfache und preisgünstige Bauteile für die Herstellung der Rohrkupplung.The advantages achieved by the invention are in particular that the pipe coupling due to the applied principle of wedge bracing is suitable for the highest requirements and operational safety. Furthermore he the chosen principle makes it structurally very simple and inexpensive Components for the manufacture of the pipe coupling.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the Unteran claims.

Einige Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und wer den im folgenden näher beschrieben. Es zeigenSome embodiments are shown in the drawings and who described in more detail below. Show it

Fig. 1 einen Mittelschnitt durch eine Rohrkupplung mit Federkegel scheibe im Betriebszustand, Fig. 1 shows a central section through a pipe coupling with a conical spring disc in the operating state,

Fig. 2 wie vor, jedoch im Montagezustand, Fig. 2 as before, but in the assembled state,

Fig. 3 eine Draufsicht einer Rohrkupplungshälfte mit Federkegel scheibe, Figure 3 is a plan view disc. A pipe coupling half with conical spring,

Fig. 4 einen Mittelschnitt durch eine Rohrkupplung mit Konusring im Betriebszustand, Fig. 4 shows a central section through a pipe coupling with a conical ring in the operating state,

Fig. 5 wie vor, jedoch im Montagezustand, Fig. 5 as before, but in the assembled state,

Fig. 6 eine Draufsicht einer Rohrkupplungshälfte mit Konusring, Fig. 6 is a plan view of a pipe coupling half with a conical ring,

Fig. 7 einen Mittelschnitt durch eine Rohrkupplung mit Keilsegmenten im Betriebszustand, Fig. 7 shows a central section through a pipe coupling with a wedge segments in the operating state,

Fig. 8 wie vor, jedoch im Montagezustand, Fig. 8 as before, but in the assembled state,

Fig. 9 einen Schnitt A-B gemäß Fig. 7 durch die Rohrkupplung mit Keilsegmenten, Fig. 9 shows a section AB according to FIG. 7 through the pipe coupling with a wedge segments,

Fig. 10 einen Mittelschnitt durch einen Rohrverschluß mit Federkegel scheibe, Figure 10 disk. A central section through a pipe plug with conical spring,

Fig. 11 wie vor, jedoch mit Konusring, und Fig. 11 as before, but with a cone ring, and

Fig. 12 wie vor, jedoch mit Keilsegmenten. Fig. 12 as before, but with wedge segments.

Die Rohrkupplung gemäß Fig. 1 bis 3 besteht aus den Rohrkupplungs hälften 1 und 2, den Federkegelscheiben 5, der Dichtung 4 und den Schrau ben 3. Die Federkegelscheiben sind am Umfang geschlitzt und besitzen am Innendurchmesser eine Verzahnung (Fig. 3). Die Montage der Federkegel scheiben 5 erfolgt in der zylindrischen Nut der Rohrkupplungshälften 1 und 2, welche im Anschluß an die Nut für die Aufnahme der Dichtung 4 konisch auslaufen. Dieser Bereich der konisch auslaufenden Nuten wird als Dicht kammer, welche zur Aufnahme der Dichtung 4 dient, bezeichnet. Die koni schen Innenflächen der Dichtkammer sind mit Bezugszeichen 1a, 2a verse hen. Bei eingelegter Dichtung 4 werden die Rohrkupplungshälften 1 und 2 an ihren beispielsweise in Fig. 1 zu erkennenden äußeren, flanschartig aus gebildeten Abschnitten 11, 12 mittels Schrauben 3 zur Rohrkupplung leicht zusammengeschraubt (Fig. 2). Bei Montage der Rohrkupplung werden die zu verbindenden Rohre 6 bis an die Dichtlippe L der konischen Dichtung eingeführt und die Schrauben 3 angezogen, bis die Kupplung geschlossen ist (Fig. 1). Beim Schließvorgang der Rohrkupplung zwingt die Dichtung 4 die Federkegelscheiben S zur Einfederung, bis diese Kontakt mit den Rohren 6 bekommen. Die nunmehr entstehende Keilwirkung drückt die Zähne der Fe derkegelscheiben 5 in die Rohre 6, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung entsteht und die Dichtung 4 immer stärker zusammengedrückt wird, bis die Rohrkupplung betriebsbereit geschlossen ist (Fig. 1). The tube coupling according to FIG. 1 to 3 consists of the pipe coupling halves 1 and 2, the conical spring discs 5, the gasket 4 and the Schrau ben. 3 The conical spring washers are slotted on the circumference and have teeth on the inside diameter ( Fig. 3). The spring cone washers 5 are mounted in the cylindrical groove of the pipe coupling halves 1 and 2 , which run out conically after the groove for receiving the seal 4 . This area of the tapered grooves is referred to as the sealing chamber, which serves to accommodate the seal 4 . The conical inner surfaces of the sealing chamber are hen with reference numerals 1 a, 2 a. When the seal 4 is inserted, the pipe coupling halves 1 and 2 are slightly screwed together at their outer, flange-like sections 11 , 12, which can be seen in FIG. 1, by means of screws 3 to form the pipe coupling ( FIG. 2). When assembling the pipe coupling, the pipes 6 to be connected are inserted up to the sealing lip L of the conical seal and the screws 3 are tightened until the coupling is closed ( FIG. 1). When the pipe coupling closes, the seal 4 forces the conical spring washers S to deflect until they come into contact with the pipes 6 . The resulting wedge action presses the teeth of the Fe derkegelscheibe 5 in the tubes 6 , which creates a positive connection and the seal 4 is compressed more and more until the pipe coupling is closed ready for operation ( Fig. 1).

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 bis 9 sind die Rohrkupp lungshälften 7 und 8 gleich gestaltet und entsprechen im Aufbau und ihrer Wirkungsweise der Rohrkupplung gemäß Fig. 1 bis 3. Der Unterschied zwischen den Rohrkupplungen nach Fig. 1, 4 und 7 besteht im wesentli chen darin, daß die kraftschlüssige Verbindung der Rohre 6 mit der Rohr kupplung durch unterschiedliche Klemmelemente erfolgt.In the embodiments according to FIGS. 4 to 9, the Rohrkupp are lung halves 7 and 8 are made equal and correspond in structure and their mode of operation of the pipe coupling according to Fig. 1 to 3. The difference between the pipe couplings according to FIG. 1, 4 and 7 consists wesentli Chen in that the non-positive connection of the tubes 6 with the tube coupling is carried out by different clamping elements.

Bei der Rohrkupplung nach Fig. 4 bis 6 besteht das Klemmelement aus den geschlitzten Konusringen 10 und Dichtung 9, bei der Rohrkupplung nach Fig. 7 bis 9 aus der Dichtung 13 mit eingegossenen oder eingeleg ten Keilsegmenten 13. Die Konusringe 10 und die Keilsegmente 13 können zwecks Erhöhung der Klemmwirkung mit Rändel 11 oder ähnlich ausgeführt werden. Vorzugsweise werden die Konusringe 10 und Keilsegmente 13 aus Stahl hergestellt. Gleichfalls ist es möglich, die Konusringe 10 und Keilseg mente 13 aus einem anderen Werkstoff mit hohem Reibwert und ohne Rän del 11 herzustellen, wenn an die Klemmverbindung nicht zu hohe Anforde rungen gestellt werden. In Fig. 4 sind die äußeren, flanschartigen Abschnit te der Kupplungshälften 1, 2 mit Bezugszeichen 17, 18 bezeichnet. Die ko nischen Innenflächen der Kupplungshälften 1, 2 weisen die Bezugszeichen 7a, 8a auf, und die Dichtlippe ist wiederum mit L bezeichnet.In the pipe coupling according to FIGS. 4 to 6, the clamping element from the slotted cone rings 10 and seal 9, wherein the pipe coupling of Fig. 7 to 9 of the seal 13 with cast or eingeleg th wedge segments 13. The cone rings 10 and the wedge segments 13 can be designed with knurls 11 or similar in order to increase the clamping effect. The cone rings 10 and wedge segments 13 are preferably made of steel. Likewise, it is possible to manufacture the cone rings 10 and wedge elements 13 from another material with a high coefficient of friction and without knurling 11 if the clamp connection is not subject to excessive requirements. In Fig. 4, the outer, flange-like sections of the coupling halves 1 , 2 are designated by reference numerals 17 , 18 . The ko African inner surfaces of the coupling halves 1 , 2 have the reference numerals 7 a, 8 a, and the sealing lip is again designated with L.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 10, 11 und 12 zeigen das Prinzip der Rohrkupplung als Rohrverschluß, bestehend aus den Rohrkupplungshälften 1 und 7, den Klemmelementen 5, 10 und 13, den Dichtungen 14, 16 und 18, den Deckeln 15 und 17 und den Schrauben 3. In seinem Aufbau und seiner Wirkungsweise ist der Rohrverschluß identisch mit den beschriebenen Rohrkupplungen.The exemplary embodiments according to FIGS. 10, 11 and 12 show the principle of the pipe coupling as a pipe closure, consisting of the pipe coupling halves 1 and 7 , the clamping elements 5 , 10 and 13 , the seals 14 , 16 and 18 , the covers 15 and 17 and the screws 3rd In its construction and mode of operation, the pipe closure is identical to the pipe couplings described.

Claims

1. Pipe coupling for two butt-jointed smooth-walled pipes, with a deformable sealing ring ( 4 ) covering both pipe ends and two coupling halves ( 1 , 2 ) that can be pushed onto the pipe ends ( 6 , 6 ) and can be clamped together on the outer flanges by screws ( 3 ), which together form a sealing chamber encompassing the sealing ring ( 4 ), in which spring conical washers ( 5 ) arranged on both sides of the sealing ring and supported on their outer circumference come into clamping engagement with the respective tube when the coupling halves are tensioned on their inner circumference, characterized in that

- That the sealing ring ( 4 ) made of elastic material is arranged centered between the pipe ends by means of an integrally formed annular sealing lip (L) running over its inner circumference,
- And that the sealing ring ( 4 ) covering the outside of the sealing chamber by symmetrical, oppositely conical inner surfaces of the two coupling halves ( 1 , 2 ) is limited and closed when the outer flanges lie against each other in the course of the clamping with their end faces.

2. Pipe coupling according to claim 1, characterized in that the outside of the sealing chamber is extended on both sides at the tapered end of the conical inner surfaces by cylindrical wall sections, on which the outer circumference of the spring cone washers ( 5 ) at a distance from the sealing ring ( 4 ) during assembly of the pipe coupling is positioned.

3. Pipe coupling for two butt-jointed smooth-walled pipes, with a deformable sealing ring ( 9 ) covering both pipe ends and two coupling halves ( 7 , 8 ) that can be pushed onto the pipe ends and can be clamped together on the outer flanges by means of screws ( 3 ) Form sealing ring-encompassing sealing chamber, in which clamping elements arranged on both sides of the sealing ring are supported on their outer circumference and come into engagement with the respective tube by the clamping movement of the coupling halves on their inner circumference, characterized in that

- That the sealing ring ( 9 ) made of elastic material is arranged centered between the pipe ends by means of an integrally formed annular sealing lip (L) extending over its inner circumference,
- That the outside of the sealing chamber encompassing the sealing ring ( 9 ) is delimited and closed by symmetrical, oppositely conical inner surfaces of the two coupling halves ( 7 , 8 ) when the outer flanges lie against each other in the course of the screwing,
- And that the clamping elements as slotted cone rings ( 10 ) with a radial end face on both sides of the sealing ring ( 9 ), with their outer cone each rest on a continuation of the sealing ring covering conical inner surface and in the course of screwing on their cylindrical inner side with the pipe ends in friction - And / or positive engagement can be brought.

4. Pipe coupling according to claim 3, characterized in that the clamping elements consist of narrow wedge segments ( 13 ) which have approximately the same cross section as the cone rings ( 10 ) and distributed over the order in order to tapered axial extensions in the end-tapered cross section of the sealing chamber of the sealing ring ( 12 ) are inserted or molded.

5. Pipe coupling according to claim 3 or 4, characterized in that the conical rings ( 10 ) and wedge segments ( 13 ) made of different materials, z. B. are made of spring steel, aluminum, composite material, plastic Herge and on the inside diameter different profiled surfaces, for. B. knurls ( 11 ).

6. Pipe coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the elasticity and shape of the seal ( 4 ; 9 ; 12 ) on the coupling halves ( 1 , 2 ; 7 , 8 ), the spring cone disks ( 5 ), the cone rings ( 12 ) and wedge segments ( 13 ) is matched.

7. Pipe coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the flange end faces of the two coupling halves ( 1 , 2 ; 7 , 8 ) are provided with mutually centering annular projections or associated annular recesses.