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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft eine Rohrkupplung, mit der zwei stirnseitig aneinanderstoßende röhrenförmige Körper gasdicht
miteinander verbunden werden können.
Solche Rohrkupplungen werden teilweise auch als Klemmschelle oder
Rohrverbinder bezeichnet.
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STAND DER TECHNIK
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Aus
der
DE 74 40 934 U ist
eine Klemmschelle für
röhrenförmige Körper bekannt.
Ihr röhrenförmiger Körper besteht
aus einem metallischen elastischen Band, dessen beide Enden nach
außen umgebogen
sind. Die durch metallische, biegesteife Backenteile verstärkten Enden
bilden in ihren um zwei aneinanderstoßende Rohrenden herumgelegten
Zustand miteinander verschraubbare Flansche. Der zwischen den beiden
Flanschen vorhandene Längsspalt
wird durch eine brückenförmige Platte
abgedeckt. Diese Platte verhindert, dass der Innensaum des elastischen
Bandes im montierten Zustand der Rohrschelle umfänglich durchgehend, auch im Bereich
des Längsspaltes,
an den beiden Rohrenden der zu verbindenden beiden Rohre anliegen
kann. Die dadurch vorhandenen Leckagen der Rohrschelle beeinträchtigen
ihren Einsatz bei höheren
Druckverhältnissen.
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Diese
Problematik ist auch bei der aus der
DE 33 00 963 A1 bekannten Klemmschelle vorhanden.
Das bei diesen Klemmschellen vorhandene metallische, elastische
Ringband besitzt im Unterschied zur vorstehend genannten
DE 74 40 934 U einteilige Flansche,
die durch verdickte Enden des Ringbandes gebildet werden. Außerdem kann
die den Längsspalt überbrückende,
gebogene Platte beim Verschrauben der beiden Flansche mit an denselben
angeschraubt werden, was ihren richtigen Sitz im Inneren der Rohrschelle
sichern kann, dagegen aber zu der Leckageproblematik nichts beitragen
kann.
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Die
Leckageproblematik ist bei der aus der
DE 20 2005 014 625 U vorbekannten
Rohrkupplung behoben. Diese Rohrkupplung besitzt an ihrem Rohrmantel
zwei angeformte Flansche. Im Bereich des Rohrmantels kragt von dem
einen Flansch eine zu dem anderen Flansch hinragende Längslippe
aus. Diese Längslippe überbrückt im geschlossenen
Zustand der Rohrkupplung den zwischen den beiden Flanschen im Rohrmantel
vorhandenen Spalt. Diese Rohrkupplung funktioniert technisch einwandfrei.
Allerdings verursachen die Schrauben, mit denen die beiden Flansche
zusammengehalten werden, auf diese Flansche eine Biegebeanspruchung,
die um so größer wird,
je größer die
auf die Rohrkupplung einwirkenden Belastungen sind.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, auch für große Belastungen
geeignete Rohrkupplung anzugeben, die nach wie vor wirtschaftlich
günstig
hergestellt und einfach montiert werden kann, ohne dass dabei technische
Nachteile in Kauf genommen werden müssten.
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Diese
Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben. Sinnvolle
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von sich daran anschließenden weiteren
Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
die die beiden Flansche der Rohrkupplung zusammen haltenden Schrauben
nicht unmittelbar sondern mittelbar über zumindest ein Lastverteilungsglied
auf einen Flansch drückend
anzulegen. Die Flansche selber können
dadurch vergleichsweise schlank ausgebildet werden.
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Ein
Lastverteilungsglied, das an beiden Flanschen vorgesehen werden
kann, kann aus biegesteifem Material wie insbesondere Stahl bestehen.
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Jedes
Lastverteilungsglied kann verdrehsicher zwischen zwei am betreffenden
Flansch fest vorhandenen Längsrippen
angeordnet sein. Mit nur einer Längsrippe
könnte
verhindert werden, dass sich das Lastverteilungsglied beim Festschrauben verdrehen
kann.
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Der
Rohrmantel der Rohrkupplung mit seinen beiden Flanschen kann ein
einteiliges Strangpressprofil oder Druckgussprofil sein. Ein solches Profil
kann insbesondere ein Aluminium- oder Kunststoff-Pressprofil oder
-Druckgussprofil sein. Unter der Angabe des Werkstoffes Aluminium
sind insbesondere auch Aluminiumlegierungen zu verstehen.
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Mit
dieser Rohrkupplung können
ihre beiden Flansche an ihren vom Rohrmantel auskragenden Endbereichen
jeweils eine Längsschulter
aufweisen, die aufeinander zu gerichtet sind und die im an einer Rohrleitung
montierten Zustand drückend
aneinander liegen. Sofern diese beiden Stirnseiten auch noch in
Art einer gegenseitigen Verzahnung aneinander liegen, kann ein gegenseitiges
Verschieben der beiden Flansche mit Bezug auf die Rohrleitung in
radialer Richtung verhindert werden. Werden die Schrauben in ihrem
vorgegebenen Drehmoment angezogen, so entsteht durch die geformten
Längsschultern nach
dem Aneinandertreffen ein exakter Ausrichteffekt, wodurch sich ein
optimales Schließen
der Kupplung ergibt. Die beiden Flansche liegen damit in ihren auskragenden
Endbereichen aneinander und ein gleichförmiges Umschlingen der röhrenförmigen Körper durch
die Kupplung ist in jedem Fall gewährleistet.
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Weitere
Einzelheiten zu eine gegenseitige Verzahnung darstellenden zwei
Längsschultern
sind in dem Ausführungsbeispiel
angegeben.
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Im Übergangsbereich
des Rohrmantels mit den beiden Flanschen ist bei einem Flansch eine
Art Lippe ausgebildet, die im montierten Zustand den zwischen beiden
Flanschen vorhandenen Längsspalt durch Überlappung
im vorliegenden Beispielsfall nahezu verschließt. Der Übergangsbereich zwischen dem
anderen Flansch und dem Rohrmantel besitzt einen der Form der Lippe
entsprechenden Rücksprung
in seinem verdickten Bereich und stellt den anderen Längsrand
des Längsspaltes
im Rohrmantel dar. Im montierten Zustand stellt die Lippe eine Fortsetzung
des Rohrmantels in Umfangrichtung dar. Dadurch kann erreicht werden,
auch dann, wenn die Lippe des einen Flansches gegen die Verdickung
des anderen Flansches stirnseitig nicht anstößt, dass ein gleichsam umlaufender
Rohrmantel ausgebildet ist, bei dem der notwendigerweise vorhandene
Längsspalt
praktisch nicht mehr wirksam vorhanden ist. Einzelheiten zu einer
solchen Rohrkupplung sind dem nachstehenden Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
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Um
die beiden Flansche mittels Schrauben aneinander befestigen zu können, sind
an der Außenseite
von zumindest einem Flansch zumindest eine Längsrippe angeordnet, die der
Form des jeweiligen Lastverteilungsgliedes so angepasst ist, dass auf
der Seite dieser Längsrippe
das Lastverteilungsglied verdrehsicher an dem einen Flansch festgeschraubt
werden kann, so dass beim Zusammenschrauben der beiden Flansche
die dazu verwendeten Schraubglieder nur von einer Seite her gehändelt zu
werden brauchen. Die für
die Schraubglieder erforderlichen Aussparungen in den beiden Flanschen können Bohrungslöcher wie insbesondere
Stanzlöcher
sein. Weitere Einzelheiten dazu sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
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Im
Inneren des Rohrmantels kann ein Dichtungsmantel vorgesehen werden,
der aus einem Band bestehen kann, dessen beide Linksränder in
einer mäanderförmigen Verzahnung
ineinanderliegen. Zusätzlich
kann zwischen dem Dichtungsmantel und dem Rohrmantel ein Erdungsband
vorgesehen werden, welches endseitig um den jeweiligen Stirnrand des
Dichtungsmantels herumgebogen ist.
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Nähere und
weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind den in den
Ansprüchen ferner
aufgeführten
Merkmalen sowie dem nachstehenden Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben
und erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Rohrkupplung nach der Erfindung, im
geschlossenen Zustand,
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2 eine
Ansicht ähnlich
der von 1, mit Darstellung ihrer zum
Verschließen
vorhandenen Einzelteile,
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3 eine
stirnseitige Draufsicht auf die geschlossene Rohrkupplung nach 1 und
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4 eine
stirnseitige Draufsicht auf eine geöffnete Rohrkupplung gemäß 1.
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
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Eine
Rohrkupplung 10 besitzt im vorliegenden Beispielsfall einen
metallischen Rohrmantel 12, der in Form einer Bandage stumpf
einanderstoßende Endbereiche
von zwei Rohren, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, umschlingen
und dadurch die beiden Rohre fest miteinander verbinden kann. Der Rohrmantel 12 und
damit die Rohrkupplung 10 könnten statt aus metallischem
auch aus Kunststoff-Material bestehen.
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Der
Rohrmantel 12 besteht aus einem Band, das an seinen beiden
Enden jeweils einen Flansch 14, 16 besitzt. Die
beiden Flansche 14, 16 sind im geschlossenen Zustand
der Rohrkupplung 10, der in 1, 2 und 3 dargestellt
ist, von der Längsachse 18 des
Rohrmantels 12 radial auskragend und damit wegstehend vorhanden.
Beide Flansche 14, 16 stellen zusammen mit dem
Rohrmantel 12 ein Strangpressprofil dar. Der Rohrmantel 12 besitzt
im nicht montierten Zustand etwa seine in 4 dargestellte,
leicht geöffnete
Gestalt, bei der seine beiden Flansche 14, 16 eine
leicht V-förmige
gegenseitige Ausrichtung aufweisen. Zwischen ihnen besitzt der Rohrmantel 12 einen
offenen Längsspalt 20. Im
geschlossenen Zustand der Rohrkupplung sind ihre beiden Flansche 14, 16 parallel
zueinander ausgerichtet.
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Der
eine Flansch 14 besitzt an seinem Kragende eine Längsschulter 22,
die sich parallel zur Umfangsrichtung des Rohrmantels 12 erstreckt
und damit eine endseitige, rechtwinklige Umbiegung des Flansches 14 darstellt.
Die endseitige Stirnseite 24 der Längsschulter 20 besitzt
eine einspringende V-förmige
Nut 26. Im Übergangsbereich 28 zwischen diesem
ersten Flansch 14 und dem Rohrmantel 12 ist eine
Querschnittsverdickung vorhanden. Diese Querschnittsverdickung endet
in Umfangsrichtung des Rohrmantels 12 in einer relativ
dünnen
Längslippe 30.
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Der
zweite, andere Flansch 16 besitzt ebenfalls eine Längsschulter 32,
die auf die Längsschulter 22 des
ersten Flansches 14 hingerichtet ist. Die Stirnseite 34 dieser
zweiten Längsschulter 32 besitzt
eine V-förmige
Federausbildung 36. Diese V-förmige Federausbildung 36 und
die V-förmige
Nut 26 sind querschnittsmäßig aufeinander so angepasst,
dass im geschlossenen Zustand der Rohrkupplung 10 die V-förmige Federausbildung 36 flächig pressend
an der V-förmigen
Nut 26 anliegt. Die beiden Flansche 14, 16 können im
geschlossenen Zustand der Rohrkupplung 10, das heißt in ihrem
an einer Rohrleitung montierten Zustand, nur soweit zueinander bewegt werden,
bis die Federausbildung 36 voll in der V-förmige Nut 26 anliegt.
In diesem Zustand wird ein zwischen der Stirnseite 35 der
Längslippe 30 und
einer schulterartig geformten Stirnseite 37 des Rohrmantels 12 vorhandener
Längsspalt 40 von
der Längslippe 30 nahezu
verschlossen.
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Der
zweite Flansch 16 besitzt in seinem Übergangsbereich 38 zum
Rohrmantel 12 eine Querschnittsverdickung, die im Bereich
des Rohrmantels 12 einen Rücksprung 42 derart
besitzt, dass im geschlossenen oder fast geschlossenen Zustand der Rohrkupplung 10 die
Längslippe 30 des
ersten Flansches 14 mit ihrem freien Ende (Stirnseite 35)
mehr oder weniger weit an dem Rücksprung 42 anliegt.
Die Längslippe 30 stellt
dann im Bereich des Rücksprunges 42 einen
Teil des Rohrmantels 12 dar. In ihren beiden Übergangsbereichen 28, 38 können die
beiden Flansche 14, 16 nur soweit aufeinander
zu bewegt werden, bis die Längslippe 30 voll
in dem Rücksprung 42 anliegt
und dort an den Rohrmantel 12 stirnseitig anstößt. Damit
kann eine gegenseitig nahezu parallele Ausrichtung der beiden Flansche
im geschlossenem Zustand der Rohrkupplung 10 sicher gestellt
werden. Im geschlossenen Zustand können die Flansche nur so weit
aufeinander zu bewegt werden, bis ihre Nut-Federausbildungen 26, 36 am
Kragende der beiden Flansche aneinander liegen und die von innen
an dem Rücksprung 40 anliegende Längslippe 30 an
der Stirnseite 37 des Rohrmantels 12 anstößt. Im geschlossenem
Zustand der Rohrkupplung 10 ist gleichsam querschnittmäßig ein
verschlossener Rohrmantel 12 ausgebildet. Zwischen den
beiden Flanschen wird der Rohrmantel 12 durch die Längslippe 30 gebildet.
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Im
Inneren des Rohrmantels 12 ist ein Dichtungsmantel 50 in
an sich bekannter Art platziert. Der Dichtungsmantel 50 besteht
in dem vorliegendem Beispielsfall aus einem Band, das mit seinen
beiden Längsrändern in
einer mäanderförmigen Verzahnung 52 aneinander
liegt und dadurch einen gleichsam geschlossenen Querschnitt bildet.
Zwischen dem Rohrmantel 12 und dem Dichtungsmantel 50 ist
ein Erdungsband 60 eingelegt. Seine beiden Enden 62, 64 sind
im montierten Zustand umgebogen.
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Die
beiden Flansche werden im vorliegendem Beispielsfall mittels zweier
Schrauben 70, 72 aneinander gehalten beziehungsweise
befestigt. Beide Schrauben 70, 72 sind identisch
und besitzen einen Schraubenkopf 74 mit umlaufendem Kragen 76.
Der Kragen 76 hat die Wirkung einer Unterlegscheibe.
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Zum
Durchführen
der Schraubenschäfte 78 durch
die beiden Flansche 14, 16 hindurch, sind in denselben
im geschlossenen Zustand der Rohrkupplung 10 miteinander
fluchtende Löcher
vorhanden, die als Stanzlöcher 80 hergestellt
sind. Auf der Rückseite
des zweiten Flansches 16 besitzt derselbe zwei Längsrippen 82, 84.
Zwischen diesen beiden Längsrippen 82, 84 ist
im verschlossenen Zustand der Rohrkupplung ein quaderförmiges Lastverteilungsglied 88 vorhanden.
Seine Breite 90 ist geringfügig kleiner als der lichte
Abstand 86 zwischen den beiden Längsrippen 82, 84.
Seine Dicke 92 entspricht in etwa der auskragenden Kraglänge 94 der
beiden Längsrippen 82, 84 vom
Flansch 16.
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Auch
auf der Rückseite
des Flansches 14 sind zwei Längsrippen 102, 104 vorhanden,
die von dem Flansch 14 auskragen. Zwischen den beiden Längsrippen 102, 104 ist
im verschlossenen Zustand der Rohrkupplung ebenfalls ein Lastverteilungsglied 108 vorhanden.
Seine Breite 110 ist geringfügig kleiner als der lichte
Abstand 106 zwischen den beiden Längsrippen 102, 104.
Seine Dicke 112 entspricht im vorliegenden Beispielsfall
wiederum der Kraglänge 114 der
beiden Längsrippen 102, 104.
Die Länge 120 der
beiden Lastverteilungsglieder 88, 108 ist im vorliegenden
Beispielsfall gleich lang, nachdem auch die beiden Flansche 14, 16 in
Längsrichtung,
das heißt
in Richtung der Längsachse 18,
gleich lang sind.
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In
dem Lastverteilungsglied 88, das an der Rückseite
des zweiten Flansches 16 angelegt wird, sind zwei Schraublöcher 122, 124 vorhanden,
die mit den beiden Löchern 80 in
diesem zweiten Flansch 16 fluchten. In dem an die Außenseite
des ersten Flansches 14 anlegbaren Lastverteilungsglied 108 sind zwei
Löcher 126, 128 vorhanden,
die mit den beiden Löchern 80 im
zweiten Flansch 16 fluchten. Die Löcher 80 und die Löcher 126, 128 sind
im Durchmesser so groß,
dass die Schraubenschäfte 78 der
beiden Schrauben 70, 72 hindurchgesteckt werden
können.
Die beiden Schraubenschäfte 78 können in
die beiden Schraublöcher 122, 124 des
Lastverteilungsgliedes 88 eingeschraubt beziehungsweise
an dem Lastverteilungsglied 88 festgeschraubt werden. Je nach
Länge der
Schraubenschäfte 78 können dieselben
mehr oder weniger weit rückwärts aus
dem Lastverteilungsglied 88 herausschauen, wenn die Rohrkupplung 10 vollständig geschlossen
ist. Die beiden Schraubenköpfe 74 der
beiden Schrauben 70, 72 liegen dann pressend von
außen
an dem Lastverteilungsglied 108 an.
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Die
beiden Lastverteilungsglieder 88, 108 verteilen
die durch die Schrauben 70, 72 punktuell von außen aufgebrachten
Druckkräfte
auf die beiden Flansche 14, 16. Das Lastverteilungsglied 88 stellt dabei
eine Art Mutter dar. Allerdings wird im Gegensatz zu einer Mutter
die aufgebrachte Belastung nicht punktuell sondern – über das
Lastverteilungsglied 88 – mehr oder weniger gleichmäßig verteilt
auf den Flansch 16 übertragen.
Vergleichbares gilt für
das Lastverteilungsglied 108. Die beiden Flansche 14, 16 können dadurch
im Querschnitt dünner
ausgebildet werden, als sie es ohne die beiden Lastverteilungsglieder 88, 108 aus
Festigkeitsgründen
sein müssten.
Im vorliegenden Beispielsfall sind die beiden Lastverteilungsglieder 88, 108 aus
Stahl hergestellt und damit wesentlich biegesteifer als die aus
Aluminiumlegierungen hergestellten Flansche 14, 16.
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Im
vorliegenden Beispielsfall ist die Dicke 92 des Lastverteilungsgliedes 88 etwas
größer als
die Dicke 112 des anderen Lastverteilungsgliedes 108. Die
Dicke 92 wird durch die erforderliche Schraublänge der
Schraublöcher 122, 124 maßgeblich
mit beeinflusst. In Folge der unterschiedlichen Dicken 92, 112 ist
im vorliegenden Beispielsfall auch die Kraglänge 94 der beiden
Längsrippen 82, 84 ebenfalls
etwas größer als
die Kraglänge 114 der
beiden anderen Längsrippen 102, 104.
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Die
beiden Lastverteilungsglieder 88, 108 sind verdrehsicher
zwischen den beiden jeweiligen Längsrippen 82, 84 beziehungsweise 102, 104 an den
beiden Flanschen 14, 16 vorhanden. Zum Festdrehen
der beiden Schrauben 70, 72, könnte zur jeweiligen Verdrehsicherung
auch nur jeweils eine Längsrippe
auf den beiden Flanschen 14, 16 vorhanden sein.
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Bei
der Herstellung der Rohrkupplung 10 wird das Erdungsband 60 um
den Dichtungsmantel 50 herumgelegt. Der Dichtungsmantel 50 wird
dann mit dem Erdungband 60, dessen beide Enden 62, 64 um
den Dichtungsmantel 50 umgebogen sind, in den geöffneten
Rohrmantel 12 eingeführt.
In eine solche Rohrkupplung 10 werden dann die beiden gasdicht miteinander
zu verbindenden Rohre hineingeschoben. Anschließend werden die beiden Flansche 14, 16 der
Rohr-Kupplung fest
aneinander geschraubt.
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Die
Rohrkupplung kann beispielsweise in aggressiven Medien oder im Außenbereich
eingesetzt werden und kann daher in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen
Verwendung unterschiedlich farbig ausgestattet sein. Die entsprechende
Farbe kann durch Eloxieren, Lackieren oder Pulverbeschichten der Rohrkupplung
hergestellt werden. Die Rohrkupplung kann zum Fördern von beliebigen, auch
flüssigen, Medien
wie bespielsweise Wasser, Abwasser verwendet werden.
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Die
vorstehende Rohrkupplung 10 ist vorzugsweise für sehr große, aus Überdruck
oder Unterdruck resultierenden Belastungen ausgelegt. Dabei können trotzdem
ihre beiden Flansche 14, 16 relativ dünn ausgebildet
werden. Die unter der Bezeichnung ”DVK HD” (Hochdruck-Vakuum-Kupplung)
vertriebenen Rohrkupplungen eignen sich daher insbesondere auch
für hochbelastete
Saug- und Druckförderanlagen.
Die ausreichende Steifigkeit der Längsflansche wird durch die
einteilig angeformten Längsrippen 82, 84 beziehungsweise 102, 104 sichergestellt. Die
hinsichtlich der Festigkeitsanforderungen günstige mehr oder weniger gleichmäßig verteilte
Querbelastung auf die beiden Flansche 14, 16 wird durch
die sehr biegesteifen Lastverteilungsglieder 88, 108 erreicht.
Es hat sich als sinnvoll herausgestellt, bei Kupplungslängen, das
heißt
bei radialen Längen
der Rohrkupplungen von etwa 100 Milimetern zwei Schrauben 70, 72,
von etwa 150 Milimetern drei derartige Schrauben und von etwa 200
Milimetern vier Schrauben vorzusehen. Auch größere Längen von Rohrkupplungen sind
auf solche Weise herstellbar.