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Patent Searching and Data


Title:
COUPLING FOR CONNECTING TWO PIPES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/098702
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coupling for connecting two pipes, in particular for the connection of sewage pipes.

Inventors:
KUNZE PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/006025
Publication Date:
December 27, 2001
Filing Date:
May 26, 2001
Export Citation:
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Assignee:
HOBAS ENG GMBH (AT)
KUNZE PETER (DE)
International Classes:
F16L47/08; (IPC1-7): F16L47/06
Foreign References:
EP0069712A11983-01-12
US4003591A1977-01-18
FR2299586A11976-08-27
US3592491A1971-07-13
DE2744739A11978-04-20
US5330238A1994-07-19
EP0691506A11996-01-10
Attorney, Agent or Firm:
Becker, Thomas U. (Becker & Müller Turmstrasse 22 Ratingen, DE)
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Claims:
Kupplung zum Verbinden von zwei Rohren Patentansprüche
1. Kupplung zum Verbinden von zwei Rohren mit einem Außendurchmesser Dr, mit folgenden Merkmalen : 1.1 einem rohrförmigen Grundkörper (14) aus einem faserarmierten Kunststoff mit einer Innenwand (16), einer Außenwand (18) und zwei Enden (20,22), 1.2 im Abstand zu jedem Ende (20,22) ist die Innenwand (16) mit einer ringförmigen Vertiefung (28) ausgebildet, 1.3 in jeder ringförmigen Vertiefung (28) ist eine Dichtung (32) aus gummielastischem Material angeordnet, die mit einer Dichtungslippe (34) radial nach Innen über die zugehörige Vertiefung (28) vorsteht, 1.4 im unbelasteten Zustand weist jede Dichtung (32) einen Innendurchmesser Is auf, der kleiner als der Außendurchmesser Dr der aufzunehmenden Rohre (12) ist, 1.5 etwa mittig zwischen den ringförmigen Vertiefungen (28) weist die Innenwand (16) einen radial nach Innen vorstehenden Ring (40) auf, dessen Innendurchmesser 15 kleiner als der Außendurchmesser Dr der aufzunehmenden Rohre (12) ist, 1.6 außerhalb des Rings (40) und der Dichtungen (32) ist der Grundkörper (14) so gestaltet, daß sein Innendurchmesser (I1, 14) größer als der Außendurchmesser (Dr) der aufzunehmenden Rohre (12) ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, deren Grundkörper (14) zwischen dem Ring (40) und jeder ringförmigen Vertiefung (28) mit konstantem Innendurchmesser (I4) ausgebildet ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1, bei der Abschnitte (24) des Grundkörpers (14) zwischen jeder ringförmigen Vertiefung (28) und dem korrespondierenden Ende (20,22) mit steigenden Innendurchmesser (I2, I1) zum jeweiligen Ende (20,22) gestaltet sind.
4. Kupplung nach Anspruch 1, bei der der Innendurchmesser (I5) des Rings (40) dem Innendurchmesser (dr) der aufzunehmenden Rohre (12) entspricht.
5. Kupplung nach Anspruch 1, bei der der Ring (40), ausgehend von seiner Innenfläche (44), senkrecht zur Mittenlängsachse (L) des Grundkörpers (14) verlaufende seitliche Begrenzungsflächen (42) aufweist.
6. Kupplung nach Anspruch 5, bei der sich an die senkrecht zur Mittenlängsachse (L) verlaufenden seitlichen Begrenzungsflächen (42) des Rings (42) in Richtung auf das jeweilige Ende (20,22) des Grundkörpers (14) verlaufende Schrägflächen (38) anschließen.
7. Kupplung nach Anspruch 5, bei der die senkrecht zur Mittenlängsachse (L) des Grundkörpers (14) verlaufenden seitlichen Begrenzungsflächen (42) an einem Abschnitt (38) des Grundkörpers (14) enden, bei dem der Grundkörper (14) einen Innendurchmesser aufweist, der mindestens dem Außendurchmesser (Dr) der aufzunehmenden Rohre (12) entspricht.
8. Kupplung nach Anspruch 1, die spiegelsymmetrisch zu einer axialen Mittelebene (M) gestaltet ist.
9. Kupplung nach Anspruch 1, deren Grundkörper (14) aus einem ungesättigten Polyesterharz in Mischung mit mindestens einem Stoff aus der Gruppe Glasfasern, Füllstoffe, Additive besteht.
10. Kupplung nach Anspruch 9 mit einem Anteil an Glasfasern zwischen 15 und 30 Gew.%.
11. Kupplung nach Anspruch 9 mit Glaserfasern einer Länge zwischen 15 und 50 mm.
12. Kupplung nach Anspruch 1, deren Grundkörper (14) aus zwei miteinander verbundenen Halbschalen (14a, 14b) besteht.
13. Kupplung nach Anspruch 1, deren Dichtung aus Ethylen/PropylenDienTerpolymer besteht.
14. Kupplung nach Anspruch 1, deren Dichtung eine schräg nach Innen verlaufende Dichtungslippe (34) aufweist.
15. GEANDERTE ANSPRÜCHE [beim Internationalen Büro am.
16. November 2001 (15.11.01) eingegangen ; ursprüngliche Ansprüche 114 durch geänderte Ansprüche 112 ersetzt (4 Seiten)] 1. Kupplung zum Verbinden von zwei Rohren mit einem Außendurchmesser Drt mit folgenden Merkmalen : 1.1 einem rohrförmigen Grundkörper (14) aus einem faserarmierten Kunststoff mit einer Innenwand (16), einer Außenwand (18) und zwei Enden (20,22), 1.2 im Abstand zu jedem Ende (20,22) ist die Innenwand (16) mit einer ringförmigen Vertiefung (28) ausgebildet, 1.3 in jeder ringförmigen Vertiefung (28) ist eine Dichtung (32) aus gummielastischem Material angeordnet, die mit einer Dichtungslippe (34) radial nach Innen über die zugehörige Vertiefung (28) vorsteht, 1.4 im unbelasteten Zustand weist jede Dichtung (32) einen Innendurchmesser Is auf, der kleiner als der Außendurchmesser D der aufzunehmenden Rohre (12) ist, 1.5 etwa mittig zwischen den ringförmigen Vertiefungen (28) weist die Innenwand (16) einen radial nach Innen vorstehenden Ring (40) auf, 1.5.1 dessen Innendurchmesser I5 kleiner als der Außendurchmesser D der aufzunehmenden Rohre (12) ist, 1.5.2 der ausgehend von seiner Innenfläche (44), senkrecht zur Mittenlängsachse (L) des Grundkörpers (14) verlaufende seitliche Begrenzungsflächen (42) aufweist, 1.5.3 die an einem Abschnitt (38) des Grundkörpers (14) enden, bei dem der Grundkörper (14) einen Innendurchmesser aufweist, der mindestens dem Außendurchmesser (Dr) der aufzunehmenden Rohre (12) entspricht, 1.6 außerhalb des Rings (40) und der Dichtungen (32) ist der Grundkörper (14) so gestaltet, daß sein Innendurchmesser (I1, 14) größer als der Außendurchmesser (D) der aufzunehmenden Rohre (12) ist.
17. 2 Kupplung nach Anspruch 1, deren Grundkörper (14) zwischen dem Ring (40) und jeder ringförmigen Vertiefung (28) mit konstantem Innendurchmesser (I4) ausgebildet ist.
18. 3 Kupplung nach Anspruch 1, bei der Abschnitte (24) des Grundkörpers (14) zwischen jeder ringförmigen Vertiefung (28) und dem korrespondierenden Ende (20,22) mit steigenden Innendurchmesser (I2, I1) zum jeweiligen Ende (20,22) gestaltet sind.
19. 4 Kupplung nach Anspruch 1, bei der der Innendurchmesser (I5) des Rings (40) dem Innendurchmesser (dr) der aufzunehmenden Rohre (12) entspricht.
20. 5 Kupplung nach Anspruch 1, bei der sich an die senkrecht zur Mittenlängsachse (L) verlaufenden seitlichen Begrenzungsflächen (42) des Rings (42) in Richtung auf das jeweilige Ende (20,22) des Grundkörpers (14) verlaufende Schrägflächen (38) anschließen.
21. 6 Kupplung nach Anspruch 1, die spiegelsymmetrisch zu einer axialen Mittelebene (M) gestaltet ist.
22. 7 Kupplung nach Anspruch 1, deren Grundkörper (14) aus einem ungesättigten Polyesterharz in Mischung mit mindestens einem Stoff aus der Gruppe Glasfasern, Füllstoffe, Additive besteht.
23. 8 Kupplung nach Anspruch 7 mit einem Anteil an Glasfasern zwischen 15 und 30 Gew.%.
24. 9 Kupplung nach Anspruch 7 mit Glaserfasern einer Länge zwischen 15 und 50 mm.
25. 10 Kupplung nach Anspruch 1, deren Grundkörper (14) aus zwei miteinander verbundenen Halbschalen (14a, 14b) besteht.
26. 11 Kupplung nach Anspruch 1, deren Dichtung aus Ethylen/PropylenDienTerpolymer besteht.
27. 12 Kupplung nach Anspruch 1, deren Dichtung eine schräg nach innen verlaufende Dichtungslippe (34) ausweist.
Description:
Kupplung zum Verbinden von zwei Rohren Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum Verbinden von zwei Rohren, insbesondere zur Verbindung von Abwasserrohren. Eine solche Rohrkupplung ist aus der DE 27 44 739 AI bekannt.

Bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus einer Rohrkupplung und ihrer Verwendung, zum Beispiel zum Verbinden von glasfaserverstärkten Kunststoff-Abwasser-Rohren, wird auf die genannte Schrift Bezug genommen. Die bekannte Rohrkupplung besteht aus einer rohrartigen Muffe aus glasfaserverstärktem Kunststoff und einer, die Muffe innenseitigen bedeckenden Dichtung aus einem gummielastischen Material. Muffe und Dichtung sind mechanisch über korrespondierende Vor-und Rücksprünge im Bereich der Innenseite der Muffe beziehungsweise der Dichtung verankert.

Entsprechend kompliziert ist die Herstellung der bekannten Rohrkupplung.

Weitere Ausführungsformen von Rohrkupplungen zeigen die US 5,330,238 und EP 0 691 506 A1.

Insbesondere im Abwasserbereich, wie zur Verbindung druckloser Kanalrohre, soll mit der Erfindung eine Kupplung bereit gestellt werden, die einfach aufgebaut ist, leicht hergestellt werden kann und eine hohe Sicherheit bietet.

Grundgedanke der Erfindung ist es, die Kupplung in ihrem grundsätzlichen geometrischen Aufbau zu vereinfachen, so daß sie mit einfachen und rationellen Herstellungsmethoden produziert werden kann.

Danach schlägt die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform eine Kupplung zum Verbinden von zwei Rohren (mit einem Außendurchmesser Dr) mit folgenden Merkmalen vor : -einem rohrförmigen Grundkörper aus einem faserarmierten Kunststoff, mit einer Innenwand, einer Außenwand und zwei Enden, -im Abstand zu jedem Ende ist die Innenwand mit einer ringförmigen Vertiefung ausgebildet, -in jeder ringförmigen Vertiefung ist eine Dichtung aus gummielastischem Material angeordnet, die mit einer Dichtungslippe radial nach innen über die zugehörige Vertiefung vorsteht, -im unbelasteten Zustand weist jede Dichtung einen Innendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser Dr der aufzunehmenden Rohre, -etwa mittig zwischen den ringförmigen Vertiefungen weist die Innenwand einen radial nach innen vorstehenden Ring auf, dessen Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser Dr der aufzunehmenden Rohre ist, -außerhalb des Rings und der Dichtungen ist der Grundkörper so gestaltet, daß sein Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser Dr der aufzunehmenden Rohre ist.

Mit diesen geometrischen Vorgaben wird eine Rohrkupplung bereit gestellt, deren Funktion sich wie folgt beschreiben läßt : Zwei zu kuppelnde Rohre können über das jeweilige Kupplungsende in die Kupplung eingeschoben werden. Jedes Rohr stößt dabei gegen die korrespondierende Dichtungslippe der entsprechenden Dichtung an und drückt diese nach außen, so daß die Dichtungslippe anschließend gegen die Außenwand des korrespondierenden Rohres anliegt.

Das weitere Einschieben der Rohre in die Kupplung erfolgt soweit, bis das jeweils korrespondierende Rohrende gegen den genannten inneren Kupplungsring zur Anlage gelangt.

Insgesamt ergeben sich damit für jedes zu kuppelnde Rohr im Wesentlichen nur zwei Anlageflächen, nämlich einerseits zwischen dem stirnseitigen Ende des Rohres und dem Kupplungsring und andererseits zwischen der Dichtungslippe und der Außenwand des jeweiligen Rohres. Im übrigen besteht zwischen der Außenfläche jedes Rohres und der Innenwand der Rohrkupplung ein Abstand, der es ermöglicht, Maßtoleranzen im Bereich der Kupplung beziehungsweise Rohre ebenso aufzunehmen wie Toleranzen beim Zuführen der Rohre in die Kupplung, sofern die Zuführung nicht exakt koaxial erfolgt.

Dabei kann insbesondere benachbart zu den genannten Dichtungen ein Teilabschnitt der Innenwand der Kupplung zylindrisch mit einem Innendurchmesser ausgebildet werden, der gleich oder nur geringfügig größer als der Außendurchmesser der zuzuführenden Rohre ist, wodurch eine Art Justierhilfe beim Zuführen der Rohre in die Kupplung bereitgestellt wird. Der Grundkörper der Kupplung kann zwischen dem Ring und jeder ringförmigen Vertiefung mit konstantem Innendurchmesser, also zylindrisch, ausgebildet sein.

Die Abschnitte des Grundkörpers zwischen jeder ringförmigen Vertiefung und dem jeweils korrespondierenden Ende können mit steigendem Innendurchmesser zum jeweiligen Ende hin gestaltet werden. Mit anderen Worten : die Endabschnitte der Rohrkupplung sind leicht konisch verjüngend ausgebildet, wodurch die Zuführung (Justierung) des jeweils zuzuführenden Rohres erleichtert wird.

Die innere Begrenzungsfläche des Kupplungsrings kann zylindrisch sein. Der Innendurchmesser des Rings kann dabei dem Innendurchmesser der aufzunehmenden Rohre entsprechen oder geringfügig kleiner sein.

Um eine entsprechende (Stoß) Anlagefläche für die Stirnseiten der Rohre bereitzustellen sieht eine Ausführungsform der Erfindung einen Kupplungsring vor, der, ausgehend von seiner Innenfläche, senkrecht zur Mittenlängsachse des Grundkörpers verlaufende Seitenflächen aufweist. Die Seitenflächen verlaufen damit parallel zur ringförmigen Stirnfläche des jeweiligen Rohres. Damit werden planparallele Kontaktflächen ermöglicht.

An die senkrecht zur Mittenlängsachse verlaufenden Seitenflächen des Rings können sich in Richtung auf das jeweilige Ende des Grundkörpers Schrägflächen anschließen, wodurch die Stabilität der Kupplung in diesem Bereich erhöht wird und Kerbwirkungen vermieden werden.

Die senkrecht zur Mittenlängsachse des Grundkörpers verlaufenden Seitenflächen des Rings können jeweils an einem Abschnitt des Grundkörpers enden, bei dem der Grundkörper einen Innendurchmesser aufweist, der mindestens dem Außendurchmesser der aufzunehmenden Rohre entspricht und vorzugsweise größer als dieser ist.

Der beschriebene Aufbau der Kupplung ermöglicht es, die Kupplung spiegelsymmetrisch zu einer axialen Mittelebene zu gestalten. Hierdurch werden die Werkzeugkosten minimiert sowie die Kraft-und Momentenverteilung beidseits der axialen Mittelebene vergleichmäßigt.

Als Werkstoff für den Grundkörper werden ungesättigte Polyesterharze in Mischung mit mindestens einem Stoff aus der Gruppe : Glasfasern, Füllstoffe, Additive vorgeschlagen.

Das verwendete Polyesterharz kann beispielsweise ein Vinylesterharz sein.

Die Glasfasern können aus sogenanntem E-Glas bestehen und ihr Anteil liegt beispielsweise zwischen 15 und 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung.

Die Länge der Glasfasern kann zwischen 15 und 50 mm schwanken, wobei eine konkrete Glasfaserlänge auch vom verwendeten Herstellungsverfahren abhängig ist.

Beispielsweise kann die Kupplung im Preß-beziehungsweise Spritzverfahren hergestellt werden.

Beim Preßverfahren, beispielsweise dem sogenannten SMC- Verfahren (sheet moulding compound) wird das SMC-Material von einer Rolle entnommen, zugeschnitten und anschließend verpreßt.

Die geforderte Wandstärke wird durch die Anzahl der aufgelegten SMC-Folien (Matten) eingestellt. Mit diesem Verfahren lassen sich Rohrkupplungen mit hoher Maßhaltigkeit und hochwertigen Oberflächen herstellen.

Dabei kann der Grundkörper auch zweiteilig hergestellt (verpreßt) werden. Die Halbschalen werden dann anschließend miteinander verklebt.

Der Rohmaterialmischung, zum Beispiel aus ungesättigten Polyesterharzen und Härter, können Füllstoffe wie Aluminiumhydroxid oder Calciumcarbonat ebenso zugemischt werden wie Thermoplaste (zur Verminderung der Schrumpfung), Additive, wie Stoffe zur Viskositätsbeeinflussung, Katalysatoren für das verwendete Polyesterharz oder Glasfaser.

Zur Herstellung der genannten Folien werden die Rohstoffe vermischt und zwischen zwei Trägerfolien gefördert. Nach einer Verdichtungs-und Tränkungszone wird das Material meist auf Spulen gewickelt. Nach einer Reifezeit kann das SMC-Material verarbeitet werden.

Beim SMC-Verfahren sollte die Länge der Glasfasern auf 25 mm beschränkt werden.

Bei der Herstellung der Kupplung im Spritzverfahren, beispielsweise dem sogenannten BMC-Verfahren (bulk moulding compound Verfahren) wird die Rohstoffmischung, wiederum beispielsweise aus ungesättigten Polyesterharzen (15-25 Gew.- %), Glasfasern (10-20 Gew.-%), Füllstoffen (40-65 Gew.-%) und/oder Additiven (1-15 Gew.-%), in entsprechenden Formen verspritzt beziehungsweise im sogenannten Vakuum-Injektions- Verfahren verarbeitet. Die vorgenannten Gewichtsangaben sind Beispiele. Im Gegensatz zum SMC-Mattenmaterial wird beim BMC- Verfahren also eine Formmasse verarbeitet, die eingespritzt beziehungsweise eingepumpt wird. Die Zykluszeiten sind in beiden Verfahren im wesentlichen gleich.

Eine nach dem BMC-Verfahren hergestellte Kupplung weist jedoch etwas geringere Festigkeiten als eine nach dem SMC-Verfahren hergestellte Kupplung auf. Dieser Nachteil kann durch Verwendung längerer Glasfasern (bis 50 mm) zumindest teilweise kompensiert werden.

Als Material für die Dichtung wird beispielsweise Ethylen/Propylen-Dien-Terpolymer vorgeschlagen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen-jeweils in schematisierter Darstellung- Figur 1 : einen teilweisen Längsschnitt (in Axialrichtung) durch eine erfindungsgemäße Kupplung, Figur 2 : eine Aufsicht auf ein Kupplungsende einer aus zwei Halbschalen hergestellten Kupplung.

In den Figuren werden gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen dargestellt.

Figur 1 zeigt eine Rohrkupplung, die insgesamt das Bezugszeichen 10 trägt. Dabei ist der linke Teil der Figur mit einem eingelegten Abwasserrohr 12 dargestellt und der rechte Teil der Figur ohne eingelegtes Rohr.

Die Rohrkupplung 10 besteht aus einem Grundkörper 14 mit einer Innenwand 16, einer Außenwand 18 und zwei Enden 20,22.

Vom Ende 20 erstreckt sich ein konisch verjüngender Abschnitt 24, dessen Innendurchmesser I1 am äußeren Ende der Rohrkupplung 10 entsprechend größer ist als am gegenüberliegenden Ende (Innendurchmesser I2).

An den Abschnitt 24 schließt sich ein kurzer zylindrischer Abschnitt 26 mit dem Innendurchmesser I2 an.

Im Weiteren ist der Grundkörper 14 (im Anschluß an den zylindrischen Abschnitt 26) mit einer innenseitigen Vertiefung 28 ausgebildet und entsprechend der Grundkörper 14 bei 30 nach außen gewölbt. In der Vertiefung 28 liegt eine Dichtung 32 mit einer inneren Dichtungslippe 34 ein, wobei die Dichtung 32 gegen die Innenwand der Vertiefung 28 eingeklebt ist. Die Dichtungslippe 34 verläuft schräg nach innen gerichtet (in Richtung auf eine axiale Mittelebene M der Rohrkupplung 10).

Im unbelasteten Zustand (rechter Teil von Figur 1) weist die Dichtungslippe 34 einen Innendurchmesser I3 auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser 12 und kleiner als der Außendurchmesser Dr des zugehörigen Abwasserrohres 12 (linker Teil von Figur 1).

Der Vertiefung 28 beziehungsweise dem gewölbten Abschnitt 30 folgt ein zylindrischer Bereich 36, dessen Innendurchmesser 14 etwas größer ist als der Innendurchmesser I2 des zylindrischen Abschnitts 26.

Dem zylindrischen Bereich 36 folgt ein schräg nach innen gerichteter Abschnitt 38, der in einen radial verlaufenden Ring 40 mit seitlichen Begrenzungsflächen 42 übergeht, die parallel zur Mittelebene M beziehungsweise senkrecht zur Mittenlängsachse L der Rohrkupplung 10 verlaufen. Innenseitig wird der Ring 40 von einer Fläche 44 begrenzt, die konzentrisch zur Mittenlängsachse L verläuft. Der Ring 40 weist einen Innendurchmesser 15 auf, der dem Innendurchmesser I3 entspricht und dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Innendurchmesser dr des Abwasserrohres 12 gleich ist.

Außenseitig ist der Grundkörper 12 im Bereich des Rings 40 mit einer V-förmigen Einkerbung 46 ausgebildet.

Bei der Konfektionierung wird das jeweilige Abwasserrohr 12 über ein Ende 20 beziehungsweise 22 der Kupplung 10 in den Grundkörper 14 geführt. Der konische Abschnitt 24 erleichtert die Zuführung. Das Abwasserrohr 12 stößt beim weiteren Zuführen gegen die Dichtungslippe 34, die entsprechend nach außen weggedrückt wird (linker Teil von Figur 1) und die Zuführung des Abwasserrohres 12 wird fortgesetzt, bis deren vordere Stirnfläche gegen die Begrenzungsfläche 42 des Rings 40 stößt.

Wie Figur 1 im linken Teil zeigt, liegt das Abwasserrohr 12 entsprechend mit seiner Stirnfläche an der Begrenzungsfläche 42 an und die Dichtungslippe 34 liegt auf der Außenfläche des Abwasserrohres 12. Im übrigen verläuft das Abwasserrohr 12 unmittelbar neben dem zylindrischen Abschnitt 28 und im Abstand zum zylindrischen Bereich 36.

Figur 2 zeigt eine Stirnansicht auf das Ende 20 der Kupplung 10 nach Figur 1, wobei zu erkennen ist, daß der Grundkörper 14 aus zwei Halbschalen 14a, 14d besteht, die miteinander verklebt sind.