Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PIPE COUPLING WITH ELASTIC RUBBER SEALING SLEEVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/076905
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a pipe coupling with a substantially cylindrical, preferably metal, housing (1) containing a cylindrical elastic rubber sealing sleeve (6a). The sealing sleeve (6a) has, internally, a reinforcement (10) extending axially over a substantial part of its length which prevents the seal (6a) from being sucked inwards and bulging inwards into the pipe gap in the event of a vacuum in the pipe.

Inventors:
RIEDER RETO (CH)
Application Number:
PCT/IB2004/000470
Publication Date:
September 10, 2004
Filing Date:
February 25, 2004
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
STRAUB WERKE AG (CH)
RIEDER RETO (CH)
International Classes:
F16L17/04; (IPC1-7): F16L17/04
Foreign References:
US0400600A1889-04-02
US3453006A1969-07-01
EP0066825A11982-12-15
EP0066825B11984-10-17
Attorney, Agent or Firm:
Rosenich, Paul (BGZ, Triesenberg, LI)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Rohrkupplung mit im wesentlichen zylindrischem, vorzugsweise aus metallischem Werkstoff bestehendem Gehäuse und einer darin ange ordneten, im wesentlichen hülsenförmigen Dichtmanschette aus gum mielastischem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (6a, 6b) im Innern eine sich über einen wesentlichen Teil ihrer Länge in axialer Richtung erstreckende Armierung (10,11, 13, 18) aufweist.
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (10,11, 13,18) in radialer Richtung verformbar ist.
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung als glattes oder im Querschnitt wellenförmiges Blech (11,13) ausgebildet ist.
4. Rohrkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (s) des Blechs 0,05mm bis 1,0 mm beträgt.
5. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Wellenhöhe (h) des gewellten Blechs (11) das 5 bis 30fache der Wandstärke (s) beträgt.
6. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Blech (11,13) Perforationen (12,14) aufweist.
7. Rohrkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen als runde Löcher (14) oder als in axialer Richtung verlau fende Schlitze (12) ausgebildet sind.
8. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung als Gewebe (15) ausgebildet ist.
9. Rohrkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (15) aus Fasern oder Cord besteht.
10. Rohrkupplung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (15) aus metallischen Drähten oder Metallcord be steht.
11. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung aus mehreren über den Umfang verteilt angeordneten, in axialer Richtung verlaufenden Stäben (16a, 16b) besteht.
12. Rohrkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (16a, 16b) aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
13. Rohrkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (16a, 16b) aus Kunststoff bestehen.
14. Rohrkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (16a, 16b) aus faserverstärktem Kunststoff bestehen.
15. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass die Stäbe (16b) über quer zur Längsrichtung der Stäbe verlaufende Stege (17) zu einem Gitter (18) verbunden sind.
16. Rohrkupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Stege (17) wesentlich geringer ist als derjenige der Stäbe (16b).
17. Rohrkupplung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (17) aus flexiblem Draht bestehen.
Description:
Rohrkupplung mit gummielastischer Dichtmanschette Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung mit im wesentlichen zylindrischem, vorzugsweise aus metallischem Werkstoff bestehendem Gehäuse und einer zentrisch im Gehäuse angeordneten, im wesentlichen hülsenförmigen Dichtmanschette aus gummielastischem Werkstoff.

Solche Rohrkupplungen dienen zum Verbinden glattendiger Rohre und Ar- maturen. Je nach Bauweise der Rohrkupplungen können diese für zugfeste oder nicht zugfeste Rohrverbindungen eingesetzt werden. Rohrkupplungen werden je nach Bedarf sowohl für Druckleitungen als auch für Vakuumleitun- gen verwendet. Zwischen den zu verbindenden Rohren wird in der Regel ein axialer Abstand eingehalten, um Längenänderungen der Rohre infolge von Temperaturänderungen o. dgl. auszugleichen oder um zu vermeiden, dass die meistens metallischen Rohre unkontrolliert aneinander stossen und/oder Schwingungen übertragen.

Bei vakuumführenden Leitungen besteht dabei die Gefahr, dass die Dicht- manschette infolge des Vakuums in den Rohrspalt eingesaugt und dabei beschädigt wird bzw. dadurch die Kupplung undicht wird. Bei Auswinkelun- gen, d. h. Verändern der Winkellage der mittels der Rohrkupplung verbunde- nen Rohre zueinander, besteht ebenfalls die Gefahr von Beschädigungen der Dichtmanschette.

Um solche Beschädigungen zu vermeiden, ist es üblich, eine Bandeinlage aus Metall oder Kunststoff zentrisch in die Manschette einzusetzen. Diese Bandeinlage stützt somit bei Vakuumangriff die Manschette und steht in Kontakt mit dem Medium (z. B. Gase oder abgesaugte Flüssigkeiten) in der Rohrleitung und kann beispielsweise bei korrosiven Medien von diesen an- gegriffen werden, bzw. diese u. U. ungewollt dotieren.

Eine sich lose in der Dichtmanschette befindliche Bandeinlage kann beim Transport oder bei der Handhabung der Kupplung herausfallen und dann bei der Montage der Kupplung vergessen werden. Alternativ müssen solche Bandeinlagen als Sonderzubehör geliefert werden, was einen zusätzlichen logistischen Aufwand bedeutet und ebenso vergessen werden könnte. Dies ist besonders schwerwiegend und sicherheitsrelevant, da bei einer fertig montierten Kupplung von aussen nicht erkennbar ist, ob eine Bandeinlage eingesetzt wurde.

Aus der EP 0 066 825 B1 ist eine Rohrkupplung ersichtlich, bei der einzelne harte, relativ schmale Ringe in einige Ringabschnitte der Dichtmanschette eingebettet sind. Die Ringe liegen somit in Ebenen, die sich senkrecht zur axialen Richtung der Dichtmanschette erstrecken. Dadurch sollen bestimmte Bereiche der Manschette gegen Innendruck versteift werden, wie dies bei- spielsweise auch bei herkömmlichen Schläuchen bekannt ist. Bei dieser Rohrkupplung handelt es sich um eine sogenannte Ablaufschelle, welche für Ablaufrohre mit geringem Innendruck (bis max. 5 bar verwendet wird. Dabei weist das Gehäuse der Rohrkupplung eine extrem dünne Wandstärke auf, wird bei der Montage aufgebogen und um die Dichtmanschette herum ge- legt. Bezüglich dem Entgegenwirken des Einsaugen der Dichtmanschette in den Rohrspalt haben diese einzelnen, relativ schmalen Ringe jedoch nur eine beschränkte Wirkung, da die Bereiche der Dichtmanschette zwischen den Ringen gegen ein Einsaugen in den freien Kupplungsraum nicht ge- schützt sind. Diese Rohrkupplung ist daher auch nicht für die Verwendung im Vakuum vorgesehen und ihre Anwendung ist für solche Zwecke dem Fach- mann auch nicht nahegelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung zu schaffen deren Dichtmanschette auch bei grösseren Rohrspalten ohne den Einsatz einer zusätzlichen Bandeinlage gegen Beschädigung infolge Vakuumeinwir- kung geschützt ist. Die Manschette soll somit beliebig für Innendruck und Aussendruck (Vakuum) einsetzbar sein.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Dichtmanschette im Innern eine sich über einen wesentlichen Teil ihrer Länge in axialer Richtung erstreckende Armierung aufweist.

Durch die Armierung im Innern der Manschette kann die Anwendung einer Bandeinlage entfallen. Ausserdem kann die Wandstärke der Manschette geringer gehalten werden, was sich günstig auf die Herstellkosten auswirkt, da Gummi ein vergleichsweise teures Material ist. Weiters kann insbesonde- re auf bekannte Rippen oder Stege auf der Innenseite der Dichtmanschette verzichtet werden, was die Herstellformen für solche Manschetten verein- facht.

Eine zweckmässige Ausführung besteht darin, dass die Armierung in radialer Richtung verformbar ist. Durch die Verformbarkeit der Armierung in radialer Richtung ist auch die Verformbarkeit der gesamten Dichtmanschette in radia- ler Richtung gewährleistet. Diese ist wichtig bei Rohrkupplungen mit relativ steifem Gehäuse, da bei solchen Rohrkupplungen die Dichtmanschette an einer Stelle radial nach innen eingebuchtet und somit im Aussendurchmes- ser verkleinert wird, wonach sie in das Gehäuse eingesetzt werden und sich darin wieder entspannen kann.

Die Armierung ist vorteilhafter als glattes oder im Querschnitt wellenförmiges Blech ausgebildet. Ein wellenförmiges Blech ist ohne grösseren Widerstand in radialer Richtung verformbar. In Längsrichtung der Dichtmanschette weist ein wellenförmiges Blech jedoch eine höhere Biegesteifigkeit auf.

Die Wandstärke des Blechs beträgt zweckmässig etwa 0.1 bis 0.5 mm.

Durch diese relativ geringe Wandstärke des Blechs ist bei genügender Bie- gesteifigkeit die radiale Verformbarkeit gewährleistet.

Die Wellenhöhe des gewellten Blechs beträgt vorteilhaft das 10-bis 30-fache der Wandstärke. Durch dieses Verhältnis ergibt sich eine optimale Biegestei- figkeit bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der radialen Verformbarkeit.

Das Blech weisst zweckmässig Perforationen auf. Solche Perforationen er- geben eine gute formschlüssige Verbindung des Blechs mit dem dieses auf beiden Seiten umgebenden gummielastischen Werkstoff.

Die Perforationen sind vorteilhafter als runde Löcher oder als in axialer Rich- tung verlaufende Schlitze ausgebildet. Durch die Perforationen, insbesonde- re in der Form von Schlitzen, wird die radiale Verformbarkeit des Blechs noch vergrössert, ohne die Steifigkeit in Axialrichtung wesentlich zu beein- flussen.

Eine weitere zweckmässige Ausführung besteht darin, dass die Armierung als Gewebe ausgebildet ist. Je nach Ausrichtung des Gewebes kann die ra- diale und axiale Verformbarkeit der Dichtmanschette entsprechend beein- flusst werden.

Das Gewebe besteht vorteilhaft aus Fasern, beispielsweise Glasfasern oder Cord. Glasfasern weisen eine sehr hohe Zähigkeit und Festigkeit sowie eine gute Temperaturbeständigkeit auf. Alternativ stehen jedoch auch beliebige andere geeignete Fasern oder Corde, wie sie z. B. in der Pneuindustrie gang und gäbe sind zur Verfügung. Somit sind auch Polyamidfasern, Stahlcord, Kevlar (E, Kohlenstofflasern o. dgl. je nach Detaileinsatz im Rahmen der Er- findung anwendbar.

Eine zweckmässige Ausführung besteht darin, dass das Gewebe aus metal- lischen Drähten oder Metallcord besteht. Je nach Anforderungen können die Drähte unterschiedliche Drahtstärken und Federeigenschaften aufweisen.

Die Armierung besteht alternativ vorteilhaft aus mehreren über den Umfang verteilt angeordneten, in axialer Richtung verlaufenden Stäben. Solche Stä- be ergeben praktisch keine Beeinträchtigung der radialen Verformbarkeit der Dichtmanschette.

Die Stäbe bestehen zweckmässigerweise aus metallischem Werkstoff oder aus Kunststoff. Bei einer weiteren zweckmässigen Ausführung bestehen die Stäbe aus fasernverstärktem Kunststoff. Solche beispielsweise glasfasern- verstärkte Kunststoffe weisen und ein geringes Gewicht und eine sehr hohe Festigkeit auf. Alternativ stehen beispielsweise auch Polyamid, Carbon oder KevlarS) zur Verfuegung.

Um das Einlegen der Stäbe in die Vulkanisierform zum Herstellen der Dicht- manschette zu erleichtern, sind die Stäbe vorteilhaft über quer zur Längsrich- tung der Stäbe verlaufende Stege zu einem Gitter verbunden. Ein solches Gitter kann beispielsweise ab Band als Meterware produziert und für die un- terschiedlichen Durchmesser der Dichtmanschette entsprechend abgelängt werden.

Der Querschnitt der Stege ist zweckmässiger weise geringer als derjenige der Stäbe. Die Stege weist somit im Unterschied zu derjenigen der Stäbe eine gute Verformbarkeit auf (Dies bedeutet somit genau das Gegenteil zu den bekannten und oben angegebenen Ring-Verstärkungen).

Die Stege können vorteilhaft aus flexiblem Draht bestehen. Die Verbindung der aus Draht bestehenden Stege mit den Stäben kann beispielsweise durch Punktschweissungen oder durch Umwickeln der Stäbe mittels dem Draht erfolgen.

Die Bezugszeichenliste und die Fig. 1 bis Fig. 9 bilden, zusammen mit den in den Ansprüchen beschriebenen, beziehungsweise geschützten Gegenstän- den, integrierende Bestandteile der Offenbarung dieser Anmeldung. Die Fi-

guren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedli- chen Indizes geben funktionengleiche Bauteile an.

Die Erfindung soll nachstehend, anhand der sie beispielsweise wiederge- benden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen : Fig. 1 Eine Rohrkupplung in unverspanntem Zustand, in Stirnansicht, Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Rohrkupplungen, teil- weise im Schnitt dargestellt, Fig. 3 einen Querschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Dichtmanschette, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Dichtmanschette gemäss Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Ausführung einer Erfindungsgemässen, teilweise auf- geschnittenen Dichtmanschette, Fig. 6 eine erfindungsgemässe Armierung für Dichtmanschetten, Fig. 7 eine weitere Ausführung einer Armierung für Dichtmanschetten und Fig. 8 eine Variante der in Fig. 7 dargestellten Dichtmanschette und Fig. 9 Eine weitere Ausführung einer erfindungsgemässen Armierung für Dichtmanschetten Die aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtliche Rohrkupplung weist ein vorzugsweise aus metallischem Werkstoff bestehendes Gehäuse 1 mit angeformten La-

schen 2 auf. In den Laschen 2 sind zylindrische Verschlussbolzen 3 ange- ordnet. Die Verschlussbolzen 3 werden von Spannschrauben 4 durchsetzt, welche ein Verspannen der Rohrkupplung auf den miteinander zu verbin- denden Rohrenden ermöglichen.. Im Gehäuse 1 der Rohrkupplung sind Verankerungsringe 5 angeordnet, welche sich in den Ecken des Gehäuses 1 abstützen. Diese Verankerungsringe 5 ermöglichen ein zugfestes Verbin- den von Rohren. Für nicht zugfeste Rohrverbindungen werden die Veranke- rungsringe 5 weggelassen.

Im Gehäuse 1 ist eine aus einem gummielastischen Werkstoff bestehende Dichtmanschette 6a eingesetzt. Die Dichtmanschette 6a weist gegeneinan- der gerichtete Dichtlippen 7 auf, welche sich beim Montieren der Rohrkupp- lung an die Aussenseite der zu verbindenden Rohre anlegen und somit ein Abdichten des Rohrspaltes ermöglichen. Zwischen den Dichtlippen 7 befin- det sich ein relativ dünnwandiger Steg 8, welcher bei Überdruck der Rohrlei- tung gegen die Wandung des Gehäuses 1 gepresst wird. Der Steg 8, die Dichtlippen 7 und die Rohre bilden zusammen einen Hohlraum 9 in welchen das in den Rohrleitung geführte Medium durch den Rohrspalt in diesen Hohl- raum 9 eintreten kann. Bei Vakuum führenden Rohrleitungen entsteht in die- sem Hohlraum 9 ebenfalls ein Unterdruck durch den der Steg 8 radial nach innen gezogen wird. Erfindungsgemäss wird dies verhindert durch eine in den gummielastischen Werkstoff der Dichtmanschette 6a eingebettete, sich über einen wesentlichen Teil ihrer Länge in axialer Richtung erstreckende Armierung 10.

In Fig. 3 und Fig. 4 ist die Armierung als Wellblech 11 ausgebildet. Die Enden des Wellblechs 11 können miteinander zu einer Hülse verbunden werden oder offen bleiben. Das Wellblech 11 ermöglicht eine gute radiale Verform- barkeit der Dichtmanschette 6a. Durch den gewellten Querschnitt weist die Armierung 10 gleichzeitig in Längsrichtung eine hohe Biegesteifigkeit auf und ergibt somit eine optimale Verstärkung des Steges 8 der Dichtmanschette 6a.

Fig. 7 zeigt die aus Wellblech 11 bestehende Armierung 10 allein, ohne die sie umgebende Dichtmanschette 6a. Die Wellenhöhe h beträgt etwa das 10- bis 30-fache der Wandstärke s des Wellblechs 11. Das Wellblech 11 ist mit Längsschlitzen 12 versehen, welche eine gute formschlüssige Verbindung des gummielastischen Werkstoffes auf der Innen-und Aussenseite ergeben.

Durch die Schlitze 12 wird auch die radiale Verformbarkeit des Wellblechs 11 noch verbessert.

Fig. 8 zeigt eine Variante der Armierung 10 mit einer glatten Hülse 13, welche mit über ihre Länge und ihren Umfang verteilt angeordneten Löchern 14 ver- sehen ist. Diese Löcher 14 dienen ebenfalls der besseren Verbindung der Hülse 13 mit dem sie umgebenden gummielastischen Werkstoff der Dicht- manschette 6a.

Fig. 5 zeigt eine Dichtmanschette 6b mit einzelnen, in Längsrichtung ausge- richtete Stäben 16a, welche in die Dichtmanschette 6b eingebettet sind. Die Stäbe 16a ermöglichen ebenfalls eine radiale Verformung der Dichtman- schette 6b und eine hohe Biegesteifigkeit in Längsrichtung.

Aus Fig. 6 sind Stäbe 16b einer Armierung mittels quer dazu verlaufenden Stegen 17 zu einem Gitter 18 verbunden. Der Querschnitt der Stege 17 ist im Verhältnis zu demjenigen der Stäbe 16 relativ gering. Dies ermöglicht ebenfalls eine gute Verformbarkeit der Dichtmanschette 6 in radialer Rich- tung und eine hohe Biegesteifigkeit in Längsrichtung.

Eine weitere Ausführung einer erfindungsgemässen Armierung 10 ist in Fig. 9 dargestellt. Diese Armierung 10 besteht aus einem Gewebe 15, beispiels- weise aus Glasfasern oder metallischen Drähten. Das Gewebe 15 kann in Umfangsrichtung ausgerichtet oder beispielsweise, wie dargestellt unter ei- nem bestimmten Winkel zur Längsachse angeordnet werden. Gegebenenfalls können auch Kombinationen der aus den einzelnen Figuren ersichtlichen Ausführungen gebildet werden. So ist es beispielsweise mög- lich, ein Gitter 18 zusätzlich durch ein Gewebe 15 zu verstärken.

Bezugszeichenliste 1 Gehäuse 2 Lasche 3 Verschlussbolzen 4 Spannschraube 5 Verankerungsring 6a, 6b Dichtmanschette 7 Dichtlippe 8 Steg 9 Hohlraum 10 Armierung 11 Wellblech 12 Schnitze 13 Hülse 14 Löcher 15 Gewebe 16a, 16b Stab 17 Steg 18 Gitter