Rohrkupplung

Die Erfindung betrifft eine flexible teleskopische Rohrkupplung zum Verbinden von Anschlussrohren, Armaturen wie Schieber und Ventile, Rohrmuffenstücken und der- gleichen, wobei die Rohrkupplung zwei Anschlussstutzen aufweist. Derartige Rohrkupplungen dienen dazu, zwei Anschlussrohre miteinander oder ein Anschlussrohr mit einer Armatur zu verbinden, auch wenn sie in einer Winkelstellung zueinander stehen. Dabei ist besonders zu beachten, dass in Abhängigkeit von den Drücken des im Rohr fließenden Mediums sehr große Verschiebekräfte auftreten können, die die zu verbindenden Anschluss-rohre auseinander drücken und somit die Rohrverbindung lösen können. Im Druckwasserbereich werden immerhin Drücke bis zu 16 bar und mehr erreicht.

Weiters betrifft die Erfindung eine Armatur und ein Rohrmuffenstück in Kombination mit der Rohrkupplung.

Da es für die Winkelstellung zwischen zwei Anschlussrohren oder einem Anschlussrohr und einer Armatur eine praktisch unendliche Zahl von Winkelstellungen gibt, soll die Rohrkupplung für einen in der Praxis üblicherweise auftretenden Winkelbereich verwendbar sein. Damit soll vermieden werden, dass eine große Anzahl verschiedener Rohrkrümmer bereitgestellt werden müssen. überdies ist es ein häufig auftretendes Problem, dass die Winkelstellungen der Anschlussrohre und deren Distanz zueinander zufolge Setzungen im Erdreich erst bei der Montage erkennbar werden und etwaige änderungen in der Winkelstellung und Distanz leicht ausgleichbar sein sol- len.

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rohrkupplung zu schaffen, die sowohl ihrer Länge als auch in ihrer Winkelstellung verstellbar und in der letztendlich gewählten Stellung fixierbar ist. Dabei soll der Fließquerschnitt strömungsgünstig gehalten werden und die Rohrkupplung muss auch hohe Drücke des Strömungsmediums aushalten.

Die Erfindung ist durch die Merkmale der Patentansprüche und durch Merkmale der Zeichnungen und der Beschreibung gekennzeichnet.

Wenn die erfindungsgemäße Rohrkupplung zur Verbindung eines ersten Anschlussrohres mit einem zweiten Anschlussrohr dienen kann, dann schließt dies auch ein, dass eines oder beide Anschlussrohre Bestandteil zB eines Gehäuses einer Armatur oder sonstigen Apparatur ist. Der Querschnitt der Anschlussrohre und auch der Rohranschlussflansche der Rohrkupplung ist üblicherweise kreisförmig, kann aber davon abweichend ausgebildet sein.

Zur Kupplung von zwei Anschlussrohren ist das erste Anschlussrohr mit einem ersten Anschlussstutzen der Rohrkupplung verbindbar und in gleicher Weise ist das zweite Anschlussrohr mit dem zweiten Anschlussstutzen der Rohrkupplung verbindbar. Der erste Anschlussstutzen weist eine Gelenkpfanne mit einem Gelenkpfannenabschnitt auf, in welchem ein Gelenkkugelabschnitt eines Verbindungsrohres schwenkbar gelagert ist. Dieser Gelenkpfannenabschnitt weist eine nach Innen weisende sphärische konkave Gleitfläche auf, in dem die nach außen gerichtete konvexe Gleitfläche des Gelenkkugelabschnittes schwenkbar und verschiebbar gelagert ist. Durch Anschlagelemente ist der Schwenkbereich der Gelenkkugel im Gelenk in der Gelenkpfanne begrenzt, um die Rohrkupplung dicht zu halten.

Damit die Rohrkupplung auch einen Längenausgleich ermöglicht, der bei änderungen der Winkelstellung der Anschlussrohre üblicherweise auftritt, weist das Verbindungsrohr einen Teleskoprohrabschnitt auf, der gegenüber dem zweiten Anschlussstutzen abgedichtet und teleskopisch verschiebbar ist. Dabei kann der Teleskoprohrabschnitt entweder innerhalb des Verbindungsrohres oder außerhalb des Verbindungsrohres geführt sein. Aus Gründen der Beibehaltung des Fließquerschnittes wird es vorteilhaft sein, wenn der zweite Anschlussstutzen den annähernd gleichen Innendurchmesser hat wie das zweite Anschlussrohr und unter Vermeidung einer Strömquerschnittsverengung der Teleskoprohrabschnitt des Verbindungsrohres außerhalb des Anschlussstutzen angeordnet ist.

Gemäß Erfindung ist der erste Anschlussstutzen und der zweite Anschlussstutzen mittels zumindest eines Fixierelementes in ihrer Lage und Distanz zueinander fixierbar. Das Fixierelement reicht jedenfalls vom ersten Anschlussstutzen zum zweiten Anschlussstutzen und überbrückt den Bereich des Gelenkpfannenabschnitts und des

Teleskoprohrabschnitts. Die Anordnung des Fixierelementes dient dazu, den Rohrkupplung in seiner gewählten Winkellage und Längenerstreckung zu fixieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen im Längsschnitt zwei Funktionsstellungen einer Rohrkupplung. Die Fig.3 zeigt die Stellung gemäß Fig. 1 in Schrägansicht. Fig. 4 zeigt im Schnitt ein Detail. Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführung als Rohrmuffenstück und Fig. 6 zeigt eine Armatur, die beidseitig eine Rohrkupplung trägt.

Fig. 1 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Rohrkupplung in gerade gestreckter Stellung. Dies bedeutet, dass der Rohrkupplung die maximale Erstreckung hat und winkelmässig auf 180° eingerichtet ist, sodass die beiden hier nicht dargestellten Anschlussrohre genau fluchten.

Fig. 2 zeigt - um 180° gedreht - die Rohrkupplung in abgewinkelter Stellung zwischen zwei Anschlussrohren 2 und 3.

Der Anschlussflansch 1 des ersten Anschlussrohrs 2 kann mit diesem einstückig sein, wie in Fig. 2 dargestellt oder kann auf dem Anschlussrohr auch als getrennter Bauteil aufgesetzt sein. Das zweite Anschlussrohr 3 weist in ähnlicher Weise den Anschlussflansch 4 auf. Die erfindungsgemäße Rohrkupplung 5 soll die beiden Anschlussrohre 2 und 3 miteinander fest und dicht verbinden.

Die Rohrkupplung umfasst einen ersten Anschlussstutzen 6 mit einem Gelenkpfannenabschnitt 7 und einen zweiten Anschlussstutzen 8 mit einem Stutzenrohr 35. Der Strömungskanal 36 für das Strömungsmedium wird durch das Verbindungsrohr 22 zwischen den beiden Anschlussstutzen 6 und 8 geschlossen.

Weiters umfasst die Rohrkupplung eine Fixiervorrichtung 10 mit ein oder mehreren Fixierelementen 11 , welche sich entlang der Rohrkupplung erstreckt und den ersten Anschlussstutzen 6 mit dem zweiten Anschlussstutzen 8 fest verbinden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 sind drei Fixierelemente 11 in Form von Fixierstangen vorgesehen, die zumindest an den Endbereichen als Gewin-

destangen ausgebildet sind. Die Fixierstangen ragen in Aufnahmelöcher 12, die in radial abstehenden Flanschen 13, 14 der beiden Anschlussstutzen vorgesehen sind. Mittels der Muttern 15 und der Kugelscheiben 16 können die beiden Flansche 13, 14 und damit die zugehörigen Anschlussstutzen gerade oder in jeder Richtung winkelig zueinander fixiert werden.

In den Figuren nicht eingezeichnet sind die Befestigungsschrauben zum Verschrau- ben der Anschlussflansche 1, 4 mit den einander zugeordneten Rohranschlussflan- sehen 32 der Rohrkupplung , wobei zur besseren Abdichtung auch noch Dichtringe 17 vorgesehen sind.

Die Gelenkpfanne umfasst den Gelenkpfannenabschnitt 7 und einen Aufsatzring 18, der mittels der Schrauben 19 an den Anschlussstutzen 6 anschraubbar ist, wodurch die Gelenkpfanne komplettiert wird. Der Dichtungsring 20 in der Ringnut 33 erhöht die Dichtung zwischen den gewölbten Flächen der Gelenkpfanne und der Gelenkkugel des Gelenkkugelabschnittes 21. Der Gelenkkugelabschnitt ist Teil des Verbindungsrohres 22 mit dem Teleskoprohrabschnitt 9. Dieser sitzt verschiebbar auf dem Stutzenrohr 35 des zweiten Anschlussstutzens 8. Das Verbindungsrohr 22 ist mit seinem Teleskoprohrabschnitt 9 gegenüber dem Stutzenrohr 35 des Anschlussstutzens 8 in axialer Richtung verschiebbar, wodurch die Gesamtlänge der Rohrkupplung den Gegebenheiten angepasst werden kann. Dichtungsringe 23 bewirken die Abdichtung zwischen dem Teleskoprohrabschnitt 9 und dem Stutzenrohr 35.

Zur Fixiervorrichtung 10 ist zu bemerken, dass sie zumindest je drei Flansche 13, 14 oder mehr und die entsprechende Zahl Fixierelement umfasst. Die radial vorstehenden Flansche 13, 14 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig mit dem ringförmigen Rohranschlussflansch 32 zur Verschraubung mit den Anschlussflanschen 1 , 4, die ebenfalls ringförmig sind oder jedenfalls der Querschnittsform der Anschlussrohre 2, 3 angepasst sind. Siehe dazu Fig. 3.

Der Lochdurchmesser der Aufnahmelöcher 12 ist etwas größer als es dem Durchmesser der Fixierstangen 1 1 entspricht. Damit ist ein Schrägstellen der Fixierstangen 11 in den Aufnahmelöchern 12 möglich. Die jeweils zwischen den Befestigungs- muttern 15 zu beiden Seiten der Flansche 13, 14 angeordneten Kugelscheiben 16

weisen jeweils eine konvex gebogene und eine gerade Seite auf. Die gebogene oder spherische Seite ist bevorzugt als Kugelkalotte ausgebildet und greift an den beiden außenliegenden Flächen der Flansche 13, 14 in Erweiterungsfräsungen 24 der Flan- sehe ein. Dadurch wird der Befestigungsdruck der Befestigungsmuttern 15 auch in Schrägstellung der Fixierstange 11 voll auf den Flansch 13 und 14 übertragen und die Fixierung erfolgt auch bei Schrägstellung der Anordnung gegenüber der Flansch- ebene 31 wie in Fig. 2 dargestellt.

Die Fig. 4 zeigt die Anordnung am Aufnahmeloch 12 in vergrößerter Darstellung, wobei zwischen der innenliegenden Mutter 15 und der zugeordneten Kugelscheibe 16 noch zusätzlich eine Zwischenscheibe 42 angeordnet ist, die den Anpressdruck beim Festziehen der Muttern verteilt und eine feste Schraubverbindung zum Flansch 13 auch in Schrägstellung des Fixierelementes 11 ermöglicht. Die Zwischenscheibe 42 weist eine der konvexen Fläche der Kugelscheibe 16 angepasste Erweiterungsfräsung 44 auf. Der Winkel α zeigt nicht maßstäblich einen Schwenkbereich für die Längsachse 30 des Fixierelementes 11 gegenüber der Senkrechten auf die Flanschebene 31 , innerhalb welchem ein jeweils beidseitiges Festschrauben am Flansch 13 und 14 mit den beiden Schraubmuttern 15 erzielt wird. Damit wird ein weitgehend spannungsfreies Fixieren der 3-dimensionalen Anordnung der Rohrkupplung ermöglicht.

Die Fixiervorrichtung 10 kann im Rahmen der Erfindung auch anders ausgebildet sein, zB als eine Vorrichtung mit einem oder mehreren in der Länge verstellbare Me- tallbügel, die die beiden Anschlussstutzen 6, 8 miteinander verbinden.

Die erfindungsgemäße Rohrkupplung ermöglicht die feste und dauerhafte Verbindung zwischen den zwei Anschlussrohren auch im abgewinkelten Zustand. Dabei wird der Strömungsquerschnitt zwischen den Rohren ohne Unterbrechung beibehal- ten, sodass es zu keinen oder nur geringen Strömungsverwirbelungen kommt.

Die Rohrkupplung kann auch dazu dienen, einen Längenausgleich zwischen den Anschlussrohren herzustellen.

Damit die Rohrkupplung nur so weit in ihrer Länge und Winkelstellung verstellt werden kann, dass er dennoch dicht bleibt, sind die Verstellmöglichkeiten durch Anschläge begrenzt. Das Stutzenrohr 35 weist an der Außenseite des Rohres einen Anschlag 25 auf, der durch einen Anschlagring gebildet ist, der in einer Nut 26 des Stutzenrohres 35 sitzt. Als Gegenstück weist der Gelenkkugelabschnitt 21 eine Anschlagkehle 27 auf, die am Anschlag 25 anschlägt.

Zur Vermeidung einer zu starken Schrägstellung des Gelenkes weist die Gelenkpfanne an dem durch den Aufsatzring gebildeten Ende eine Anschlagkante 28 auf, die durch Anschlag auf die Außenfläche 29 des Verbindungsrohres 22 in jeder dreidimensionalen Winkelstellung begrenzt ist.

Das Material für die Rohrkupplung ist bevorzugt Metall, welches gewünschtenfalls lackiert oder beschichtet sein kann. Die Anschlussstutzen 6, 8 und das Verbindungs- röhr mit dem Gelenkkugelabschnitt sind bevorzugt aus Metallguss hergestellt. Die Fixierstangen 11 bestehen bevorzugt aus Stahl, wie er für Gewindestangen üblicherweise Verwendung findet.

Das Metall für die Gussteile ist bevorzugt Gusseisen, es kann aber beispielsweise auch Edelstahl oder eine Messinglegierung verwendet werden. Der Rohrkupplung kann aber auch aus Kunststoff hergestellt werden, soweit die Festigkeit des Materials den Notwendigkeiten entspricht.

Die dargestellten Kugelscheiben 16 weisen, wie zuvor beschrieben, je eine konvexe gebogene Seite und eine gerade Seite auf und erlauben damit das Festschrauben auch bei einer Winkelstellung ungleich 90° zwischen der Achse des stangenförmigen Fixierelementes und der Flanschebene 31. Die Kugelscheiben können aber auch an beiden Flächen konvex ausgebildet sein. Die wahlweise vorgesehenen Erweiterungsfräsungen 24, 44 können auch schon beim Gießen des Teiles erzeugt werden.

Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass das Stutzenrohr 35 in das Verbindungsrohr 22 einschiebbar ist. Es kann aber auch das Stutzenrohr 35 mit größerem Durchmesser auf den Teleskoprohrabschnitt 9 des Verbindungsrohres aufgeschoben werden, wobei die Verschiebemöglichkeit durch die Gelenkkugel begrenzt würde.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 5 und 6 ist die flexible teleskopische Rohrkupplung in einer etwas anderen Ausführungsform dargestellt. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in den Figuren 1 bis 4.

Die Fig. 5 zeigt die funktionelle Kombination einer flexiblen teleskopischen Rohrkupplung mit einem Rohrmuffenstück 37. Das Rohrmuffenstück 37 dient der festen Verbindung des Einsteckendes des Anschlussrohres 3 mit der Rohrkupplung 5. Die ge- naue Art der Verbindung zwischen der Muffe und dem Anschlussrohr 3 ist in Fig. 5 nur schematisch angedeutet. Als Beispiel weist der Muffenrand einen Rohranschlussflansch 32 auf, an den der das Anschlussrohr 3 umschließende Klemmring 38 angeschraubt werden kann. Zwischen Rohranschlussflansch 32 und Klemmring 38 befindet sich ein Klemmelement 39, welches beim Festziehen der Schrauben 43 gegen die äußere Umfangsfläche des Anschlussrohres 3 gepresst wird und somit das Anschlussrohr 3 fest in der Muffe gehalten wird. Diesbezügliche Konstruktionen sind dem Fachmann geläufig und können auf verschiedenste Weise variieren.

In Fig. 5 ist der Anschlussstutzen 8 (siehe Fig. 2) mit der Muffe des Anschlussstut- zens 37 einstückig ausgebildet. Zufolge der übrigen oben beschriebenen Bauteile der Rohrkupplung kann die Kupplung mit einem weiterführenden, hier nicht dargestellten, Leitungsstück oder dem Gehäuse einer Armatur in einem von 180° abweichenden Winkel und der Möglichkeit einer Distanzverstellung angeschlossen werden, wie dies zB in Fig. 2 mit dem Anschlussrohr 2 dargestellt ist. Die Fixierelemente 11 sind vier- fach und jeweils in einem Winkel von 90° angeordnet. Damit ist eine dreidimensionale Fixierung sowohl hinsichtlich der Winkelstellung als auch hinsichtlich der Längenerstreckung der Rohrkupplung sichergestellt.

In Fig. 6 ist in Schrägansicht eine Armatur 40 dargestellt, wie sie zB als Schieber oder als Ventil Verwendung finden kann. Zu beiden Seiten der Armatur 40 ist deren

Gehäuse 41 als Anschlussstutzen 6 ausgebildet. Daran schließt sich jeweils die

Rohrkupplung an, wie sie oben beschrieben ist. Beide Anschlussstutzen 6 bilden den

Gelenkpfannenabschnitt 7, der jeweils durch den Aufsatzring 18 zur Gelenkpfanne komplettiert wird. Darin befindet sich schwenkbar der Gelenkkugelabschnitt 21, der mit seinem Teleskopabschnitt 9 auf dem Stutzenrohr 35 teleskopisch verschiebbar

ist. Das Stutzenrohr 35 ist einstückig mit dem Rohranschlussflansch 32 und dem davon abstehenden Flansch 14. Es sind jeweils vier Flansche 14 für vier Fixierelemente 11 vorgesehen.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Rohrkupplungskonstruktion umgekehrt vorgesehen ist, wobei der Anschlussstutzen 8 mit den zugehörigen Flanschen 14 und dem Stutzenrohr 35 Bestandteil des Armaturgehäuses 41 ist.

In allen Fällen ist es mit dieser erfindungsgemäßen Armatur leicht möglich, die Armatur zwischen zwei Anschlussrohren zu montieren, wobei eine gute Anpassung an den Abstand der Enden der Anschlussrohre und deren Winkellage durchgeführt werden kann.

Bezugszeichenliste

I Anschlussflansch 23 Dichtungsring 2 Anschlussrohr erstes 24 Erweiterungsfräsung

3 Anschlussrohr zweites 25 Anschlag

4 Anschlussflansch 26 Nut

5 Rohrkupplung 27 Anschlagkehle

6 Anschlussstutzen 28 Anschlagkante 7 Gelenkpfannenabschnitt 29 Außenfläche

8 Anschlussstutzen 30 Längsachse des Fixierelementes

9 Teleskopabschnitt 31 Flanschebene

10 Fixiervorrichtung 32 Rohranschlussflansche

I 1 Fixierelemente 33 Ringnut 12 Aufnahmelöcher 34 Quetschkante

13 Flansch 35 Stutzenrohr

14 Flansch 36 Strömungskanal

15 Mutter 37 Rohrmuffenstück

16 Kugelscheiben 38 Klemmspannring 17 Dichtringe 39 Klemmelement

18 Aufsatzring 40 Armatur

19 Schrauben 41 Armaturgehäuse

20 Dichtungsring 42 Zwischenscheibe

21 Gelenkkugelabschnitt 43 Schrauben 22 Verbindungsrohr 44 Erweiterungsfräsung