Kupplung zum lösbaren Verbinden von Hochdruckrohren Die meisten Kupplungen zum Verbinden von Hoch druckrohrleitungen umfassen zwei Anschlussnippel, die je mit einem der beiden zu kuppelnden Rohr- oder Schlauchenden mechanisch fest und druckdicht ver bunden werden müssen, sowie mindestens zwei Ver bindungsorgane, vorzugsweise Schraubhülsen zum Zusammenziehen der Nippel, wobei an geeigneten Stel len Dichtungsringe eingesetzt sind.
Die mechanisch aus reichend stabile und druckdichte Verbindung der Anschlussnippel mit den Leitungsendem ist in vielen Fällen schwierig herzustellen. Ausserdem ist es bei den meisten bekannten Kupplungen nach dem Schliessen der Kupplung nicht mehr möglich, die Rohre relativ zuein ander und relativ zur Kupplung zu verdrehen oder etwas gegeneinander abzuwinkeln.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Hochdruckrohr-Kupplungen ist darin zu erblicken, dass zum Herstellen der gewünschten Rohr verbindung und zum Trennen der Verbindung nicht nur - wie das wünschbar wäre - eine gegenseitige Querverschiebung der Rohrenden, sondern zuerst eine axiale Relativverschiebung der Rohrenden vorgenom men werden muss. Ein weiterer Nachteil aller bekann ten Druckrohr-Kupplungen besteht darin, dass die zu verbindenden Rohrenden mit unter sich ungleichen, sich ergänzenden Armaturen ausgerüstet sein müssen und dass gleich ausgerüstete Rohrenden nicht mitein ander gekuppelt werden können.
Weiterhin muss durch entsprechende Sicherungsorgane verhindert werden, dass sich die verschraubten Kupplungsteile lockern können.
Die Erfindung knüpft an eine bekannte Kupplungs art etwas besonderer Art an, die aber fast alle erwähn ten Unzulänglichkeiten auch aufweist. Es handelt sich um eine Kupplung zum lösbaren Verbinden von runden, glattflächigen Hochdruckröhren, die je in vorbestimm- tem Abstand an ihren zu verbindenden Endstirnflächen mit einem Ringwulst versehen sind, gegen welche Ring wülste bei geschlossener Kupplung koaxial auf den Röhren verschiebbare Hülsen von aussen her ange drückt werden, mindestens wenn die Rohrleitung unter Druck gesetzt wird.
Bei der bekannten Kupplung dieser Art werden die mit den Ringwülsten versehenen Rohrenden in einen T-Profilring axial eingeschoben. In die Räume zwischen der Innenfläche des T-Profilringes, den Aussenseiten der betreffenden Ringwülste und der Aussenfläche des betreffenden Rohres werden Dichtungsringe eingescho ben.
Zum Pressen der Dichtungsringe werden die Stirnenden von koaxial auf den Röhren verschiebbaren Hülsen dadurch eingetrieben; dass überwurfschrauben- Hülsen, die sich mit einem Kragenteil an<B>je</B> einer Rund fläche der genannten Hülsen abstützen und den T-Pro- filring übergreifen, miteinander verschraubt werden.
Gemäss vorliegender Erfindung ist die vorstehend definierte Druckrohr-Kupplung bekannter Art dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbaren Hülsen zum Halten einer zwischen ihren Innenflächen und den Rohr-Aussenflächen zur Überbrückung der Trennstelle lose eingesetzten zylindrischen Dichtungshülse ausge bildet sind, die in Innen-Nuten eingelegte O-Ringe aus gummielastischem Dichtungsmaterial enthält, welche im Zusammenwirken mit den Rohr-Aussenflächen die<B>Ab-</B> dichtung der Rohrverbindung bewirken,
und dass die genannten Halte-Hülsen zum gegenseitigen lösbaren Verbinden ausgebildet sind.
Die Haltehülsen lassen sich nach Lösung ihrer Ver bindung auf den Rohren von der Trennstelle weg schieben. Dadurch wird die vorher überdeckte zylindri sche Dichtungshülse zugänglich und kann auf einem Rohrende gegen dien Ringwulst geschoben werden, so dass nachher die vorher verbundenen Rohrenden in radialer Richtung, d. h. quer zu den Rohrachsen relativ zueinander verstellt und damit voneinander getrennt werden können.
Die 0-Ringe in der Dichtungshülse sind nämlich ohne Beeinträchtigung ihrer Abdichtungs wirkung mit der Dichtungshülse auf den glattflächigen, geraden Rohrenden hin und her verschiebbar und bedürfen keinerlei: Zusammenpressung in axialer Rich tung. Dementsprechend muss die Dichtungshülse von den Haltehülsen nur gegen Axialverschiebungen von grösserem Ausmass, also lose, gehalten werden.
Weil die Abstützungen an den Aussenseiten der Ringwülste der Rohrenden nicht dicht sein müssen, sondern nur das Auseinandertreiben der Rohrenden mechanisch verhin dern müssen, können sie leicht so gestaltet werden, dass sie Relativverdrehungen der Rohrenden zu den ver bundenen Kupplungsteilen sowie eine gewisse gegen seitige Abknickung der gekuppelten Rohre nach allen Seiten zulassen, mindestens solange die Rohrleitung nicht unter Druck steht.
Es hat sich aber gezeigt, dass solche Relativbewegungen der gekuppelten Rohrenden auch unter Druck möglich sind, was vor allem bei der Verwendung von Fahrzeugen und schwingenden Ma schinen von sehr grossem Vorteil ist.
Mit Vorteil entsprechen die Innendurchmesser der beiden Haltehülsen den Aussendurchmessern der Ring- wülste an den Rohrenden und die Haltehülsen weisen an ihren äusseren Stirnenden nach innen vorstehende, den Ringwulstprofilen angepasste Ringschultern und an ihren einander zugekehrten Stirnenden abgesetzte, innere Ringflächen zur Aufnahme der Dichtungshülse auf.
Mit besonderem Vorteil sind die einander zuge kehrten Enden der Haltehülsen zum Ineinanderstecken ausgebildet, um Schraubverbindungen vermeiden zu können. Zweckmässigerweise ist dabei vorgesehen, dass an den ineinandersteckbaren Stirnenden der beiden Haltehülsen durch Lücken voneinander getrennte Klauen ausgebildet sind, welche je in die Lücken zwi schen den Klauen der Gegenhülse hineinpassen, und dass die freien Klauenenden auf den Aussenseiten so profiliert sind,
d'ass im zusammengesteckten Zustand eine Ringnut zum Einlegen eines Schliessringes gebildet wird.
Derartige Haltehülsen können kongruent zueinander ausgebildet werden und als Kaltpressteile gefertigt wer den.
Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Druck rohr-Kupplungen sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine geschlossene Kupplung im Querschnitt nach der Linie I -I von Fig. 2, Fig. 2 die geschlossene Kupplung im Längsriss, zur Hälfte geschnitten nach der Linie II II von Fig. 1,
Fig. 3 die Kupplung nach den Fig. 1 und 2 in der Darstellung nach Fig. 2 im getrennten Zustand, Fig. 4, 5 und 6 Ansichten von gegenüber Fig. 1 variierten Ausbildungsformen des Schliessringes, Fig. 7 und 8 einen Axialschnitt und einen Quer schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Kupp lung.
Gemäss Zeichnung sollen zwei hochdruckfeste Rohre aus festem Material, vorzugsweise nahtlos gezogene Stahl- oder Kupferrohre 11, 12 eines hydraulischen oder pneumatischen Apparatesystems, lösbar, aber leck sicher miteinander gekuppelt werden.
Beide Rohre, deren Durchmesser in der Grössen ordnung von etwa 10 nun liegen mag, sind je in einer Distanz von etwa derselben Grössenordnung an den offenen Stirnenden mit je einem nach aussen gerichteten Ringwulst 110 bzw. 120 versehen.
Diese Ringwülste können beispielsweise dadurch mit Hilfe einer Hydrau- likapparatur am an sich glatten Rohrende ausgebildet werden, dass in der betreffenden Zone, die von aussen durch eine zweiteilige Matrize umfasst ist, ein extrem hoher Druck von beispielsweise 3000-4000 atü erzeugt wird, wodurch das Material der Rohrwandung bis zur Fliessgrenze beansprucht und in die entsprechend profi- lierte Innenrille des Matrizenwerkzeuges hineingepresst wird.
Auf beide Rohre 11 und 12 ist vorher oder von der anderen Seite her je eine Haltehülse 21 bzw. 22 aus Stahl oder anderem zähem Material aufgeschoben wor den. Beide Haltehülsen sind vorzugsweise genau kon gruent zueinander ausgebildet. Sie weisen an ihren äusseren Enden innenseitig je eine Ringschulter 210 bzw. 220 auf, deren Profil dem Aussenprofil der Ring wülste 110, 120 an den Rohren 11, 12 angepasst ist. An den gegeneinander gekehrten inneren Stirnenden der Haltehülsen 11, 12 sind, durch eingefräste Lücken getrennt, je drei oder vier Klauen 211 bzw. 221 aus gebildet, derart, dass die Klauen 211 der einen Halte hülse 21 mit wenig Spiel in die Lücken zwischen den Klauen 221 der anderen Haltehülse 22 hineinpassen" und umgekehrt.
Die Klauen sind an ihren freien Enden je mit einem nach aussen vorstehenden Kragen 212 bzw. 222 versehen. Die den geschlossenen Hülsenteilen 21 bzw. 22 zugekehrten Flanken der Kragen 212 bzw. 222 sind so profiliert, dass nach dem Zusammenstecken der beiden Haltehülsen durch die Kragen der Klauen eine Ringnut zum Einlegen eines Schliessfederringes 30 gebildet wird.
Gemäss Fig. 1 und 2 ist der offene Schliessfederring, der aus Federstahl-Rund-Draht besteht, an den Enden zu radial abstehenden Armen 31 abgewinkelt, die in einer Klemmhülse 32 gefasst, gegebenenfalls eingeklebt sind, damit der Schliessfederring nicht ungewollt geöff net werden kann, wodurch die Haltehülsen voneinander getrennt würden.
Wenn axial abstehende Federringenden unerwünscht sind, kann auch eine an den Stirnenden mit inneren Konusanschlägungen und in der Mitte mit einer gerun det profilierten Ringnut versehene Deckhülse 300, die in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnet ist, über den ein gelegten Federring 30 geschoben werden.
Die Haltehülsen 21, 22 bzw. deren Klauen 211, 222 enthalten auf der Innenseite Einstichflächen 213 bzw. 223, durch welche im zusammengesteckten Zustand eine innere Ringnut geschaffen wird, in welche eine zylindrische Dichtungshülse 40 passt. Der Innen durchmesser dieser Dichtungshülse ist dem Aussen durchmesser der beiden Druckrohre 21 bzw. 22 so anb passt, dass die Dichtungshülse mit wenig Spiel leicht über die beiden Rohrenden geschoben werden kann.
In innenseitig ausgedrehten Ringnuten der Dichtungs hülse 40 sind sogenannte O-Ringe 41, 42, bestehend aus rund profiliertem, gummielastischem Dichtungs material, eingelegt, welche im Zusammenwirken mit den Aussenflächen der Rohre 21, 22 das Ausstreben des unter Druck stehenden Mediums verhindern.
Die vom Druck erzeugten Axialkräfte, welche bestrebt sind, die beiden Rohre von der Trennstelle nach aussen wegzutreiben, werden über die Ringwülste 110, 120 und die Innenwülste 210, 220 auf die Halte hülsen 21 bzw. 22 übertragen. Die hinter die Kragen 212 bzw: 222 der Klauen 21 bzw. 22 eingelegte Schliessfeder 30 verhindert das Trennen der Haltehülsen unter Wirkung des genannten Axialschubes, so dass die Dichtungshülse mix den O-Ringen an Ort und Stelle gehalten wird.
Dabei bleiben die Rohre 11, 12 gegen einander und gegen die Haltehülsen drehbar, und auch eine gewisse Abwinklung der Rohre gegeneinander ist noch möglich. Die Bauteile der beschriebenen Kupp lung lassen sich unter Anwendung einfacher Verfahren rationell in grossen Stückzahlen fertigen, z. B. können die Haltehülsen kaltgepresst und die Dichtungshülsen mit Automaten gedreht werden.
Die Variante nach Fig. 4 zergt einen Schliessring 33 mit einem am einen Ende angeformten S-Haken 34, der im Zusammenwirken mit einem am anderen Ende radial abstehenden Endteil 35 die Schliessung des vorher offenen Schliessringes 33 ermöglicht.
Die Variante nach Fig. 5 zeigt einen offenen Schliessring 36, dessen beide Endteile 37, 38 in achs paralleler Richtung so angeformt sind, dass der vorher enge Ring durch Zusammenpressen der Endteile geöff net werden kann..
Fig. 6 zeigt, dass beide Enden eines an sich offenen Federstahlringes 39 mit Rechts- bzw. Linksgewinde versehen sein können und mit Hilfe einer mit einem Schlüsselloch 391 versehenen Doppelmutterhülse 390 zum Schliessen des Federringes gegeneinandergezogen werden können.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 dient zum Abdichten der Trennstelle zwischen den Rohren 11 und 12 ebenfalls eine zylindrische Dich tungshülse 40 mit zwei im Innern in Ringnuten ein gelegten O-Ringen 41, 42 aus gummielastischem Mate rial, welche im Zusammenwirken mit den glatten Aussenflächen der Rohre 11 und 12 die Abdichtung bewirken. Die Haltehülsen zum Halten der Dichtungs hülse bestehen hier aus zwei unter sich kongruenten Halteschalen 25, 26, die je eine innere Mittelnut zur Aufnahme der Dichtungshülse und je zwei mit Spiel auf die Ringwülste 110, 120 der aneinander gestossenen Rohre 11, 12 mit Spiel passende Nuten 251, 252 bzw. 261, 262 enthalten.
Zum Zusammenhalten der beiden Halteschalen 25, 26, auf welche weder axiale noch radiale Kräfte tren nend einwirken, dienen Spannringe 271, 272 oder irgendwelche andere geeignete Mittel. Die Spannringe können noch mit Klebstoff oder Blattfedern oder sonst wie gegen Abfallen gesichert werden.