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Dokumentenidentifikation DE69001524T2 02.12.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0412677
Titel Rohrleitungsverbindung.
Anmelder Anson Ltd., Gateshead, Tyne and Wear, GB
Erfinder Anderson, Robert William, Stocksfield, Northumberland, GB
Vertreter Zimmermann, H., Dipl.-Ing.; Graf von Wengersky, A., Dipl.-Ing.; Kraus, J., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Busch, T., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69001524
Vertragsstaaten DE, DK, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 25.07.1990
EP-Aktenzeichen 903081172
EP-Offenlegungsdatum 13.02.1991
EP date of grant 05.05.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.12.1993
IPC-Hauptklasse F16L 19/00

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Rohrleitungskupplunger bzw. verbindungen und findet insbesondere, aber nicht ausschließlich, beim Koppeln von Rohrstücken zum Bilden von Rohrleitungen zum Befördern von Fluids mit hohem Druck in der Ölsuche, Ölförderung und damit in Verbindung stehenden Industrien Anwendung

Derartige Rohrleitungen umfassen im allgemeinen eine Reihe miteinander verbundener Stahlrohrstücke, wobei benachbarte Stücke davon je nach der Anordnung und Anwendung der fraglichen Rohrleitung durch irgendeine einer Anzahl verschiedener Kupplungsanordnungen miteinander verbunden sein können.

Eine bekannte Kupplungsanordnung umfaßt eine flache ringförmige Platte, die an jedes Ende eines jeden Rohrstücks geschweißt oder angeschraubt ist, wobei die genannten Stücke mit einer Reihe von im Winkelabstand voneinander entfernten Muttern und Bolzen miteinander verbunden sind, die durch aneinanderliegende Platten an den Enden der zu verbindenden Stücke hindurchgehen, wobei eine Abdichtung vom Packungs- oder Ringtyp zwischen aneinanderliegenden Platten angeordnet ist.

Kupplungsanordnungen dieses Typs, deren Zusammenfügen und Auseinandernehmen, wie anerkannt werden wird, etwas zeitaufwendig sind, werden üblicherweise für Anlagen der dauerhaften Art verwendet, bei denen die zum Montieren und Ersetzen der Kupplung erforderliche Zeit nicht wichtig ist.

Eine weitere bekannte Kupplungsanordnung umfaßt eine Klammer, die die benachbarten Enden von zwei miteinander zu verbindenden Rohrstücken umgibt, wobei die genannten Enden um diese herum sich verjüngende äußere Flanschabschnitte ausgebildet haben und die Innenfläche der Klammer entsprechende innere, sich verjüngende Bereiche daran zum Zusammenwirken mit den genannten Flanschabschnitten an den Rohrstücken aufweist. Beim Festmachen der Klammer, die aus zwei oder mehr Bestandteilen bestehen kann, um die Enden der Rohrstücke mit einander zugeordneten Muttern und Bolzen werden die genannten Stücke axial zueinander gezogen, um eine dazwischen angeordnete Dichtung zusammenzudrücken und die Verbindung herzustellen.

Klammerkupplungen dieses allgemeinen Typs sind kompakter als die Flanschkupplungen, auf die oben eingegangen wurde, und werden daher an Stellen verwendet, an denen der Raum knapp ist und wo das Gewicht der Kupplung berücksichtigt werden muß. Jedoch erfordern Klammerkupplungen dieses Typs wieder einige Zeit zum Montieren und Ersetzen und sind daher nur für dauerhafte oder halbdauerhafte Anlagen geeignet.

Es ist manchmal erforderlich, daß Rohrleitungskupplungen rasch und einfach gelöst oder hergestellt werden, und in einer derartigen Situation ist es allgemein üblich, eine Verbindung zu verwenden, die eine Mutter mit Innengewinde am einen Bestandteil einschließt, die mit einem Außengewinde am anderen Bestandteil zusammenwirkt.

Eine bevorzugte Kupplung dieser Art ist die sogenannte Hammeransatzverbindung. Eine derartige Verbindung umfaßt ein männliches Verbindungsstück am einen Ende eines Rohrstücks, welches Verbindungsstück darauf eine Mutter mit Innengewinde trägt, deren Außenwand mit einer Reihe von radial vorragenden, am Umkreis im Abstand voneinander angeordneten Ansätzen versehen ist, und ein weibliches Verbindungsstück am deren Ende des Rohrstücks, wobei das genannte weibliche Verbindungsstück ein Außengewinde aufweist und darin einen ringförmigen Dichtungsring untergebracht hat.

Die Verbindung der beiden Rohrstücke miteinander wird durch Anordnen des Endes des männlichen Verbindungsstücks eines Rohrstücks im weiblichen Verbindungsstück des anderen Rohrstücks, Ziehen der Mutter über das männliche Verbindunggstück und auf den entsprechend mit Gewinde versehenen Abschnitt des weiblichen Verbindungsstücks und Festmachen der Mutter auf dem genannten weiblichen Verbindungsstück durch tangentiales Hämmern auf die Ansätze der Mutter bewirkt. Abdichten wird durch das Zusammenwirken zwischen den aneinanderliegenden Enden der beiden Verbindungsstücke und der Dichtung erreicht, wobei übermäßiges Zusammendrücken der Dichtung durch metallisches Zusammenstoßen der beiden Verbindungsstücke verhindert wird.

Es wird anerkannt werden, dar eine derartige Anordnung das äßerst rasche Herstellen und Trennen der Verbindung ermöglicht, weshalb derartige Hammeransatzverbindungen bei vorübergehenden oder halbdauerhaften Anlagen verwendet werden, bei denen die Geschwindigkeit der Verbindung oder Verbindungstrennung wesentlich ist. Jedoch sind sie nicht so verläßlich, daß sie für dauerhafte Anlagen verwendet werden können.

Die französische Patentbeschreibung Nr. 917287 offenbart eine Rohrleitungskupplung, die auf das Problem der Vibration zwischen den Bestandteilen der Kupplung Bedacht nimmt und die die Bestandteile der Kupplung in einer abgedichteten Beziehung hält, indem sie einen Sperr- bzw. Arretierring vorsieht, der zwischen den beiden Bestandteilen wirkt. Der Arretierring wird durch eine Schraubenfeder in seiner Betriebsposition gehalten.

Die Konstruktion der in der französischen Beschreibung Nr. 917287 geoffenbarten Kupplung ist eine solche, daß der Arretierring dauerhaft am ihm zugeordneten Bestandteil der Kupplung angeordnet ist und nicht davon entfernt werden kann.

Des weiteren umfassen die Mittel zum Halten des Arretierrings in seiner Betriebsposition eine Feder, wodurch der Ring jederzeit zu axialer Bewegung entlang des ihm zugeordneten Bestandteils gegen die Vorspannung der Feder neigt, weshalb die Anordnung daher kein dauerhaftes Aneinanderschließen der Bestandteile der Kupplung bewirkt.

Es wäre wünschenswert, eine Rohrleitungskupplung schaffen zu können, die eine Mutter mit Innengewinde einschließt, welche Kupplung rasch hergestellt und getrennt werden könnte, und die auch auf wirksamere Weise als bisher für dauerhafte Anlagen eingesetzt werden könnte.

Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Rohrleitungskupplung geschaffen, die ein erstes im wesentlichen ringförmiges Verbindungsstück an einem Ende eines Rohrstücks, eine Mutter mit Innengewinde, die auf dem genannten ersten Verbindungsstück angeordnet ist, um dieses zu umgeben, ein zweites im wesentlichen ringförmiges Verbindungsstück am anderen Ende des genannten Rohrstücks, welches Verbindungsstück ein äußeres Schraubengewinde aufweist, das dem Innengewinde der genannten Mutter entspricht, und einen Dichtring zum Anorden zwischen benachbarten Endflächen der beiden zu verbindenden Rohrstücke umfaßt, wobei die Anordnung derart ist, daß beim Befestigen der das erste Verbindungsstück umgebenden Mutter am Abschnitt mit Außengewinde des zweiten Verbindungsstückes die beiden Verbindungsstücke axial zueinander gezogen werden, um den Dichtungsring dazwischen zusammenzudrücken und um ein Abdichten zwischen den beiden Verbindungsstücken zu bewirken, einen im wesentlichen ringförmigen Arretierring, der am zweiten Verbindungsstück montiert ist, sodaß er axial diesem entlang beweglich ist aber relativ dazu drehungsgemäß fixiert ist, wobei der genannte Arretierring und die Mutter am ersten Verbindungsstück mit entsprechenden Vorsprüngen und Ausnehmungen daran versehen sind, die so ausgebildet sind, dar sie ineinandergreifen, um relative Drehung dazwischen zu verhindern, und Mittel zum Halten der Vorsprünge und Ausnehmungen des Arretierrings und der Mutter in Eingriff miteinander, wobei die Außenfläche des zweiten Verbindungsstücks hinter dem äußeren Schraubengewinde um dieses herum einen ringförmigen Abschnitt aufweist, dessen Durchmesser größer als jener des genannten äußeren Schraubengewindes ist, wobei die Oberfläche des genannten ringförmigen Abschnitts mit einer Vielzahl von am Umkreis im Abstand voneinander angeordneten, sich axial erstreckenden Sägezahneinschnitten versehen ist und die Innenfläche des Arretierrings mit einer entsprechenden Vielzahl von zusammenwirkenden Sägezahneinschnitten versehen ist, wobei die Mittel zum Halten des Arretierrings und der Mutter im Eingriff miteinander einen Haltering aufweisen, der in einer kontinuierlichen Umkreisnut im zweiten Verbindungsstück aufgenommen ist, wobei der Haltering zwischen der genannten Nut und der Hinterfläche des Arretierrings wirkt und selektiv von innerhalb der genannten Nut lösbar ist.

Das Vorsehen des Arretierrings und der lösbaren Haltemittel gewährleistet, daß das erste und das zweite Verbindungsstück wirksam in dauerhafter Beziehung aneinander befestigt sind, wodurch Vibration der Kupplung oder zufälliges Daraufschlagen die Verbindung nicht unabsichtlich löst.

Zweckmäßig sind an der Mutter mit Innengewinde eine Reihe von am Umkreis im Abstand angeordnete, radial vorragende Ansätze ausgebildet.

Zweckmäßig umfaßt der Arretierring eine Vielzahl von am Umkreis im Abstand angeordneten Vorsprüngen, die sich axial davon nach vorne erstrecken, wobei die Mutter am ersten Verbindungsstück mit einer entsprechenden Vielzahl von Ausnehmungen darin versehen ist, die jeweils ausgebildet sind, um einen zugeordneten der genannten Vorsprünge aufzunehmen.

Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung besteht in einer Rohrleitungskupplung, die mit einem metallischen Dichtungsring zum Anordnen zwischen den benachbarten Endflächen der beiden zu verbindenden Rohrstücke versehen ist, wobei das erste und das zweite Verbindungsstück jeweils eine sich verjüngende Bohrung durch sie hindurch aufweisen, deren Durchmesser gegen das Ende des zugeordneten Verbindungsstücks hin zunimmt, und der metallische Dichtungsring einen mittleren ringförmigen Abschnitt zum Anordnen zwischen den Endflächen des ersten und des zweiten Verbindungsstücks und gegenüberliegende Endabschnitte einschließt, deren äußere Umkreisoberflächen sich nach innen in eine Richtung vom mittleren ringförmigen Abschnitt gegen das zugeordnete Ende des Dichtungsring hin verjüngen, wobei die Anordnung eine solche ist, daß beim Anordnen des Dichtungsrings zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungsstück der zu verbindenen Rohrstücke die gegenüberliegenden Endabschnitte des Dichtungsrings jeweils innerhalb der sich verjüngenden Bohrungen des ersten und des zweiten Verbindungsstücks aufgenommen werden und beim Aufschrauben der das erste Verbindungsstück umgebenden Mutter auf den Abschnitt mit Außengewinde des zweiten Verbindungsstücks die beiden Verbindungsstücke axial zueinander gezogen werden, wobei die sich verjüngenden Oberflächen des Dichtungsrings und der Bohrungen in den Verbindungsstücken zusammenwirken, um die genannten Endabschnitte des Dichtungsrings zu deformieren, um Dichtungen zwischen dem genannten Ring und den genannten Bohrungen zu bewirken.

Die Verwendung eines metallischen Dichtungsrings anstelle der üblicheren Elastomerdichtung ermöglicht es, die Rohrleitungskupplung in Umgebungen zu verwenden, wo:

a) die Betriebstemepratur diejenige übersteigt, die eine Elastomerdichtung aushalten kann;

b) Feuergefahr besteht und die Dichtung fähig sein muß, den Druck für einen vorherbestimmten Zeitraum zu halten, wenn sie von Feuer umgeben ist;

c) die Ausrüstung, in die sie eingebaut ist, zum Zweck der Feuerbekämpfung zu verwenden ist und grober Hitze ausgesetzt sein kann;

d) Hochdruckgase vorhanden sind und wo rasche Dekompression erforderlich ist, da derartige Dekompression zur Implosion einer Elastomerdichtung führen könnte, weil jedes Gas, das durch das Elastomer, gedrungen ist, selbst möglicherweise nicht rasch genug dekomprimieren kann, um derartige Implosion zu vermeiden.

Zweckmäßig ist der spitze Winkel zwischen den sich verjüngenden Oberflächen der gegenüberliegenden Endabschnitte des metallischen Dichtungsrings und der zentralen Längsachse des genannten Ringes kleiner als der gemeinsame spitze Winkel zwischen den sich verjüngenden Oberflächen der Bohrungen des ersten und des zweiten Verbindungsstücks und der zentralen Längsachsen der genannten Verbindungsstücke.

Vorzugsweise sind die Endflächen des ersten und des zweiten Verbindungsstücks jeweils mit Ausnehmung versehen, um darin einen zugeordneten Teil des mittleren ringförmigen Abschnitts des metallischen Dichtungsrings aufzunehmen, wobei die genannten Endflächen jeweils einen ringförmigen äußeren Bereich einschließen, der an die zugeordnete Ausnehmung zum Aneinanderliegen angrenzt, um die Grenze der axialen Bewegung der Verbindungsstücke zueinander hin und daher der abgedichteten Position der beiden Verbindungsstücke relativ zueinander zu bestimmen.

Nur als Beispiel wird nun eine Ausführungsform der Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

Figur 1 eine Explosionsdarstellung im Längsschnitt der Bestandteile einer erfindungsgemäßen Kupplung ist und

Figur 2 ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplung ist.

Auf die Zeichnungen bezugnehmend umfaßt die dargestellte Kupplung ein allgemein bei 2 angegebenes erstes Verbindungsstück, dessen eines Ende 4 zur Befestigung, beispielsweise durch Stumpfschweißung, an einem Ende eines Rohrstücks ausgebildet ist. Das Verbindungsstück 2 weist eine sich verjüngende Bohrung 6 auf, deren Durchmesser gegen das andere, offene Ende davon hin zunimmt.

Eine Ausnehmung 8 ist in der freien Endfläche des Verbindungsstücks 2 ausgebildet, wobei die genannte Ausnehmung 8 aus Gründen, die später klar werden, durch eine ringförmige Widerlagerschulter 10 begrenzt ist, während die Außenfläche des ersten Verbindungsstücks 2 eine ringförmige Anlagefläche 12 mit vergrößertem Durchmesser in einer Ebene einschließt, die sich quer zum Verbindungsstück erstreckt, wieder aus Gründen, die unten detaillierter ausgeführt werden.

Eine mit einem Innengewinde 13 vesehene Mutter wird allgemein bei 14 gezeigt und ist am Verbindungsstück 2 angeordnet, um dieses zu umgeben, wobei die genannte Mutter mit einer ringförmigen inneren Anlagefläche 16 ausgebildet ist, die so ausgebildet ist, daß sie in die Oberfläche 12 des Verbindungsstücks 2 eingreift bzw. an dieser ergreift, um die Grenze der axialen Bewegung der Mutter am Verbindungsstück 2 zu bestimmen. Eine Reihe von drei am Umkreis im Abstand angeordneten, radial vorragenden Ansätzen 18 ist an der Außenfläche der Mutter 14 ausgebildet, wobei in den Zeichnungen nur einer der genannten Ansätze 18 gezeigt wird.

Die Kupplung umfaßt weiters ein zweites, allgemein bei 20 gezeigtes Verbindungsstück, dessen eines Ende zum Befestigen, beispielsweise durch Stumpfschweißung, am anderen Ende des zuvor genannten Rohrstücks ausgebildet ist. Das zweite Verbindungsstück 20 ist, wie das erste Verbindungsstück 2 mit einer sich verjüngenden Bohrung 22, einer Ausnehmung 24 in der freien Endfläche davon und einer begrenzenden ringförmigen Widerlagerschulter 26 versehen.

Die Außenfläche des zweiten Verbindungsstücks 20 ist mit einem Schraubengewinde 27 versehen, dessen Steigung und Durchmesser jenen des Inngenwindes 13 in der Mutter 14 entsprechen.

Die Kupplung wird durch einen allgemein bei 28 gezeigten metallischen Dichtungsring, typischerweise aus rostfreiem Stahl oder Weicheisen, vervollständigt, der einen mittleren ringförmigen Abschnitt 30 einschließt, dessen Außendurchmesser dem Durchmesser der Ausnehmungen 8, 24 in den Verbindungsstücken 2, 20 entspricht, sowie ein Paar einander gegenüberliegender Endabschnitte 32, 34, die jeweils sich verjüngende äußere Oberflächen 36 bzw. 38 aufweisen, wobei die genannten Endabschnitte 32, 34 so ausgebildet sind, daß sie in den Endbereichen der Bohrungen 6 bzw. 22 der Verbindungsstücke 2, 20 aufgenommen werden.

Der spitze Winkel, den die sich verjüngenden Oberflächen 36, 28 mit der zentralen Längsachse des Dichtungsrings 38 bilden, ist etwas kleiner als der gemeinsame spitze Winkel, den die sich verjüngenden, die Bohrungen 6, 22 begrenzenden Oberflächen mit der zentralen Längsachse der ihnen zugeordneten Verbindungsstücke 2, 20 bilden.

Das Aneinanderkoppeln der Rohrstücke, von denen jedes an seinen gegenüberliegenden Enden ein erstes Verbindungsstück 2 und ein zweites Verbindungsstücks 20 einschließt, wird folgendermaßen durchgeführt.

Mit einem metallischen Dichtungsring 28, der mit seinem mittleren Abschnitt 30 in der Ausnehmung 8 oder 24 sitzend im Verbindungsstück 2 oder 20 eines der beiden zu verbindenden Rohrlängen angeordnet ist, wird das andere Rohrstück mit seinem Verbindungsstück 20 oder 2 nahe angrenzend an das genannte zuerst erwähnte Verbindungsstück angeordnet. Die Mutter 14 des Verbindungsstücks 2 wird dann auf das Verbindungsstück 20 geschraubt, wobei die gegenüberliegenden Endabschnitte 32, 34 des Dichtungsrings 28 in den zugeordneten Bohrungen 6, 22 aufgenommen werden. Die Mutter 14 wird festgezogen, indem eine tangentiale Hammerkraft auf die Ansätze 18 ausgeübt wird, bis keine weitere Bewegung der Mutter auftreten kann, wobei diese Position durch Anliegen der Schultern 10, 26 an den beiden Verbindungsstücken bestimmt ist.

Während die Mutter festgezogen wird und wenn die Oberflächen 12, 16 aneinander anliegen, wird der metallische Dichtungsring sowohl axial durch Zusammendrücken des mittleren Abschnitts 30 zwischen den Endflächen der beiden Verbindungsstücke 2, 20 und durch Verformung der sich verjüngenden Endabschnitte 32, 34 durch die sich verjüngenden, die Bohrungen 6, 22 begrenzenden Oberflächen aufgrund des leichten Winkelunterschieds davon und auf solche Weise verformt, daß die genannten Endabschnitte 32, 34 einen Preßsitz in den zugeordneten Bohrungen 6, 22 darstellen.

Es sind Mittel vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die Kupplung nicht unbeabsichtigt von der verbundenen Position gelöst werden kann, beispielsweise durch irrtümliches Schlagen auf die Ansätze 18 in umgekehrter Richtung oder durch Vibration der Kupplung als Ganzes.

In dieser Hinsicht umfaßt das Verbindungsstück 20 einen Abschnitt 40 mit erhöhtem Durchmesser unmittelbar hinter dem Außengewinde 27 daran, wobei der genannte Abschnitt 40 mit einer Reihe von am Umkreis im Abstand angeordneten, sich axial erstreckenden Keilwellennuten oder Sägezahneinschnitten 42 sowie einer Umfangsnut 44 darin, zwischen der Länge der Sägezahneinschnitte 42 liegend versehen ist.

Am Verbindungsstück 20 montiert ist ein allgemein bei 46 gezeigter ringförmiger Arretierring, der mit inneren Keilwellennuten oder Sägezahneinschnitten 48 versehen ist, die so ausgebildet sind, daß sie mit denen am Abschnitt 40 des Verbindungsstücks 20 zusammenpassen.

So kann der Ring 46 axial entlang des Verbindungsstücks 20 in eine Betriebsposition bewegt werden, in der er den Abschnitt 40 davon umgibt, wobei die Sägezahneinschnitte 42 und 48 sich ineinanderfügen, um relative Drehung zwischen dem Arretierring 46 und dem Verbindungsstück 20 zu verhindern.

Der Arretierring 46 schließt weiters eine Vielzahl von, beispielsweise ein Paar diametral entgegengesetzter Ansätze oder Keile 50 ein, die davon nach vorne ragen, wobei die Mutter 14 eine entsprechende Vielzahl von Ausnehmungen oder Keilnuten 52 in der Vorderfläche davon einschließt, die jeweils ausgebildet sind, um darin einen ihr zugeordneten der Keile 50 aufzunehmen, wie unten detailliert angeführt.

Das Zusammenschließen der Verbindungsstücke 2 und 20 wird folgendermaßen bewirkt. Wenn die Stücke 2, 20 wie oben beschrieben aneinander gekoppelt worden sind, wird der Arretierring 46 axial entlang dem Verbindungsstück 20 in seine Betriebsposition am Abschnitt 40 des Verbindungsstücks 20 bewegt, wobei die Keile 50 auf die Keilnuten 52 in der Mutter 14 ausgerichtet sind, und die Sägezahneinschnitte 42, 48 sich ineinanderfügen, in welcher Position die Keile 50 innerhalb ihnen zugeordneten der Keilnuten 52 in der Mutter 14 aufgenommen werden.

In dieser Betriebsposition des Ringes 46 befindet sich dessen Hinterfläche unmittelbar vor der Vorderfläche der Nut 44, und das Arretieren des Rings 46 in der Betriebsposition wird durch einen Sicherungsbügel 54 bewirkt, den man in die Nut 44 springen läßt, um zwischen der Nut 44 und der Hinterfläche des Ringes 46 zu wirken. Der natürliche Innendurchmesser des Sicherungsbügels 54 ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Basis der Nut 54, wobei der Sicherungsbügel dadurch die Keile 50 in den Keilnuten 52 hält und relative Drehung zwischen dem Verbindungsstück 20 und der Mutter 14 verhindert.

Wenn die Verbindung gelöst werden soll, wird zuerst der Sicherungsbügel 54 von seiner Position in der Nut 44 entfernt, und der Arretierring 46 wird axial entlang dem Verbindungsstück 20 bewegt, um die Keile 50 davon von den Keilnuten 52 in der Mutter außer Eingriff zu bringen. Die Ansätze 18 der Mutter 14 werden dann von den gegenüberliegenden Seiten gehämmert, und der oben beschriebene Kopplungsvorgang wird allgemein umgekehrt.

Lösbare Arretiermittel wie beschrieben dienen dazu, unabsichtliche und unerwünschte Drehung der Mutter 14 zu verhindern, wodurch die Notwendigkeit für periodisches überprüfen der Verbindung, das ansonsten erforderlich wäre, wegfällt. Eine mit Arretiermittel wie beschrieben versehene Kupplung ist daher für Anwendungen geeignet, die bisher als für eine Hammervereinigung bzw. -verbindung ungeeignet betrachtet wurden, beispielsweise in Anlagen, in denen schwere Vibration dazu neigen würde, eine herkömmliche Hammervereinigung zu lockern, oder bei dauerhaften Anlagen. Es wird anerkannt werden, daß derartige Arretiermittel die beiden Bestandteile der Kupplung wirksam zusammenschließen, um eine starre Verbindung dazwischen zu schaffen, ohne daß jegliche relative Rotation zwischen den Bestandteilen möglich ist.

Klarerweise kann die spezielle Konfiguration der Arretiermittel von der gezeigten abweichen. Die zusammenwirkenden Mittel am Verbindungsstück 20 und dem Arretiermittel 46 können andere als Sägezahneinschnitte sein, beispielsweise Abflachungen, während die zusammenwirkenden Mittel am Arreiterring 46 und der Mutter 14 andere als Keile und Keilnuten sein können, beispielsweise Sägezahneinschnitte an den aneinandergrenzenden Oberflächen davon.

Wie bei bestehenden Hammerkeilverbindungen bzw. -vereinigungen kann die Kupplung sehr rasch hergestellt und getrennt werden, während die Verwendung eines metallischen Dichtungsrings es ermöglicht, die Kupplungen in Umgebungen anzuwenden, die bisher dafür ungeeignet waren, beispielsweise in Hochtemperatursituationen sowie in der Hochdrucksituation, die oben detailliert besprochen werden und bei welchen Verbindungen, die Elastomerdichtungsringe enthalten, nicht verwendet werden könnten.

Obwohl bezogen auf Hammeransatzverbindungen bzw. -vereinigungen beschrieben, findet die Erfindung in jeder Verbindung Anwendung, die eine Gewindemutter einschließt, welche Mutter anders als durch Hämmern gedreht werden kann, beispielsweise durch ein Spannstück oder durch einen Schraubenschlüssel.


Anspruch[de]

1. Rohrleitungskupplung, die ein erstes im wesentlichen ringförmiges Verbindungsstück (2) an einem Ende eines Rohrstücks, eine Mutter (14) mit Innengewinde, die auf dem genannten ersten Verbindunggstück (2) angeordnet ist, um dieses zu umgeben, ein zweites im wesentlichen ringförmiges Verbindungsstück (20) am anderen Ende des genannten Rohrstücks, welches Verbindunggstück ein äußeres Schraubengewinde (27) um dieses herum aufweist, das dem Innengewinde (13) der genannten Mutter (14) entspricht, und einen Dichtungsring (28) zum Anordnen zwischen benachbarten Endflächen der beiden zu verbindenden Rohrstücke umfaßt, wobei die Anordnung derart ist, daß beim Befestigen der Mutter (2) am Abschnitt mit Außengewinde des zweiten Verbindungsstückes (20) die beiden Verbindungsstücke (2,20) axial zueinander gezogen werden, um den Dichtungsring (28) dazwischen zusammenzudrücken und um ein Abdichten zwischen den beiden Verbindungsstücken (2,20) zu bewirken, einen im wesentlichen ringförmigen Arretierring (46), der am zweiten Verbindungsstück (20) montiert ist, sodaß er axial diesem entlang beweglich ist, aber relativ dazu drehungsmäßig fixiert ist, wobei der genannte Arretierring (46) und die Mutter (14) am ersten Verbindungsstück (2) mit entsprechenden Vorsprüngen (50) und Ausnehmungen (52) daran versehen sind, die so ausgebildet sind, daß sie ineinadergreifen, um relative Drehung dazwischen zu verhindern, und Mittel (54) zum Halten der Vorsprünge (50) und Ausnehmungen (52) am Arretierring (46) und der Mutter (14) in Eingriff miteinander, wobei die Außenfläche des zweiten Verbindungsstücks (20) hinter dem äußeren Schraubengewinde (27) um dieses herum einen ringförmigen Abschnitt (40) aufweist, dessen Durchmesser größer als jener des genannten äußeren Schraubengewindes (27) ist, wobei die Oberfläche des genannten ringförmigen Abschnitts (40) mit einer Vielzahl von am Umkreis im Abstand voneinander angeordneten, sich axial erstreckenden Sägezahneinschnitten (42) versehen ist und die Innenfläche des Arretierrings (46) mit einer entsprechenden Vielzahl von zusammenwirkenden Sägezahneinschnitten (48) versehen ist, wobei die Mittel zum Halten des Arretierrings (46) und der Mutter (14) im Eingriff miteinander einen Haltering (54) umfassen, der in einer kontinuierlichen Umkreisnut (44) im zweiten Verbindungsstück (20) aufgenommen ist, wobei der Haltering (54) zwischen der genannten Nut (44) und der Hinterfläche des Arretierrings (46) wirkt und selektiv von innerhalb der genannten Nut (44) lösbar ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, bei der die Mutter (14) mit Innengewinde eine Reihe von am Umkreis im Abstand voneinander angeordneten, radial vorragenden Ansätzen (18) darauf ausgebildet hat.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Arretierring (46) eine Vielzahl von am Umkreis im Abstand voneinander angeordneten Vorsprüngen (50) aufweist, die sich axial davon nach vorne erstrekcen,wobei die Mutter (14) am ersten Verbindungsstück (2) mit einer entsprechenden Vielzahl von Ausnehmungen (52) darin versehen ist, die jeweils zum Aufnehmen eines ihnen zugeordneten der genannten Vorsprünge (50) ausgebildet sind.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Dichtungsring (28) aus Metall besteht, wobei das erste und das zweite Verbindungsstück (2,20) jeweils eine sich verjüngende Bohrung (6,22) durch sie hindurch aufweisen, deren Durchmesser gegen das Ende des zugeordneten Verbindungsstücks (2,20) hin zunimmt, und der metallische Dichtungsring (28) einen mittleren ringförmigen Abschnitt (30) zum Anordnen zwischen den Endflächen des ersten und des zweiten Verbindungsstücks (2,20) und gegenüberliegende Endabschnitte (32,34) einschließt, deren äußere Umkreisoberflächen (36,38) sich nach innen in eine Richtung vom mittleren ringförmigen Abschnitt (30) gegen das zugeordnete Ende des Dichtungsrings (28) hin verjüngen, wobei die Anordnung eine solche ist, daß beim Anordnen des Dichtungsrings (28) zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungsstück (2,20) der zu verbindenden Rohrstücke die gegenüberliegenden Endabschnitte (32,34) des Dichtungsrings (28) jeweils innerhalb der sich verjüngenden Bohrungen (6,22) des ersten bzw. des zweiten Verbindungsstücks (2,20) aufgenommen werden und beim Aufschrauben der das erste Verbindungsstück (2) umgebenden Mutter (14) auf den Abschnitt mit Außengewinde des zweiten Verbindungsstücks (20) die beiden Verbindungsstücke (2,20) axial zueinander gezogen werden, wobei die sich verjüngenden Oberflächen (36,38) des Dichtungsrings (28) und der Bohrungen (6,22) in den Verbindungsstücken (2,20) zusammenwirken, um die genannten Endabschnitte (32,24) des Dichtungsrings (28) zu deformieren, um Dichtungen zwischen dem genannten Ring (28) und den genannten Bohrungen (6,22) zu bewirken.

5. Kupplung nach Anspruch 4, bei der der spitze Winkel zwischen den sich verjüngenden Oberflächen (36, 38) der gegenüberliegenden Endabschnitte (32,34) des metallischen Dichtungsrings (28) und der longitudinalen Mittelachse des genannten Rings (28) kleiner als der gemeinsame spitze Winkel zwischen den sich verjüngenden Oberflächen der Bohrungen (6,22) des ersten und des zweiten Verbindungsstücks (2,20) und den longitudinalen Mittelachsen der genannten Verbindungsstücke ist.

6. Kupplung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Endflächen des ersten und des zweiten Verbindungsstücks (2,20) Ausnehmungen (8,24) aufweisen, um darin einen zugeordneten Teil des mittleren ringförmigen Abschnitts (30) des metallischen Dichtungsrings (28) aufzunehmen, wobei die genannten Endflächen jeweils einen ringförmigen äußeren Bereich (16,26) einschließen, der die zugeordnete Ausnehmung (8,24) begrenzt, damit eines innerhalb des anderen anliegt, um die Grenze der axialen Bewegung der Verbindungsstücke (2,20) gegeneinander hin zu bestimmen.







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