Bernd Hansen, Talstraße 22-30, 74429 Sulzbach-Laufen

Klemmverbinder zum Zusammenspannen von Verbindungsstutzen an Rohrleitungen

Die Erfindung betrifft einen Klemmverbinder zum Zusammenspannen von Verbindungsstutzen an Rohrleitungen, mit zwei Spannringteilen, die am einen Ende über eine Gelenkanordnung verbunden und um diese zwischen gespreizten Stellungen und einander angenäherten Spannstellungen schwenkbar sind, und mit einer an dem der die Gelenkanordnung entgegengesetzten Ende der Spannringteile befindlichen Spanneinrichtung mit einer Spannschraube, die aus einer Wirkposition, in der sie zur Erzeugung einer die Spannringteile in die Spannstellungen drängenden Klemmkraft mit diesen zusammenwirkt, und einer davon abgeklappten Freigabeposition schwenkbar ist.

Klemmverbinder dieser Art sind bekannt. Beispielsweise sind entsprechend DIN 32676 ( ^® DIN Deutsches Institut für Normung e. V.) Klemmverbindungen mit derartigen Klemmverbindern für Armaturen für Lebensmittel, Che- mie und Pharmazie genormt, und zwar für einen verhältnismäßig großen Bereich von Nennweiten. Bei derartigen Klemmverbindern wirken die Spannringteile mit Klemmstutzen, die beispielsweise als Anschweißstutzen mit betreffenden Rohrenden verbindbar sind, in der Weise zusammen, dass die Axialkraft zum Zusammenspannen der Stutzen über an diesen über zur Rohrlängsachse geneigten Schrägflächen durch auf sie einwirkende radiale Klemmkraft erzeugt wird.

Da derartige Klemmverbinder entsprechend den geltenden Normvorschriften auch bei größeren Nennweiten bis zu Drücken von 16 bar benutzbar sind, sind an die Betriebssicherheit besondere Anforderungen zu stellen.

Im Hinblick hierauf stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Klemmverbinder der betrachteten Art zur Verfügung zu stellen, der bei der Handhabung, insbesondere wenn es sich um ein erhöhtes Druckniveau handelt, ein besonders hohes Maß an Betriebssicherheit bietet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Klemmverbinder gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Danach besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die Spanneinrichtung mit einer Sperreinrichtung versehen ist, die als Sicherheitseinrichtung fungiert, die ein Abklappen der Spannschraube nur ermöglicht, wenn bei einem Arbeitsgang, bei dem die Klemmverbindung getrennt wird, die Spannringteile aus der Spannstellung heraus zunächst um einen vorgegebenen öffnungswinkel gespreizt sind. Dadurch ist die Gefahr ver- mieden, dass bereits ein geringfügiges Lösen der wirksamen Verschraubung an der Spannschraube zu einem Abklappen derselben aus der Wirkposition führen kann, wodurch ein plötzliches Lösen der Verbindung unter Druck mit entsprechender Gefährdung eintreten könnte.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann die Anordnung diesbezüglich so getroffen sein, dass die mit ihrem einen Ende mit dem ersten Spannringteil über ein Abklappgelenk schwenkbar verbundene Spannschraube einen endseitigen Gewindeabschnitt und einen demgegenüber im Durchmesser vergrößerten, dem Abklappgelenk benachbarten Bund auf- weist und dass das zweite Spannringteil einen Durchgang aufweist, der von der in der Wirkposition befindlichen Spannschraube durchgriffen ist und

einen das Abklappen derselben ermöglichenden Austrittsschlitz für die Spannschraube aufweist, dessen Weite zumindest in dem dem ersten Spannringteil benachbarten Schlitzbereich geringer ist als der Durchmesser des Bundes und größer als der Durchmesser des Gewindeabschnittes der Spannschraube ist. Das Funktionsprinzip der Sperreinrichtung besteht demgemäß einfach darin, dass die Spannschraube für ihre Abklappbewegung erst dann aus dem Austrittsschlitz austreten kann, wenn ein öffnungswinkel erreicht ist, bei dem der erweiterte Bund der Spannschraube den Austrittsschlitz verlassen hat, wonach der im Durchmesser kleinere Gewindeab- schnitt aus dem Ausgangsschlitz ausklappbar ist. Eine solche Ausführungsform der Sperreinrichtung zeichnet sich durch eine besonders einfache Bauweise aus.

Ein besonders hohes Maß an Betriebssicherheit ist bei Ausführungsbeispie- len gewährleistet, bei denen am zweiten Spannringteil Flächenteile vorhanden sind, die zugeordnete Flächenteiie einer auf dem Gewindeabschnitt der Spannschraube befindlichen Spannmutter bei der Wirkposition derart übergreifen, dass ein Lösen der Spannmutter ein Spreizen der Spannringteile bewirkt. Bei dieser Anordnung werden beim Lösen der Spannmutter die Spannringteile zwangsläufig gespreitzt. Dadurch ist die Gefahr vermieden, dass in Fällen, in denen gegebenenfalls beim Lösen der Spannmutter die Spannringteile in der Spannstellung verkeilt sind und der Bewegung der Spannmutter nicht unmittelbar folgen, eine plötzliche Spreizbewegung unter Druck erfolgt. Durch die zwangsweise durch Lösen der Spannmutter bewirkte Spreizbewegung ist sichergestellt, dass ein gesteuertes Spreizen und dadurch ein gesteuerter Druckabbau stattfindet, bevor das Abklappen der Spannschraube erfolgt.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Spannmutter einen bei der Wirkposition der Spannschraube im Durchgang des zweiten Spannringteiles aufgenommenen Längenabschnitt auf, an dem sich die bei Lösen der

Mutter die Spreizkraft erzeugende Fläche sowie die Fläche befinden, über die bei Festziehen der Mutter auf Stufenflächen des Durchgangs die Klemmkraft übertragen wird.

Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Mutter in dem im Durchgang aufnehmbaren Bereich einen runden Schaftteil und einen radial von diesem flanschartig vorspringenden Ringkörper besitzt, dessen eine Flanschfläche das Ende des Schaftteiles und die die Klemmkraft übertragende Fläche und dessen andere Fläche die die Spreizkraft übertragende Fläche bilden.

Bei so gestalteter Form der Spannmutter kann der Durchgang und dessen Austrittsschlitz im zweiten Spannringteil derart gestuft sein, dass der Ringkörper durch einen erweiterten Abschnitt des Austrittsschlitzes in den Durchgang und aus diesem bewegbar ist, wobei am Ende des erweiterten Abschnittes die sich in den Durchgang erstreckenden Stufenflächen gebildet sind, die die Klemmkraft der anliegenden Flanschfläche des Ringkörpers der Mutter übertragen.

Um die bei Lösen der Mutter auf das zweite Spannringteil wirkende Spreizkraft zu übertragen, kann der erweiterte Abschnitt des Austrittsschlitzes durch in beiden Seitenwänden des Schlitzes eingearbeitete Nuten gebildet sein, deren Seitenwände einen Führungskanal für den Ringkörper der Spannmutter beim Einklappen in die Wirkposition und beim Abklappen in die Freigabeposition bilden, wobei die Seitenflächen der Nuten die die Klemmkraft übertragenden Stufenflächen im Durchgang sowie die die Spreizkraft übertragenden Flächenteile bilden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine annähernd in natürlicher Größe gezeichnete perspektivische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Klemmverbinders in der aktiven Betriebsstellung, bei der er eine Klemmverbindung zwischen Anschweiß-Rohrstutzen bildet, von denen ein Stutzen sichtbar ist;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung von Fig. 1 mit in der Längsrichtung verlaufender Schnittebene, wobei die hergestellte Klemmverbindung der Rohrstutzen gezeigt ist;

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche perspektivische Schrägansicht, wobei das Innere von Spannringteilen ohne Rohrstutzen gezeigt ist, und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende perspektivische Schrägansicht, wobei jedoch die Bauteile in das Abklappen einer Spannschraube ermöglichender Position dargestellt sind.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das Ausführungsbeispiel im aktiven Funktionszustand, wobei sich ein erstes Spannringteil 1 und ein zweites Spannringteil 3 in einer aneinander angenäherten Spannstellung befinden, in der zwei An- schweiß-Klemrnstutzen 5, von denen in Fig. 1 lediglich einer sichtbar ist, miteinander zusammengespannt sind. Wie Fig. 2 zeigt, befindet sich zwi- sehen den Stutzen 5 eine ringscheibenförmige Dichtung 7. Diese besteht aus einem mit dem im Rohrleitungssystem befindlichen Medium verträglichen Kunststoff material, beispielsweise einem Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk (EPDM) oder einem anderen geeigneten Kunststoffwerkstoff. Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, befinden sich an Endflanschen der gleich ausgebildeten Rohrstutzen 5 Schrägflächen 9. In Zusammenwirkung mit entsprechenden Schrägflächen an den Innenseiten der Spannringteile 1 und 3 erzeugen von den Spannringteilen 1 und 3 ausgeübte, radiale Klemmkräfte eine axiale Spannkraft zum gegenseitigen Verspannen der Rohrstutzen 5.

Die Spannringteile 1 und 3, die über eine Gelenkanordnung 11 miteinander verbunden sind, sind in ihrem Verlauf von der Gelenkanordnung 1 1 bis in die Nähe ihres entgegengesetzten Endes gleich ausgebildet, d. h. sie besitzen in ihrem mittleren Bereich eine einem Teilkreisbogen entsprechende Gestalt. Die Gelenkanordnung 11 weist eine Verbindungslasche 13 (siehe Fig. 4) auf, die, wie die Spannringteile 1 und 3 selbst, aus Edelstahl gefertigt ist und die Form einer flachen, länglichen Platte besitzt. Diese Verbindungslasche 13 ist an ihren beiden Endbereichen über Gelenkzapfen 15 mit den Spannringteilen 1 und 3 gelenkig verbunden.

An dem der Gelenkanordnung 11 entgegengesetzten, vorderen Betätigungsende der Spannringteile 1 und 3 ist die Spanneinrichtung zur Erzeugung der Klemmkraft angeordnet. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist am betreffenden Ende des ersten Spannringteiles 1 eine Spannschraube 19 über ein Ab- klappgelenk 17 derart angelenkt, dass die Spannschraube 19 aus einer

Wirkposition, die in Fig. 1 und 3 gezeigt ist, in Freigabepositionen abklappbar ist, nämlich um eine zur Rohrlängsachse 21 (Fig. 2) parallele Schwenkachse, wie es in Fig. 4 verdeutlicht ist.

In der Wirkposition erstreckt sich die Spannschraube 19 durch einen am Betätigungsende des zweiten Spannringteiles 3 ausgebildeten Durchgang 23 (Fig. 4), der am Betätigungsende des Spannringteiles 3 mit einem Austrittsschlitz 25 nach vorn geöffnet ist, so dass die Spannschraube 19 zum überführen der Spanneinrichtung in die Freigabestellung durch den Aus- trittsschlitz 25 hindurch nach außen abklappbar oder zum überführen in die Wirkposition über den Austrittsschlitz 25 in den Durchgang 23 einklappbar ist.

Durch spezielle Gestaltung der Spannschraube 19 und des Austrittsschlitzes 25 ist die Spanneinrichtung mit einer Sperreinrichtung versehen, die ein Abklappen der Spannschraube 19 aus der in Fig. 1 und 3 gezeigten Wirk-

Position lediglich ermöglicht, wenn sicherheitsrelevante Bedingungen erfüllt sind. Wie aus Fig. 1, 3 und 4 und am deutlichsten aus Fig. 4 erkennbar ist, weist die Spannschraube 19 an dem dem Abklappgelenk 17 benachbarten Endbereich einen Bund 27 auf, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des sich an den Bund 27 anschließenden Gewindeabschnittes 29 der Spannschraube 19. Die erwähnte Sperreinrichtung ist dadurch gebildet, dass der Durchmesser des Bundes 27 größer ist als die Weite des Austrittsschlitzes 25, während der Außendurchmesser des Gewindeabschnittes 29 wiederum geringer ist als die Weite des Austrittsschlitzes 25. Dadurch ist auf einfache und sichere Weise sichergestellt, dass bei in der Wirkposition befindlicher Spannschraube 19, wenn diese im Durchgang 23 aufgenommen ist, eine Austrittsbewegung der Spannschraube 19 durch den Austrittsschlitz 25 hindurch verhindert ist, weil der Durchmesser des Bundes 27 den Durchtritt durch den Austrittsschlitz 25 verhindert.

Wenn andererseits eine Spannmutter 31, die zur Erzeugung der Klemmkraft mit dem Gewindeabschnitt 29 der Spannschraube 19 in Eingriff ist, zum Lösen der Spanneinrichtung so weit herausgeschraubt ist, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist, wobei die Spannringteile 1 und 3 um einen öffnungswinkel voneinander abgespreitzt sind, bei dem der Bund 27 der Spannschraube 19 den Austrittsschlitz 25 verlassen kann, dann geht die Sperreinrichtung in den Freigabezustand über, da sich nunmehr der im Durchmesser kleinere Gewindeabschnitt 29 durch den Austrittsschlitz 25 bewegen kann. Mit anderen Worten gesagt, ist daher ein Einklappen der Spannschraube 19 in den Durchgang 23 und ein Abklappen für die Freigabe der Spannringteile 1 und 3 nur in Abhängigkeit von einem vorgegebenen öffnungswinkel der Spannringteile 1 und 3 möglich. Wie aus den Figuren ebenfalls ersichtlich ist, sind der Durchgang 23 und der Austrittsschlitz 25 in besonderer Weise gestuft. In Zusammenwirkung mit der speziellen Bauweise der Spannmutter 31 weist die Spanneinrichtung nicht nur die ein unerwünschtes Abklappen verhindernde Sperreinrichtung auf, sondern es ist auch eine Einrichtung

gebildet, die beim Herausschrauben der Spannmutter 31 ein zwangsweises öffnen der Spannringteile 1 und 3 bewirkt. Zu diesem Zweck weist die Spannmutter 31 am Ende eines runden Schaftteiles 33 einen flanschartigen, radial vorspringenden Ringkörper 35 auf. Als Führungskanal, durch den hindurch sich der Ringkörper 35 beim Einklappen in den Durchgang 23 und beim Abklappen hindurch bewegt, bildet der Austrittsschlitz 25 am in den Figuren oben liegenden Endbereich einen erweiterten Abschnitt 37. In diesem erweiterten Abschnitt 37 sind in beiden Seitenwänden des Schlitzes 25 Nuten 39 eingearbeitet. Die Seitenwände der Nuten 39 bilden nicht nur einen Führungskanal für den Ringkörper 35 beim Einklappen und Abklappen der Spannschraube 19, sondern bilden auch einander entgegensetzte Stufenflächen. über die in den Figuren unten liegenden Stufenflächen der Nuten 39 wird beim Festziehen der Spannmutter 31 die Klemmkraft von der entsprechenden Endfläche des Ringkörpers 35 her übertragen. Die dazu entgegengesetzte, obere Endfläche des Ringkörpers 35 überträgt andererseits beim Lösen der Spannmutter 31 über die den Ringkörper 35 übergreifenden Seitenwände der Nuten 39 eine Spreizkraft, durch die beim Lösen der Spannmutter 31 zwangsweise eine öffnungsbewegung der Spannringteile 1 und 3 erzeugt wird. Damit ist die Gefahr vermieden, dass ein weit- gehendes Herausschrauben der Spannmutter 31 ohne eine entsprechende öffnungsbewegung der Spannringteile 1 und 3 erfolgen kann, wodurch die Gefahr vermieden ist, dass bei einem vollständigen Lösen der Spannmutter 31 , in einem Falle wo die Spannringteile 1 und 3 in der Spannstellung gegebenenfalls verkeilt sind und sie der Lösebewegung der Mutter 31 zu- nächst nicht folgen, es durch Innendruck zu einem schlagartigen Spreizen der Spannringteile 1 und 3 mit einer entsprechenden Gefährdung kommen kann. Demgegenüber ist bei der Erfindung sichergestellt, dass beim Lösen der Spannmutter 31 eine entsprechende, gesteuerte öffnungsbewegung der Spannringteile 1 und 3 erfolgt.