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Rohrverbindung
Für Rohrleitungen, welche für Innendrücke bis zu ungefähr 25 Atü geeignet sind, wurden bisher Rohre aus Gusseisen oder Stahl verwendet. Für Hochdruckrohrleitungen jedoch, welche für einen Innendruck über 25 Atü geeignet sind, mussten bisher Stahlrohre verwendet werden, wobei die Verbindung geschweisst oder geschraubt werden musste, um den hohen auftretenden Druckbeanspruchungen standzuhalten. Derar- tige Verbindungsarten sind jedoch kostspielig, da einerseits das Herstellen der Gewinde einen grösseren
Arbeitsaufwand erfordert und anderseits das Verlegen mit grossem Arbeitsaufwand verbunden ist. Es sind
Rohrverbindungen bekannt, bei welchen das Rohrende und die das Rohrende übergreifende Muffe Nuten aufweisen, die in der Verbindungslage einander gegenüberliegen.
Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Art ist eine deformierbare Manschette auf das Rohrende aufgesetzt, welche sich beim axialen Aufschieben der Muffe derart deformiert, dass sie sich in die Aussennut des Rohrendes und in die Innemutder
Muffe durch Faltung hineinlegt und auf diese Weise die axiale Verbindung herstellt. Eine solche Art der Rohrverbindung erfordert nun einerseits eine ziemlich präzise Ausbildung von Rohrende und Muffe und weist anderseits den Nachteil auf, dass sie mit der gleichen Kraft durch axiales Auseinanderziehen von Muffe und Rohrende gelöst werden kann, welche für das Schliessen der Verbindung durch axiales Aufschieben der Muffe erforderlich ist.
Eine derartige Rohrverbindung ist daher entweder für hohe Drücke nicht ge- eignet oder erfordert eine grosse Kraftanwendung bei der Montage, welche nur durch Spezialvorrichtungen aufgewandt werden kann. Es wurde weiters auch bereits vorgeschlagen, Muffe und Rohrende mit Innennuten bzw. Aussennuten auszubilden, in welche geschlitzte federnde Ringe eingelegt werden. Nach. einem solchen Vorschlag ist ein Ring nach innen federnd ausgebildet und liegt in einer Innennut der Muffe, welche so tief ist, dass sie den gesamten Ringquerschnitt aufnehmen kann. Der andere Ring ist nach aussen federnd ausgebildet und liegt in einer Aussennut des Rohrendes, welche gleichfalls so tief ausgebildet ist, dass auch sie den gesamten Ringquerschnitt aufnehmen kann.
Muffe und Rohrende sind nun konisch abgesetzt, so dass beim Aufschieben der Muffe die Ringe aufgeweitet bzw. zusammengedrückt werden und sobald die Nuten in Muffe und Rohrende einander gegenüberstehen, einschnappen. Bei allen diesen Ausführungen ist Bedacht darauf genommen, dass die Muffe das Rohrende möglichst knapp umschliesst und durch einen Ansatz am Rohrende ist die Muffe stirnseitig abgeschlossen. Derartige Rohrverbindungen ha- benden Nachteil, dass ein Lösen der zusammengeschlossenen Verbindung ohne Zerstörung von Muffe oder Rohrende unmöglich ist.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Rohrverbindung, welche insbesondere für Hochdruckleitungen geeignet ist, die für einen Innendruck von 25 Atü bestimmt sind u. zw. auf eine Rohrverbindung derjenigen bekannten Art, bei welcher ein mit einer äusseren Ringnut versehenes Rohrende, mit einer mit einer inneren Ringnut versehenen Muffe durch einen in die beiden Ringnuten eingreifenden federnden, geschlitz- ten Ring verbunden ist.
Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen aus der Kombination der Merkmale, dass lediglich ein geschlitzter Ring vorgesehen ist, welcher nach innen federt, dass die Tiefe der inneren Ringnut der Muffe in an sich bekannter Weise ein Auseinanderfedern des federnden Ringes auf einen Durchmesser gestattet, der grösser ist als der Aussendurchmesser des einzuschiebenden Rohrendes, so dass dieses einschiebbar ist, dass der Durchmesser des Grundes der Nut im einzuschiebenden Rohrende zuzüglich der doppelten radialen Dicke des federnden Ringes wie bekannt grösser ist als der Innendurchmesser der Muffe, und dass die Muffe das Rohrende unter Freilassung eines Ringspaltes umschliesst.
Hiebei verlaufen
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gemäss der Erfindung die axialen Begrenzungsflächen von Ring und Ringnuten in an sich bekannter Weise senkrecht zur Muffenachse.
Solche Rohrverbindungen mit axial federnden Ringen weisen den Vorteil auf, dass sie leicht zusam- mengebaut werden können, jedoch auch durch grosse axiale Kräfte nicht gelöst werden können. Die Er- findung ermöglicht nun, diesen Vorteil auszunützen, ohne den Nachteil solcher bekannter Rohrverbindun- gen mit in Ringnuten eingreifenden federnden Ringen, welcher in der Unlösbarkeit der einmal hergestell- ten Verbindung zu erblicken ist, in Kauf nehmen zu müssen. Durch die Kombination der erfindungsge- mässen Massnahmen, lediglich einen einzigen geschlitzten Ring vorzusehen, welcher nach innen federt, und zwischen Muffe und Rohrende einen Ringspalt zu belassen, welcher nicht durch einen mit dem Stirn- ende der Muffe zusammenwirkenden Bund abgeschlossen ist, wird eine Lösung der zusammengebauten
Rohrverbindung ermöglicht.
Es kann nun einfach in den Ringspalt zwischen Rohr und Muffe an derjenigen
Stelle, an welcher der Ring durch den Schlitz geöffnet ist, ein Keil eingetrieben werden, welcher den
Ring auseinanderspreizt und in die in der Muffe vorgesehene Innennut hineindrückt, so dass das Rohrende freigegeben wird. Dies wird dann wesentlich erleichtert, wenn gemäss der Erfindung die beiden freien
Enden des Ringes an der Schlitzstelle, auch wenn der Ring in der Aussennut des einzuschiebenden Rohren- des liegt, noch auseinanderklaffen. Wenn hingegen der geschlitzte Ring von innen nach aussen federn und in der Schliessstellung am Grund der Innennut der Rohrmuffe liegen würde, so wäre es nicht möglich, den
Ring zu fassen und zusammenzuspannen, um die Rohrverbindung zu lösen.
Auch wenn mehrere Ringe vor- gesehen wären, so wäre eine Lösung der Rohrverbindung kaum mehr möglich, da es kaum möglich er- scheint, mit einem Keil in die Schlitze beider Ringe zu treffen und beide Ringe gleichzeitig auseinan- derzuspannen. Bei der erfindungsgemässen Rohrverbindung kann auch das Zusammenbauen der Verbindung dadurch erleichtert werden, dass der Ring durch Eintreiben eines Keiles aufgeweitet wird, wobei dann der
Keil beim Einschieben des glatten Rohrendes in die Muffe entfernt wird, so dass der Ring unter seiner
Eigenspannung in die seichtere Aussennut am Rohrende einschnappt.
Die erfindungsgemässe Rohrverbindung stellt lediglich eine mechanische feste Verbindung dar, ohne jedoch eine Dichtung zu ergeben und es ist im allgemeinen schwierig, durch diese Verbindung selbst eine Dichtung zu ermöglichen, da ja zwischen Rohrende und Muffe ein Ringspalt verbleibt und der geschlitz- te federnde Ring auseinanderklafft. Gemäss der Erfindung ist daher eine Dichtpackung unabhängig vom federnden Ring festspannbar.
Da infolge des zwischen Rohrende und Muffe verbleibenden Ringspaltes die Toleranz ziemlich gross sein kann und da nun eine Schweissung der Verbindungsstellen entfällt und auch Gewinde, welche die Axialbelastung aufnehmen müssten, nicht mehr erforderlich sind, erscheint die erfindungsgemässe Rohrverbindung im besonderen Masse geeignet für im Schleudergussverfahren hergestellte Rohre und Formstücke aus Sphäroguss, das ist ein Gusseisen mit kugelförmigem Graphit und weist gute mechanische Eigenschaften auf. Die mechanischen Eigenschaften des ferritisch geglühten Sphärogusses reichen an die des Stahles bzw. Stahlgusses heran und die durch die Erfindung gegebene Möglichkeit, nun diesen Sphäroguss für Rohre für Hochdruckleitungen an Stelle von Stahlrohren zu verwenden, stellt einen grossen wirtschaftlichen Vorteil dar.
Solche Sphäroguss-Rohre können nun einfach im Schleudergussverfahren hergestellt werden, wobei die Muffe im Gussverfahren gebildet werden kann und es ist nun nur noch erforderlich, die entsprechenden Ringnuten an der Innenseite der Muffe und an der Aussenseite des glatten Rohrendes einzuarbeiten.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung, wobei das Muffenende eines Rohres in das glatte Ende des andern Rohres eingeschoben ist.
Fig. 2 zeigt den geschlitzten Ring in gespreizter Stellung in Ansicht.
Das Ende des einen Rohres ist mit einer Muffe 1 ausgebildet. während das andere Rohrende 2 glatt ist.
In die Innenfläche der Muffe 1 ist eine Nut 3 eingearbeitet, während am glatten Rohrende 2 aussen eine Nut 4 eingearbeitet ist. In diese beiden Nuten greift ein geschlitzter Ring 5 ein, welcher in Fig. 2 in gespreizter Stellung in Ansicht dargestellt ist.
In der in Fig. 1 dargestellten Betriebslage liegt der geschlitzte Ring 5 unter Federspannung am Grund der Nut 4 an. In dieser Lage greift er auch in die Nut 3 ein, so dass die gegenseitige Axiallage des Muffenendes 1 des einen Rohres zum Rohrende 2 gesichert ist. Die Begrenzungsflächen der Nuten und des Ringes verlaufen senkrecht zur Rohrachse.
Beim Zusammenbau der Rohrverbindung wird nun in der Weise vorgegangen, dass der geschlitzte Ring 5, welcher aus federndem Stahl besteht, in die Muffe 1 eingelegt wird, worauf dann sein Schlitz 6 durch einen Keil, (in Fig. 2 mit strichlierten Linien dargestellt), der sich gegen die Ringenden 5'und 5" stützt, derart auseinandergetrieben wird, dass der Ring in die Nut S eingreift u. zw. so tief, dass sein In-
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nendurchmesser grösser wird als der Aussendurchmesser des Rohrendes 2. In dieser Stellung liegt er ungefähr am Grund der Nut 3 an. Hierauf wird nun das Rohrende 2 eingeschoben und der Keil entfernt oder gegebenenfalls durch das Rohrende selbst herausgestossen.
Der Ring liegt dann federnd an der Aussenfläche des Rohrendes 2 an und schnappt beim weiteren Einschieben desselben in die Nut 4 ein, wodurch dann die Verbindung in der in Fig. 1 dargestellten Weise gesichert ist.
Nachdem die Verbindung durch den in die Nuten 3 und 4 eingreifenden Ring 5 hergestellt ist, wird in an sich bekannter Weise eine Packung oder Dichtung 7 in die Muffe 1 eingelegt, welche durch einen Schraubring 8 festgespannt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rohrverbindung, insbesondere für Hochdruckleitungen für über 25 Atü Innendruck, vorzugsweise für im Schleudergussverfahren hergestellte Rohre und Formstücke aus Sphäroguss. bei welcher ein mit einer äusseren Ringnut versehenes Rohrende mit einer, mit einer inneren Ringnut versehenen Muffe durch einen in die beiden Ringnuten eingreifenden federnden, geschlitzten Ring verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich ein geschlitzter Ring vorgesehen ist, welcher nach innen federt, dass die Tiefe der inneren Ringnut der Muffe in an sich bekannter Weise ein Auseinanderfedern des federnden Ringes auf einen Innendurchmesser gestattet, der grösser ist als der Aussendurchmesser des einzuschiebenden Rohrendes, so dass dieses einschiebbar ist,
dass der Durchmesser des Grundes der Nut im einzuschiebenden Rohrende zuzüglich der doppelten radialen Dicke des federnden Ringes wie bekannt grösser ist als der Innendurchmesser der Muffe und dass die Muffe das Rohrende unter Freilassung eines Ringspaltes umschliesst.
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Pipe connection
For pipelines which are suitable for internal pressures of up to approximately 25 Atü, pipes made of cast iron or steel have been used. For high-pressure pipelines, however, which are suitable for an internal pressure of over 25 Atü, steel pipes had to be used up to now, whereby the connection had to be welded or screwed in order to withstand the high pressure loads that occur. Such types of connection are expensive, however, since on the one hand the production of the thread is a larger one
Requires work and, on the other hand, the laying is associated with a great deal of work. There are
Known pipe connections in which the pipe end and the sleeve overlapping the pipe end have grooves which lie opposite one another in the connection position.
In a known embodiment of this type, a deformable sleeve is placed on the pipe end, which is deformed when the sleeve is pushed on axially in such a way that it fits into the outer groove of the pipe end and into the inner nut
Insert the sleeve by folding it and in this way creates the axial connection. Such a type of pipe connection now requires on the one hand a fairly precise design of the pipe end and socket and on the other hand has the disadvantage that it can be released with the same force by axially pulling the socket and pipe end apart, which is necessary for closing the connection by axially sliding the Sleeve is required.
A pipe connection of this type is therefore either not suitable for high pressures or requires a great deal of force to be applied during assembly, which can only be applied using special devices. It has also already been proposed to design the socket and pipe end with internal grooves or external grooves into which slotted resilient rings are inserted. To. In such a proposal, a ring is designed to be resilient inward and lies in an inner groove of the sleeve which is so deep that it can accommodate the entire ring cross-section. The other ring is designed to be resilient towards the outside and lies in an outer groove of the pipe end, which is also designed so deep that it can also accommodate the entire ring cross-section.
The socket and pipe end are now conically offset so that when the socket is pushed on, the rings are expanded or compressed and snap into place as soon as the grooves in the socket and pipe end are opposite one another. In all of these designs, care has been taken to ensure that the socket encloses the pipe end as tightly as possible and the socket is closed at the end by a shoulder at the pipe end. Such pipe connections have the disadvantage that it is impossible to loosen the connected connection without destroying the socket or pipe end.
The invention now relates to a pipe connection which is particularly suitable for high-pressure lines which are intended for an internal pressure of 25 Atü and the like. between a pipe connection of the known type in which a pipe end provided with an outer annular groove is connected to a sleeve provided with an inner annular groove by a resilient, slotted ring engaging in the two annular grooves.
The invention consists essentially of the combination of the features that only a slotted ring is provided, which springs inward, that the depth of the inner annular groove of the sleeve allows the resilient ring to spring apart to a larger diameter in a manner known per se is than the outer diameter of the pipe end to be inserted, so that it can be inserted, that the diameter of the bottom of the groove in the pipe end to be inserted plus twice the radial thickness of the resilient ring, as is known, is greater than the inner diameter of the socket, and that the socket releases the pipe end an annular gap encloses.
Get lost here
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according to the invention, the axial boundary surfaces of the ring and ring grooves in a manner known per se perpendicular to the socket axis.
Such pipe connections with axially resilient rings have the advantage that they can be easily assembled, but cannot be released even by large axial forces. The invention now makes it possible to utilize this advantage without having to accept the disadvantage of such known pipe connections with resilient rings engaging in annular grooves, which can be seen in the non-detachability of the connection once established. A solution is achieved by combining the measures according to the invention of only providing a single slotted ring which springs inward and leaving an annular gap between the socket and the pipe end which is not closed by a collar cooperating with the end of the socket the assembled
Pipe connection allows.
It can now simply be placed in the annular gap between the pipe and the socket
Place at which the ring is opened through the slot, a wedge can be driven in, which the
The ring spreads apart and presses into the inner groove provided in the socket, so that the pipe end is released. This is then made much easier if, according to the invention, the two free
The ends of the ring at the slot point still gape apart, even if the ring lies in the outer groove of the pipe end to be inserted. On the other hand, if the slotted ring were to spring from the inside to the outside and in the closed position were to lie on the bottom of the inner groove of the pipe socket, it would not be possible to use the
Grip the ring and clamp it together to loosen the pipe connection.
Even if several rings were provided, the pipe connection would hardly be possible any more, since it hardly appears possible to hit the slots of both rings with a wedge and to tension both rings apart at the same time. In the case of the pipe connection according to the invention, the assembly of the connection can also be facilitated in that the ring is expanded by driving in a wedge, in which case the
When the smooth pipe end is pushed into the socket, the wedge is removed so that the ring is under its
Internal stress snaps into the shallower outer groove at the end of the pipe.
The pipe connection according to the invention merely represents a mechanical, fixed connection, without however producing a seal and it is generally difficult to make a seal possible through this connection itself, since an annular gap remains between the pipe end and the socket and the slotted resilient ring gapes . According to the invention, a packing can therefore be tightened independently of the resilient ring.
Since, due to the annular gap remaining between the pipe end and the socket, the tolerance can be quite large and since there is now no need to weld the connection points and threads that would have to absorb the axial load are no longer required, the pipe connection according to the invention appears particularly suitable for centrifugal casting Pipes and fittings made of nodular cast iron, that is a cast iron with spherical graphite and has good mechanical properties. The mechanical properties of the ferritically annealed nodular cast iron come close to those of steel or cast steel and the possibility given by the invention of using this nodular cast iron for pipes for high-pressure lines instead of steel pipes represents a great economic advantage.
Such nodular cast iron pipes can now be easily manufactured using the centrifugal casting process, the socket being able to be formed using the casting process and it is now only necessary to work the corresponding annular grooves on the inside of the socket and on the outside of the smooth pipe end.
The invention is illustrated schematically in the drawing using an exemplary embodiment.
Fig. 1 shows a longitudinal section through a pipe connection, the socket end of one pipe being pushed into the smooth end of the other pipe.
Fig. 2 shows the slotted ring in the spread position in view.
The end of one pipe is formed with a socket 1. while the other end of the pipe 2 is smooth.
A groove 3 is worked into the inner surface of the sleeve 1, while a groove 4 is worked into the smooth pipe end 2 on the outside. In these two grooves a slotted ring 5 engages, which is shown in Fig. 2 in a spread position in view.
In the operating position shown in FIG. 1, the slotted ring 5 rests against the base of the groove 4 under spring tension. In this position, it also engages in the groove 3, so that the mutual axial position of the socket end 1 of one pipe to the pipe end 2 is secured. The boundary surfaces of the grooves and the ring run perpendicular to the pipe axis.
When assembling the pipe connection, the procedure is that the slotted ring 5, which consists of resilient steel, is inserted into the socket 1, whereupon its slot 6 is then replaced by a wedge (shown in Fig. 2 with dashed lines), which is supported against the ring ends 5 'and 5 "is driven apart in such a way that the ring engages in the groove S and so deep that its inside
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The inner diameter becomes larger than the outer diameter of the pipe end 2. In this position it is approximately at the base of the groove 3. The pipe end 2 is then pushed in and the wedge is removed or, if necessary, pushed out through the pipe end itself.
The ring then rests resiliently on the outer surface of the pipe end 2 and snaps into the groove 4 when it is further pushed in, whereby the connection is then secured in the manner shown in FIG.
After the connection has been made by the ring 5 engaging in the grooves 3 and 4, a packing or seal 7 is inserted into the sleeve 1 in a manner known per se and is tightened by a screw ring 8.
PATENT CLAIMS:
1. Pipe connection, especially for high-pressure lines for an internal pressure of more than 25 atmospheres, preferably for pipes and fittings made of spheroidal graphite cast iron using the centrifugal casting process. in which a pipe end provided with an outer annular groove is connected to a sleeve provided with an inner annular groove by a resilient, slotted ring engaging in the two annular grooves, characterized in that only one slotted ring is provided, which springs inwards that the The depth of the inner ring groove of the sleeve allows the resilient ring to spring apart in a manner known per se to an inner diameter which is greater than the outer diameter of the pipe end to be pushed in so that it can be pushed in,
that the diameter of the base of the groove in the pipe end to be inserted plus twice the radial thickness of the resilient ring is, as is known, greater than the inner diameter of the sleeve and that the sleeve encloses the pipe end leaving an annular gap.