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Isolierkupplung für Rohrleitungen
Gegenstand der Erfindung ist eine Rohrkupplung für die elektrisch isolierte Verbindung zweier
Rohrteile miteinander. Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines auch für grössere Nennweiten brauchbaren Kupplungselementes, das sich aus wenigen einfachen, leicht zu bearbeitenden und schnell zu montierenden, insbesondere gewindelosen Teilen einbaufertig als im Gebrauch starrer Teil herstellen lässt, der jedoch für den Fall betrieblicher Überbeanspruchungen durch Zug und Druck in Längsrichtung oder durch Biegungskräfte in Querrichtung eine gewisse Elastizität entwickelt und somit unter allen
Bedingungen eine zuverlässige Abdichtung sowie einen hohen Ohmschen Widerstand der Trennstelle gewährleistet.
Es sind Isolier-Rohrkupplungen bekannt, bei denen ein von einem Muffenteil radial nach innen ragender Bund und ein anderer, von einem eingesteckten Rohrteil radial nach aussen ragender Bund voneinander durch zwischengesetzte Isolier- und Dichtungsringe elektrisch isoliert und unter Verdichtung der genannten Isolier- und Dichtungsringe gegeneinander gepresst sind (vgl. die deutsche Patentschrift Nr. 643721, die österr. Patentschrift Nr. 208159 und die USA-Patentschrift Nr. 2, 950, 928).
Die bei der verriegelten Ausdehnungsmuffenverbindung nach der genannten deutschen Patentschrift vorgesehene Umbördelung, die den radial nach innen ragenden Bund des äusseren Muffenteils bildet oder halten soll, ist jedoch den besonderen Belastungsverhältnissen bei den modernen Isolier-Rohrkupplungen nicht gewachsen und würde sich unter den auftretenden hohen Beanspruchungen entweder gleich beim Verlegen, bestimmt aber nach einiger Lagerzeit allmählich lockern.
Die Rohrverbindungen nach der genannten österreichischen sowie der USA-Patentschrift erfüllen wieder nicht die oben aufgestellte Forderung nach einfach und leicht zu bearbeitenden sowie schnell zu montierenden gewindelosen Kupplungsteilen, da die dortigen Kupplungsteile durchwegs die Verwendung umfangreicher Gewinde, Schraubmuffen u. dgl. voraussetzen, die besonders für grosse Nennweiten fertigungsmässig und montagemässig viel zu teuer, zu empfindlich und daher unwirtschaftlich sind, so dass sie sich für stark beanspruchte Isolier-Rohrkupplungen nicht haben durchsetzen können.
Um diesen Mängeln abzuhelfen, wird erfindungsgemäss die Anordnung so getroffen, dass die genannten Bunde und damit die sie tragenden Rohr- bzw. Muffenteile in ihrer zueinander verspannten Lage durch eine an der Wurzel des den äusseren Bund tragenden Muffenteils angebrachte Schweissung festgelegt sind. Eine solche Dichtungskupplung erfordert keine Gewindeteile, die besonders bei grösseren Nennweiten die Herstellungs- und Materialkosten stark belasteten. Statt dessen wird beim Spannvorgang die zusammengesteckte, zunächst noch lose, d. h. nicht geschweisste Isolierkupplung mittels einer vorübergehend anmontierten äusseren Spannvorrichtung zusammengedrückt. Bei diesem Zusammenspannen werden die elastischen Dichtungsringe in der Kammer durch die erzeugte Pressung zur absolut dichten Anlage an die Kammerwandungen gebracht.
Anschliessend wird dann die Schweissung gelegt und der Montagedruck der äusseren Spannvorrichtung aufgehoben.
Eine sehr dauerhafte und auch bei Erdverlegung einwandfrei mit Korrosionsschutzbinden zu umwickelnde Kupplung ergibt sich, wenn das der Schweissstelle gegenüberliegende freie Ende des den
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äusseren Bund tragenden Muffenteils durch einen vorzugsweise abgeschrägten Kunstharz- (Epoxydharz-)
Vergussring hoher elektrischer Durchschlagsfestigkeit gegen den vom Muffenteil umfassten inneren
Rohrteil abgedichtet ist.
Schliesslich kann bei einer besonders zweckmässigen Ausführungsform auch noch eine Sicherung gegen Überlastung der elastischen Dichtungsringe in der Dichtungskammer durch Zugbeanspruchungen im Gebrauch getroffen werden. Solche zuweilen erhebliche Zugbeanspruchungen entstehen z. B. (bei rechts und links geschlossenen Leitungen) durch erhöhten Innendruck, oder (bei rechts und links offenen Leitungen) durch Abkühlung und Zusammenziehung der Leitungen, was sich in einer
Zugbeanspruchung der Isolierkupplung auswirkt. Bei der bisher geschilderten Ausführungsform mit den elastischen Dichtungsringen wirkt eine solche Zugbeanspruchung über die beiden Bunde der
Rohrstutzen auf diese Dichtungsringe ein, die dadurch unter Umständen sehr stark zusätzlich zu der schon erhaltenen Vorspannung weiter zusammengequetscht werden.
Das könnte sogar zu einem
Sprengen der Dichtungskammer führen. Ferner könnte dabei dann auch neben dem mittleren dachförmig profilierten Distanzring ein unerwünschter Spalt entstehen.
Um das zu vermeiden, wird gemäss einer weiteren, auch gegen Zugbeanspruchungen gesicherten
Ausführungsform die Anordnung so getroffen, dass der den inneren Bund tragende Rohrteil an dem vom Bund abgewandten Ende der die Dichtungsringe enthaltenden Ringkammer eine zweite, radial in
Richtung zur Rohrachse zurückspringende Abstufung aufweist und dass der an diesem Kammerende liegende Isolierring einen die Abstufung in Richtung zur Rohrachse übergreifenden, druckfesten Bund trägt, der im zusammengespannten und verschweissten Zustand der Isolierkupplung zwischen der genannten Abstufung des inneren Rohrteils und dem nach innen gerichteten Bund des äusseren
Muffenteils liegt und axiale Zugbeanspruchungen des Rohrstranges aufnimmt.
Auf diese Weise wird auch bei starker Zugbeanspruchung eine zusätzliche Belastung der vorgespannten Dichtungsringe in der Kammer vermieden, so dass die Ringe nicht in schädlichem Masse gequetscht werden können. Durch die so bewirkte Vermeidung einer weiteren Verkürzung der
Isolierkammer und ihrer elastischen Dichtungsringe wird auch die oben erwähnte Spaltbildung am Distanzring bei solchen Zugbeanspruchungen ausgeschlossen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand schematischer Halbschnittzeichnungen durch solche gewindelose Isolier-Rohrkupplungen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Isolier-Rohrkupplungsstück nach der Erfindung mit elastischen Pro61dichtungsringen ohne wesentliche Lufteinschlüsse in der zwischen den Bunden gebildeten Ringkammer und Fig. 2 eine weitere, zusätzlich gegen Überlastung durch Zugbeanspruchung im Gebrauch gesicherte Ausführungsform vor dem endgültigen Zusammenspannen und Anschweissen des äusseren Muffenteils.
Das Kupplungsstück nach Fig. 1 mit den zu verbindenden metallischen Rohrteilen-11 und 12--ist auf der einen Seite bei verdickt, z. B. durch Aufschweissen eines entsprechenden Ringes, durch den in radialer Richtung Platz für die Anbringung der Dichtungskammer geschaffen wird Der auf dieser Verdickung liegende Muffenteil --13-- wird erst nach dem Spannen aufgeschweisst, ist aber zunächst noch lose. In ihn ragt der gegenüberliegende Rohrteil--12-- hinein. Beide Teile tragen an ihren Enden je einen nach verschiedenen Seiten gerichteten Bund-14 bzw. 15--. Diese Bunde können z. B. an die Enden der Teile-12 bzw. 13-angeschweisst sein, bilden jedenfalls mit ihnen jeweils ein einheitliches Stück.
Die durch aufgesetzte Kragen oder Bundbüchsen--16 und 17-isolierten Bunde--14 und 15--begrenzen die von den einander gegenüberliegenden Mantelflächen der ineinandergesteckten Rohr- bzw. Muffenteile gebildete Kammer nach beiden axialen Richtungen. In der Kammer liegen eine Anzahl Dichtungsringe--18--rechteckigen Querschnitts in dichter Packung,
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genannten Dichtungs- und Isolierteile von rechts nach links auf den Rohrteil--12--und dann auf den Rohrteil aufgeschoben und nun durch Anwendung eines entsprechenden Pressdruckes unter Verdichten der Packung in der Kammer bis auf den erforderlichen Wert gespannt.
In der
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wird das der Schweissstelle gegenüberliegende freie Ende des Muffenteils durch eine nach der von der Kammer abgewandten Seite zu abgeschrägte Vergussmasse --21-- aus Laminierharz (Epoxydharz) abgedeckt und die innere, zur Herstellung einer glatten Oberfläche beiderseits leicht ausgedrehte Stossstelle durch eine gleichartige Masse --22-- verkleidet.
Die Fig. 2 zeigt eine der vorangehend beschriebenen Isolierkupplung ähnliche Anordnung, die aber
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noch zusätzlich gegen unter Umständen schädliche Zugbeanspruchungen im Gebrauch gesichert ist. Die Figur zeigt diese Kupplung während des Zusammenbaues vor dem letzten Zusammenspannen und Festschweissen. In diesem Zustand, bei dem also die erst später angesetzte und deshalb gestrichelt gezeichnete Schweissnaht --109-- noch fehlt, haben die beim Verspannen gegeneinandergedrückten Teile noch nicht ihre Endstellung erreicht. Der Hohlraum --110'-- im Inneren und der gestrichelt gezeichnete Abstand --110-- an der Wurzel des äusseren Rohrstutzens --103-- verschwinden beim Zusammenspannen.
Zwischen dem Hauptrohrteil-101-und dem gegenüberliegenden Rohrstutzen --102-- sitzt ein Distanzring--100--aus kunstharzgetränktem Hartgewebe mit dachförmig nach innen gerichtetem Profil. Der an seinem Ende besonders dick gehaltene Rohrteil--101--wird nach dem axialen Zusammendrücken der Teile bei-109-mit dem äusseren Rohrstutzen-103-verschweisst, der an seinem äusseren Ende den einen Bund --105-- trägt. Der andere Bund --104-- sitzt am inneren Rohrstutzen-102-. Zwischen diesen Bunden liegt die Dichtungskammer mit den elastischen Dichtungsringen-108-, die an den beiden Kammerenden durch gleichfalls aus isolierendem, kunstharzgetränktem,
weitgehend druckfestem Hartgewebe bestehende Bundbüchsen--106 und 107--abgeschlossen sind.
Um nun die fertiggestellte Isolierkupplung gegen schädliche Zugbeanspruchungen zu sichern, weist
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zusammengespanntem und verschweisstem Zustand der Isolierkupplung zwischen der genannten zurückspringenden Bundkante-104'-des inneren Rohrstutzens und dem nach innen gerichteten Bund --105-- des äusseren Rohrstutzens zu liegen kommt und axiale Zugbeanspruchungen aufnimmt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Isolier-Rohrkupplung, bei der ein von einem Muffenteil radial nach innen ragender Bund und ein anderer, von einem eingesteckten Rohrteil radial nach aussen ragender Bund voneinander durch zwischengesetzte Isolier- und Dichtungsringe elektrisch isoliert und unter Verdichtung der genannten
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Bunde (14, 15 ; 104, 105) und damit die sie tragenden Rohr- bzw. Muffenteile (12, 13 ; 102, 103) in ihrer zueinander verspannten Lage durch eine an der Wurzel des den äusseren Bund tragenden Muffenteils angebrachte Schweissung (19, 109) festgelegt sind.
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