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Die Erfindung betrifft ein Verankerungsglied für eine aus einem Steck- und einem Muffenteil bestehende
Stemmuffenverbindung für die Verbindung zweier Rohrenden, das in eine Innennut an dem einen Rohrende und eine Aussennut an dem andern Rohrende einschnappt und im Querschnitt mit zwei Schrägflächen ausgestattet ist. Die Erfindung schliesst dabei selbstverständlich auch jene Ausführungsformen ein, bei denen die Rohrenden nicht selbst als Steck- und/oder Muffenteil ausgeformt, sondern an Zwischenkupplungsgliedern angebracht oder
Bestandteil derselben sind.
Selbstverankernde Rohrverbindungen sind an sich bekannt und beispielsweise in den brit. Patentschriften Nr. 1, 032, 585, Nr. 1, 043, 063, Nr. 1. 136, 512. Nr. 1, 146, 453 und Nr. 1, 167, 076 beschrieben. Diese Rohrverbindun- gen haben jedoch zwei grundsätzliche Nachteile, nämlich die, dass sie immer als selbstklemmende bzw. - verankernde Verbindungen benutzt werden müssen, da sie nur für diesen Zweck konstruiert sind, und dass sie in der Herstellung teuer und häufig sehr schwierig zu montieren sind.
Diese Nachteile werden zwar in gewissem Umfang bei Entwicklungen selbstverankernder Rohrverbindungen nach den brit. Patentschriften Nr. 932, 001, Nr. 932, 002 und Nr. 898, 884 vermieden.
Alle diese Rohrverbindungen haben sich aber nur solange als zufriedenstellend arbeitend erwiesen, als die miteinander verbundenen Rohre in axialer Übereinstimmung verbleiben, d. h. eine gemeinsame gerade Achse haben. Ein Lecken des Inhaltes des Rohrstranges, der aus den Rohren zusammengesetzt war, z. B. einer Pipeline. entstand jedoch immer dann. wenn nebeneinanderliegende Rohre einer Relativabweichung unterlagen, d. h. ihre
Achsen zueinander versetzt lagen oder einen Winkel bildeten. Bei niedrigem Druck trat der Fehler dann meist durch eine Verschiebung des Gummidichtringes mit anschliessender Leckage um die Verbindung herum ein, bei hohem Druck führte der Fehler zu einem Abheben des Verankerungsringes und somit Lösen des Steckteiles eines
Rohres.
Damit wurden selbstverständlich für die Auslegung des aus Rohrteilen zusammengesetzten Stranges gewichtige Schranken gesetzt, u. zw.
1. bezüglich der Achsabweichung, die die Pipeline ohne Leckage bei einem gegebenen Grenzwert des inneren Druckes aufzunehmen in der Lage war und
2. bei einem gegebenen Abweichungsgrad nebeneinanderliegender Rohrteile hinsichtlich der
Druckkapazität der Pipeline.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und gestattet deshalb eine grössere Achsabweichung als vorbekannte Rohrverbindungen und lässt dabei auch einen wesentlich höheren Innendruck zu. Sie erreicht dies dadurch, dass die Innennut eine Schrägfläche aufweist, die mit der Achse der Muffe einen Winkel (a) zwischen 60 und 700 einschliesst, und dass zwischen der Schrägfläche der Innennut und der anliegenden Schrägfläche des Verankerungsgliedes in der Normalstellung ein keilförmiger Spalt mit einem Keilwinkel von etwa 5 verbleibt.
Ausserdem kann die Verbindung nach der Erfindung je nach Wunsch bzw. Erfordernis in eigenverankerter oder nicht verankerter Bauweise benutzt werden. Damit kann z. B. eine Pipeline aus Rohren mit dem gleichen Verbindungsprofil zusammengesetzt werden, die auf dem grössten Teil ihrer Länge unverankerte Verbindungen aufweisen und nur dort verankert sind, wo hiefür eine Notwendigkeit vorliegt, z. B. wenn die Rohrleitung einen Fluss oder ein anderes ähnliches Hindernis überquert. In diesem Fall kann in den Steckteil der Muffenverbindung auf der Baustelle eine Verankerungsnut eingearbeitet werden.
Vorteilhafterweise weist das Verankerungsglied im Querschnitt eine erste Schrägfläche auf, die mit seiner Achse einen Winkel (ss) von etwa 600 einschliesst.
Weiters ist es zweckmässig, wenn das Verankerungsglied im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist, wobei die zweite Fläche des Keiles mit der Achse der Verbindung einen Winkel (y) von etwa 450 einschliesst.
Eine geeignete erfindungsgemässe Ausführungsform ist, selbstverständlich nur beispielsweise und ohne die Erfindung dadurch einzuschränken, in den Zeichnungen zur Anschauung gebracht. In diesen stellen dar : Fig. 1 die Einzelteile einer selbstverankernden Rohrverbindung vor dem Zusammenfügen und Fig. 2 die Rohrverbindung nach der Erfindung nach der Montage.
In den Zeichnungen ist -- -1-- ein Rohrende mit einem erweiterten, einen Muffenteil--2--formenden Bereich und--3--ein Endbereich eines andern Rohres, das einen Steckteil --4-- mit abgeschrägtem Stirnende --5-- bildet. Das Rohrende--l--endet in einem Flansch --6-- für die Aufnahme einer
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Der Muffenteil--2--weist eine Innennut--10--und der Steckteil --4-- eine entsprechende Aussennut --11-- auf. In die Innennut--10--schnappt ein Verankerungsring--12--in der Form eines geschlitzten Ringes oder einer Benzingsicherung ein, und der Steckteil--4--wird dann in den Muffenteil so weit hineingeschoben,
bis die Aussennut --11-- mit der Innennut--10--in Deckung liegt und der Verankerungsring--12--auch in die Aussennut--11--einspringt, wodurch die Rohrenden in axialer Richtung gesichert und festgelegt werden. Die Nuten haben ebene, parallel zu den Rohrachsen verlaufende Basisflächen und die Nut --10-- abgeschrägte Seitenflächen.
Der Verankerungsring --12-- hat eine keilförmige Seite, dessen eine gegen die Achse der Verbindung in einem Winkel ss von etwa 600 geneigte
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--12'-- mitAussennut-11-zu zwingen, wenn die Rohre einer Kraft unterliegen, die sie zu trennen trachtet bzw. um das Einschieben des Steckteiles-4--zu erleichtern.
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und 70 zur Rohrmuffenachse, vorzugsweise aber bei 650. In der Lage axialer übereinstimmung. der beiden zu verbindenden Rohre beträgt der Winkel zwischen der Schrägfläche--10'--der Innennut--10--und der mit dieser zusammenwirkenden Schrägfläche --12'-- des Verankerungsringes --12-- etwa 5 , um eine Abweichung der Verbindung bis zu 3 zu erlauben.
Die zweite Schrägfläche --12"-- des Verankerungsringes schliesst mit der Achse der Verbindung einen Winkel--y--von etwa 450 ein.
Es wurde herausgefunden, dass mit der abgeschrägten Fläche --10'-- der Innennut --10-- bei einem Schrägungswinkel von 650 eine genügend grosse, in Richtung auf die Achse der Verbindung wirkende Druckkomponente auf den Ring --12-- ausgeübt und dadurch eine feste Anlage desselben in der Aussennut --11-- des Steckteiles --4-- erreicht wird. Versuche haben gezeigt, dass Innennuten --10-- mit einer Schrägfläche --10'--, deren Winkel --0 : -- spitzer als 65 zur Muffenteilachse sind, progressiv eine Keilwirkung des Ringes --12-- in dem Ringraum zwischen dem Steckteil --4-- und der Muffenfläche --15-- hervorrufen, und dass dadurch der Steckteil --4-- verschoben und Undichtigkeiten hervorgerufen werden können.
Winkel grösser als 650 rufen progressiv ein vergrössertes Dreh- bzw. Kippmoment auf den Ring --12-- hervor und verwinden damit diesen, wodurch er unter Umständen aus der Aussennut--11--gelöst werden kann.
Durch weitere Versuche wurde ermittelt, dass ohne Differenz von 5 in dem Winkel zwischen den zusammenwirkenden Schrägflächen--10'--der Innennut--10 und 12'--des Ringes--12--irgendeine geringe Achsabweichung des Steckteiles--4--im Muffenteil--2--eine Berührung der äussersten Aussenkante der Schrägfläche--12'--des Ringes--12--mit der Nut--10--bewirkt. Dies ist deshalb nachteilig, weil eine Berührung an dieser Stelle ein hohes Torsionsmoment in dem Ring--12--hervorruft, das
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Rohrverbindung zentriert bleibt.
Es ist ersichtlich, dass die Öffnung der Muffe abgestuft ist und eine grosse konische Kammer zur Aufnahme des Dichtringes--13--schafft, dessen Nase in den Spalt zwischen dem Steckteil --4-- und Muffenteil --2-- hineinragt und eine enge Einschnürung bei --15-- neben dem Verankerungsring bildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verankerungsglied für eine aus einem Steck- und einem Muffenteil bestehende Stemmuffenverbindung für die Verbindung zweier Rohrenden, das in eine Innennut an dem einen Rohrende und eine Aussennut an dem andern Rohrende einschnappt und im Querschnitt mit zwei Schrägflächen ausgestattet ist,
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Querschnitt mit der Achse der Verbindung einen Winkel (a) zwischen 60 und 700 einschliesst, und dass zwischen der Schrägfläche (10') der Innennut (10) und der anliegenden ersten Schrägfläche (12') des Verankerungsgliedes (12) in der Normalstellung ein keilförmiger Spalt mit einem Keilwinkel von etwa 5 verbleibt.
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