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Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierende, abdichtende und unlösbare Rohrverbindung.
Aus der DE-OS 2225050 ist eine elektrische Trennvorrichtung für Leitungsrohre bekannt, bei der ein übergreifender Rohrteil eine tulpenartige Erweiterung aufweist, an deren Grund eine achssenkrechte glatte Anlagefläche für einen als Ringscheibe mit Rechtecksquerschnitt ausgebildeten Dichtungsring eingearbeitet ist. Ein übergriffener Rohrteil wird von einem verengten Muffenhals gebildet, dessen der achssenkrechten Anlagefläche des übergreifenden Rohrteiles zugewandte Stirnende eine ebenfalls achssenkrechte Gegen-Anlagefläche für die andere Stirnfläche des Dichtungsringes aufweist.
Beim Zusammenbau werden der übergreifende Rohrteil und der übergriffene Rohrteil axial derart gegeneinander verspannt, dass der Dichtungsring unter elastischer Verformung zwischen den beiden achssenkrechten Anlageflächen des übergreifenden Rohrteiles und des übergriffenen Rohrteiles dichtend eingespannt ist. Sodann wird in den zwischen dem Dichtungsring und der Ringraummündung verbleibenden Ringraum unter Aufrechterhaltung der gegenseitigen axialen Verspannung der beiden Rohrteile ein temperaturbeständiger Kunststoff mit Glasfaseranteil unter hohem Druck eingespritzt. Die gegenseitige axiale Verspannung der beiden Rohrteile muss dann noch so lange aufrechterhalten werden, bis der unter hohem Druck eingespritzte Kunststoff erhärtet ist.
Wegen der erforderlichen axialen Verspannung der beiden Rohrteile und wegen des erforderlichen Einspritzens des Kunststoffes mit Glasfaseranteil unter hohem Druck einerseits, und wegen der ausserdem erforderlichen genauen gegenseitigen Zentrierung der beiden miteinander zu verbindenden Rohrteile und des Dichtungsringes ist zur Herstellung der Rohrverbindung eine Vorrichtung nötig, die in ihrem Aufbau aufwendig und teuer ist. Wenn mit einer derartigen Vorrichtung wirtschaftlich gearbeitet werden soll, muss ausserdem dafür gesorgt werden, dass die fertige Rohrverbindung nicht allzu lange Zeit in der Vorrichtung verbleibt. Dies bedingt wieder die Auswahl eines Kunststoffes mit Glasfaseranteil, der sehr schnell erhärtet, wobei gegebenenfalls zum Zwecke der Beschleunigung des Härtens auch mit höherer Temperatur eingespritzt werden muss.
Dies erfordert, dass die Vorrichtung ausserdem beheizt wird.
In dem DE-GM 7324818 ist die Verwendung von Polyamid bzw. Giessharz als Ersatz für die früher bei solchen Isolierrohrverbindungen übliche Gummiisolation erwähnt und dabei die Feststellung getroffen, dass die üblichen Giessharze in festigkeitsmässiger Hinsicht den bei solcher Verwendung zu stellenden Anforderungen nicht genügen. Dies mag seinen Grund gehabt haben, dass damals hinsichtlich der Gesamtkonstruktion der seinerzeitigen Isolierrohrverbindungen keine Rücksicht auf die Besonderheiten dieses Werkstoffes genommen worden war.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine elektrisch isolierende, abdichtende und unlösbare Rohrverbindung wesentlich zu vereinfachen und dadurch auch zu verbilligen und trotzdem ein Erzeugnis zu schaffen, das hinsichtlich Festigkeit gegenüber Biege- und Torsionsbeanspruchungen und hinsichtlich Beibehaltung bester Dichtigkeit- und Isoliereigenschaften auf sehr lange Zeiträume den bisher bekannten Isolierrohrverbindungen überlegen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das'Wesen der Erfindung in der Kombination der an sich bekannten Merkmale : a) dass am Ringraumgrund, von sich übergreifenden Rohrteilen gebildeten Ringzwischenraumes,
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ende) eine Ringnut vorgesehen ist, c) dass die Ringstärke des unverformten Dichtungsringes grösser ist als die radiale Weite des Ringzwischenraumes, vermehrt um die Tiefe der Ringnut, d) dass der zwischen dem Dichtungsring und der Mündung des Ringzwischenraumes verbleibende
Ringraum mit einem diesen Ringraum satt ausfüllenden, aus einem erhärtenden Giessharz bestehenden Isolator ausgefüllt ist.
Handelt es sich bei den miteinander zu verbindenden Rohrteilen beispielsweise um in Stahlguss, Kokillenguss, Grauguss, Pressguss oder Metallguss hergestellte Rohrteile, so brauchen in beiden Rohrteilen nur im Bereich des späteren Ringraumgrundes einander radial gegenüberliegend Anlageflächen eingearbeitet zu werden, an welche sich der O-Ring auf Grund seiner Eigenelastizität dichtend anlegen kann, wobei es genügt, wenn nur eine dieser Anlageflächen als den O-Ring axial
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halternde Nut ausgebildet ist, während als Gegenfläche eine zylindrische Fläche von nur kurzer axialer Länge ausreicht. Für eine solche Bearbeitung genügt im allgemeinen ein blosses Beschleifen der betreffenden Rohrteiloberflächen.
Die Verwendung von 0-Dichtungsringen aus elektrisch isolierendem, elastisch verformbarem Material ist bei Isolierrohrverbindungen in vielfacher Form bekannt. Alle diese bekannten Anwen- dungen geben jedoch dem Fachmann keinerlei Anregung im Sinne der Erfindung, den mit Giessharz auszugiessenden Ringraum zwischen zwei einander übergreifenden Rohrteilen lediglich auf Grund der elastischen Verformung eines mit Dicken-Übermass ausgewählten Dichtungs-O-Ringes abzuschliessen und damit das Giessharz bis zum Erhärten zu fassen.
Die erfindungsgemässe Rohrverbindung weist einen besonders einfachen Aufbau auf und ist nicht nur billig, sondern sie erfüllt auch die vorstehend geschilderten Anforderungen, die an eine solche Rohrverbindung gestellt werden. Besonders hervorzuheben ist der Umstand, dass die erfindungsgemässe Rohrverbindung trotz der einfachen O-Ring-Abdichtung hinsichtlich Dichtigkeit weit über den behördlich vorgeschriebenen Werten liegt.
Zweckmässig weist mindestens einer oder beide der Rohrteile im Übergreifungsbereich dem andern Rohrteil zugewandte Radialvorsprünge bzw. -einbuchtungen auf.
Durch solche Radialvorsprünge bzw. -einbuchtungen werden die beiden miteinander verbundenen Rohrteile gegen gegenseitige axiale Verschiebung und gegenseitige Verdrehung gesichert. Ist der betreffende Rohrteil aus spanlos verformbarem Material gefertigt, so können auch diese Ausbzw. Einbuchtungen durch spanlose Verformung hergestellt werden. Handelt es sich bei dem betref- fenden Rohrteil um einen gegossenen oder gespritzten Formteil, so können diese Aus- bzw. Einbuchtungen bereits in der Form vorgesehen sein. In beiden Fällen können die Aus- bzw. Einbuchtungen auch durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden, was vorzugsweise durch Einschleifen von Umfangs- und Längsnuten geschieht. Schliesslich können solche Ausbuchtungen auch in Form von Schweissnarben vorgesehen werden.
Die an der Aussenumfangsfläche des übergreifenden Rohrteiles angeordneten Radialvorsprünge oder-einbuchtungen können ausserdem als Ansatzfläche für eine Rohrzange dienen.
Stehen Rohrteile mit bereits von ihrer Fertigung her ausreichend glatten Oberfläche zur Verfügung, beispielsweise also nahtlos gezogene oder stranggepresste, spanlos verformbare Metallrohre oder gegebenenfalls auch Kunststoffrohre, so genügt es in Weiterbildung der Erfindung, dass die den Dichtungsring aufnehmende Ringnut am Aussenumfang des übergriffenen Spitzrohrendes nahe dessen Ende angeordnet ist. Die andere Anlagefläche für den O-Ring ist dann die von sich aus glatte Oberfläche des andern Rohrteiles.
Das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung der elektrisch isolerenden, abdichtenden und unlösbaren Rohrverbindung besteht darin, dass nach dem Einlegen des Dichtungsringes in die Ringnut die beiden Rohrteile unter elastischer Verformung des Dichtungsringes ineinandergeschoben werden, wobei der Dichtungsring in dichtender Anlage an den ihn berührenden Anlageflächen der beiden Rohrteile gelangt, worauf die beiden Rohrteile in eine lotrechte, mit der Mündung des Ringzwischenraumes nach oben weisende Lage gebracht werden und in den Ringzwischenraum der elektrische Isolator, bestehend aus einem Gemisch aus Giessharz und Härter eingebracht und die Anordnung bis zum völligen Aushärten des Giessharzes in vertikaler Lage belassen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich schnell mit nur wenigen Handgriffen durchführen und hat gegenüber bekannten Verfahren den Vorteil, dass normalerweise keine Vorrichtung zu seiner Durchführung erforderlich ist. Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es möglich, für die miteinander zu verbindenen Rohrteile Serienware zu verwenden, beispielsweise also etwa nahtlos gezogene oder stranggepresste Metallrohre, gegossene oder spritzgegossene Rohrteile aus Metall oder gegebenenfalls sogar aus Kunststoff.
Da bei Herstellung normaler Isolierrohrverbindungen nach dem erfindungsgemässen Verfahren auf eine komplizierte und teure Vorrichtung verzichtet werden kann, eignet es sich besonders gut für kleinere, mehr handwerklich ausgerichtete Betriebe ; auch ist es hinsichtlich seiner Durchführung an keine Werkstätte gebunden, sondern kann ohne Schwierigkeiten vor Ort an der Baustelle angewendet werden.
Im Gegensatz zu der aus der eingangs erwähnten DE-OS 2225050 bekannten Verwendung eines temperaturbeständigen Pressharzes mit Glasfaseranteil, welches unter hohem Druck in den zwischen dem am Ringraumgrund abgeordneten, elastisch verformbaren und elektrisch isolierenden Dichtung-
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ring und der Ringraummündung verbleibenden Ringraum eingespritzt wird, hat die Verwendung eines unter normaler Temperatur und von Hand in diesen Ringraum eingegossenen Giessharzes den Vorteil, dass bei Erreichung gleicher Festigkeit und gleich guter Isolierfähigkeit und Dichtigkeit einer solchen Isolierrohrverbindung der Arbeits- und Kostenaufwand wesentlich geringer ist.
Auch besteht bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens kein Zwang, eine Vorrichtung möglichst schnell wieder freizumachen, d. h. den eingebrachten Kunststoff möglichst schnell zur Aushärtung bringen zu müssen, da infolge des Fehlens einer solchen Vorrichtung bei dem erfindungsgemässen Verfahren eine beliebig grosse Zahl von fertig gegossenen Isolierrohrverbindungen auf beliebig lange Zeit zur Aushärtung stehengelassen werden kann, wobei lediglich für einen ausreichend grossen Stellraum für diese Zahl von fertigen Isolierrohrverbindungen gesorgt zu werden braucht. Dies bietet jedoch insofern keine Schwierigkeiten, als ohnehin Lagerraum für die stehend gelagerten fertigen Isolierrohrverbindungen benötigt wird.
In Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens ist vorgesehen, dass frühestens nach dem Ineinanderschieben der beiden Rohrteile und spätestens vor dem Aushärten des isolierenden Giess-
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weiches Butadien-Acrylnitril-Polymerisat oder weicher Silikonkautschuk verwendet.
Als Giessharz für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kommt in erster Linie ein Phenol-, Epoxyd- oder Polyesterharz in Frage, vorzugsweise ein unmodifiziertes Epoxydharz auf der Basis von Disphenol A.
Der für die Durchführung des erfindungsgemässen Vefahrens verwendete Härter ist vorzugsweise ein solcher auf Polyaminoimidazolizinbasis.
Die Erfindung wird in ihren Einzelheiten an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in welcher eine erfindungsgemässe Isolierrohrverbindung in schematischem Axial-Halbschnitt dargestellt ist. Die dargestellte Isolierrohrverbindung besteht aus einem übergreifenden Rohrteil einem übergriffenen Rohrteil --2--, einem aus elektrisch isolierendem Weichgummi bestehenden Dichtungs-O-Ring --3-- und einer Isoliermasse --4--.
Der vorzugsweise aus nahtlos gezogenem Stahlrohr hergestellte übergreifende Rohrteil ist durch spanlose Formung tulpenartig erweitert, so dass eine kegelig verlaufende Erweiterungs-Aussenwandung - gebildet wird. Die zylindrische Aussenwandung--lb-- der tulpenartigen Erweiterung des übergreifenden Rohrteiles --1-- übergreift den übergriffenen Rohrteil --2-- mit einem Ring-Zwischenraum, dessen Grund die Erweiterungs-Stirnwandung --la-- bildet. In der zylindrischen Erweiterungs-Aussenwandung --lb-- sind auf dem Umfang verteilt Radialeinbuchtungen --lc-- angebracht, die vorzugsweise spanlos geformt sind.
Der übergriffene Rohrteil --2-- ist vorzugsweise ebenfalls aus. nahtlos gezogenem Stahlrohr hergestellt. Er weist an seinem Aussenumfang Umfangsnuten --2a-- und auf den Umfang verteilte Längsnuten --2b-- auf. An seinem in der Nähe des Ringraumgrundes --la-- gelegenen Spitzrohrende weist der übergriffene Rohrteil --2-- eine weitere Umfangsnut --2c-- auf. Die Nuten --2a, 2b und 2c-- werden zweckmässig durch spanabhebende Bearbeitung, vorzugsweise durch Schleifen hergestellt.
Beim Zusammenbau wird der übergreifende Rohrteil-l-gegebenenfalls in einer einfachen Vorrichtung in lotrechter Stellung so gehalten, dass seine tulpen artige Erweiterung --la, 1b-- nach oben ausmündet. Sodann wird der O-Ring-3--so weit über den übergriffenen Rohrteil --2-- übergeschoben, bis er sich einlegt. Nunmehr wird der übergriffene Rohrteil --2-- mit seinem den O-Ring - tragenden Spitzrohrende voraus von oben in lotrechter Lage in die tulpenartige Erweiterung - -la, 1b-- des übergreifenden Rohrteiles --1-- eingeschoben, so dass sich der in der Umfangsnut - des übergriffenen Rohrteiles --2-- gehaltene O-Ring unter elastischer Verformung dichtend an die Innenfläche der Aussenwandung --lb-- des übergreifenden Rohrteiles-l-anlegt.
Dabei braucht die Endkante des übergriffenen Rohrteiles --2-- nicht unbedingt an der Erweiterungs-Stirn- wandung-la-des übergreifenden Rohrteiles-l-anzustossen, da sich der O-Ring --3-- ohnehin elastisch an diese anschmiegt und dadurch den Rohrteil --2-- mit Bezug auf den Rohrteil-laxial festlegt und zentriert.
Anschliessend wird in den Ringraum zwischen der tulpenartigen Erweiterung -la, 1b-- des übergreifenden Rohrteiles-l-und der Aussenwandung des übergriffenen Rohrteiles --2-- die
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Isoliermasse --4--, vorzugsweise ein unmodifiziertes Epoxydharz auf der Basis von Disphenol A, unter Beifügung eines Härters vorzugsweise auf Polyaminoimidazolinbasis, von oben her eingegossen.
Nach Erhärten der Isoliermasse --4-- kann die fertige Isolierrohrverbindung aus der gegebenenfalls verwendeten Vorrichtung herausgenommen werden. Die eingegossene Isoliermasse hat sich satt an die Radialeinbuchtungen --lc-- der Aussenwandung --lb-- angeschmiegt und ist satt in die Umfangsnuten --2a-- und in die Längsnuten --2b-- des übergriffenen Rohrteiles-2--eingedrungen, so dass die fertige Isolierrohrverbindung ein starres, gegen Biegung und Verdrehung gesichertes Einbauelement darstellt.
Die beiden Rohrteile --1 und 2-- sind in der Fig. als Anschweissenden dargestellt. Sie können selbstverständlich auch ohne weiteres als Anschraubenden ausgebildet und mit entsprechenden Innen- und Aussengewinden versehen sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrisch isolierende, abdichtende und unlösbare Rohrverbindung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale : a) dass am Ringraumgrund, von sich übergreifenden Rohrteilen (1, 2) gebildeten Ring-
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dem Material angeordnet ist, b) dass zur Halterung des Dichtungsringes (3) in einem der beiden Rohrteile (z. B. dem
Spitzrohrende (2)) eine Ringnut (2c) vorgesehen ist, c) dass die Ringstärke des unverformten Dichtungsringes (3) grösser ist als die radiale
Weite des Ringzwischenraumes, vermehrt um die Tiefe der Ringnut (2c), d) dass der zwischen dem Dichtungsring (3) und der Mündung des Ringzwischenraumes verbleibende Ringraum mit einem diesen Bingraum satt ausfüllenden, aus einem erhär- tenden Giessharz bestehenden Isolator (4) ausgefüllt ist.