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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung einer Rohrleckage, insbesondere an einem Verbindungspunkt von zwei unterschiedlichen Rohren.
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Rohrleitungsverschraubungen zwischen zwei unterschiedlichen Rohren bzw. Rohrstücken (beispielsweise bei Wasserleitungen in der Sanitärinstallation) können z.B. mit Hanf abgedichtet werden, wobei der Hanf auf die Gewindegänge der beiden Rohre aufgebracht wird und beim Verschrauben verpresst wird. Alternativ oder ergänzend kann ein PTFE (Polytetrafluorethylen)-Band auf die Gewinde aufgebracht werden.
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Es kann vorkommen, dass eine relativ kleine Leckage an einer Rohrleitungsverschraubung erst nach Inbetriebnahme einer Anlage erkannt wird, z.B. weil vorherige Dichtheitsprüfungen nicht alle Betriebsbeanspruchungen der Anlage erfasst haben oder nicht mit der erforderlichen Sorgfalt durchgeführt wurden. Das nachträgliche Abdichten der Leckage kann dann umfangreiche Demontagemaßnahmen erfordern, um die undichte Rohrverschraubung zu lösen und neu abzudichten, da die angrenzenden Bauteile häufig ein einfaches Abschrauben der Rohrleitungsverschraubung nicht mehr zulassen. Folglich muss die Anlage (z.B. eine Heizungsanlage in einem Haushalt) außer Betrieb genommen und ggf. entleert werden, was mit einem relativ hohen Aufwand verbunden ist.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine Rohrleckage, insbesondere an einem Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Rohren, in effizienter Weise abzudichten.
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Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Dichtungs-Vorrichtung für eine Rohr-Anordnung beschrieben, wobei die Rohr-Anordnung zumindest ein erstes Rohr umfasst. Die Dichtungs-Vorrichtung kann ausgebildet sein, eine Leckage an der Rohr-Anordnung, insbesondere an dem ersten Rohr, abzudichten. Zu diesem Zweck umfasst die Dichtungs-Vorrichtung einen Dichtungsring, der ausgebildet ist, um die Mantelfläche des ersten Rohrs gelegt zu werden. Beispielsweise kann der Dichtungsring aufgeschnitten, um die Mantelfläche des ersten Rohrs gelegt, und dann ggf. wieder verklebt werden. Der Dichtungsring kann aus einem elastischen Material, insbesondere aus Gummi, bestehen. Ferner kann der Dichtungsring einen O-Ring umfassen bzw. ein O-Ring sein. Der Dichtungsring kann dabei direkt auf der Mantelfläche des ersten Rohrs aufliegen (ggf. auf einer Zwischenschicht aus einer Dichtungsmasse zum Ausgleich von Unebenheiten der Mantelfläche des ersten Rohrs).
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Der Dichtungsring kann ausgebildet sein, an einer undichten Stelle der Rohr-Anordnung angeordnet zu werden. Die undichte Stelle kann dabei an der Mantelfläche des ersten Rohrs, insbesondere an einer Verbindungsstelle zwischen der Mantelfläche des ersten Rohrs und einem zweiten Rohr der Rohr-Anordnung, bestehen.
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Die Dichtungs-Vorrichtung umfasst ferner einen Kompressionsring, der ausgebildet ist, um den Dichtungsring angeordnet zu werden, um den Dichtungsring gegen die Mantelfläche des ersten Rohrs zu drücken. Der Kompressionsring kann zu diesem Zweck einen kleineren Durchmesser aufweisen als der Dichtungsring im nicht komprimierten Zustand. Der Kompressionsring kann ein Metall umfassen bzw. aus einem Metall bestehen. So kann eine relativ hohe Kompressionskraft auf den Dichtungsring bewirkt werden.
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Der Kompressionsring kann eine erste und eine zweite Ringhälfte aufweisen, die anhand zumindest einer Klemmschraube miteinander verbunden werden können, insbesondere derart, dass in dem verbauten Zustand der Dichtungs-Vorrichtung (wenn der Kompressionsring um den Dichtungsring und um die Mantelfläche des ersten Rohrs angeordnet ist) kein Spalt zwischen der ersten und der zweite Ringhälfte vorliegt. So kann in besonders zuverlässiger Weise eine durchgängige Dichtlinie zur Abdichtung einer Leckage an der Mantelfläche des ersten Rohrs bereitgestellt werden. Es kann somit eine besonders zuverlässige Abdichtung bewirkt werden.
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Die Dichtungs-Vorrichtung umfasst ferner einen Stützring, der ausgebildet ist, in axialer Richtung des ersten Rohrs neben dem Dichtungsring um die Mantelfläche des ersten Rohrs befestigt zu werden. Dabei kann der Stützring ausgebildet sein, direkt auf der Mantelfläche des ersten Rohrs befestigt zu werden (ggf. mit einer Schicht aus einer Dichtmasse zum Ausgleich von Unebenheiten der Mantelfläche des ersten Rohrs). Der Stützring kann auf der Mantelfläche des ersten Rohrs befestigt werden, um eine Bewegung und/oder eine Ausdehnung des Dichtungsrings in axialer Richtung des ersten Rohrs zu begrenzen.
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Der Stützring kann somit die Begrenzung des für den Dichtungsring verfügbaren Raumes darstellen. Insbesondere kann durch den Kompressionsring (in radialer Richtung des ersten Rohrs) und durch den Stützring (in axialer Richtung des ersten Rohrs) eine Nut, insbesondere eine ringförmige Nut mit einem ggf. rechteckförmigen Querschnitt, zur Aufnahme des Dichtungsrings gebildet werden.
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Der Stützring kann ein Metall umfassen bzw. aus einem Metall bestehen, um eine stabile Fixierung um die Mantelfläche des ersten Rohrs zu ermöglichen.
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Ferner kann der Stützring eine erste und eine zweite Ringhälfte aufweisen, die anhand zumindest einer Klemmschraube miteinander verbunden werden können, insbesondere derart, dass in dem verbauten Zustand der Dichtungs-Vorrichtung (wenn der Stützring an der Mantelfläche des ersten Rohrs befestigt ist) ein Spalt zwischen der ersten und der zweite Ringhälfte vorliegt. Die Ringhälften können somit zusammen einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als der Durchmesser der Mantelfläche des ersten Rohrs ist. So kann eine besonders starke Fixierung des Stützrings an der Mantelfläche des ersten Rohrs bewirkt werden.
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Es wird somit eine Dichtungs-Vorrichtung für eine Rohr-Anordnung beschrieben, die es ermöglicht, in effizienter Weise (auch während des Betriebs der Rohr-Anordnung) eine Leckage der Rohr-Anordnung abzudichten.
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Wie bereits oben dargelegt, kann die Rohr-Anordnung das erste Rohr und ein zweites Rohr umfassen, die an einer Verbindungsstelle miteinander verbunden, insbesondere miteinander verbraubt, sind. Beispielsweise kann das zweite Rohr anhand einer Muffe mit dem ersten Rohr verbunden sein. Die Verbindungsstelle kann dann die Muffe umfassen.
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Die Verbindungsstelle weist typischerweise einen größeren Durchmesser auf als das erste Rohr (z.B. den Durchmesser der Muffe). Die Leckage kann an der Verbindungsstelle vorliegen, z.B. aufgrund einer unzureichenden Abdichtung der Verschraubung zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr. Der Stützring der Dichtungs-Vorrichtung kann dann dazu genutzt werden, den Dichtungsring gegen die Verbindungsstelle zu drücken, um die Leckage in zuverlässiger Weise abzudichten. Insbesondere können der Stützring und der Kompressionsring ausgebildet sein, den Dichtungsring in einer durch die Verbindungsstelle, durch die Mantelfläche des ersten Rohrs, durch den Stützring und durch den Kompressionsring gebildeten Nut zu fixieren und/oder zusammenzupressen. So kann eine besonders zuverlässige Abdichtung einer Leckage an einer Verbindungsstelle zwischen zwei Rohren ermöglicht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Rohr-Anordnung beschreiben, die zumindest ein erstes Rohr umfasst. Des Weiteren umfasst die Rohr-Anordnung eine in diesem Dokument beschriebene Dichtungs-Vorrichtung, die um die Mantelfläche des ersten Rohrs angeordnet ist, und die ausgebildet ist, eine Leckage an dem ersten Rohr abzudichten.
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Die Dichtungs-Vorrichtung der Rohr-Anordnung umfasst insbesondere einen Dichtungsring, der um die Mantelfläche des ersten Rohrs angeordnet ist. Des Weiteren umfasst die Dichtungs-Vorrichtung einen Kompressionsring, der um den Dichtungsring angeordnet ist, und der den Dichtungsring (in radialer Richtung) gegen die Mantelfläche des ersten Rohrs drückt. Außerdem umfasst die Dichtungs-Vorrichtung einen Stützring, der in axialer Richtung des ersten Rohrs neben dem Dichtungsring um die Mantelfläche des ersten Rohrs angeordnet und befestigt ist. Dabei ist der Stützring derart neben dem Dichtungsring angeordnet, dass durch den Stützring eine Bewegung und/oder eine Ausdehnung des Dichtungsrings in axialer Richtung des ersten Rohrs begrenzt wird. So kann in effizienter und zuverlässiger Weise eine Leckage an der Mantelfläche des ersten Rohrs (die unter bzw. direkt neben dem Dichtungsring angeordnet ist) abgedichtet werden.
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Die Rohr-Anordnung kann, wie weiter oben dargelegt, das erste Rohr und ein zweites Rohr umfassen, die an einer Verbindungsstelle miteinander verbunden sind. Dabei kann die Verbindungsstelle ggf. einen größeren Durchmesser aufweisen als das erste Rohr. Der Stützring kann dann derart auf der Mantelfläche des ersten Rohrs angeordnet sein, dass der Dichtungsring der Dichtungs-Vorrichtung durch den Stützring in der axialen Richtung des ersten Rohrs gegen die Verbindungsstelle gedrückt und/oder an der Verbindungsstelle gehalten wird. So kann eine besonders zuverlässige Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr bewirkt werden.
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Die Rohr-Anordnung kann zwischen der Mantelfläche des ersten Rohrs und dem Dichtungsring und/oder dem Stützring eine Dichtmasse zum Ausgleich von Unebenheiten der Mantelfläche des ersten Rohrs aufweisen. Die Dichtmasse kann z.B. eine Paste sein, die auf die Mantelfläche aufgebracht, z.B. aufgestrichen, werden kann. Durch die Bereitstellung einer Schicht aus einer Dichtmasse zwischen dem Dichtungsring und der Mantelfläche des ersten Rohrs und/oder zwischen dem Stützring und der Mantelfläche des ersten Rohrs kann eine besonders zuverlässige Abdichtung einer Leckage an dem ersten Rohr bewirkt werden.
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Der Dichtungsring der Dichtungs-Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die mit einem Klebstoff verklebt ist. Insbesondere kann der Dichtungsring an einer Schnittstelle aufgeschnitten worden sein, um den Dichtungsring um die Mantelfläche des ersten Rohrs legen zu können. Anschließend kann der Dichtungsring dann an der Schnittstelle wieder verklebt worden sein, um eine durchgängige Dichtlinie bereitzustellen. So kann eine besonders zuverlässige Dichtwirkung erzielt werden.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 eine beispielhafte Rohr-Anordnung in einer Seitenansicht; und
- 2 eine Schnittdarstellung der Rohr-Anordnung aus 1 entlang der Schnittfläche AA.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten Abdichtung einer Leckage einer Rohr-Anordnung, insbesondere an einem Übergang zwischen zwei Rohren der Rohr-Anordnung. In diesem Zusammenhang zeigt 1 eine beispielhafte Rohr-Anordnung 100 mit den Rohren bzw. Rohrstücken 101, 102, 103. Das erste Rohr 101 und das zweite Rohr 102 sind an einer Verbindungsstelle 104 miteinander verbunden, z.B. miteinander verschraubt. An der Verbindungsstelle 104 kann ggf. eine Leckage vorliegen, so dass ein von dem ersten und zweiten Rohr 101, 102 geführtes Fluid (insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gas) an der Verbindungsstelle 104 austreten kann.
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Die in 1 dargestellte Rohr-Anordnung 100 umfasst eine Abdichtungs-Vorrichtung 110 zur Abdichtung der Leckage an der Verbindungsstelle 104 zwischen dem ersten Rohr 101 und dem zweiten Rohr 102. Die Vorrichtung 110 umfasst einen Dichtungsring 112 (insbesondere einen O-Ring), der an der Verbindungsstelle 104 um das erste Rohr 101 angeordnet ist. Zu diesem Zweck kann der Dichtungsring 112 aufgeschnitten, dann um das erste Rohr 101 gelegt und ggf. anschließend wieder verklebt werden.
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Des Weiteren umfasst die Abdichtungs-Vorrichtung 110 einen Kompressionsring 111, der um den Dichtungsring 112 angeordnet ist und der eingerichtet ist, den Dichtungsring 112 auf das erste Rohr 101 zu drücken. Ferner umfasst die Abdichtungs-Vorrichtung 110 einen Stützring 113, der axial neben dem Dichtungsring 112 um das erste Rohr 101 angeordnet ist, und der eingerichtet ist, den Dichtungsring 112 in axialer Richtung zu fixieren, so dass der Dichtungsring 112 nicht in axialer Richtung von der Verbindungsstelle 104 wegrutschen kann (insbesondere dann, wenn der Dichtungsring 112 durch den Kompressionsring 111 auf die Ober- bzw. Mantelfläche des ersten Rohrs 101 gedrückt wird).
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Durch die kombinierte Nutzung eines (festen, insbesondere metallischen) Kompressionsrings 111 und eines (festen, insbesondere metallischen) Stützrings 113 zur Fixierung eines (elastischen) Dichtungsrings 112 an einer undichten Verbindungsstelle 114 zwischen zwei Rohren 101, 102 kann eine effiziente und zuverlässige Abdichtung einer Leckage bewirkt werden.
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2 zeigt einen Schnitt durch die Rohr-Anordnung 100 entlang der Schnittfläche AA. Aus 2 ist ersichtlich, wie der Kompressionsring 111 z.B. durch eine Klemmschraube 211 um den Dichtungsring 112 befestigt werden kann. In entsprechender Weise kann auch der Stützring 113 zumindest eine Klemmschraube 213 aufweisen, die auf zwei Hälften des Stützrings 113 einwirkt, um den Stützring 113 auf dem ersten Rohr 101 zu fixieren.
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Es wird somit eine Dichtungs-Vorrichtung 110 beschrieben, die es ermöglicht, eine undichte Rohrverschraubung im Betrieb ohne Demontagemaßnahmen durch eine zusätzliche äußere Dichtung 112 abgedichtet. Zu diesem Zweck kann z.B. ein O-Ring 112 aufgeschnitten und über das erste Rohr 101 gestreift werden. Die Schnittflächen des O-Rings 112 können dann wieder verklebt werden. Ein geteilter Stützring 113 und ein geteilter Kompressionsring 111 können dazu genutzt werden, den O-Ring 112 derart zu verformen, dass eine neue geschlossene Dichtfläche um die Leckage entsteht.
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1 und 2 zeigen eine bespielhafte Dichtungs-Vorrichtung 110 für die Verschraubung 104 eines Rohrbogens 102. Zur Abdichtung wird auf das glatte Rohrstück 101 neben der undichten Verschraubung 104 ein (ggf. zuvor aufgeschnittener) O-Ring 112 aufgesetzt. Die Schnittstelle kann anschließend wieder mit einem geeigneten Kleber verklebt werden. Neben den O-Ring 112 werden die beiden Hälften des Stützrings 113 auf das Rohrstück 101 miteinander verschraubt, so dass der Stützring 113 axiale Kräfte aufnehmen kann. Anschließend werden die beiden Hälften des Kompressionsrings 111 auf den O-Ring 112 aufgesetzt und miteinander verschraubt. Dabei wird der O-Ring 112 in dem zwischen der Stirnfläche des Rohrbogens 102, der Mantelfläche des Rohrstücks 101, dem Stützring 113 und dem Kompressionsring 111 gebildeten Ringraum verformt, so dass die Leckage zuverlässig abdichtet wird.
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Die Hälften des Stützrings 113 sind dabei bevorzugt nicht „auf Block“ verschraubt, um eine maximale Klemmung des Stützrings 113 auf dem Rohr 101 zu erreichen. Bei entsprechender Dimensionierung von O-Ring 112 und Kompressionsring 111 kann andererseits der Kompressionsring 111 ggf. „auf Block“ (d.h. bis zum Kontakt der Trennflächen der beiden Ringhälften) verschraubt werden, um eine Extrusion des O-Rings 112 in den Spalt zwischen den beiden Ringhälften des Kompressionsrings 111 zu vermeiden. Ggf. können vor der Montage des aufgeschnittenen O-Rings 112 die Oberflächen des Rohrs 101 und/oder des Rohrbogens 102 mit einer Dichtmasse bestrichen werden, um Oberflächenfehler auszugleichen und um damit Mikroporosität zu vermeiden. So kann die Dichtwirkung weiter verbessert werden.
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Durch das Aufschneiden und erneute Verkleben eines Dichtungsrings 112 kann bewirkt werden, dass der Dichtungsring 112 ohne Unterbrechung der Dichtlinie an beiden Bauteilen 101, 102, zwischen denen die Leckage abgedichtet werden soll, anliegt (z.B. zwischen dem ersten Rohr 101 und der aufgeschraubten Muffe des zweiten Rohrs 102). Durch den (ggf. anschließend montierten) Stützring 113 wird der Dichtungsring 112 axial fixiert und der Kompressionsring 111 verformt den Dichtungsring 112 derart, dass durch den Dichtungsring 112 eine Abdichtung in einer Rechteck-Nut entsteht.
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Bei glatten, bearbeiteten Kontaktflächen zum Dichtungsring 112 an den beiden Bauteilen 101, 102 kann der Dichtungsring 112 direkt aufgebracht werden. Bei einer rauen Oberfläche, beispielsweise bei der Gussoberfläche eines Fittings, kann ggf. der zusätzliche Auftrag einer Flüssigdichtung erfolgen, um die Mikroabdichtung zwischen der Gussoberfläche und dem Dichtungsring 112 zu gewährleisten. Ggf. kann auch eine spanende Bearbeitung der Oberfläche der beiden Bauteile 101, 102 erfolgen, um glatte Kontaktflächen herzustellen.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann in effizienter Weise eine zuverlässige Abdichtung einer Leckage einer Rohr-Anordnung 100 bewirkt werden (insbesondere an einer Verbindungsstelle 104 zwischen zwei Rohren 101, 102). Die Abdichtung kann dabei mittels einer nicht-unterbrochenen Dichtlinie erfolgen, die durch einen zusammengeklebten Dichtungsring 112 bereitgestellt wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
