-
Schellenverbindung für Rohre Die Erfindung betrifft eine Schellenverbindung
für Rohre, die heiße, unter Druck stehende Strömungsmittel führen und an ihren Enden
nach außen vortretende ringförmige Sicken aufweisen, unter Verwendung einer aus
elastisch verformbarem Werkstoff bestehenden ringförmigenDichtungsmanschette, welche
mit einer aus Segmenten zusammengesetzten Schelle von U-förmigem Querschnitt und
einem die Schellensegmente umfassenden Spannband fest gegen die ringförmigen Sicken
beider Rohre angepreßt wird und den Hohlraum zwischen der Schelle und den Rohrenden
ausfüllt.
-
Den bisher bekannten Schellenverbindungen für Rohre haftet der Nachteil
an, daß sie bei entsprechend hohen Wärme- und Druckbeanspruchungen eine einwandfreie
Abdichtung nicht sicherstellen. Auch bei den bereits in Verbindung mit den vorerwähnten
Schellenverbindungen verwendeten mehrschichtig zusammengeklebten Dichtungsringen
ergab sich leicht der Nachteil, daß die Dichtungsringe verformt und ausgeblasen
wurden, da es an einer wirkungsvollen Vorkehrung fehlte, diese Dichtungsringe an
relativ unverformbaren Teilen verschiebungssicher zu halten.
-
Zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile und. zur Schaffung einer
verbesserten Schellenverbindung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Dichtungsmanschette
in an sich bekannter Weise aus Silikon-Elastomeren herzustellen, welcher innen und
außen mit Streifen aus Glastuch abgedeckt ist, wobei diese Streifen den aus Silikon-Elastomeren
bestehenden Körper beidseitig überragen und unmittelbar aufe-inanderliegend zwischen
den Rohrwänden und den abgerundeten Randteilen der Schellensegmente eingespannt
sind.
-
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme entsteht eine neuartige Schellenverbindung,
da. die aus Glastuch bestehende Umhüllung nicht nur in üblichem Sinne eine Verstärkung
der Silikon-Elastomeren darstellt, sondern noch einen zusätzlichen Spanneffekt ausübt,
durch den einerseits die gleichförmige Verteilung der Silikon-Elastomeren in der
Abdichtungszone sichergestellt und des weiteren auch der sonst stets offen bleibende
Schlitz zwischen der Rohrwandung und den Randteilen der U-förmigen Schellensegmente
in einwandfreier Weise geschlossen wird. Die Einspannung der Glastuchstreifen ist
auf Grund der Materialbeschaffenheit sehr dauerhaft und kann durch keine Alterungserscheinung
beeinträchtigt werden. Zum anderen kann aber auch in den Silikon-Elastomeren keine
Fließbewegung auftreten, da die Silikon-Elastomeren auf Grund der Einspannung der
Glastuchstreifen an den seitlichen Schlitzen und der engen Ummantelung durch die
Glastuchstreifen und durch die Schellensegmente die ihnen zugeordnete Abdichtungszone
nicht verlassen können. Eine mechanische Zerstörung der Randteile der Glastuchstreifen
wird weitgehend durch die: abgerundeten Schellenränder verhindert.
-
Verwebte Glasfasern sind ganz besonders geeignet, den elastischen
Teil des Manschettenkörpers zu umhüllen, da bekannterweise Glasfasern hohe Temperaturen
aushalten können, eine große Festigkeit aufweisen und geeignet sind, sich unregelmäßigem
Formen anzupassen. Die Silikon-Elastomere sind wegen ihrer großen Wärmebeständigkeit
und ihres gummiähnlichen Verhaltens ebenfalls für den beabsichtigten Anwendungszweck
besonders geeignet.
-
Es sei in diesem Zusammenhang noch erwähnt, daß eine Kombination von
Silikon-Elastomeren und Glastuch an sich bekannt ist, daß diese Kombination für
Schellenverbindungen in der vorstehend angegebenen Weise aber noch nicht ausgenutzt
worden ist, obwohl gerade hier große Vorteile und Erfolge zu Tage treten.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält die Manschette
mehrere aufeinander angeordnete Schichten, welche voneinander durch Streifen aus
Glastuch getrennt sind, wobei diese Streifen in gleicher Weise wie die Glastuch-Deckstreifen
den aus Silikon-Elastomeren bestehenden Körper beidseitig überragen und die Randstreifen
der Glastuchstreifen aufeimanderliegend gemeinsam zwischen der Schelle und den Rohrwänden
eingespannt sind.
Die Randteile der einzeln-en-Glastuthstreifen
k51itien miteinander verklebt werden.
-
Weitere Merkmale der Erfindung sind darauf .gerichtet, daß die Fasern
des Glastuches in an sich-bekannter Weise schräg zur Längsachse der Rohre verlaufen.
-
Besonders vorteilhaft ist es, bei der erfindungsgemäßen Schellenverbindung
die Schellensegmente in an sich bekannter Weise überlappend auszubilden und vorzugsweise
durch Punktschweißung am Spannband zu befestigen. Zum Spannen des Spannbandes läßt
sich ebenfalls in bekannter Weise eine Spannschraube verwenden, welche in einem
am einen Ende des Spannbandes befestigten Tragzapfen, an dein sich die Mutter abstützt,
geführt ist und in ebenfalls bekannter Weise mit einem T-förmig ausgebildeten Ende
leicht lösbar in einen am Bug in der Mitte geschlitzten, an einer Schlaufe des Spannbandes
angelenkten Schwenkbügel formschlüssig eingreift.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung beschrieben
werden. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der Schellenverbindung, welche um die
im Querschnitt gezeigten Rohre angebracht ist, Fig. 2 einen Querschnitt längs der
Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen
Schellenverbindung, welche auf einem Rohrpaar angebracht ist, wobei -ein Teil der
Schellenverbindung der Deutlichkeit halber weggelassen ist, Fig.4 eine perspektivische
Teilansicht der Dichtmanschette, teils im Schnitt, in vergrößertem Maßstab.
-
Die erfindungsgemäße Schellenverbindung besteht aus mehreren- metallischen
Schellensegmenten 10, welche um die Enden der zu verbindenden Rohre 11 gelegt werden
können. Die Randteile 12 der Schellensegmente 10 sind nach innen abgerundet gebogen
und weisen an ihren freien Rändern zur Verstärkung entgegengesetzt gebogene Randstreifen
13 auf. Von den Schellensegmenten 10 wird eine ringförmige Dichtungsmanschette 14
aufgenommen und umfallt, deren Randteile 27 zwischen den Rohrwänden 11 und den abgerundeten
Segment-Rändteilen 12 eingespannt werden.
-
Die Schellensegmente 10 werden um die Manschette 14 durch ein Spannband
15. aus verhältnismäßig biegsamem Material, beispielsweise rastfreiem Stahl, gehalten.
jedes Bandende ist umgebogen ttnd so verschweißt, daß eine Schlaufe 16 gebildet
wird. Die eine Schlaufe nimmt die sich gegenüberstehenden zylindrischen Ansätze
17 eines T-förmigen Tragzapfens 18 auf, an dem sich eine Mutter 23 abstützt. Die
an dem entgegengesetzten Bandende gebildete Schlaufe liegt um den Stützzylinder
eines Schwenkbügels 20. Der Bug des Schwenkbügels 20 ist in seiner Mitte 21 geschlitzt,
um das T-förntig ausgebildete Ende 19 einer Spannschraube 22 aufzunehmen. Das mit
einem Gewinde versehene Ende der Spannschraube 22 wird durch eine öffnung der Schlaufe,
in welcher der 'ragzapfen 18 angebracht ist, und durch die glatte und nicht mit
einem Gewinde versehene Bohrung des Tragzapfens 18 geführt.
-
Durch Verschraubung der Spannschraube 22 mit der Mutter 23 wird das
Spinnbands 15 zusammeizgezogen und die Schellensegmente 1Er um die Manschette 14
radial nach ünen gepreßt.
-
Der Bug des Schwenkbügels 20 hat vorzugsweise einen kleinen Ansatz
24,. um die Ablösebewegung des Schwenkbügels um seine drehbare Verbindung mit dem
T-förmig ausgebildeten Ende 19 der Spannschraube 22 zu erleichtern.
-
Die Schellensegmente 10 sind vorzugsweise fest, beispielsweise durch
Punktschweißung mit dem Spannhand verbunden. Dies erleichtert den Gebrauch der Vorrichtung
und erübrigt ein Festhalten der Segmente 10 beim Anlegen des Spannbandes 15 um die
Dichtungsmanschette 14.
-
Die Dichtungsmanschette 14 weist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, innere
und äußere Glastuchstreifen 26 auf. Die Streifen 26 sind schräg geschnitten, d.
h. die einzelnen Glasfasern verlaufen im Winkel zur Längsachse der Rohre. Hierdurch
wird eine Nachgiebigkeit oder Streckfähigkeit sowohl in Längsrichtung wie auch in
Querrichtung ermöglicht. Die Breite des äußeren Abdeckstreifens ist wesentlich größer
als die Breite des inneren Abdeckstreifens, so daß diese Streifen, wenn sie übereinandergelegt
und an den Randteilen 27 Fläche auf Fläche miteinander befestigt oder verklebt sind,
eine Umhüllung bilden, welche mit Silikon-Elastomeren gefüllt wird.
-
Silikon-Elastomere mit güinmiähnlichen nachgiebigen Eigenschaften
haben eine berherkensiverte Wärmebeständigkeit, da sie sich nicht bei Temperaturen
zersetzen oder bei Temperaturen zerstört werden, welche weit oberhalb der Zersetzungstemperaturen
des natürlichen Gummis liegen. Die Wärmebeständigkeit dieser Silikon-Elastomere
ist eine den polymeren Silikonen innewohnende Eigenschaft und nicht eine Eigenschaft,
die durch eine spezielle Zusammensetzung hervorgerufen wird. Diese synthetischen
Stoffe haben weiterhin eine verhältnismäßig große Widerstandsfähigkeit gegenüber
ständiger Belastung und sind schließlich überaus widerstandsfähig gegenüber Chemikalien,
01 und anderen Stoffen, welche sonst Gummi zerstören.
-
Obwohl Silikon-Elastomere bei verhältnismäßig hohen Temperaturen erweichen
oder plastisch werden, behalten diese Materialien immer hoch ihre elastischen Eigenschaften
bei Temperaturen über 260° C. Obwohl die Schellenverbindung während des Gebrauchs
Temperaturen ausgesetzt ist, welche weit über dieser angegebenen Temperatur liegen
und bei welcher die Elastomere das Bestreben haben, weich zu werden, so halten die
Abdeckstreifen 26, welche die Hülle der Dichtmanschette 14 bilden, doch das Material
zusammen und verhindern dessen Heraustreten sowohl nach innen zwischen die Rohre
wie auch nach außen zwischen den Segment-Randteilen 12 und den Rohrwänden 11.
-
Da die Dichtungsmanschette in ihrem Querschnitt im wesentlichen so
geformt ist, daß sie dem durch die Schellensegmente 10 gebildeten Kanal entspricht,
wird sie zusammengedrückt, wenn die Segmente durch Spannen des Bäurles 15 nach innen
gepreßt werden. Die an den Enden der zu verbindenden Rohre 11 angebrachten Sicken
29 werden in die Dichtmanschette gepreßt, und zwar in dem Maße, wie diese um das
Rohr gepreßt wird: Da die Abdeckstreifen 26 schräg geschnitten sind, geben sie so
weit nach oder dehnen sich so, daß sich die Erhebung der Sicken in die Manschette
eindrückt. Dä die Dichtungsmanschette 14 zwischen den Sicken 29 find den Segnieiit-Rändteilen
12 gepreßt und verkeilt ist, wird eine ä.Xiale Auseinanderbewegung der Rohre von
der durch die Schellensegmente 1-0 und ihre Randteile 12 begrenzten Dichtrnanscheitc
14 verhindert.
-
Selbstverständliclmuß riäch Anziehen des Spannbandes 15 der radiale
Abstand' zwischen der Innenfläche der abgerundeten Segment-Randteile 12 und
der
Oberfläche der Rohre 11 kleiner sein, als es der Höhe der Sicken 29 entspricht,
damit nicht nur eine Dichtung, sondern auch die gewünschte Kupplung hervorgerufen
wird. Die zusammengehefteten oder -geklebten Randteile 27 der Manschette 14 werden
nach der Erfindung zwischen den abgerundeten Segment-Randteilen 12 und den Rohrwänden
11 zusammengepreßt, so daß jede Gefahr einer axialen Trennung der Verbindung während
des Gebrauchs verhütet ist. Weiterhin besteht bei der Manschette keine Neigung,
unter der Wirkung des in der Leitung herrschenden Druckes auseinanderzuplatze-n,
da die Außenfläche der Manschette vollständig vom Metall der Schellensegmente umschlossen
wird. Die Randstreifen 13 der abgerundeten Segment-Randteile 12 sind glatt entgegengesetzt
gebogen, so daß die zusammengeklebten Randteile 27 der Manschette 14 nicht zerschnitten
oder sonstwie zerstört werden. Um die Dichtungsmanschette zu verstärken und um die
Silikon-Elastomer-Füllung wirksamer einzudämmen, können weitere zwischengelegte
Streifen 31 aus Glastuch verwendet werden (Fig. 4). Die sich gegenüberliegenden
Randteile der Zwischenstreifen 31 sind zwischen die Randteile 27 der Deckstreifen
26 geklebt.
-
Zur Herstellung der Dichtungsmanschette 14 werden Streifen aus Glastuch
schräg geschnitten, und die entsprechenden Breiten werden mit Silikon belegt und
dann übereinandergeschichtet, wonach die sich gegenüberliegenden Randteile in einer
zweckentsprechenden Form zusammengeklebt werden, um ein langes flaches zusammengesetztes
Band zu bilden, dessen Querschnittsform in Fig.4 gezeigt ist. Das Band wird dann
in einzelnen Längen abgeschnitten und die gegenüberliegenden Enden derselben werden
zu einer ringförmigen Manschette zusammengefaßt. Die S ilikon-Elastotneren werden
dann vorzugsweise präpariert, wenn die Randteile der Glastuchstreifen zusammengeklebt
werden, also zu der Zeit, wenn die Manschette in ihre gewünschte Querschnittsform
gepreßt wird.