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Verbindung zweier Rohre einer aus solchen bestehenden Leitung Die
Erfindung betrifft eine Verbindung zweier Rohre einer aus solchen bestehenden Leitung
mit konischen Einsteck- und Muffenenden und an diesen Enden gebildeten zylindrischen,
mit Außengewinde versehenen Teilen für eine Außenhülse und eine Zwischenmanschette,
die miteinander verschraubt sind, wobei die Hülse zwei aufeinanderfolgende Innengewinde
von unterschiedlichem Durchmesser und Ganghöhe und die Manschette ein Innen- und
ein Außengewinde aufweisen, die dem Außengewinde eines Rohrendes und dem Innengewinde
der Hülse entsprechen und der Einsteckkonus eine Verlängerung des Gewindeteiles
des einen Rohres ist, während im Anschluß an dessen äußeres Ende der Muffenkonus
des anderen Rohres vom Außengewinde umgeben ist.
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Bei einer bekannten Verbindung dieser Art ist der Einsteck- und der
Muffenkonus an ,den Rohrenden kurz und wird bei der Montage so vorgegangen, daß
zunächst eines der Rohrenden .in -die Zwischenmanschette eingeschraubt und dann
oder gleichzeitig ,die Verschraubung mit der Außenhülse vorgenommen wird. Erst hiernach
kann das andere Rohr an dieses Rohr angenähert werden. Dabei ergibt sich hie Schwierigkeit,
daß eine axiale Ausfluchtung oder Zentrierung des Rohres nicht möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verschrauben durch eine
zentrierende Führung der beiden miteinander zu verbindenden Rohre während des Verschraubungsvorganges
zu erleichtern.
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Dies geschient ,gemäß dem Grundgedanken der Erfindung dadurch, daß
eine zylindrische Hilfsvorrichtung zur axialen Abstützung und Zentrierung der beiden
Rohre die Einsteck- und Muffenkonen unterbricht und die zwei Innengewinde der Außenhülse
unterschiedliche Ganghöhen aufweisen, während .die Zwischenmanschette zwei Gewinde
von ,der gleichep Ganghöhe besitzt. Dadurch ist es möglich, daß bei der erfindungsgemäßen
Verbindung zunächst die beiden Rohre so lange einander :genähert werden, bis ihre
beiden einander zugekehrten Enden sich berühren und vollkommen gegeneinander zentriert
sind, worauf dann die Manschette in das Innere der Hülse eingeschraubt wird, um
diese Anordnung der Rohre einzuhalten. Erst hierauf wird in an sich bekannter Weise
die Verschraubung der Hülse um einen Teil ihres Verschraubweges vorgenommen, damit
eine ge ringfügige Verschiebung der beiden Rohre gegeneinander möglich ist, welche
die endgültige Aufeinanderpressung ermöglicht.
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Zweckmäßig und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht
die Hilfsvorrichtung aus einem starren Ring aus Stahl oder ähnlichem Material, welcher
in zwei komplementären Lagerungen mit halbrechteckigem Profil vorgesehen ist, :die
in Form einer ringförmigen Rille mit achsparallelen Umfangswänden im Zuge der Einsteck-
und Muffenkonen vorgesehen sind.
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Die Hilfsvorrichtung :kann aber auch aus einer ringförmigen Rippe
.mit achsparalleler Oberfläche im Konus des Einsteckendes bestehen, die aus dem
Werkstoff des Rohres gebildet ist und mit einer ringförmigen Rille zusammenarbeitet,
die in ,dem Muffenkonus des äußeren Rohres vorgesehen ist.
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Schließlich .ist es zweckmäßig, die :beiden Teile der auf jedem Rohr
auf der einen oderanderen Seite der Ringe vorgesehenen Konen mit Erzeugenden zu
versehen, die in der Verlängerung des einen zum anderen liegen.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend näher
erläutert; es zeigt F ig. 1 halb im Schnitt und halb in Seitenansicht eine erfindungsgemäße
Verbindung zweier Rohre, F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 wesentlich vergrößertem
Maßstab einen Längsschnitt eines zentralen Teiles der Verbindung, F i g. 3 einen
Teilschnitt der beiden hinsichtlich ihrer Verbindung einander genäherten Rohre,
F i g. 4 in einem der F i g. 2 entsprechenden Längsschnitt eine abgeänderte Ausführungsform
der Erfindung und F i g. 5 eine weiter abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.
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Gemäß dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um die Verbindung zweier Rohre T1 und T2. Die Enden 1 :und 2 haben
z. B. durch Stauchen eine Wandstärke, die größer ist als die im normalen Teil der
Rohre 3 bzw. 3 a.
Das Ende 1 des Rohres T1 weist einen Einsteckkonus
4 auf, in welchem eine ringförmige Lagerung 5 und im wesentlichenhalbrechteckigem
Profil vorgesehen ist, die einen starren Ring 6 von rechteckigem Profil aufnehmen
kann. Das Ende 2 des Rohres T2 weist ein konisches Müffenende 7 auf, in welchem
ebenfalls eine zu der Lagerung 5 komplementäre. Lagerung 8 von halbrechtwinkligen
Profil vorgesehen ist, um das gegenüber dem Könus 4 vorstehende Teil des Ringes
6 aufzunehmen.
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Das Ende 1 des Rohres T1 ist außen mit einem Trapezgewinde 9 von der
Ganghöhe p1 versehen, beispielsweise in Form eines rechtwinkligen Trapezes (F i.
g. 2) bekannter Art mit auf der Seite des Einsteckkonus 4 geneigten Flanken.
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Das Ende 2 des Rohres T2 ist ebenfalls außen mit einem Gewinde 10
versehen, das ein ähnliches Profil besitzt und mit geneigten Flanken zur Seite .des
Muffenkonusses 7 versehen ist, das aber eine Ganghöhe p2 aufweist, die von p1 verschieden
ist und beispielsweise größer sein kann.
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Auf dem Ende 2 des Rohres T2 ist eine Zwischenmanschette 11 aufgeschraubt,
die innen und außen mit Gewinde 11 a und 11 b von der Ganghöhe P2
versehen ist. Diese Manschette kann an einem ihrer Enden mit einer gewissen Zahl
von Betätigungskerben 12 zu ihrem Aufschrauben versehen sein.
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Auf :dem Ende 1 des Rohres Ti ist eine Außenhülse 13 mit zwei Innengewinden
14 und 15 von der Ganghöhe p1 und p2 vorgesehen, wobei diese Gewinde dem äußeren
Gewinde 9 des Rohres T1 und dem äußeren Gewinde 11 b der Manschette 11 entsprechen.
Die beiden Gewinde 14 und 15 sind durch eine Ausnehmung 16 .getrennt..
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Die Außenhülse 13 kann an einem ihrer Enden mit einer gewissen Anzahl
von Betätigungsausnehmungen 17 zu ihrem Aufschrauben versehen sein. Sie kann außerdem
an einem ihrer Enden einen Vorsprung 18 und an ihrem anderen Ende eine Ausnehmung
19 zur Zentrierung der beiden zur Festlegung dienenden Muttern 20 und 21 aufweisen.
Zwischen der Hülse und :diesen Gegenmuttern 20, 21 können Dichtringe 22 und
23 .aus nachgiebigem und chemisch inertenm Material, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen,
vorgesehen sein.
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Schließlich kann zwischen der Manschette 11 und der Gegenmutter 21
ein weiterer Dichtring 24 komprimiert sein. Die Dichtringe 22 und 24 werden außerdem
zwischen den Gewinden der Rohre T1 und T2 zusammengedrückt.
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Der Zusammenbau der beiden Rohre sei an Hand der F i g. 3 beschrieben:
Die Gegenmuttern 20 und 21 werden mit den Dichtringen 22 und 24 vorläufig
auf die Rohre -aufgeschoben, worauf dann die Außenhülse 13, die mit dem Dichtring
23 in der Ausnehmung 19 versehen ist, auf das Ende 1 des Rohres T1 aufgeschraubt
wird, während die Zwischenmanschette 11 teilweise auf das Ende 2 .des Rohres T2
aufgeschraubt wird.
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Die beiden Rohre werden .dann in ein Führungsgehäuse B und auf Tragrollen
R eingesetzt. Dann werden die von den Rollengetragenen Rohre einander .genähert
und das eine in das andere derart eingeführt, daß ein Einschieben des Einsteckkonus
4 in den Muffenkonus 7 erfolgt. Während dieses Einschiebens dient der Ring 6, welcher
vorläufig auf den Einsteckkonus 4 aufgesetzt wurde, als Zentrierungsorgan. Sind
.die beiden Konusse in vollkommenem Koritakt, werden die Rohre mittels eines Paares
von Ringen 25 in dieser Stellung gehalten, welche .auf die eigentlichen Rohre T1
und T2 aufgesetzt sind und über mit Gewinde versehene Zugstangen 26 und Muttern
27 einander genähert werden. In dieser Stellung verbleibt ein sehr geringes axiales
Spiel il und j2 in der Größenordnung von einigen zehntel Millimetern zwischen
dem Ring 6 und den Querwänden der Lagerung 5 und 8 in den Rohren.
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Anschließend wird die Manschette 11 -derart, daß diese in die Hülse
13 eindringt, eingeschraubt. Wenn, wie dies häufig der Fall ist, der Beginn des
Innengewindes 15 von der Ganghöhe p2 der Hülse 13 nicht mit dem Beginn des äußeren
Gewindes 11 b der Manschette 11 von der Ganghöhe p2 übereinstimmt, muß die Hülse
13 auf dem Rohr T1, welches mit einem Gewinde 9 von der Ganghöhe p1 versehen ist,
gedreht werden, bis der Beginn des Gewindes 15 auf eine Entfernung vom Beginn
des äußeren Gewindes 11 b der Manschette 11 steht, die der Ganghöhe p, oder einem
Vielfachen dieser Ganghöhe entspricht. Das gleichzeitige Schrauben der Manschette
11 in die Hülse 13 und auf das Rohr T2 ist dann möglich. Im Verlauf :dieses Sohraubens
verbleiben das Rohr T2 und die Hülse 13 hinsichtlich einer axialen Verschiebung
und einer Drehung unbeweglich, da die Manschette innen und außen auf Gewinde mit
gleicher Ganghöhe p2 geschraubt wird. Diese Manschette nimmt daher lediglich eine
andere ,axiale Stellung zwischen den Rohren T2 und der Hülse 13 ein.
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Die Endphase der Verbindung besteht darin, daß nunmehr die Hülse 13
und gleichzeitig das Ende 1 des Rohres T1 auf die Manschette 11 aufgeschraubt werden.
Einer Umdrehung entspricht ein Vorschub der Hülse 13 um das Maß der Ganghöhe p1
gegenüber dem Rohr T1 und der Ganghöhe p2 gegenüber der unbeweglichen Manschette
und somit auch gegenüber dem Rohr T2. Die Rohre T1 und T2 drehen sich nicht, und
da die Ganghöhe p2 pro Umdrehung größer .als die Ganghöhe p, ist, bewirkt die Hülse
einen Zug des Rohres 1 auf Vorschub um die Differenz p2 minus p1, um derart mehr
in den Einsteckkonus 7 des Rohres 2 einzudringen. Praktisch wird die Hülse 13 nur
um eine Teilumdrehung gedreht, bis das axiale Spiel j1 und j2 von einigen zehntel
Millimetern zwischen dem Ring 6 und den Querwänden seiner Lagerungen 5 und 8 aufgehoben
ist. Während dieser axialen Näherung verformen sich die Endlippen der Konusse 4
,und 7 elastisch, und zwar die des Konus 4, indem sie sich leicht nach innen .abbiegt
und die des Konus 7 indem sie sich leicht ausweitet. Hierdurch wird ein enger Kontakt
der Konusse 4 und 7, die keilartig ineinander eingeführt sind, gewährleistet und
dadurch eine feste Verspannung der hergestellten Kupplung.
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Zum Schluß werden .die Gegenmuttern 20 und 21 auf die Rohre T1 und
T2 laufgeschraubt, bis sie gegen die Hülse 13 blockiert sind. Die Verbindung der
Rohre ist dann ;derart verriegelt, daß die Zugstangen 26 und die Ringe 25 entfernt
werden können.
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Auf Grund der Kombination der Konusse 4 und 7 und des Ringes 6, der
zunächst mit einem kleinen axialen Spiel il und j2 in seinen Lagerungen 5 und 8
eingebaut ist, ist es möglich, die Konusse 4 und 7 ;gegeneinander zu verspannen,
wobei dieses axiale Spiel aufgehoben wird, so daß ein enger und vollkommen dichter
Kontakt gewährleistet ist. Auf
Grund dieser Kombination ist die
Verformung der Endlippen der Konusse 4 und 7 so begrenzt, daß eine Verformung
des gesamten Muffenendes nach außen und des gesamten Einsteckendes nach innen sicher
vermieden wird. Hieraus geht hervor, daß der innere Druck versucht, das Einsteckende
gegen den Konus 7 zu legen, und daß der äußere Druck versucht, das Muffen-ende gegen
den Konus 4 aufzudrücken. Infolgedessen kann die Verbindung, beispielsweise bei
einer in Idas Meer versenkten Gasleitung, sowohl hohen inneren als auch äußeren
Drücken widerstehen.
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Auf Grund der nicht wesentlichen axialen Verschiebung und ,der Drehung
des Rohres T, gegenüber dem Rohr T2 während der Verschraubung der Verbindung sind
die Konusse 4 und 7 in Kontakt und auf Grund der Anwendung der Zwischenmanschette
11 zwischen dem Rohr T2 und der Hülse 13 sind die Mittel zur Montage dieser Verbindung
auf die Führungsvorrichtung B, R von außerordentlicher Einfachheit auf die Flansche
25 und die Zugstangen 26 sowie die eigentlichen Schraubenschlüssel begrenzt. Aus
diesem Grunde ist die erfindungsgemäße Verbindung mit Vorteil auf solche Kanalisationsverbindungen
anwendbar, die nicht gedreht werden können und bei denen es schwierig ist das axiale
Verschieben .mit Genauigkeit zu kontrollieren.
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Außerdem ist das Drehmoment der Hülse 13 auf dem Rohr T2 und auf der
Manschette 11 hinsichtlich der Verspannung der Verbindung relativ gering, @da es
proportional dem Unterschied der Ganghöhe p2 minus p1 awischen dem äußeren Gewinde
11 b der Manschette 11 und dein Innengewinde 15 der Hülse 13 ist.
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Gemäß einer abgeänderten, in F i g. 4 ,dargestellten Ausführungsform
ist die Ganghöhe p2 des Gewindes 9 kleiner als die Ganghöhe p, der Gewinde 10 und
15. Hieraus resultiert, daß, während die Manschette 11 mit einem Gewinde von der
Ganghöhe p2 vor dem Beginn der Hülse 13 steht und der Beginn der Gewinde nicht miteinander
übereinstimmt, es ausreicht, die Manschette 11 weiter auf dem Rohr T2 Du drehen,
damit nach einer Teilumdrehung das äußere Gewinde 11 b sich in das innere Gewinde
15 der Hülse 13 von der gleichen Ganghöhe p2 einschraubt. Wenn, wie dies z. B. häufig
vorkommt, der Abstand zwischen dem Beginn des Gewindes der Manschette 11 und der
Hülse 13 nicht ein Vielfaches der Ganghöhe p2 ist, kann sich die mit der Hülse 13
in Kontakt gelangende Manschette 11 nicht in das Gewinde 15 einschrauben, sondern
kann die Hülse 13 lauf Drehung mitnehmen. Diese schraubt sich nun-,mehr auf das
Rohrende 1, welches mit dem Gewinde 9 von der Ganghöhe p1 versehen ist, indem sie
sich mehr verschiebt als die Manschette 11, da die Ganghöhe p, größer als p2 ist.
Die schraubenförmige Verschiebung des Beginnes der Gewinde der Manschette 11 und
der Hülse 13 wird aufgehoben, sobald es möglich ist, die Manschette 11 in die Hülse
einzuschrauben, die aufhört sich Du drehen.
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Bei einer anderen in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform wird der
abnehmbare Ring 6 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vermieden und durch eine
ringförmige Rippe 6 a mit achsparalleler Oberfläche in dem konischen Teil 4 des
Endes 1 a des Rohres T,' ersetzt. Das Ende 2,des Rohres T2 ist unverändert.
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Einzelheiten der Zeichnungsbeschreibung, die nicht im Sinne der Merkmale
des Patentbegehrens zur Aufgabenlösung beitragen, gehören nicht zur Erfindung, sondern
sind lediglich zum besseren Verständnis der dargestellten Gesamtanordnung näher
erläutert.