DE19503301C1

DE19503301C1 - Verriegelungseinrichtung für eine schubgesicherte Steckverbindung von Rohren

Info

Publication number: DE19503301C1
Application number: DE19503301A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Rammelsberg; Markus Schuetz; Heinz Pawsowski
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2015-02-03

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für eine schubgesicherte Steckverbindung von Rohren, die ein Einsteckende aufweisen, das mit radia lem Spiel in das Muffenende eines benachbarten Rohres einschiebbar ist, wo bei das Muffenende eine ringförmige Muffenkammer mit einer Abstützfläche für in der Muffenkammer angeordnete Verriegelungselemente sowie wenigstens ein stirnseitiges, zur Muffenkammer offenes, durch einen mittigen Steg geteil tes Fenster zum Einführen der Verriegelungselemente in die Muffenkammer aufweist. - Es versteht sich, daß das Muffenende eine weitere Muffenkammer zur Aufnahme eines Dichtungsringes aufweist, der mit dem Einsteckende ab dichtet.

Bei einer bekannten Ausführung der eingangs beschriebenen Gattung (EP 0 141 276 A2) werden die Verriegelungselemente nach dem Zusammenfügen der Steckverbindung und nach Kontrolle sowie gegebenenfalls Korrektur des Sit zes der Dichtung einzeln durch ein oder mehrere Fenster zunächst axial in die Muffenkammer eingeschoben und dann innerhalb der Muffenkammer in Um fangsrichtung bewegt, bis alle Verriegelungselemente sich in der Muffenkam mer befinden und das letzte eingeschobene Verriegelungselement sich auch an der Abstützfläche hinter dem Steg abstützt. Die Abstützfläche der Muffen kammer ist eine Kegelfläche, an der sich die Verriegelungselemente mit einer Torusfläche abstützen, die so ausgebildet ist, daß die Normalen der Torusflä che stets die auf der Umfangsfläche des Einsteckendes anliegende zylinder mantelförmige Stützfläche der Verriegelungselemente schneiden. Damit ist si chergestellt, daß bei allen Toleranzpaarungen von Einsteckende und Muffen ende und auch bei üblichen Abwinkelungen der Rohre unzulässige Kraft- und Spannungsspitzen vermieden werden. Zur Fixierung der Verriegelungselemen te mit ihren Torusflächen an den Kegelflächen in der Muffenkammer sind dabei auf dem Einsteckende am äußeren Umfang Haltewulste vorgesehen. Derartige Haltewulste müssen, falls eine Anpassung der Rohrlänge vorgenommen wer den muß, häufig nachträglich durch Schweißen auf der Baustelle aufgebracht werden, was mit großem Aufwand verbunden ist. Im übrigen weisen die Verrie gelungselemente Zungen auf, die sich über das Muffenende hinaus erstrecken und auf der Umfangsfläche des Einsteckendes aufliegen und die nach der Montage mit einer Bandage am Einsteckende festgelegt werden.

Bekannt ist auch eine Ausführung (DE 41 34 089 A1), bei der mit Zähnen verse hene Verriegelungselemente miteinander zu einem flexiblen Band verbunden sind, an das ein ringförmiges Halteteil angeformt ist, welches an oder über der Stirnseite des Muffenendes festgelegt wird. Damit werden die Verriegelungs elemente am Muffenende fixiert, aber nur vor dem Einführen des Einstecken des in das Muffenende. Eine Kontrolle und gegebenenfalls Korrektur des Sit zes der Dichtung ist nicht möglich.

Aus der US 4,685,708 A ist weiterhin eine schubgesicherte Steckverbindung für Rohre ersichtlich, bei der die Verriegelungselemente zur Fixierung auf dem Einsteckende mit einer Rohrschelle verbunden sind. Da hierbei im stirnseitigen Ende der Muffenkammer keine Fenster angeordnet sind, müssen hierbei Verriegelungselemente und Rohrschelle bereits vor dem Zusammenfügen der Rohrenden auf dem Einsteckende positioniert werden.

Aus der US 4,293,148 A ist schließlich eine Rohrverbindung bekannt, bei der nach dem Zusammenfügen von Muffenende und Einsteckende in einen ringförmigen Kanal ein flexibles Band mit Verriegelungselementen eingebracht wird. Dieser ringförmige Kanal ist über in den Muffenenden angeordnete Öffnungen radial von außen zugänglich, so daß das flexible Band eingeschoben werden kann. Nach dem Einschieben wird dieses Band durch eine Schraubverbindung in dem ringförmigen Raum gehalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verriegelungseinrichtung der eingangs be schriebenen Gattung anzugeben, bei der keine Schweißraupe benötigt und erst nach dem Zusammenfügen der Steckverbindung verriegelt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mit Zähnen versehenen Verriege lungselemente miteinander zu einem flexiblen Band verbunden sind und daß an den Enden des Bandes über den Steg spannbare Verschlußelemente an geordnet sind. Dann kann bei der Montage der Steckverbindung wie auch bei der gattungsgemäßen Ausführung zunächst das Einsteckende in das Muffen ende und damit in den Dichtungsring eingeführt werden, kann der Sitz der Dichtung kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden und können an schließend die Verriegelungselemente in die Muffenkammer eingebracht wer den. Abschließend werden dann die Verschlußelemente über den Steg des Fensters gelegt und miteinander unter Spannung verbunden, so daß die Ver riegelungselemente gegen die Umfangsfläche des Einsteckendes verspannt sind und bei Wirksamwerden der Längskräfte durch Eingaben der Zähne in die Oberfläche des Einsteckendes die Formschlüssigkeit erzeugen.

Insbesondere können die Verschlußelemente aus flexiblem Material, zum Bei spiel Kunststoff oder Gummi, bestehen und an ihren Enden formschlüssig mit einander verbindbare Rastelemente aufweisen. Die Rastelemente können einerseits aus zumindest einem Rastvorsprung und andererseits aus zumindest einer Rastausnehmung bestehen. Bei einer anderen Ausführung können die Rastelemente aus einerseits zumindest einer Gabel und andererseits aus zu mindest einem die Gabel hinterfassenden Rastvorsprung bestehen. Vorteilhaft ist es, wenn das Ende eines Verschlußelementes so ausgebildet ist, daß es formschlüssig in eine zwischen dem Steg und der benachbarten Fensterbe grenzung gebildete Ausnehmung einsetzbar ist, weil dann entsprechende Spannkräfte lediglich an einem Verschlußelement aufgebracht werden müssen.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente sich mit einer Verzahnung auf der Umfangsfläche des Einsteckendes abstützen. Dann brauchen nämlich auf der Umfangsfläche des Einsteckendes keine besonderen Halteteile, wie zum Beispiel Haltewülste bei der gattungsgemäßen Ausführung, vorhanden sein. Die Umfangsfläche des Ein steckendes kann glatt ausgebildet sein.

Die Verbindung benachbarter Verriegelungselemente zu einem flexiblen Band kann auf verschiedene Weise erfolgen. So können zwischen benachbarten Verriegelungselementen Verbindungselemente aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen angeordnet sein. Benachbarte Verriegelungselemente können auch an einem durchgehenden metallischen Strang gehalten sein. Insbesonde re können die Verriegelungselemente auf den Strang aufgeschoben und daran befestigt sein. Die Befestigung kann durch Verschweißen, Verlöten oder Ver kleben oder auch durch Verquetschen des Stranges erfolgen. Man kann aber auch auf besondere Befestigungselemente verzichten, wenn die auf den Strang aufgeschobenen Verriegelungselemente mit auf den Strang aufgescho benen Distanzhülsen im gegenseitigen Abstand fixiert sind.

Um die Montage, insbesondere das Einführen und Bewegen der Verriege lungselemente in der Muffenkammer zu erleichtern, können die Verriegelungse lemente mit einer lösbaren, reibungsarmen Hülle versehen sein.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 teilweise einen Axialschnitt durch eine schubgesicherte Steck verbindung für Rohre,

Fig. 2 teilweise und in gestrecktem Zustand einen Radialschnitt durch die Muffenkammer eines Muffenendes mit eingeführter Verriege lungseinrichtung,

Fig. 3 eine andere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Verriegelungselement,

Fig. 5 teilweise die Ansicht eines Bandes aus miteinander verbundenen Verriegelungseinrichtungen,

Fig. 6 eine andere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 5,

Fig. 7 eine weitere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 5,

Fig. 8 einen Schnitt durch ein Verriegelungselement mit reibungsmin dernder Hülle.

Zu der in der Zeichnung dargestellten Steckverbindung von Rohren gehören ein Einsteckende 1 und ein Muffenende 2. Das Einsteckende 1 weist eine glatte Umfangsfläche 3 auf. Das Muffenende 2 weist im hinteren Bereich eine Muffenkammer 4 zur Aufnahme eines Dichtungsringes 5 auf, der bei eingeführtem Einsteckende 1 mit der Umfangsfläche 3 dichtet. Das Muffen ende 2 weist außerdem im vorderen Bereich eine größere Muffenkammer 6 auf, die zur Aufnahme von mehreren, über den Umfang des Einsteckendes 1 angeordneten Verriegelungselementen 7 bestimmt ist. Die Verriegelungsele mente 7 stützen sich mit einer Torusfläche 8 an einer Konusfläche 9 der Muffenkammer 6 ab, wobei die Torusfläche 8 so ausgebildet ist, daß die Normalen der Torusfläche 8 stets den auf der Umfangsfläche 3 des Ein steckendes 1 aufliegenden Abschnitt der Verriegelungselemente 7 schnei den. Damit ist sichergestellt, daß bei allen Toleranzpaarungen von Einstecken de 1 und Muffenende 2 und auch üblichen Abwinklungen der zugehörigen Rohre unzulässige Kraft- und Spannungsspitzen vermieden werden.

Aus einem Vergleich der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß das Muffenende 2 zumindest ein stirnseitiges, zur Muffenkammer 6 hin offenes Fenster 10 aufweist, das durch einen mittigen Steg 11 geteilt ist.

Die Verriegelungselemente 7 sind miteinander zu einem flexiblen Band ver einigt. Dazu sind bei den Ausführungen der Fig. 1, 2 und 8 die Verriege lungselemente 7 mit Streifen 12 aus Gummi oder Kunststoff verbunden. Die freien Ende der Streifen 12 sind als Verschlußelemente 13 ausgebildet, die formschlüssig miteinander verbindbare Rastelemente 14, 15 aufweisen. Bei der Ausführung nach Fig. 2 bestehen die Rastelemente einerseits aus zumin dest einem Rastvorsprung 14 am Ende des einen Verschlußelementes sowie aus zumindest einer Rastausnehmung 15 am Ende des anderen Verschluß elementes 13. Bei der Ausführung nach Fig. 3 bestehen die Rastelemente aus einer an das eine Verschlußelement 13 angeformten Gabel 16 und aus an das andere Verschlußelement 13 angeformten Rastvorsprüngen 17.

In Fig. 3 erkennt man, daß das eine Verschlußelement 13 so ausgebildet ist, daß es formschlüssig in eine zwischen den Steg 11 und die benachbarte Fensterbegrenzung 18 gebildete Ausnehmung einsetzbar ist.

Zur flexiblen Verbindung können die Verriegelungselemente 7 auch auf einen durchgehenden metallischen Strang 19, zum Beispiel ein Stahlseil, aufge schoben sein Fig. 4 und daran durch Verlöten oder Verschweißen Fig. 5 oder durch Verquetschen des Stranges Fig. 6 befestigt sein. Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 7 dargestellt, bei der zwischen den auf den Strang 19 aufgeschobenen Verriegelungselementen 7 ebenfalls auf den Strang 19 aufgeschobene Distanzhülsen 20 angeordnet sind.

Bei der Montage der Steckverbindung wird zunächst das Einsteckende 1 in das mit der Dichtung 5 versehene Muffenende eingeschoben, bis das Ein steckende 1 mit der Dichtung 5 dichtet. In diesem Zustand kann der Sitz der Dichtung 5 noch kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Dann wer den von der Stirnseite des Muffenendes her die Verriegelungselemente 7 durch das Fenster 10 in die Muffenkammer 6 eingeführt, wobei der gegen seitige Abstand benachbarter Verriegelungselemente 7 so groß ist, daß zwei benachbarte Verriegelungselemente 7 beidseits des Steges 11 in das Fen ster 10 eingeführt werden können. Die Verriegelungselemente 7 werden dann mit ihren verbindenden Streifen 12 in Umfangsrichtung in der Muffen kammer 6 bewegt. Zur Erleichterung dieser Montagearbeiten können die Ver riegelungselemente 7 mit einer lösbaren, reibungsmindernden Hülle 21 ver sehen sein Fig. 8, die später entfernt wird.

Wenn alle Verriegelungselemente 7 in die Muffenkammer 6 eingeführt sind, befinden sich lediglich die Verschlußelemente 13 im Bereich des Fensters 10. Die mit den Rastelementen 13, 14 bzw. 14, 15 versehenen Enden der Verschlußelemente 13 werden dann über den Steg 11 gelegt und können dort miteinander verspannt werden. Durch Aufbringen einer entsprechenden Zugspannung werden die Verriegelungselemente 7 gegen das Einsteckende 1 verspannt, so daß eine an der Unterseite der Verriegelungselemente 7 vorgesehene Verzahnung 22 sich in die Umfangsfläche 3 des Einstecken des 1 eingraben kann Fig. 1.

Bezugszeichenliste

1 Einsteckende
2 Muffenende
3 Umfangsfläche
4 Muffenkammer
5 Dichtungsring
6 Muffenkammer
7 Verriegelungselemente
8 Torusfläche
9 Konusfläche
10 Fenster
11 Steg
12 Streifen
13 Verschlußelemente
14 Rastvorsprung
15 Rastausnehmung
16 Gabel
17 Rastvorsprünge
18 Fensterbegrenzung
19 Strang
20 Distanzhülsen
21 Hülle
22 Verzahnung

Claims

1. Verriegelungseinrichtung für eine schubgesicherte Steckverbindung von Rohren, die ein Einsteckende aufweisen, das mit radialem Spiel in das Muffenende eines benachbarten Rohres einschiebbar ist, wobei das Muffenende eine ringförmige Muffenkammer mit einer Abstützfläche für in der Muffenkammer angeordnete Verriegelungselemente sowie wenigstens ein stirnseitiges, zur Muffenkammer offenes, durch einen mittigen Steg geteiltes Fenster zum Einführen der Verriegelungselemente in die Muf fenkammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Zähnen versehenen Verriegelungselemente (7) miteinander zu einem flexiblen Band verbunden sind und daß an den Enden des Bandes über den Steg (11) spannbare Verschlußelemente (13) angeordnet sind.

2. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verschlußelemente (13) aus flexiblem Material bestehen und an ihren Enden formschlüssig miteinander verbindbare Rastelemente (14, 15; 16, 17) aufweisen.

3. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rastelemente einerseits aus zumindest einem Rastvorsprung (14) und andererseits aus zumindest einer Rastausnehmung (15) bestehen.

4. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rastelemente aus einerseits zumindest einer Gabel (16) und anderseits aus zumindest einem die Gabel hinter fassenden Rastvorsprung (17) bestehen.

5. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende eines Verschlußelementes (13) so ausgebildet ist, daß es formschlüssig in eine zwischen den Steg (11) und der benachbarten Fensterbegrenzung (18) gebildete Ausnehmung einsetzbar ist.

6. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente (7) sich mit einer Verzahnung (22) auf der Umfangsfläche (3) des Einsteckendes (1) abstützen.

7. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Verriegelungs elementen (7) Verbindungselemente (12) aus Gummi oder Kunststoff an geordnet sind.

8. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Verriegelungselemente (7) an einem durchgehenden metallischen Strang (19) gehalten sind.

9. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verriegelungselemente (7) auf den Strang (19) aufgeschoben und daran befestigt sind.

10. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die auf den Strang (19) aufgeschobenen Ver riegelungselemente (7) mit auf den Strang (19) aufgeschobenen Distanz hülsen (20) im gegenseitigen Abstand fixiert sind.

11. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente (7) mit einer lösbaren, reibungsarmen Hülle (21) versehen sind.