DE19800512C2 - Muffensteckverbindung für Rohre, insbesondere Abgas- und Kaminrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Muffensteckverbindung für Rohre, insbesondere für solche, die zum Abführen von Ab- und Rauchgasen eingesetzt werden und kondensat- und druckdicht sein müs­ sen.

Muffensteckverbindungen sind in der Abgastechnik weit verbreitet. Sie werden als separate, über die Rohrenden geschobene Verbindungselemente und in Form von zu Muffen aufgeweiteten Rohrenden, in die die muffenlosen Rohrenden gesteckt werden, verwendet. Die klassische Aus­ führung der zweiten Muffenart bestand in einem zylindrisch aufgeweiteten und in einem unver­ änderten Rohrende. Neuere Ausführungen sehen vor, dass jedes Rohrsegment der Rohrleitung jeweils ein konisch erweitertes Ende und ein konisch verjüngtes Ende mit gleichen Neigungs­ winkeln, die in den Schriften als Konuswinkel bezeichnet sind, aufweist (DE 94 19 304 U1; DE 195 47 677 C1). Die konische Steckverbindung gemäß der DE 195 47 677 C1 ist zusätzlich da­ durch gekennzeichnet, dass auch das konisch verjüngte Ende durch Aufweitung entstanden ist und über seine Länge einen größeren Durchmesser als das übrige Rohrsegment besitzt.

Das Hauptproblem der Muffensteckverbindungen ist ihre Dichtigkeit. Zur Lösung dieses Problems werden vielfach Dichtungsringe verwendet. So werden beispielsweise bei der Anwen­ dung der Muffensteckverbindung nach DE 195 47 677 C1 in der Praxis Dichtungsmittel bzw. -pasten auf die Konen aufgetragen. Diese Dichtungsmittel sind in vielen Anwendungsfällen ho­ hen mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen ausgesetzt, so dass ihre Lebens­ dauer im Vergleich zu einer wirtschaftlichen Einsatzzeit der Abgasleitung zu gering ist. Bei Temperaturen über 200°C und Drücken über 1000 Pa sind Muffensteckverbindungen bekannter Art überhaupt unbrauchbar. Bei chemischer Belastung durch schweflige Bestandteile sind Dich­ tungsringe aus Fluorkautschuk nur bedingt, aus Silikonkautschuk nicht geeignet. Dieser Situati­ on wird durch andere, höher belastbare Verbindungsarten, wie z. B. Flanschverbindungen und Muffenschraub- oder -klemmverbindungen, begegnet. Im Ergebnis existiert aufgrund der unter­ schiedlichen Betriebsbedingungen der Abgasleitungen eine Vielzahl von ausgeführten Verbin­ dungsarten der Rohrenden. Dadurch entstehen nicht nur hohe Kosten in der Fertigung, sondern - bedingt durch die notwendige Systemvielfalt der Abgasanlagen - auch im Transport-, Um­ schlag- und Lagerprozess.

Die Gefahr von Beschädigungen mit Folge von Undichtheiten ist ebenfalls nicht unerheblich. So führen bei Muffensteckverbindungen nach DE 94 19 304 U1 und DE 195 47 677 C1 geringfügi­ ge Verkantungen bei der Montage der Rohre oder auch durch geringfügige Transportbeschädi­ gungen zu Deformationen an den Konen und damit zu ihrer Undichtheit. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn, wie angegeben, eine Konushöhe von mindestens 60 mm auf einen Rohrab­ schnittsdurchmesser von bis zu 1000 mm Verwendung findet.

Bekannt ist auch eine Muffensteckverbindung aus röhrenförmig geschweißten Elementen für eine Heißgasleitung aus der EP 0 713 044 A1. Das muffenartige Rohrende der Verbindung be­ steht aus einem inneren langen, zylindrisch aufgeweiteten und einem stirnseitig bzw. äußeren, sehr kurzen konischen Abschnitt mit mittig im zylindrischen Abschnitt angeordneter umlaufen­ der ringförmiger Rippe und einem in dieses muffenartige Rohrende einzuführenden Rohrende, welches eine ringförmige Rippe aufweist, die aus einem kegelstumpfförmigen Teil und einem zweiten kegelförmigen Teil gebildet wird. Das eine kegelstumpfförmige Teil mündet in Rich­ tung stirnseitigem Rohrende in einen langen zylindrischen Abschnitt, welcher wiederum stirnsei­ tig übergeht in ein weiteres verjüngtes kegelstumpfförmiges Teil. Die konische Aufweitung des muffenförmigen ersten Endes des muffenförmigen Rohrs weist eine um das Mehrfache kleinere Kegelstumpfhöhe auf, als sie bei dem kegelstumpfförmigen Teil des einzuführenden Rohrendes gegeben ist. Beide Rohre werden derart zusammengeführt, dass der kegelstumpfförmige Teil des einzuführenden Rohrendes als Stütze auf der konischen Aufweitung des muffenartigen Rohren­ des aufsitzt und zur Kalibrierung der Rohrenden dient. Die zusammengeführten röhrenförmigen Elemente besitzen je nach Materialstärke und Fertigungstoleranz der zu verbindenden Rohre gemäß der Fig. 3 der EP 0 713 044 A1 ein konstantes Spiel. Die Rohre werden durch eine Schelle zusammengehalten. Eine Abdichtung der beiden ineinandergeführten Rohrenden erfolgt mittels in die ringförmige Rippe eingelegter Dichtung.

Die Nachteile der Muffensteckverbindung nach der EP 0 713 044 A1 liegen auf der Hand. Die Fertigung der Rohrenden ist sehr aufwendig. Es sind für den Zusammenhalt von zwei Rohrenden Schellen erforderlich und zur Gewährleistung der Dichtheit Dichtungen, welche bekanntermaßen einem schnelleren Verschleiß unterliegen als die Rohre selbst und in Abständen auszuwechseln sind. Die miteinander zu verbindenden Rohrenden sind aufgrund der Schellenverbindung, des Spiels zwischen den zylindrischen Abschnitten und bestimmungsgemäß nach Anspruch 4 der EP 0 713 044 A1 in abnehmbarer Weise verbunden.

Ziel der Erfindung ist es, die Systemvielfalt an Abgas- und Kaminrohren und Verbindungsarten auf ein universell einsetzbares Ableitungssystem zu reduzieren, dessen Einsatzmöglichkeiten zu erweitern und außerdem Herstellungs-, Transport-, Umschlags- und Lagerkosten einzusparen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Muffensteckverbindung für Abgasrohre so weiter­ zuentwickeln, dass sie ohne separate Verbindungs- und Dichtungselemente anwendbar ist und eine wesentlich höhere Beständigkeit als bisher gegenüber sehr hohen mechanischen, thermi­ schen und chemischen Belastungen aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe fußt auf einer Muffensteckverbindung der gattungsgemäßen Art mit einem zu einer Muffe zylindrisch aufgeweiteten Rohrende und einem in dieses einsteckbaren, nicht oder wenig aufgeweiteten Rohrende. Erfindungsgemäß ist vorgesehen:
Das muffenartige Ende ist stirnseitig zusätzlich konisch aufgeweitet. Das nicht oder wenig auf­ geweitete stutzenartige Ende ist in einem Abstand von seiner Stirnseite zu der konischen Auf­ weitung des muffenartigen Endes passend konisch verjüngt ausgebildet. In zweckmäßigen Aus­ führungen ist der zylindrische Abschnitt mindestens ein Drittel so lang wie der konische Ab­ schnitt der Rohrenden, vorzugsweise aber länger.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung zweier verbundener Rohrenden, die eine Muf­ fensteckverbindung bilden.

Durch die Steckverbindung sind ein Rohr 1 und ein Rohr 2 miteinander verbunden. Beide Rohre 1; 2 besitzen den gleichen Innendurchmesser D_i und den gleichen Außendurchmesser D_a. Sie sind aus Edelstahlblechen gerundet und längsnahtgeschweißt. Das muffenartige Ende 3 des Roh­ res 1 ist auf einem Abschnitt 5 zylindrisch und stirnseitig auf einem Abschnitt 6 zusätzlich ko­ nisch aufgeweitet, wodurch es die Form einer Muffe mit einem inneren zylindrischen Abschnitt und einem äußeren konischen Abschnitt hat. Sein Innendurchmesser ist somit über beide Ab­ schnitte 5; 6 größer als der Innendurchmesser D_i. Der Innendurchmesser des zylindrischen Ab­ schnitts entspricht dem Außendurchmesser D_a; d. h. er ist um die doppelte Wandstärke des Roh­ res 1 und eine für die Montage notwendige, minimale Zugabe aufgeweitet. Die sich anschließen­ de konische Aufweitung entspricht einer Kegelneigung 1 : 60.

Das stutzenartige Ende 4 des Rohres 2 besitzt auf einem Abschnitt 7 unverändert die Durchmes­ ser D_i und D_a, es ist also stirnseitig zylindrisch ausgeführt. Auf einem sich zur Mitte des Rohres 2 hin anschließenden Abschnitt 8, der passend zum Abschnitt 6 ist, ist das stutzenartige Ende 4 ebenfalls konisch aufgeweitet, aber konisch verjüngt in bezug auf seine Stirnseite. Die konische Verjüngung entspricht ebenfalls einer Kegelneigung 1 : 60. Das Ende 4 erhält dadurch die Form eines Stutzens mit einer dünnen Kegelmantel-Wulst. Die Längen der zylindrischen Abschnitte 5; 7 betragen die Hälfte der Längen der konischen Abschnitte 6; 8 der Enden 3; 4, wobei der zy­ lindrische Abschnitt 7 wenig kürzer als der zylindrische Abschnitt 5 ist. Der zylindrische Ab­ schnitt 5 des muffenartigen Endes 3 ist mit einer nach außen gerichteten umlaufenden Sicke 9 versehen.

Im einsatzfähigen Zustand der beschriebenen Muffensteckverbindung und damit der Abgasrohr­ leitung ist das stutzenartige Ende 4 in das muffenartige Ende 3 eingeführt. Die Innenwandung des muffenartigen Endes 3 umschließt bis auf die Sicke 9 dicht die Außenwandung des stutzen­ artigen Endes 4. Die Sicke 9 dient als Kapillarsperre bzw. als Feuchtigkeitssammler und verhin­ dert, dass Kondensate nach außen gelangen.

Erprobungen von mit den erfindungsgemäßen Steckverbindungen ausgerüsteten Abgasleitungen unter hohen Beanspruchungen, wie Temperaturen bis 1000°C, Drücken bis 5000 Pa und hohem Schwefelgehalt haben die hohe Widerstandsfähigkeit bei Dauer- und Störfallbelastung erbracht. Diese Bilanz gestattet es, Abgasleitungen mit den erfindungsgemäßen Muffensteckverbindungen für alle Belastungs- und Anwendungsfälle einzusetzen, so dass ein umfangreiches anwendungs­ spezifisches Rohrsortiment einschließlich Verbindungszubehör mit all seinen Nachteilen entfällt. Die beschriebene Erfindung weist gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile auf. So ist durch die Anordnung von konischem und zylindrischem Abschnitt die erfindungsgemäße Muffensteckverbindung mit noch vielfach vorhandenen zylindrischen Stecksystemen kompati­ bel. Transportschäden an der Stirnseite des stutzenförmigen Endes 4 - das im DE 94 19 304 U1 als "weiches" Ende bezeichnet wird - können ohne großen Aufwand am zylindrischen Abschnitt 7 gerichtet werden, ohne dass die konische Dichtfläche des Abschnitts 8 einen Schaden nimmt, während die Stirnseite des muffenartigen Endes 3 in an sich bekannter Weise durch die Sicke 9 geschützt ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von konischem und zylindrischem Abschnitt bzw. zy­ lindrischen und konischen Abschnitt ist bei der Montage eine bessere Zentrierung der Rohrenden zueinander und somit die Gewähr eines besseren Dichtungsverhaltens gegeben.

Claims (5)

1. Muffensteckverbindung für Rohre, insbesondere Abgas- oder Kaminrohre, mit einem einen zylindrisch aufgeweiteten und einem zusätzlich konisch aufgeweiteten Abschnitt aufwei­ senden muffenartigen Rohrende und einem als Stutzen mit zylindrischem und konischem Abschnitt ausgebildeten Rohrende, mit bei beiden Rohrenden zueinander passenden selbst­ hemmenden Konen, dadurch gekennzeichnet, dass das stutzenartige Ende (4) aus zwei Abschnitten, nämlich einem aufgeweiteten konischen und sich stirnseitig verjüngenden Abschnitt (8) und einem sich an diesen stirnseitig anschließenden zylindrischen Abschnitt (7) besteht, der zylindrische Abschnitt (7) in seinem Innen- und Außendurchmesser gleich ist den Durchmessern D_i; D_a der Rohre (1; 2), während die Durchmesser der konisch auf­ geweiteten Abschnitte (6; 8) des muffenartigen Endes (3) und des stutzenartigen Endes (4) und des zylindrischen Abschnittes (5) des muffenartigen Endes (3) größer sind als die Durchmesser D_i; D_a der Rohre (1; 2), und dass die zylindrischen Abschnitte (5; 7) kürzer sind als die konischen Abschnitte (6; 8).

2. Muffensteckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (5) des muffenartigen Endes (3) des Rohres (1) länger ist als der zylindrische Abschnitt (7) des stutzenartigen Endes (4) des Rohres (2).

3. Muffensteckverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (5) des muffenartigen Endes (3) des Rohres (1) eine umlaufende Sicke (9) aufweist.

4. Muffensteckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwan­ dung des konischen Abschnittes (6) des muffenartigen Endes (3) des Rohres (1) nach Ver­ bindung mit dem Rohr (2) die Außenwandung des konischen Abschnittes (8) des stutzenar­ tigen Endes (4) des Rohres (2) ganzflächig abdichtend umschließt.

5. Muffensteckverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die konischen Abschnitte (6; 8) des muffenartigen Endes (3) und des stutzenartigen Endes (4) jeweils eine Kegelneigung von 1 : 60 aufweisen.