DE19911341A1 - Abdichtende Kupplung zur Verbindung zweier Rohrenden - Google Patents

Abstract

Abdichtende Kupplung (10) zur Verbindung zweier Rohrenden (12) mit kreisförmigem Querschnitt, insbesondere bei Erdrohrleitungen. Die Kupplung umfaßt einen muffenartigen Kupplungskörper (11) mit wenigstens zwei Kupplungsenden (11a, 11b), von denen mindestens ein Kupplungsende einen Dichtungsring (20) an seiner Innenseite trägt. Der Innenumfang des Dichtungsrings (20) ist zum Außenumfang des zugeordneten Rohrendes (1, 2) so bemessen, daß der Dichtungsring (20) bei Montage auf dem zugeordneten Rohrnde (1, 2) in einen abdichtenden Kompressionszustand versetzt wird. DOLLAR A Der Kupplungskörper (11) weist wenigstens einen Wandbereich (11c; 11d; 51) auf, der bei verlegter Leitung einen bemessungsspalt (9) zur Oberfläche (3) des zugehörigen Rohrendes (1, 2) bildet, um bei Abwinkelung der Rohrenden (1, 2) zueinander und bei Scherblastung über ein vorbestimmtes Maß hinaus das Ausmaß der Zsammendrückung und der Entlastung des Dichtungsringes (20) zu begrenzen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine abdichtende Kupplung zur Verbindung zweier Rohrenden mit kreisförmigem Querschnitt, insbesondere bei Erdrohrleitungen.

Auf dem Tiefbausektor verwendete Rohre weisen gewöhnlich ein Kupplungsende und ein Spitzende auf. Das Spitzende eines Rohres wird unter Zwischenfügung einer Dichtung in das Kupplungsende des anderen Rohres gesteckt und dadurch die abdichtende Verbindung hergestellt. Bei dieser Art der Verbindung gibt es eine gewisse Beweglichkeit zwischen den einzelnen Rohren, insbesondere können diese in einem bestimmten Winkelbereich abgewinkelt werden. Die Rohrleitungen müssen zum Teil erhebliche Querkräfte aufnehmen. Für diese und weitere Anforderungen an Rohrleitungen gibt es Vorschriften und Normen, die auch bei der erfindungsgemäßen abdichtenden Kupplung erfüllt werden sollen.

Auf dem Tiefbausektor besteht ein zunehmender Bedarf an Rohrleitungsstrecken, die ohne die Herstellung eines Grabens verlegt worden sind. Hierzu wird ein Tunnel durch das Erdreich getrieben, der durch Vortriebsrohre ausgefüllt wird. Vortriebsrohre kleinen Durchmessers bestehen in der Praxis aus Steinzeug und großen Durchmessers aus Beton und weisen an den Enden jeweils eine Ringaussparung auf. Benachbarte Rohre können so mittels einer Kupplung miteinander verbunden werden, ohne den Umriß an der Kupplungsstelle zu erhöhen. Es ist bekannt, die Kupplung aus einem Ring aus Kautschukelastomeren mit einem ringförmigen Stützkörper aus gelochtem Stahlblech herzustellen. Auch ein Edelstahlring, der am ersten Rohrende integriert ist und mit einem Profilring zusammenwirkt, der am zweiten Rohrende angebracht ist, ist als Kupplung bekannt. Bei diesen Vortriebsrohren müssen die ringförmigen Aussparungen an den Rohrenden zumeist maßgenau gefräst werden. Schließlich ist es bei Faserzementrohren bekannt, jeweils Gummiringe in die Ringaussparungen der Rohrenden einzulegen und einen Stahlring als Kupplung zu verwenden. Überschiebkupplungen der oberbegrifflichen Ausbildung, jedoch nicht für Vortriebsrohre, sind bei Gußrohren bekannt.

Vortriebsrohre aus Stahlbeton sind in der Praxis für große Durchmesser anzutreffen. Es besteht deshalb ein Bedürfnis nach Kupplungen, die zur Verbindung von angrenzenden Betonrohren auch mit kleinerem Durchmesser geeignet sind und die so gestaltet werden können, daß sie sich zum Rohrvortrieb eignen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine abdichtende Kupplung zur Verbindung zweier Rohrenden zu schaffen, mit der die Anforderungen aus Normen und Vorschriften für Betonrohre erfüllt werden können, insbesondere für Erdrohrleitungen.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst und durch die weiteren Merkmale der Unteransprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.

Im einzelnen ist ein rohrförmiger Kupplungskörper mit zwei Kupplungsenden vorgesehen, die entweder beide eine Dichtung tragen oder bei denen ein Kupplungsende die Dichtung trägt, während das andere Kupplungsende in dem einen Rohrende der zu kuppelnden Rohre integriert ist. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für den Rohrvortrieb im Erdreich. Für diesen Anwendungszweck kann im übrigen die abdichtende Kupplung so flach gebaut werden, daß sie in einer Ringaussparung zwischen angrenzenden und zu kuppelnden Rohren Platz findet, d. h. nicht über den Umriß der Rohrleitung hervorragt.

Wegen der hohen Belastung des rohrförmigen Kupplungskörpers wird dieser aus einem hochbelastbaren Material hergestellt. Man kann gewalztes Metallblech, insbesondere aus Stahl, verwenden, das rund gebogen und entlang der Stumpfstoßnaht geschweißt wird. Auch hoch belastbare Kunststoffe können eingesetzt werden.

Die Kupplung kann auch so ausgebildet sein, daß ein Kupplungsende auf ein Rohrende gesteckt wird, um fabrikseitig auf Dichtigkeit geprüft zu werden, während das andere Ende der Kupplung zur Dichtigkeitsprüfung an der Baustelle vorbereitet ist. Hierzu weist dieses freie Ende der Kupplung einen Prüfraum auf, der durch das Rohrende der anzuschließenden Rohrleitung abgedeckt wird, und zu dem ein Prüfzugang geschaffen wird, um die Dichtigkeit der angeschlossenen Leitung zu prüfen.

Die Kupplung kann auch so ausgebildet werden, daß mit ihr die fertig verlegte Rohrleitung auf Dichtigkeit geprüft werden kann. Bei in Gräben verlegten Leitungen, kurz als erdverlegte Rohrleitungen bezeichnet, wird die Prüfung von außen bevorzugt, während bei Rohrvortriebsleitungen die Prüfung von innen durchgeführt wird.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Randbereich zweier angrenzender Rohre und einer Kupplung mit zwei eingehängten Ringdichtungen,

Fig. 2 einen entsprechenden Querschnitt mit zwei eingeklemmten Dichtungsringen,

Fig. 3 einen entsprechenden Querschnitt mit in Kammern verschieblich aufgenommenen Dichtungsringen,

Fig. 4 einen entsprechenden Querschnitt mit einer Dichtigkeitsprüfeinrichtung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Randbereich von gekuppelten Vortriebsrohren,

Fig. 6 einen weiteren Querschnitt mit einer Kupplungsausbildung aus Kunststoff,

Fig. 7 einen weiteren Querschnitt durch Vortriebsrohre mit Kupplung,

Fig. 8 einen weiteren Querschnitt durch Rohrvortriebsleitung und Kupplung mit Dichtigkeitsprüfraum,

Fig. 9 einen Querschnitt durch Rohrvortriebsleitung mit doppel-T-förmiger Kupplung,

Fig. 10 einen Querschnitt durch Rohrvortriebsleitungen mit einer Kupplung, deren eines Ende bei der Rohrherstellung miteingebunden worden ist, und

Fig. 11 bis 17 je einen Querschnitt durch das Ende eines Kupplungskörpers und durch einen Dichtungsring mit verschiedenen Abwandlungen.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Randbereich zweier angrenzender Rohrenden 1 und 2, deren Querschnitt kreisrund ist. Die Rohrenden weisen eine relativ glatte und lunkerfreie Außenoberfläche 3 sowie Einführungsschrägen 3a auf. Zwischen den Rohrenden 1 und 2 erstreckt sich ein Zwischenraum 4, der unter Umständen auch keilförmig sein kann, wenn die Rohrachsen im Winkel aufeinander stehen.

Die Rohrenden 1 und 2 werden durch eine abdichtende Kupplung 10 miteinander verbunden, die im wesentlichen aus einem Kupplungskörper 11 und zwei Dichtungsringen 20 besteht.

Der Kupplungskörper 11 weist eine Profilierung mit Enden 11a, 11b und mit mittleren Wandbereichen oder Abschnitten 11c und 11d zur Bildung eines nach innen reichenden Vorsprungs 12 und zweier Kammern 13 auf, in welchen die Dichtungsabschnitte 21 der Dichtungen 20 sitzen. Die umlaufenden Ränder des Kupplungskörpers 11 sind bei 14 hakenförmig umgebogen und greifen in entsprechende hakenförmige Ausbildungen 24 der Dichtungsringe 20 ein. Das äußere Ende der Dichtung 20 kann radial nach innen zulaufende Einführungsschrägen aufweisen, um die Montage der Kupplung 10 zu erleichtern.

Zwischen den Wandbereichen 11c, 11d und der zylindrischen Rohroberfläche 3 nahe der Schrägen 3a verbleibt ein Spalt 9, der das Maß der Zusammendrückung und Entlastung der Dichtung 20 bestimmt.

Die dargestellte Profilierung des Kupplungskörpers 11 kann am einfachsten mit gewalzten Blechen realisiert werden, die zu einem Ring oder Reifen gebogen werden und deren sich treffende Enden miteinander verschweißt werden. Je nach dem Außendurchmesser der Rohre ergibt sich eine unterschiedliche Umfangslänge des Kupplungskörpers 11, jedoch ist die Konstruktion an solche Verhältnisse leicht anpaßbar, weil man unterschiedliche Blechlängen von dem profilierten, gewalzten Material abschneiden kann.

Zur Kupplung angrenzender Rohre werden die Rohrenden 1 und 2 in Achsrichtung in die abdichtende Kupplung 10 geschoben, wobei die Dichtungsringe 20 zunehmend zusammengepreßt werden und damit ihre Dichtfunktion an den Kontaktflächen 3 und 13 ausführen. Der nach innen reichende Vorsprung 12, hier als Sicke dargestellt, greift in den Zwischenraum 4 ein und sichert so die richtige Montage der Kupplung 10 bzw. verhindert, daß sich diese längs der miteinander gekuppelten Rohrenden 1 und 2 verschieben kann.

Die Abdichtwirkung des Dichtungsrings 20 beruht auf Kompression, wobei es unterschiedliche Querschnittsformen gibt, mit denen sich die Abdichtung aufgrund Kompression verwirklichen läßt, was hier nicht im einzelnen erörtert werden braucht. Allen Kompressionsdichtungen gemeinsam ist, daß bei Abwinklung der Rohrenden 1, 2 gegeneinander und bei Scherlast es auf jeder Kupplungshälfte zu einer erhöhten Belastung z. B. auf der Unterseite und einer Entlastung auf der Oberseite kommt. Erhöhte Belastung kann das Dichtungsmaterial schädigen, indem es seine Rückstellkraft verliert. Zu starke Entlastung führt zu mangelnder Anpressung und damit Undichtigkeit. Der Bemessungsspalt 9 sorgt nun für Begrenzung der Belastung und Entlastung des Dichtungsmaterials, so daß die Dichtung immer in dem Bereich richtiger Kompression verbleibt.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Kupplung 10. Die Längsränder des Kupplungskörpers 11 sind um Stegausbildungen 25 des Dichtungsrings 20 umgebogen oder gebördelt, wie bei 15 dargestellt. Auch damit läßt sich der jeweilige Dichtungsring 20 am jeweiligen Kupplungsende befestigen. Es schließt sich eine Einführungsschräge 26 an. Die übrigen Teile entsprechen der Ausführungsform nach Fig. 1 und müssen nicht weiter erläutert werden.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der sich die Dichtungsringe 20 in ihrer zugeordneten Kammer 13 geringfügig verschieben können. Da die Rohre relativ nach innen der Kupplung geschoben werden, liegen die Dichtungsringe 20 jeweils an einer Ringschulter 16 an, welche die Ringkammer 13 nach innen der Kupplung begrenzt. Die äußere Begrenzung der Ringkammer 13 besteht aus einer falzartigen Umbiegung oder Bördelung 17 des umlaufenden Randes des Kupplungskörpers 11.

Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der Kupplung 10 zu Prüfzwecken. Die linke Ringkammer 13 ist in zwei Bereiche 13a und 13b aufgeteilt, die durch einen profilierten Steg 18 voneinander getrennt werden. Die Ringdichtung 20 weist zwei Abdichtbereiche 22 und 23 auf, zwischen denen sich ein Prüfraum 27 erstreckt und die über einen perforierten Steg 28 miteinander verbunden sind. Der nach innen reichende Vorsprung wird durch drei Metallwinkel 19 gebildet, die mit je einem Schenkel an der Innenseite des Kupplungskörpers 11 befestigt sind. Das rechte Kupplungsende 2 entspricht der Ausführungsform nach Fig. 1.

Die Kupplung nach Fig. 4 ist zur werkseitigen Verbindung mit dem Rohrende 2 gedacht, wobei werkseitig die Dichtigkeit des zugehörigen Dichtungsrings 20 geprüft wird. An der Baustelle wird das Rohr 1 angeschlossen, und das richtige Funktionieren der Dichtung 22/23 wird dadurch überprüft, daß ein Zugang zu dem Prüfraum 27 geschaffen wird, während der Rohrleitungsabschnitt 1, 2 unter Druck gesetzt wird. Wie dargestellt, kann man dies "von innen" durch eine Querbohrung 7 durch die Rohrwandung des Rohrendes 1 erreichen, wenn diese Querbohrung noch mit einem nicht dargestellten Prüfröhrchen verbunden ist, das zu einem nicht dargestellten Meßgerät führt. Die Querbohrung mit Prüfröhrchen kann natürlich auch "von außen" durch die Wandung der Kupplung zum Prüfraum 27 geführt werden. Nach Durchführung der Prüfung wird die Querbohrung 7 verschlossen, etwa durch einen Stopfen 8, um spätere Wiederholungsprüfungen durchführen zu können.

In Fig. 5 weisen die Rohrenden 1 und 2 jeweils eine ringförmige Randaussparung 5 auf, um die Kupplung 10 im Umriß der Rohre 1, 2 verschwinden zu lassen. Die Kupplung 10 weist noch eine äußere Hülse 30 auf, die mit ihren umgebogenen Rändern in Hakenausbildungen 14 des Kupplungskörpers 11 eingreifen, um die Hülse 30 festzulegen. Dadurch wird insgesamt eine außen glatte, zylindrische Außenfläche der Kupplung erreicht, die der Führung dienen kann, wie dies beim Rohrvortrieb erforderlich ist. In sonstiger Beziehung weist die Kupplung der Merkmale der Fig. 1 bis 4 auf. Da beim Rohrvortrieb beträchtliche Kräfte zwischen den Rohrenden 1 und 2 übertragen werden müssen, ist ein Puffer 6 zwischen den Stirnflächen der Rohrenden 1 und 2 gefügt, um eine gleichmäßige Verteilung der auftretenden Längskräfte zu bewirken. Als solcher Puffer kann auch ein Holzring dienen.

Der Kupplungskörper 11 kann auch aus hochfestem Kunststoff hergestellt werden, wobei Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit glatter Außenseite für den Rohrvortrieb zeigt. An dem Kupplungskörper 11 ist innen ein ringförmiger Anschlagssteg oder Flansch 53 aus weicherem Material angebracht, um die notwendige Kraft beim Rohrvortrieb zwischen den Rohren 1 und 2 zu übertragen. An dem Kupplungskörper 11 ist eine Reihe von Höckern oder eine ringförmige Rippe 51 angebracht, die nahe der Schräge 3a zur Rohroberfläche 3 hin die Größe des Bemessungsspaltes 9 bestimmt, der eine Überbelastung oder Unterbelastung des Dichtungsmaterials verhindert. Das Abwinkeln des Kupplungsendes 11a wird eingeschränkt oder weitgehend verhindert. Die Kupplungsstelle wird dadurch relativ steifer gegenüber Abknicken des Rohrstranges.

Fig. 7 zeigt eine Kupplung mit zwei Höckerreihen oder ringförmigen Rippen 51, welche die Abwinkelung der beiden Rohre 1 und 2 gegeneinander einschränken und gleichzeitig zur Scherlastaufnahme dienen, d. h. den Parallelversatz der Rohre 1, 2 weitgehend verhindern und durch richtige Wahl des Bemessungsspaltes 9 zur richtigen Belastung des Dichtungsmaterials führen. Die Dichtungen 20 weisen Randwülste 52 mit Abrundungen als Einführungsschrägen auf, die bei der Montage als Zentrierhilfe und anschließend als Wegbegrenzer wirken. Die Kraft beim Rohrvortrieb wird über den Puffer 6 übertragen.

Fig. 8 zeigt eine Kupplung, deren Abdichtwirkung überprüft werden kann. Es ist ein Anschlagssteg 53 mit axialen Kanälen 54 vorgesehen, der an seinem radial inneren Ende eine Dichtung 57 trägt, die bei Schub der Rohre 1, 2 zusammengepreßt wird und den Rohrleitungsraum 56 gegen den umschlossenen Kupplungsraum 55 abdichtet. In der Ringdichtung 57 können Räume 58 vorgesehen sein, die mit selbstdichtendem Material gefüllt sind, das bei Zusammenpressung der Dichtung über Kanäle austritt und die Stirnseiten der Rohre 1, 2 zusätzlich abdichtet. Im dargestellten Fall sei angenommen, daß die im Rohrvortrieb verlegte Leitung 1, 2 nicht von außen zugänglich ist. In diesem Fall wird ein nicht dargestelltes Druckmeßgerät über ein Prüfröhrchen an die Querbohrung 7 angeschlossen, und der Innenraum 56 der Rohrleitung 1, 2 wird unter Druck gesetzt. So kann die Dichtigkeit der Dichtung 57 überprüft werden. Zur Überprüfung der Dichtigkeit der Dichtungen 20 wird Überdruck in den Raum 55 eingeführt, und, wenn sich der Überdruck hält, d. h. der zeitliche Druckabfall unter einem bestimmten Maß liegt, dann können die Dichtungen 20 als intakt beurteilt werden. Nach Durchführung der Dichtigkeitsprüfung wird die Querbohrung 7 durch einen Stopfen 8 verschlossen, was Wiederholungsprüfungen ermöglicht.

Fig. 9 zeigt eine Kupplung 60, die im Querschnitt als Doppel-T erscheint und aus einer Außenschale 61, einer Innenschale 62 sowie einem Verbindungssteg 63 besteht. An dem Steg 63 ist als Puffer ausgebildet. Die zu verbindenden Rohr­ enden 1 und 2 weisen jeweils eine äußere Aussparung 5a und eine innere Aussparung 5b auf. Die äußere Schale 61 entspricht in ihrer Form dem Kupplungskörper 11 der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele, während die innere Schale 62 gewissermaßen das umgestülpte Pendant der Außenschale darstellt. In dem Steg 63 können radiale und axiale Kanäle 64 vorgesehen sein, um die durch die Aussparungen 5a und 5b gebildeten Prüfkammern 65 und 66 miteinander zu verbinden, so daß diese Kammern gleichzeitig hinsichtlich ihrer Dichtigkeit (mit Wasser oder Luft) überprüft werden können. Hierzu ist eine Querbohrung 67 in der inneren Schale 62 vorgesehen, wenn die Dichtigkeitsprüfung von innen her erfolgt, oder es ist eine solche Querbohrung in der Außenschale 61 vorgesehen, wenn die Dichtigkeitsprüfung von außen her erfolgt. Nach Durchführung dieser Prüfung wird die Querbohrung 67 durch einen Stopfen 68 abgedichtet verschlossen.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der Kupplung 40, die in besonderem Maße für den Rohrvortrieb angepaßt ist und bei der der Kupplungskörper zwei Abschnitte oder Enden 41 und 42 aufweist. Das Kupplungsende 41 entspricht dabei der Ausbildung, wie anhand der Fig. 11 bis 17 beschrieben. Das Kupplungsende 42 dagegen ist gleichzeitig als Festlegungseinrichtung der Kupplung 40 und als Verankerungseinrichtung an dem Rohrende 1 ausgebildet. Wie ersichtlich, umfaßt das Kupplungsende 42 die Wandung des Rohrendes 1 und weist zu diesem Zweck Arme 43 und 44 auf, die mit ihren Enden 45 und 46 in das Material des Rohres 1 eingreifen und abdichten. Diese Ausführungsform kommt vor allem bei Betonrohren zur Anwendung, die Verankerung kann aber auch in anderen gießfähigen Werkstoffen der Wandung des Rohres 1 erfolgen. In jedem Fall ist der Abschluß der Stirnfläche des Rohres 1 durch den Arm 44 des Kupplungskörpers von einigem Vorteil. Da der Kupplungskörper mit wegstrebenden Armen 44, 46 ausgebildet ist, wird bei der Herstellung des Kupplungskörpers Strangpreßmaterial oder gießfähiges Material benutzt.

Die Fig. 11 bis 17 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Befestigung der Dichtung 20 mit dem Rand des Kupplungskörpers 11. In Fig. 11 ist der Rand des Kupplungskörpers 11 einfach umgebogen, wie bei 31 dargestellt, und die Dichtung 20 weist einen Fortsatz 32 mit Schräge 26 und Nut auf, in welchem der Rand 31 eingreift und somit die Dichtung verankert.

Fig. 12 zeigt einen Wulst 52, der als Einführungsschräge wirkt. Fig. 13 enthält eine vergrößerte Darstellung der Bördelbefestigung der Fig. 2. Fig. 14 enthält eine Abwandlung zu Fig. 2 und 3, indem die Dichtung 20 durch eine Umbiegung 17 im Schiebesitz gehalten wird. In Fig. 15 ist der Rand des Kupplungskörpers 11 gegenüber Fig. 11 nochmals gefaltet, wie bei 33 dargestellt, und der Fortsatz 34 der Dichtung 20 weist eine entsprechende hakenförmige Ausbildung auf, um diesen Rand 33 aufzunehmen und zu verankern. Fig. 16 und 17 zeigen, daß mehrere randständige Rippen 35, 36 bzw. 37 vorgesehen sein können, um entsprechend gestaltete Fortsetzungen 38 oder 39 der Dichtung 20 zu verankern. Die Rippen 35 können auch im Zusammenwirken mit der Rohroberfläche 3 zur Scherlastaufnahme dienen, um die jeweilige Dichtung 20 zu entlasten. Gegebenenfalls können die Rippen durch Kaltbördelung hergestellt worden sein.

Bei Rohrleitungen kommt es im Bereich der Kupplungen zu Krafteinwirkungen auf die Abdichtelemente aus Gummi oder elastomeren Kunststoffen, die nur einen bestimmten Verformungsgrad hinnehmen, bevor sie beschädigt werden. Umgekehrt führt zu weit getriebene Entlastung dazu, daß die eingebaute Dichtung undicht wird.

Zu diesen Krafteinwirkungen zählt die Scherlast, welche das Rohr 1 gegenüber dem Rohr 2 in Querrichtung zu verschieben versucht und damit zu einer erhöhten Belastung auf der einen Seite und Entlastung auf der anderen Seite führt. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 5 wird die Scherlast durch Auflage des Kupplungskörpers 11 auf der Außenoberfläche 3 der Rohrenden begrenzt, weswegen der Kupplungskörper in seinem mittleren Bereich 11c, 11d flächig nach innen gezogen ist, um im Normalfall nur den schmalen Spalt 9 freizulassen, der das Maß der maximalen Zusammendrückung und Entlastung der Dichtung 20 darstellt. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 6 bis 10 sind es Rippen oder Höcker, die an dem Kupplungskörper angebracht sind, welche die Querlastverschiebung begrenzen und damit das maximale Maß der Zusammendrückung und Entlastung der Dichtungen 20 bestimmen. Beispiele für die Größe des Bemessungsspaltes sind folgende:

Rohrdurchmesser in mm
Bemessungsspalt in mm (Mittelwert)
300- 600	1,4
700-1000	1,9
1100-1500	2,3
1600-2500	3,0
2600-3200	3,4
3300-3800	3,8

Bei dickeren Dichtungen können relativ kleinere Bemessungsspalte angewendet werden im Vergleich zu dünneren Dichtungen des gleichen Durchmessers. Größere Herstellungsgenauigkeit der Rohre ermöglicht die Einhaltung kleinerer Bemessungsspalte.

Als weitere Lasteinwirkung kommen Biegemomente auf der Kupplung vor, d. h. die Rohre 1 und 2 versuchen, über ein bestimmtes Maß hinaus sich im Winkel anzuordnen und zu verdrehen. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 5 sind es die gleichen nach innen gezogenen Teile 11c, 11d des Kupplungskörpers 11, die mit der Oberfläche 3 der Rohre zusammentreffen und so ein übermäßiges Verdrehen der Kupplungsverbindung verhindern. Im Falle der Fig. 6 bis 9 wird übermäßiges Verdrehen, außer durch die Scherkraftbeschränkungsanschläge, noch durch die Stege 53, 63 eingeschränkt, die in der Lücke zwischen den Rohrenden 1, 2 sitzen.

Um ihre Dichtfunktion aufrechtzuerhalten, sollten die Dichtungen nicht aus ihrer richtigen Stellung in Längsrichtung der Kupplungsverbindung wandern. Dies wird durch Einklemmen eines Endes der Dichtung 20 verhindert (Fig. 1, 2, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17) oder durch zulässige Längsverschiebung zwischen Anschlägen (Fig. 3, 5, 14) verhindert.

Schließlich soll sich auch die Kupplung selbst nicht insgesamt längs der Rohre 1, 2 verschieben können. Dies wird durch Vorsprünge 12 am Kupplungskörper im Falle der Fig. 1 bis 3 oder durch Stegausbildungen im Falle der Fig. 4, 5, 6, 8, 9 oder durch Wulstausbildung an der Dichtung im Falle der Fig. 7 verhindert. Im Falle der Fig. 10 ist eine Kupplungsseite fest in das Rohrende mit einbezogen, so daß es keine Längsverschiebung geben kann.

Die Rohre mit den Rohrenden 1 und 2 können für den Transport von gasförmigen oder flüssigen Medien verwendet werden. Diese Medien können unter Druck stehen oder auch drucklos sein. Bei erdverlegten Rohrleitungen kann durch Grundwasser oder dergleichen ein Außendruck an der Rohrleitung anliegen. In allen diesen Fällen gewährleistet die Dichtung 20 eine Abdichtung der Rohrleitung. Die Kupplung kann so stabil ausgebildet werden, daß sie Querkräfte in Höhe der normal zulässigen Querkräfte an Rohrleitungen standhält.

Claims (17)

1. Abdichtende Kupplung (10) zur Verbindung zweier Rohrenden (12) mit kreisförmigem Querschnitt, insbesondere bei Erdrohrleitungen, mit folgenden Merkmalen:

• - ein Kupplungskörper (11) mit wenigstens zwei Kupplungsenden (11a, 11b), von denen mindestens ein Kupplungsende einen Dichtungsring (20) an seiner Innenseite trägt;
• - der Innenumfang des Dichtungsrings (20) ist zum Außenumfang des zugeordneten Rohrendes (1, 2) so bemessen, daß der Dichtungsring (20) bei Montage auf dem zugeordneten Rohrende (1, 2) in einen abdichtenden Kompressionszustand versetzt wird;
  gekennzeichnet durch folgende Ausbildung:
  der Kupplungskörper (11) weist wenigstens einen Wandbereich (11c, 11d; 51) auf, der bei verlegter Leitung einen Bemessungsspalt (9) zur Oberfläche (3) des zugehörigen Rohrendes (1, 2) bildet, um bei Abwinkelung der Rohrenden (1, 2) zueinander und bei Scherbelastung über ein vorbestimmtes Maß hinaus das Ausmaß der Zusammendrückung und der Entlastung des Dichtungsringes (20) zu begrenzen.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungskörper (11) aus profiliertem Metallblech besteht.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsende (11a, 11b; 41) eine ringförmige Kammer (13, 13a, 13b) aufweist, in welcher der zugeordnete Dichtungsring (20, 22, 23) sitzt.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (20) am Kupplungsende (11a, 11b) durch Einklemmen befestigt ist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längssicherung (12; 19; 53; 63) vorgesehen ist, die einen oder mehrere Vorsprünge oder Flansche enthält, die sich in den Zwischenraum (4) zwischen angrenzenden Rohren (1, 2) erstrecken.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge aus Profilierungen oder Sicken (12) des Wandmaterials des Kupplungskörpers (11) bestehen.

7. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge aus Winkelkörpern (19) mit zwei Schenkeln bestehen, von denen der eine Schenkel am Innenumfang des Kupplungskörpers (11) befestigt ist und der andere Schenkel in den Zwischenraum (4) zweier angrenzender Rohre (1, 2) eingreift.

8. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge der Längssicherung aus einer ringförmigen Rippe oder Flansch (53; 63) bestehen, deren Material weicher ist als das der Kupplungskörper (11).

9. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längssicherung aus angeformten Wülsten (52) der Dichtungsringe (20) besteht, die an jeweils einer Schulter (5) der Rohrenden (1, 2) anliegen.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegungseinrichtung Ankerausbildungen (44, 45, 46) enthält, mit denen der Kupplungskörper (40) bei der Herstellung des einen Rohrendes (1a) mit diesem verbunden wird, um mit dem mindestens einen, die Dichtung tragenden Kupplungsende (41) vorzustehen.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungskörper (11) von einer Hülse (30) umspannt wird, die am Kupplungskörper befestigt ist.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (22, 23) zum Umschließen eines Prüfraums (27) ausgebildet ist, der zwischen Dichtung und Rohrende anzuordnen ist und zu dem ein Prüfzugang (7) gegeben ist.

13. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (20) zwei Dichtungskörper (22, 23) umfaßt, zwischen denen sich der Prüfraum (27) erstreckt.

14. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Rippe oder Flansch (53) eine Dichtung (57) trägt, um zwischen Rohrenden (1, 2) und Kupplungskörper (11) einen Prüfraum (55) zu definieren, der zur Überprüfung der Dichtigkeit der Dichtungsringe (20) über einen verschließbaren Prüfkanal (7) zugänglich ist.

15. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenschale (61) und eine Innenschale (62) vorgesehen sind, die über einen Steg (63) miteinander verbunden sind, der sich durch den Zwischenraum (4) der Wände zweier angrenzender Rohrenden (1, 2) erstreckt, und daß die Schalen (61, 62) zusammen mit den Rohrenden (1, 2) jeweils Prüfräume (65, 66) umschließen, die zur Überprüfung der Dichtigkeit der Dichtungsringe (20) über einen verschließbaren Prüfkanal (67) zugänglich sind.

16. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Bemessungsspalt (9) in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Rohre (1, 2) und der Dicke der Dichtungen (20) 1 bis 4 mm beträgt.

17. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bemessungsspalt (9) im zylindrischen Bereich zwischen zwei Ringdichtungen (20) angeordnet ist, und zwar gegenüber einer Stelle der Rohroberfläche (3), die noch nicht von einer Einführungsschräge (3a) der Rohrenden (1) betroffen ist.