DE2004921A1

DE2004921A1 -

Info

Publication number: DE2004921A1
Application number: DE19702004921
Authority: DE
Original assignee: Schmidt & Co Kranz GmbH
Current assignee: Schmidt & Co Kranz GmbH
Priority date: 1970-02-04
Filing date: 1970-02-04
Publication date: 1971-08-12
Also published as: DE2004921B2; DE2004921C3

Description

Rohrverbindungsmuffe mit Mitteln zum Dichten und Festklemmen gewindeloser, glatter Stahl- bzw, Metalirohrenden kleineren Durchmessers Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindungsinuffe, bestehend aus einem Gehäuse mit mindestens zwei Anschlußenden, wobei wenigstens ein Anschlußende für eine Klemmbefestigung eines gewindelosen, glatten Stahl- oder Metallrohres ausgebildet ist und zu diesem Zweck Mittel zum Dichten und Klemmen aufweist, die unter der Wirkung der axialen Schubkraft einer einschraubbaren Druckhülse das glatte Rohrende festhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannte, mit Mitteln zum Dichten und Festklemmen ausgerüstete Verbindungsmuffe in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion zu verbessern. Dabei sollen die Mittel zum Dichten und Festklemmen eine solche besondere Ausbildung erhalten, daß beim Einschrauben der Druckhülse zuerst der Dichtungsvorgang durchgeführt wird und dann eine mechanische Kupplung geschaffen wird, die das Rohrende in Zug- und Druckrichtung festlegt und dadurch zur weitestgehenden Schonung der Dichtung beiträgt.
Die Rohrverbindung nach der Erfindung kennzeichnet sich durch die Kombination folgender Merkmale: a) innerhalb des Muffengehäuses ist eine von einem Kragen gebildete, der Stirnseite des glatten Rohrendes als Einschubbegrenzung dienende ringförmige Anschlagfläche vorgesehen; b) in einem vor dieser Anschlagfläche - zwischen den Zylindermanteiflächen von Rohr und Gehäuse sowie einer der Anschlagfläche benachbarten ringförmigen Stützfläche und einer äußeren ringförmigen Klemmkappe - liegenden Ringraum ist mindestens ein elastischer Kunststoff-Dichtungsring angeordnet; c) die Klemmkappe weist ein einwärtsgerichtetes, in einen seitlich des Dichtungsringes gebildeten Innenkonus einschiebbares, kronenartig geschlitztes konisches Ende auf und der elastische Verformungswiderstand dieser Kappe ist erheblich größer als der des Dichtungsringes, so daß das geschlitzte Ende der Klemmkappe beim axialen Schub der in das Gehäuseende eingeschraubten Druckhülse nach dem Verspannen des Dichtungsringes mit Hilfe der vom Innenkonus bewirkten radialen Pressung krallenartig in die Außenfläche des Rohrendes eindrückbar ist; d) zu beiden Stirnseiten des Dichtungsringes sind teller- bzw, kegelstumpfförmig ausgebildete dünnwandige, verforinbare Ringscheiben aus Stahl oder Metall angeordnet, wobei die Breite der Ringfläche etwas größer ist als die radiale Breite des Ringraumes.
Die Verbindungsmuffe nach der Erfindung eignet sich für das Verbinden von warmgewalzten, nahtlosen oder geschweißten Rohren. Auch Rohre mit erheblichen Rostnarben lassen sich einwandfrei verbinden und abdichten. Durch Versuche wurde festgestellt, daß bei Rohren von etwa 27 cm Durchmesser die Rohrverbindungen noch bei einem Druck von ca, 1200 Atmosphären hielten, Die Verbindungsmuffe nach der Erfindung hat den Vorteil, daß die glatten Rohrenden und die zum Dichten und Klemmen notwendigen Körper verhältnismäßig leicht in das Gehäuse eingeschoben werden können und daß beim Einschrauben der Druckhülse eine Stufenwirkung eintritt, wobei zunächst der Dichtungsring nach allen Seiten verformt wird und einen dichten Abschluß bewirkt. Erst dann wird die besonders ausgebildete Klemmkappe mit Hilfe des Innenkonus im Bereich des gescE zzten inneren Endes der radialen Verformung ausgesetzt und die mechanische Verriegelung des Rohres erreicht. Dabei können sich die Krallen infolge der großen Härte ihres Materials mehr oder weniger tief in die Zylindermantelfläche des Rohrendes eindrücken. Wesentlich ist bei der vorstehend gekennzeichneten Bauart der Verbindungsmuffe die Zuordnung der teller- bzw. kegelstumpfförmig ausgebildeten Ringscheiben zu beiden Seiten des Kunststoff-Dichtungsringes.
Diese verformbaren Ringscheiben werden beim Einschrauben der Druckhülse und Einwärtsschieben der Klemmkappe flächig gegen die Stirnseiten des Dichtungsringes und kantenseitig gegen die Zylindermantelflächen von Rohr und Gehäuse dichtend angepreßt.
Die Ringscheiben legen sich nach Art von Bewehrungen gegen die Stirnseiten des Dichtungsringes. Dadurch wird die Masse bzw. der Werkstoff des Dichtungsringes in eine von den Ringscheiben begrenzte Kammer eingeschlossen. Es kann kein Dichtungsmaterial aus dieser durch die Bewehrungen gebildeten Kammer ausfließen, so daß der Dichtungs- und Verspannungszustand selbst bei größten Erschütterungen erhalten bleibt.
Vor der axialen Verspannung des Dichtungsringes sowie der Ringscheiben und der Klemmkappe weisen diese Körper gegen über dem Durchmesser des einzuklemmenden Rohres ein ausreichend groß bemessenes radiales Spiel auf, so daß der Zusammenbau sämtlicher Teile und das Einschieben der Rohrenden leicht durchfühbar ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Verbindun#smuffe kennzeichnet sich dadurch, daß die der äußeren Stirnseite des Kunststoff-Dichtungsringes zugeordnete Ringscheibe zwischen Dichtungsring und einem im Querschnitt trapezförmig profilierten Druckring angeordnet ist.
Vorteilhaft ist die Verwendung eines zweiten Druckringes im Bereich hinter der Dichtung, derart, daß eine der vorgenannten Ringacheiben zwischen der Stirnseite des Dichtungsringes und einem etwa quadratisch profilierten Druckring eingespannt ist. Der zweite Druckring eignet sich besonders für eine solche Verbindungsmuffe, die im Mittelbereich des Gehäuses einen zwei benachbarte gleichachsige Ringräume distanzierenden, lose eingesetzten ringartigen Bund aufweist, bei dem beide Stirnseiten als Anschlagflächen dienen. Dieser ringartige Bund ist zwischen gleichachsig gegeneinandergerichteten Rohrenden eingespannt und besteht aus Stahl oder einem gegenüber den auftretenden Druckkräften ausreichend harten Metall. Die beiden gegeneinandergerichteten Rohrenden sind dicht benachbart und infolge der verschieblichen Anordnung des Bundes findet beim Festklemmen beider Rohrenden in den benachbarten Ringräumen ein Ausgleich der auf die Dichtung und die Klemmkappen ausgeübten Belastungen statt, In der Zeichnung ist die Rohrverbindung in zwei Ausführungsformen veranschaulicht, Fig. 1 und 2 zeigen je eine Ausführungsform (im wesentlichen im Längsschnitt) Fig. 3 zeigt eine Klemmkappe in Stirnansicht.
Bei beiden Ausführungsformen ist zunächst ein muffenartiges Gehäuse 1 vorgesehen, das zwei Anschlußenden aufweist, in welchen die Endahschnitte der Rohre 2 und 3 in nachstehend beschriebener Weise befestigt werden. Bei diesem muffenartigen Gehäuse können die Anschlußenden gleichachsig angeordnet sein.
Die lluffe kann auch eine krümmerartige Form aufweisen. Es ist auch möglich, in nicht dargestellter Weise die Hoffen mit mehr als zwei Anschlußenden zu versehen.
Bei dem muffenartigen Gehäuse soll mindestens ein Anschlußende mit solchen LIitteln zum Dichten und zum Klemmen ausgerüstet sein, die ein sicheres Befestigen eines gewindelosen, d.h. glatten, Rohrendes erlauben. Bei den bevorzugten Ausführungsformen werden sämtliche Anschlußenden in gleicher Weise mit den Mitteln zum Festklemmen glatter Rohrenden ausgerüstet. Als Mittel zum dichten Umschließen und zum Festklemmen der glatten Rohrenden dienen mindestens folgende, in einem Ringraum 13 des jeweiligen Anschlußendes axial hintereinander angeordnete Körper 4 69 9 und zwar die in das Anschlußende einsthraubbare Druckhülse 9, die Klemmkappe 4 und der Dichtungsring 6.
Der Außendurchmesser der Klemmkappe entspricht etwa dem Innendurchmesser des Ringraumes 13. Die Klemmkappe besitzt ein einwärtsgerichtetes, kronenartig geschlitztes konisches Ende 14, wodurch Krallen gebildet sind, die das Rohr umfangsseitig umschließen und widerhakenartig in den Zylindermantel eingreifen können. Der der Klemmkappe 4 nachgeordnete Dichtungsring 6 besteht aus einem elastische Eigenschaften aufweisenden Kunststoff.
Das innere Ende des Ringraumes 13 kann unterschiedlich ausgebildete Endbegrenzungen aufweisen. Es ist in jedem Fall zur hinteren Abstützung des Dichtungsringes eine ringförmige Stützfläche 7 zu bilden, die unter axialer Versetzung zu einer Anschlagfläche 8 angeordnet ist, gegen die sich die Stirnseite des Rohrendes anlegt, Der Ringraum ist umfangsseitig von Zylindermantelflächen des eingeschobenen Rohres 3 und des Muffengehäuses 1 begrenzt, Zu beiden Stirnseiten des Dichtungsringes sind nachstehend näher beschriebene Ringscheiben 15 aus Stahl oder Metall angeordnet. Zwischen der äußeren Ringscheibe und der Klemmkappe 4 ist ein aus Stahl bzw. hartem Metall bestehender Druckring 5 angeordnet, der zum Einschieben und Führen des geschlitzten konischen Klemmkappenendes 14 einen Innenkonus 10 aufweist. Ein weiterer, etwa quadratisch profilierter Druckring 12 aus Stahl oder einem harten Metall kann hinter der inneren Ringscheibe 15 angeordnet sein, Die Anordnung dieses Druckringes ist dann zweckmäßig, wenn im mittleren Abschnitt des Gehäuses 1 ein zwei benachbarte Ringräume 13 distanzierender, lose eingesetzter ringartiger Bund 11 vorgesehen ist, Die Bauart gemäß Fig. 1 weist in dem muffenartigen Gehause 1 den lose eingesetzten ringartigen Bund 11' auf, der zwei Ringräume 13 voneinander distanziert. Zu beiden Seiten des Bundes 11' sind die Druckringe 12 angeordnet. Zwischen den Druckringen 12 und den Kunststoff-Dichtungsringen 6 und auch hinter den außenseitig des Dichtungsringes vorgesehenen Druckringen 5 sind teller- bzw. kegelförmig ausgebildete dünne, verformbare Ringscheiben 15 aus Stahl oder Metall angeordnet. Die Breite der Ringfläche dieser Scheiben 15 ist etwas größer als die radiale Breite des Ringraumes 13, Vor dem Verspannen dieser Verbindung nehmen die Ringscheiben 15 eine Schrägstellung ein, In dieser Stellung lassen sich die Ringscheiben in die Ringkammer 13 des Gehäuses 1 ohne Schwierigkeiten einführen. Diese erleichterte Einführungsmöglichkeit gilt auch für die Druckringe 5 und 12, die nach der Seite der Rohre 2 und 3 hin gegenüber letzteren einen Spalt 16 freilassen, Beim Einschrauben der Druckhülse 9 werden durch den Axialschub gleichzeitig mit dem Pressen des Dichtungsringes die Ringscheiben in eine radiale Stellung gebracht. Dabei legen sich diese Scheiben 15 spielfrei, und zwar zunächst flächig, gegen die Stirnseiten des Kunststoff-Dichtungsringes an, Außerdem werden die Kanten der Ringscheiben gegen die Zylindermantelflächen von Rohr 2 bzw. 3 und Gehäuse 1 angepreßt. Die Kunststoffdichtung ist dabei zwischen den von diesen Ringscheiben 15 gebildeten Bewehrungen eingeschlossen, so daß selbst bei hohen Beanspruchungen, d,h, Druckbelastungen des Dichtungsringes, das Material aus dem vorbestimmten Raum nicht ausfließen kann, Die Verbindungsmuffe hat sich bei inzwischen durchgeführten Dauerversuchen als zuverlässig und sicher arbeitend erwiesen.
Fig. 2 zeigt eine Bauart, die einen Gehäusekragen 11 aufweist, Dieser Kragen besitzt in axialer Versetzung auch die ringförmigen Stützflächen 7. In diesem Fall ist die der inneren Stirnseite des Dichtungsringes 6 zugeordnete teller- bzw, kegelstumpfförmig ausgebildete Ringscheibe 15 gegen die Stütz flache 7 abgestützt. Die weitere Ausbildung entspricht derjenigen gemäß Fig, 1, Während in Fig. 1 die Verbindung vor dem Verspannungszustand veranschaulicht ist, zeigt Fig. 2 den Verspannungszustand. Nach dem Einschrauben der Druckhülse 9 haben die Ringscheiben 15 durch Verformung die Dichtungsringe stirnseitig bewehrungsartig eingefaßt, wobei infolge der vorgesehenen Anfangsschr#'gstellun# die inneren Kantenbereiche der Scheiben den Dichtungsring unterfassen.
Bezüglich der Ausbildung der geschlitzten Klemmkanpen 4 ist noch folgendes zu berücksichtigen: Diese Klemmkar#pen sind derart dimensioniert, daß sie mit den rrallen erst nach der Verformung und festen Verspannung des Dichtungsringes in den jeweiligen Innenkonus 10 tiefer hineingleiten, wobei sich die Krallen infolge ihrer Härte etwas in die Rohr-Außenfläche einpressen.
Die Rohrverbindung läßt sich im Bedarfsfall lösen. Die Klemmkappen können mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges aus der Spannstellung zurückgezogen werden.
i4an kann in manchen Fällen auch mehrere Dichtungsringe.
Druckringe, Ringkörper und Klemmkappen hintereinanderschalten.

Claims

Patentansprüche:

Rohrverbindungsmuffe, bestehend aus einem Gehäuse mit mindestens zwei Anschlußenden, wobei wenigstens ein Anschlußende für eine Klemmbefestigung eines gewindelosen, glatten Stahl- oder Metallrohres ausgebildet ist und zu diesem Zweck Mittel zum Dichten und Klemmen aufweist, die unter der Wirkung der axialen Schubkraft einer einschraubbaren Druckhülse das glatte Rohrende festhalten, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Kombination folgender Merkmale: a) innerhalb des Muffengehäuses (1) ist eine von einem Kragen (11 bzw. 11') gebildete, der Stirnseite des glatten Rohrendes als Einschubbegrenzung diende ringförmige Anschlagfläche (8) vorgesehen; b) in einen vor dieser Anschlagfläche (8) - zwischen den Zylindermantelflächen von Rohr und Gehäuse sowie einer der Anschlagfläche benachbarten ringförmigen Stützfläche (7) und einer äußeren ringförmigen Klemmkappe (4) - liegenden Ringraum (13) ist mindestens ein elastischer Kunststoff-Dichtungsring (6) angeordnet; c) die Klemmkappe (4) weist ein einwärtsgerichtetes, in einen seitlich des Dichtungsringes gebildeten Innenkonus (10) einschiebbares, kronenartig geschlitztes konisches Ende (14) auf und der elastische Verformungswiderstand dieser Kappe (4) ist erheblich größer als der des Dichtungsringes (6), so daß das geschlitzte Ende (14) der Klemmkappe (4) beim axialen Schub der in das Gehäuse ende eingeschraubten Druckhülse (9) nach dem Verspannen des Dichtungsringes (6) mit Hilfe der vom Innenkonus (10) bewirkten radialen Pressung krallenartig in die Außenfläche des Rohrendes eindrückbar ist; d) zu beiden Stirnseiten des Dichtungsringes (6) sind teller-bzw, kegelstumpfförmig ausgebildete åünnuandige, verformbare Ringscheiben (15) aus Stahl oder Metall angeordnet, wobei die Breite der Ringfläche etwas größer ist als die radiale Breite des Ringraumes.

2, Verbindungsmuffe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die der äußeren Stirnseite des Kunststoff-Dichtungsringes (6) zugeordnete Ringscheibe (15) zwischen Dichtungsring und einem im Querschnitt etwa trapezförmig profilierten Druckring (5) angeordnet ist, (Fig. 1 und 2) 3. Verbindungsmuffe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auch die hinter dem Dichtungsring (6) vorgesehene Ringscheibe (15) zwischen der Stirnseite des Dichtungsringes und einem etwa quadratisch profilierten Druckring (12) eingespannt ist. (Fig. 1) 4, Verbindungsmuffe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringscheiben (15) derart verformbar sind, daß sie beim Einschrauben der Druckhülse (9) und Einwärteschieben der Klemmkappe (4) mittels des zwischengeschalteten äußeren Druckringes (5) und der am inneren Ende das Ringraumes vorgesehenen Stützfläche (7) bzw. eines dort vorgosehenen Druckringes (12) flächig gegen die Stirnseiten des Kunststoff-Dichtungsringes (6) und kantenseitig gegen die Zylindermanteiflächen von Rohr und Gehäuse dichtend anpreßbar sind.

L e e r s e i t e