DE2122793A1 - Mit Flanschen versehenes Kunststoffrohr - Google Patents

Description

• Mit Flanschen versehenes Kunststoffrohr Die Erfindung betrifft ein mit Flanschen versehenes Kunststoffrohr mit wenigstens einer Innenschicht, die eingebettete Längsverstärkungen aufweist, und wenigstens einer Außenschicht, die mittels im wesentlichen in Umfangsrichtung laufenden Fasersträngen verstärkt ist.
• Ein derartiges Kunststoffrohr ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 287 876 bekannt. Bei einem Vorsehen von zwei in der angegebenen Art verstärkten Schichten werden in radialer Richtung wirkende Kräfte im wesentlichen von der in Umfangsrichtung verstärkten Außenschicht, in Richtung der Rohrachse wirkende Längskräfte hingegen praktisch ausschließlich von der in Längsrichtung verstärkten Innenschicht aufgenommen. Dadurch sind übersichtliche Kraftverhältnisse geschaffen, die eine weitgehend sichere rechnerische Erfassung der Spannungen zulassen und somit eine unnötige Ub##rdirnensinnierung vermeiden. Da jedoch in aller Regel eine Rohrlz itlmg aus e inzelnen gut lager- und transportfähigen Rohrschüssen aufgebaut ist, wird eine vom Rohrkörper an sich her zulässige Belastung durch die Belastbarkeit der notwendigen Flanschverbindungen begrenzt.
• Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Flanschverbindung für ein Rohr der eingangs bezeichneten Art so auszubilden, daß hierdurch eine Verminderung der zulässigen Belastung der Rohrleitung möglichst weitgehend vermieden wird.
• Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch das Vorsehen einer Innenschicht aus thermoplastischem Material mit über die ganze Länge eines Rohrschusses verlaufenden Fasersträngen hoher Zugfestigkeit und eines sich in Achsrichtung über die Außenschicht hinaus erstreckenden aufgeweiteten Endstücks der Innenschicht, das einen inneren Flanschring übergreift, gegen dessen Außenfläche Bereiche des Endstücks der Innenschicht durch einen äußeren Flanschteil festlegbar sind.
• Mit besonderem Vorteil weist die Außenfläche des inneren Flanschrings hierzu einen in Richtung auf die axiale Mitte des Rohrschusses konisch zulaufenden Bereich auf, dem zur Festlegung des Endstücks eine entsprechende Gegenfläche des äußeren Flanschteils zugeordnet ist.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die axial äußere Stirnseite des inneren Flanschringes im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse angeordnet. Eine einfache Abdichtung im Bereich des Flansches wird dadurch erreicht, daß der an der axial äußeren Stirnseite anliegende Bereich des Endstücks der den inneren Flanschring übergreifenden thermoplastischen Innenschicht unmittelbar am entsprechenden Bereich des gleichartig ausgebildeten Gegenflansches des anschließenden Rohrschusses anliegt. Eine weitere Verbesserung der Dichtwirkung wird gegebenenfalls dadurch erzielt, daß der an der axial äußeren Stirnseite anliegende Bereich des Endstücks der Innenschicht über einen separaten Dichtungsring am entsprechenden Bereich des Gegenflansches des anschließenden Rohrschusses anliegt. Das Material und die Form des Dichtungsrings können dabei ohne Beschränkungen den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.
• Mit Vorteil ist ein verformbarer Dichtungsring vorgesehen.
• Zur Erleichterung der Montage ist der an der axial äußeren Stirnseite anliegende Bereich des Endstücks der Innenschicht mittels eines am äußeren Flanschteil festgelegten Halterings lagegesichert. Dadurch sind sämtliche Teile des Flansches vor dem Anschluß an den Gegenflansch des anschließenden Rohrschusses in der vorgesehenen-Weise gegeneinander festgelegt.
• Der für die Aufweitung des Endstücks der thermoplastischen Innenschicht erforderliche Aufwand wird dadurch begrenzt, daß das End stück in Richtung der eingebetteten Faserstränge mehrfach am Um fang geschlitzt ist.
• Eine Verbesserung der Dichtheit der Flanschverbindung wird insbesondere bei Anwendung eines geschlitzten Endstücks dadurch erreicht, daß an das Material des Endstücks der Innenschicht angrenzende Hohlräume mit einem Füllmittel ausgefüllt sind. Als Füllmittel kann hierbei beispielsweise selbstaushärtendes Kunstharz durch entsprechende Bohrungen eingefüllt werden.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.
• Es zeigen Fig. 1 bis 4 Querschnitte durchAusführungs formen von Flanschen nach der Erfindung, Fig. 5 teilweise im Schnitt einer Vorderansicht des Flansches nach Figur 4.
• In Figur 1 ist in einem Ausschnitt eine vollständige Flanschverbindung mit Flansch und Gegenflansch dargestellt. Mit 10 und 11 sind die beiden zu verbindenden Rohrschüsse bezeichnet, die jeweils eine Innenschicht 12 aus einem thermoplastischen Material mit eingebetteten, 5 chematis ch dargestellten Längsverstärkungen 13 sowie eine beispielsweise duroplastische Außenschicht 14 mit bei 15 angedeuteten, im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Fasersträngen aufweisen. Jede Außenschicht 14 wird in Achsrichtung von einem Endstück 16 der thermoplastischen Innenschicht 12 überragt, das je einen inneren Flanschring 17 übergreift. Jeder innere Flanschring 17 weist eine axial äußere Stirnseite 18 auf, die senkrecht zur Achse der Rohrschüsse 10, 11 liegt, sowie eine auf die axiale Mitte jedes Rohrschusses 10, 11 konisch zulaufende Rückseite 19, zwischen der und einer entsprechenden Gegenfläche 20 eines äußeren Flanschteils 21 die Enden der thermoplastischen Innenschicht 12 eingeklemmt sind. Der hierzu notwendige Anpreßdruck wird durch Spannschrauben 22 aufrechterhalten, mit denen die beiden gegenüberliegenden Flansche benachbarter Rohrschüsse 10 und 11 gegeneinander festgelegt sind. Durch diese Anpreßkraft werden zugleich die an den axial äußeren Stirnseiten 18 der inneren Flanschringe 17 der beiden Rohrschüsse 10 und 11 mit einem gewissen axialen Übermaß anliegenden Bereiche der Endstücke 16 der thermoplastischen Innenschichten 12 aneinander angepreßt und wird so eine einfache radiale Abdichtung des Flanschbereichs erreicht.
• Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden axial verlaufende Bereiche des die Außenschicht 14 überragenden Endstücks 16 der thermoplastischen Innenschicht 12 durch eine ebenfalls axial verlaufende Anlagefläche 23 des inneren Flanschrings 17 unterstützt. Zusätzlich übergreift der Flanschring 17 mit einer Zunge 24 das jeweilige Endstück 25 der Außenschicht 14 jedes Rohrschusses 10 bzw. 11, um in diesem Bereich eine Verformung unter Innendruck zu unterbinden.
• Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 übergreift ein Endstück 26 einer längsverstärkten thermoplastischen Innenschicht 27, das axial über eine in Umfangsrichtung verstärkte duroplastische Außenschicht 28 hinausragt, einen inneren Flanschring 29 von außen. Eine der Anlagefläche 23 des inneren Flanschrings 17 in Figur 1 entsprechende Anlage~ fläche 30 ist hier Teil eines äußeren Flanschteils 31, der mit einer Zunge 32 in analoger Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 das Ende 33 der duroplastischen Außenschicht 28 übergreift und so gegen eine Aufweitung unter Innendruck sichert. Das Endstück 26 der längsverstärkten thermoplastischen Innenschicht 27 liegt an einem in Richtung auf die axiale Mitte des zugehörigen Rohrschusses konisch zulaufenden Bereich 34 des inneren Flanschrings 29 an und wird dort durch eine entsprechende Gegenfläche 35 des -äußeren Flanschteils 31 festgelegt. Analog dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 wird die erforderliche Anpreßkraft durch nicht näher dargestellte, in Bohrungen 3 6 geführte Spannschrauben aufrechterhalten. Der innere Flanschring 29 weist eine axial äußere Stirnseite 37 auf, die senkrecht zur Achse des Rohrschusses angeordnet ist. Der dort anliegende Bereich des Endstücks 26 der thermoplastischen Innenschicht 27 liegt im vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch nicht unmittelbar am entsprechenden Bereich des gleichartig ausgebildeten und nicht mehr näher dargestellten Gegenflansches des benachbarten Rohrschusses an, sondern mittelbar über einen zusätzlichen Dichtungsring 38, beispielsweise aus verformbarem Material.
• Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist dem nach Figur 2 vollkommen analog aufgebaut. Es ist jedoch zusätzlich ein dem äußeren Flanschteil 31 angepaßter Haltering 39 vorgesehen, der mittels versenkt angeordneten Befestigungsschrauben 40 gegen den äußeren Flanschteil 31 festgelegt ist und dabei das Endstück 26 der längsverstärkten thermoplastischen Innenschicht 27 im Bereich der axial äußeren Stirnseite 37 an den inneren Flanschring 29 andrückt. Dem Haltering 39 liegt nach vollzogener Verbindung zweier benachbarter Rohrschüsse ein gleichartig aufgebauter Haltering gegenüber, wobei eine Abdichtung dieser Verbindungsstelle beispielsweise durch eine in einer Ringnut 41 angeordnete Dichtung erfolgen kann.
• Figur 4 ist eine Schnittdarstellung gemäß der Linie IV - IV aus Figur 5. Der grundsätzliche Aufbau beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5 entspricht dem Beispiel nach Figur 3. Ein äußerer scheibenförmiget Haltering 42 ist hier jedoch mit einer inneren Hülse 43 verschweißt. An der Außenfläche der inneren Hülse 43 liegt ein innerer Flanschring 44 auf, dessen Außenfläche einen in Richtung auf die axiale Mitte des Rohrschusses konisch zulaufenden Bereich 45 aufweist. An dem Bereich 45 der Außenfläche des inneren Flanschrings 44 liegt ein Endstück 46 einer mit #ängsverstärkungen 47 versehenen thermoplastischen Innenschicht 48 auf und wird dort durch eine entsprechend geformte Gegenfläche 49 eines äußeren Flanschteils 50 festgelegt. Die hierzu erforderliche Anpreßkraft wird wiederum über nicht näher dargestellte und in Bohrungen 51 geführte Spannschrauben eingeleitet. Mittels im Haltering 42 versenkt angeordneter Befestigungsschrauben 52 wird dieser zusammen mit der inneren Hülse 43 gegenüber dem äußeren Flanschteil 50 festgelegt und sichert dabei die Lage des Endstücks 46 der längsverstärkten thermoplastischen Innenschicht 48 gegenüber einer axial äußeren Stirnseite 53 des inneren Flanschrings 44.
• Eine Erleichterung der Verformbarkeit des Endstücks 46 der thermoplastischen Innenschicht 48 wird durch das Anbringen von in Richtung der Längsverstärkungen 47 verlaufenden Schlitzen 54 im Endstück 46 erreicht. Die Schlitze 54 weiten sich bei einem radial nach außen erfolgenden Abbiegen des Endstücks 46 auf, so daß die verbleibende Wandstärke des thermoplastischen Endstücks 46 im Bereich der zwischen den Schlitzen 54 entstehenden Laschen nicht wesentlich verändert wird. Die zum Einspannen des thermoplastischen Endstücks 46 jeweils zusammenwirkenden Flächen des inneren Flanschrings 44, des äußeren Flanschteils 50 und des Halterings 42 liegen daher trotz bei der Fertigung vorgesehener paralleler Lage zueinander voll mit der hierzu vorgesehenen Flächenpressung auf dem Endstück 46 auf.
• Das Vorsehen von Schlitzen 54 empfiehlt sich naturgemäß auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 3.
• Eine weitere Verbesserung der Dichtheit und der Festigkeit der Flanschverbindung gegen auftretende Längskräfte ergibt sich dadurch, daß insbesondere bei einem Vorsehen von Schlitzen 54 an das Material des Endstücks 46 der thermoplastischen Innenschicht 48 angrenzende und nach dem Zusammenbau des Flansches, also nach dem Festlegen des Halterings 42 durch die Befestigungsschrauben 52, verbleibende Hohlräume mit einem Füllmittel 55 ausgefüllt werden.
• Insbesondere bei einer Verwendung von selbstaushärtendem Kunstharz als Füllmittel 55 kann dessen Einfüllung durch Bohrungen 56 im Haltering 42, Bohrungen 57 in der inneren Hülse 43 und Bohrungen 58 im inneren Flanschring 44 bzw. durch Bohrungen 59 im äußeren Flanschteil 50 vorgenommen werden. Durch das Ausfüllen der keilförmig zulaufenden Schlitze 54 im Endstück 46 im Bereich der axial äußeren Stirnseite 53 des inneren Flanschrings 44 wird eine zusätzliche Verstärkung gegen an der thermoplastischen Innenschicht 48 bzw. deren Längsverstärkungen 47 angreifende Längskräfte er zielt.
• Eine Anwendung der Ausführung der Erfindung nach Figur 1 dürfte sich insbesondere in solchen Fällen empfehlen, in denen im Rohr chemisch aggressive Medien enthalten sind und bei dem daher eine vollständige Auskleidung der Rohrinnenseite durch die thermoplastische Innenschicht 12 wünschenswert ist. Bei den übrigen Ausführungsbeispielen hingegen sollte in einem solchen Fall die zylindrische Innenfläche des inneren Flanschrings 29 bzw. der inneren Hülse 43 durch einen gesonderten jbersug gegen einen Angriff chemisch aggressive Medien geschützt werden. Diese Flanschausführungen nach den Figuren 2 bis 5 sollten sich jedoch hinsichtlich der Belastbarkeit durch Längskräfte als dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 überlegen erweisen, insbesondere wohl deshalb, weil die uebernahme der aus den Längskräften resultierenden Spannungen im Endstück 26, 46 ohne wesentliche vorherige Richtungsänderungen der thermoplastischen Innenschicht 27, 48 in einem unmittelbar an das Ende der duroplastischen Außenschicht 28 angrenzenden Bereich über eine vergleichsweise große Fläche hinweg gleichmäßig erfolgt.
• Durch die zusätzliche Festlegung im Bereich der Stirnseiten 37, 53 wird außer einer Erleichterung bei der Montage insbesondere eine selbstspannende Wirkung bei einem verstärkten Auftreten von Längskräften im Bereich der konischen bzw. keilförmigen Spannflächen erreicht und ein Herausrutschen des Endstücks 26, 46 verhindert.

Claims (10)

Ansprüche

1. Mit Flanschen versehenes Kunststoffrohr mit wenigstens einer Innenschicht, versehenes Kunststoffrohr Mit wenigstens aufweist, und wenigstens einer Außenschicht, die mittels im wesentlichen in Umfangsrichtung laufenden Fasersträngen verstärkt ist, gekennzeichnet durch eine Innenschicht (12, 27, 48) aus thermoplastischem Material mit über die ganze Länge eines Rohrschusses verlaufenden Fasersträngen hoher Zugfestigkeit und ein sich in Achsrichtung über die Außenschicht (14, 28) hinaus erstreckendes aufgeweitetes Endstück (16, 26, 46) der Innenschicht (12, 27, 48), das einen inneren Flanschring (17, 29, 44) übergreift, gegen dessen Außenfläche Bereiche des Endstücks (16, 26, 46) der Innenschicht (12, 27, 48) durch einen äußeren Flanschteil (21, 31, 50) festlegbar ist.

2. Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen des inneren Flanschrings (17, 29, 44) einen in Richtung auf die axiale Mitte des Rohrschusses (10, 11) konisch zulaufenden Bereich (19, 34, 45) aufweisen, dem zur Festlegung des Endstücks (16, 26, 46) eine entsprechende Gegenfläche (20, 35, 49) des äußeren Flanschteils (21, 31, 50) zugeordnet ist.

3. Kunststoffrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial äußere Stirnseite (18, 37, 53) des inneren Flanschrings (17, 29, 44) im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse angeordnet ist.

4. Kunststoffrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der an der axial äußeren Stirnseite (18) anliegende Bereich des Endstücks (16) der den inneren Flanschring (17) übergreifenden thermoplastischen Innenschicht (12) mittel~ bar am entsprechenden Bereich des gleichartig ausgebilde ten Gegenflansches des anschließenden Rohrschusses (10 bzw. llr anliegt (Figur 1).

5. Kunststoffrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der an der axial äußeren Stirnseite (37) anliegende Bereich des Endstücks (26) der Innenschicht (27) über einen separaten Dichtungsring -(38zu am entsprechenden Bereich des Gegenflansches des anschließenden Rohrschusses anliegt (Figur 2).

6. Kunststoffrohr nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen verformbaren Dichtungsring (38).

7. Kunststoffrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der an der axial äußeren Stirnseite t37, 53) anliegende Bereich des Endstücks (26, 46) der Innenschicht (27, 48) mittels eines am äußeren Flanschteil(31, 50) festgelegten Halterings (39, 42) lagegesichert ist.

8. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (46) der Innenschicht (48) in Richtung der eingebetteten Faserstränge (47) mehrfach am Umfang geschlitzt ist.

9. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an das Material des Endstücks (46) der Innenschicht (48) angrenzende Hohlräume mit einem Füilmittel (55) ausgefüllt sind.

10. Kunststoffrohr nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein selbstaushärtendes Kunstharz als Füllmittel (55).

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