DE2257821C3

DE2257821C3 - Schubgesicherte Muffenverbindung für Rohre und Rohrelemente

Info

Publication number: DE2257821C3
Application number: DE2257821A
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Dr.- Ing. 4300 Essen Schneider; Friedel 4650 Gelsenkirchen Sennlaub; Max Dr.-Ing. 4650 Gelsenkirchen Wild; Rudolf 4640 Wattenscheid Winter
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1972-11-25
Filing date: 1972-11-25
Publication date: 1975-09-25
Also published as: DE2257821A1; FR2208082A1; CH569913A5; US3899183A; DE2257821B2; IT997221B

Description

Die Erfindung betrifft eine schubgesicherte Muffenverbindung für Rohre und Rohrelemente mi* einem Dichtring zwischen Muffe und Spitzende, wobei in Einschubrichtung vor dem Dichtring über den Umfang verteilt mehrere sich axial gegen die Einschubrichtung und radial k. Urrifangsrichtung verengende Ausnehmungen angeordnet sind und in jeder Ausnehmung ein

(-5 in Rohrumfangsrichtung sel/.bares Keilstück angeordnet ist, dessen Rückenflache den Neigungen der Ausnehmung angepaßt ist und dessen Innenfläche mil dem Spitzende zur Schubsichermg zusammenwirkt.

Eine derartige Schubsicherung, von der die Erfindung ausgeht, zeigt die USA·-Patentschrift 2 177 184, bei welcher zwei diametral gegenüberliegende, in Rohrumfangsrichtung setzbare Keilslücke in Anwendung kommen, die in entsprechenden Ausnehmungen geführt sind, welche in an der Stirnfläche eines formschlüssig mit der Muffe verbundenen Ringes angegossenen Vorsprüngen angeordnet sind.

Ein besonderes Problem steilt bei solchen in Umfangsrichtung setzbaren Keilstücken (Rundkeilen) die Anpassung an die verschiedenen Rohrtoleranzcn einer Nennweite dar. Im Falle der USA.-Patentschrift ,. 2 177 184 wird daher mit besonders langen Keilstücken / gearbeitet, die größer als der Bogen der Ausnehmungen sind und fast ein Sechstel des Rohrumfangs erreichen, wobei die Keilstücke zur Anpassung an die verschiedenen toleranzbedingten Rohrrundungen aui dem '* Rücken mit mehreren axialgerichteten Einschnitten versehen sind. Bei solchen verhältnismäßig langen Keilslücken tritt der Nachteil auf, daß die Abwinkelungsmöglichkeit der Rohre nach dem Setzen der Keilstücke im späteren Betrieb z. B. infolge Bodensenkungen, insbesondere bei Abwiiikelung in einer Ebene senkrecht zu einer durch die Mitte der beiden Ausnehmungen gelegten Verbindungslinie, erheblich eingeschränkt ist.

Im Falle einer anderen, nicht zum Stande der Technik gehörenden Rundkeiiverbindung gemäß der DT-Oi 2 214 268, wird mit vier über den Umfang vf rteilten kürzeren Keilstücken und kürzeren Ausnehmungen gearbeitet, die in besonderen an der Muffenstirnfläche angegossenen Vorsprünger angeordnet sind. Fs müssen aber zur Anpassung an die Rohrtobranzen in umständlicher Weise Keilstücke von verschiedener Stärke bereitgehalten werden, um auf jeden Fall ein sicheres Angreifen der Keilstücke am Spitzende zu erzielen.

Ein v/eiterer Nachteil dieser Schubsicherung besteht darin, daß durch die Anbringung der Ausnehmungen in besonderen Vorsprüngen an der Muffenstirnseite, die Länge der Muffe insgesamt, die bei Rohren durch die Abmessungen der Schleudergiißkokille gegeben ist, e. heblich vergrößm wird, so daß bei ihrer Anwendung eine kostspielige Umrüstung der Schleudergießmaschine erforderlich ist Da die Muffenstirnfläche inf'-'ge der Vorsprünge keinen geschlossenen Ring von genügender Breite nifhr bildet, entstehen ferner Schwierigkeiten am DJchfsystem der Rohrprüfpresse, in der jedes Rohr im fertigi/ngsgang einer Druckprüfung unter worfeii wird. Schließlich können ne Vorsprünge durch Verhaken die Rollbßwegung der Rohre wahrend der Herstellung behindern und außerdem die Unfaügefahr erhöhen.

Es ist zwar durch die USA.-Patentschrift 2 926 028 bereits bekannt, auch bei schußgesicherten Rohrverbindungen eine ebene Stirnfläche der Muffe beizubehalten, wobei man die Schubsieheruiigselemente in eine vor dem Dichtungsring der Muffe angeordnete Kammer einrasten läßt; jedocw wird dadurch die Muffe wiederum in unerwünschter Weise verlängert

Die Erfindung hat «ich zur Aufgabe gestellt, eine schubgesicherte Verbindung für Rohre der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß die Elemente für die Schubsicherung einfach gctaitet and e^;nfach zu handhaben si id, wobei die Keilstücke über den

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gesamten Toleranzbereich einer Nennweite und gegebenenfalls noch für bcnachbarlc Nennweiten wirksam

·- Ferner soll die Ausbildung der Sicherungselemßnte keine wesentliche Verlängerung der Muffe bzw. des '-Schraubringes od. dgl. bedingen, eine ebene Stirnfläche ader Muffe bzw. des .^p/;hraubringes beibehalten und die -%bwinkelungsmöglicbkeit der Rohre gegenüber den genannten Keilschubsicherungen verbessern. _r- Die Erfindung besteht darin, daß bei Anordnung der Ausnehmungen im Ende der Muffe bzw, im Ende eines iiffοrmschlüssig mil der Muffe verbundenen Ringes und ' ijei Anordnung von mehr als zwei Ausnehmungen auf Ilem Umfang die Länge des Bogens der Ausnehmungen |n Umfangsnchtung so gewählt ist, daß die Klemmwir-■ kung der sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden Keilstücke über den gesamten Toleranz-(bereich des Rohres sichergestellt ist und daß die Kejl-" stücke mit einer Nase axial aus den Ausnehmungen .-über die Stirnfläche der Muffe bzw. des Ringes herausragen.

Die Keilstückc können auf ihrer dem Spitzende zugewandten Innenfläche eine in Umfangsrichtung des Rohres verlaufende Zahnung trafen, welche in das Spitzende eingreift; sie können aber auch auf ihrer Innenfläche ohne Zahnung sein, wobei die Vorderkante der Innenfläche mit auf dem Spitzende angeordneten Arretierungen wie z. B. einer nnd umlaufenden Schweißraupe oder einem rund umlaufenden aufgeschweißten Ring zusammenwirkt.

Die Ausnehmungen, deren Anzahl sich nach der Nennweite des Rohres richtet, können sich bis an die Kammer für den Dichtring erstrecken und daher ohne oder r^Unp wesentliche Änderungen der Muffenlänge der Kohre bzw. der Rohrelemente wie des Schranbringes durch geri'igfügige Änderungen der Muffenkernbüchse oder nach nur geringfügiger mechanischer Bearbeitung im Ende der Muffe oder des Rohrelementes angebracht werden, wobei die Stirnfläche der Muffe bzw. des Rohrelementes eben bleibt. Die Keilstücke z. B. einsatzgehärlete Stahlteile selbst steilen nur einen geringen Kostenfaktor dar. Durch leichte Hammerschläge in Umfangsrichtung der Muffe lassen sie sich festsetzen, wobei eine sofortige Sicherung gegen Schub bewirkt wird.

Aufgrund der geringen Breite der Keilstücke in Rohrumfangsrichtung im Verhältnis zur Länge des Bogins der Ausnehmungen ist eine gleichbleibend gute Anlage am Rohrumfang über den gesamten Toleranzbereich gegeben, so daß für eine Nennweite und eventuell noch für Nachbarnennweite., nur eine Keilsor'-* erforderlich ist.

Durch die Anordnung de^r Nase an den Keilstücken Aiird einerseits die Anlagefläche der Keilstücke am Spitzende vergrößert, andererseits das Setzen des Keilstücks erleichtert und der Tendenz des Kippens entgegengewirkt.

Eine weitere Ausgestalturg der Erfindung besteht darin, daß ce Nase der Keilstücke mit einem radial nach außen gerichteten flanschartigen Ansatz versehen ist, welcher zur Stirnseite der Muffe bzw. des Ringe parallel liegt. D.ese Ausführungsform dient zur zusätzlichen Führung der Keilstücke bein. Festsetzen.

Die Muffenverbindung is· aufgrund der geringen Breite der Keilstückc in Rohrumfangsrichtung gut abwinkelbür. Um jedoch eine Abwinkelung auch naen dem Festserzen der Keilstücke, wenn diese mit einer Zähnung auf der Innenfläche versehen sind, z. B. infolge

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40 von Bndcnbewegungen zu <?r möglichen, ist ant. Weiterbildung der Erfindung, d.iß die in nxi,iler Rich lung geneigten Wandur. on der in Uinfangsrichiunp auslaufenden Ausnehmungen und die an diesen anliegende Rückflaehe der Keilstückc in bekannter Weise ballig ausgebildet sind, wobei die gezahnte Innenfläche der Keilstücke in Achsrichtung gerundet ist.

Die Keilstückt; können entweder vor dem Zusammenbau der Rohre in die Ausnehmungen eingeleg. werden, wobei zur Erleichterung auch eine magnetische Halterung vorgesehen werden kann. Es kann abc auch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in uer Muffen- bzw. R'mgstirnstriie am größeren Bogcoende der Ausnehmungen eine der Größe der Keilstückc entsprechende, fensterartige Aussparung zum Einlegen der Keilstücke angeordnet sein, durch die die Keilsi'lh· ke auch nach dem Zusammenbau der Rohre in die Ausnehmungen eingebracht werden können. Dadurch wird es auch ermöglicht, die Keilsicherungen nachträglich an 'Rohrleitungen anzubringen, die ursprünglich ohne eineD solche verlegt wurden.

Obwohl sich die Ausnehmungen lür die Keilsiücke bis an die Kammer für den Dichtring erstrecken kön nen, ist diese Kammer nur auf einem sehr geringen Tc-ii ihres Umfanges zur Muffenstirnfläche hin offen und trägt zudem die Rückseite der Keilstücke noch -:ur Abstützung des Dichtringes bei, so daß im Normalfall kaum ein Auswandern des Dichtringes aus seiner Kam mer zu befürchten ist. Um jedoch auch bei höheren ι Drücken diese Möglichkeil auf jeden Fall auszuschließen, besteht eine weitere Ausbildung der Erfindung darin, daß die Ausnehmungen für die Keilstücke vor. der Kammer des Dichtringes in bekannter Weise durch eine Trennwand oder eingelegte Scheibe getrennt sind. Ferner ist Gegenstand der Erfindung, daß die Keilstückc nach dem Festsetzen durch zusätzliche Mittel wie z. B. eine sie alle umfassende Bandage oder durch Punktschweißung oder durch ähnliche Mittel in ihrer Lage gesichert sind. Die Punktschweißung kommt d^nn in Frage, wenn mit einem späteren Lösen der Verbindung nicht /U rechnen ist.

Während bei Steckmuffenverbindungen z. B. nach System »Tylon« die Ktilsicherungen an der Muffe selbst angebr cht werden, erfolgt bei Schraubmuffenoder Stopfbuchsenverbindungen ihre Anordnung am Schraub- bzw. am Stopfbuchsenring.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt in ihrer Anwendung auf eine Steckmuffenverbindung nach System Tyton.

F i g. 1 zeigt einen Teilquerschnit« durch die Muffenverbindung ohne eingesetztes Keilstück.

F i g. 2 zeigt einen Teilquerschnitt du-xh die Muffen verbindung mit eingesetztem Keilslück.

F i g. 3 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine abgewandelte Form der Muffenverbindung.

F i g. 4 zeigt ein KoU'.'ick in Seitenansicht invergrößertem Maßstab.

F i g. 5 zeigt dieses Keilstück in Pfeilrichiung gesehen.

Fig.6 zeigt eine Aufsicht auf die Mufienstirnseite mit zwei verschiedenen Arten von Ausnehmungen, teils mit und teils ohne eingelegte Keilslücke.

Es bezeichnet 1 die Muffe und 2 das Spitzende, /.wisthen beiden ist in einer Kammer 4 der Dichtring i angeordnet.

Vo. dem Dichtring befinden sich am Ende der Muffe über den Umfang verteilt, in vorliegendem Falle vier Ausnehmungen 5, die sich mit ihrer Wandung 5a gegen

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die Einschubrichtüng verengen. Wie aus F i g. 6 hervorgeht, verengeri'sicH die Ausnehmüngen 5 auch radial in Uriifängsrichtung des Rohres, d.h. sie laufen in einem 5Bpgen1aus.

In den Ausnehmungen 5 sind sich in axialer Richtung erstreckende^;Kei|stücke7iangeordnet,^!dereri Breite iiit yerhäitnis Zur^IiangeVdes' Bogens.der Ausnehmungen /gering ist, die mit ihre^Rjickerifiäche Ta der Wandung 5>ä der Ausnehmungen 5 angepaßt sind und die auf der Innenfläche eine Zähnung Tb tragen, die in Rohrnmfangsrichtung gewölbt ist. Die Keilstücke 7 ragen mit einer Nase über die Stirnfläche der Muffe aus den Ausnehmungen 5 heraus, wobei am Ende der Nase ein radial nach außen gerichteter flanschartiger Ansatz Tc angeordnet ist, der zur Muffenstirnseite parallel liegt und beim Festsetzen der Keilstücke, das in Umfängsrichtung erfolgt, als zusätzliche Führung dient.

Die Wandung 5a der Ausnehmungen 5 sowie die an-

liegende Rückenfläche Ta der Keilsiücke? ist im vorliegenden Falle im Sinne einer nachträglichen Abwinkelung der Verbindung ballig ausgebildet, wobei die gezahnte Innenflache Tb der Keilstücke außerdem noch in Achsrichtung gerundet ist/

"In F i g. 1 und F i g. 6 obere Hälfte sind die Ausnehmungen 5 am größeren Böger.ende mil einer der Größe der Keilstücke 7 entsprechenden fensterartigen Aussparung 6 versehen, Idurch^weiche die Keilstücke nach Zusammenbau der Rohre oder Rohrelemente in die Ausnehmungen 5 eingelegt werden können.

Bei Fortfall dieser Aussparungen, wie in F i g. 6 in der hinteren Hälfte dargestellt ist, muß das Einlegen der Keilstücke 7 vor dem Zusammenbau der Rohre oder Rohrelemente erfolgen.

In F i g. 3 ist zwischen der Kammer 4 des Dichtringes 3 und den Ausnehmungen 5 eine Trennwand 8 angeordnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

, I, Schubgesicherte Muffenverbindung für Rohre und Rohreltmente mit einem Dichtring zwischen *■ Muffe und Spitzende, wobei in Einschubrichtung vor dem Dichtring über den Umgang verteilt mehrere sich axial gegen die Einschubrichtung und radial in Umfangsrichtung verengende Ausnehmungen angeordnet sind und in jeder Ausnehmung ein in Rohrumfangsrichtung setzbares Keilstück an- _Λ geordnet ist, dessen Rückenfläche den Neigungen der Ausnehmung angepaßt ist und dessen Innenflä-'■* ehe mit dem Spitzende zur Schubsicherung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Ausnehmungen im Ende der ^Muffe bzw, im Ende eines formschlüssig mit der Muffe verbundenen Ringes und bei Anordnung von ^"fmehr als zwei Ausnehmungen auf dem Umfang die ' ' Länge des Bogens der Ausnehmungen in Umfangsrichtung so gewählt ist, daß die Klemmwirkung der sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden Keilsiücke über den gesamten Toleranzbereich des Rohres sichergestellt ist, und daß die Keilstücke mit einer Nase axial aus den Ausnehmungen über die Stirnfläche der Muffv bzw. des Ringes herausragen.
2. Muffenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase der Keilstücke mit einem radial nach außen gerichteten flanschartigen Ansatz verschen ist, welcher zur Stirnseite der Muffe bzw. des Ringes parallel liegt.
3. Muffenverbindung nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Innenfläche der Keilstücke gezahnt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Richtung geneigten Wandungen der in Umfangsrichtung auslaufenden Ausnehmungen und die an ' diesen anliegenden Rückenfläche der Keilstücke in bekannter Weise i/allig ausgebildet sind, wobei die . . gezahnte Innenfläche der Keilstücke in Achsrichtung gerundet ist.
4. Muffenverbindung nach unem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Muffenbzw. Ringstirnseite 311 größeren Bogenende der Ausnehmungen eine der Größe der Keilstücke ent- ^ sprechende, fensterartige Aussparung zum Einlegen derselben angeordnet ist
5. Muffenverbindung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen von der Kammer des Dichtringes in an sich bekannter Weise durch eine Trennwrnd oder eingelegte Scheibe gerrennt sind.
6. Muffenverbindung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilstücke nach dem Festsetzen durch eine sie alle umfassende Bandage 5* oder durch Punktschweißung oder durch ähnliche Mittel in ihrer Lage gesichert sind.