DE2304697C3 - Isolierrohrkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Isolierrohrkupplung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wie sie aus der DT-AS 2 104 323 bekannt ist. Diese bekannte Isolierrohrkupplung hat eine gewisse Biegungssteifigkeit und kann auch gewisse Axial- und Drehkräfte aufnehmen. Überschreiten jedoch diese Kräfte gewisse Grenzwerte, die in einem bestimmten Verhältnis zur Nennweite der betreffenden Kupplung, zur Wandstärke der beiden Rohrenden, des Bundes des ersten Rohrendes und des Oberwurfringes des zweiten Rohrendes, zu den Abmessungen der Dichtungskammer und den Elastizitätswerten der Dichtringe stehen, so ist die bekannte Isolierrohrkupplung nicht mehr in der Lage, insbesondere auftretende Biegungsmomente, aber auch Axialkräfte und Drehmomente um die Kupplungsachse herum aufzunehmen, ohne daß sich Spalte zwischen den Dichtringen bzw. zwischen diesen und den daran anliegenden Flächen der betreffenden Kupplungsteile auftreten, in welche Feuchtigkeit eindringen kann, die dann elektrische Kriechpfade zwischen den Kupplungsteilen schaffen und dadurch die Isolierfähigkeit der Kupplung empfindlich beeinträchtigen oder gar ganz zerstören kann.

Durch die Erfindung soll infolgedessen die Aufgabe gelöst werden, eine Isolierrohrkupplung der eingangs benannten Art so auszubilden, daß sie, ohne die Isolierwirkung zu beeinträchtigen, gegen Biege-, Axial- und Drehkräfte unempfindlicher wird.

Diese Aufgabe wird durch die den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs bildende Merkmalskombination gelöst.

Die erfindungsgemäße Isolierrohrkupplung bringt gegenüber der eingangs erwähnten bekannten Isolierrohrkupplung den technischen Fortschritt, daß die bei Biegungs-, Axial- und Drehbeanspruchungen jeweils auftretenden Kräfte völlig von der Dichtungskammer ferngehalten werden und folglich selbst bei großen Beanspruchungen keine Minderung der Dicht- und Isolierfähigkeit einer solchen Kupplung eintreten kann. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Isolierrohrkupplung besteht dann, daß sie fotz ihrer Fähigkeit, große Biege- und Axialkräfte aufzunehmen, trotzdem in ihrer Dichtungskammer eine gewisse Flexibilität aufweist, so daß auch bei stark wechselnden inneren und äußeren Beanspruchungen die Dicht- und Isolierfähigkeit der Kupplung erhalten bleibt. Die erfindungsgemäße Konstruktion hat als weiteren Vorteil, daß sie. ebenso wie die eingangs erwähnte bekannte Isolierrohrkuppiung. abgesehen von den Dichtungs- und Isolierringen vollständig aus Stahlrohrstücken und gebördelten bzw. anderweitig spanlos verformten Blechteilen in Sthweißbauweise hergestellt werden kann, wodurch sich sowohl die Fertigungskosten als auch das Gewicht solcher Isolierrohrkupplungen in Grenzen halten lassen. In manchen Fällen wird es als Vorteil empfunden werden, daß die axiale Länge der erfindungsgemäßen Isolierrohrkupplung im Vergleich zu deren Nenndurchnicsser verhältnismäßig gering ist.

Die Merkmale der Unteransprüche beinhalten zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs. Bezüglich Anspruch 4 wird darauf hingewiesen, daß die Verwendung von dichtenden Isolierringen mit Wulstbildung unter dem freien Hülsenende beispielsweise aus der DT-OS 2 027 251 bekannt ist.

Die erfindungsgemäße Isolierrohrkupplung wird nunmehr unter Bezug auf die beiden Zeichnungen an Hand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele in ihren Einzelheiten beschrieben. In den Zeichnungen stellt dar

F i g. 1 einen schematischen Axial-Halbschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isolierrohrkupplung und
F i g. 2 einen schemauschen Axial-Halbschnitt durch

eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isolierrohrkupplung.

Gleiche Teile sind in beiden Figuren jeweils mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Isolierrohrkupplung weist das eine Rohrende I einen radial äußeren Endbund la auf, der von einer, mit »Überwurfring« zu bezeichnenden, hohlwulstartigen radialen Erweiterung 2a des anderen Rohrendes 2 umgriffen wird und mit dieser zusammen eine Dichtungskammer bildet, in welcher sich zwei Dichtungsringe 3 und 4 aus weichelastischem Material befinden, die im Bereich des äußeren Endbundes la do. Rohrendes 1 mit einer im wesentlichen radial verlaufenden Berührungsfuge aneinanderstoßen. Die beiden Dichtungsringe 3 und 4 sind durch bleiben- j₅ de axiale Zusammenpressung des Überwurfringes 2a des Rohrendes 2 elastisch so verformt, daß sich am Dichtungsring 3 zwei Axiallippen 3a und 3b bilden, deren eine in den Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Endbundes la und dem Innenumfang des Überwurfringes 2a hineinragt und deren and :re in den Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Rohrendes I und dem freien Ende des Überwurfringes 2a hineinragt, und daß am Dichtungsring 4 eine Axiallippe 4a gebildet wird, die ebenfalls in den Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Endbundes la und dem Innenumfang des Überwurfringes 2a hineinragt, so daß die Berührungsflächen der Axiallippen 3a und 4a die Berührungsfuge der Dichtungsringe 3 und 4 bilden. Der Dichtungsring 4 stützt sich außerdem an einer dem Endbund la des Rohrendes 1 gegenüberliegenden und zum Rohrende 1 weisenden, an der Ansatzstelle des Übereurfringes 2a am Rohrende 2 über die Innenfläche dieses Überwurfringes vorstehenden Stützlippe 2b gegen Verschiebung radial nach innen ab und ragt infolge sei ner elastischen Verformung mit seinem radial inneren Teil 4b etwas in einen zwischen den beiden Rohrenden 1 und 2 verbleibenden Axialspalt 5 hinein. Auf diese Weise wird eine elastischflexible und absolut dichte sowie elektrisch isolierende Kupplung zwischen den beiden Rohrenden 1 und 2 gebildet, die Biegungsmomente und Axialkräfte aufzunehmen vermag, ohne daß die Dichtfähigkeit und Isolierfähigkeit der Kupplung beeinträchtigt wird. Als Material für die Dichtungsringe 3 und 4 kommt beispielsweise ein hochfester, weichelastischer und elektrisch hochisolierender synthetischer Gummi in Betracht. Der Überwurfring 2.) kann entweder in der dargestellten Weise an das Rohrende 2 angeschweißt sein oder aber in Abwandlung dessen auch einstückig mit diesem ausgeführt sein.

Am Rohrende 1 ist mit axialem Abstand von dem Überwurfring 2a des Rohrendes 2 ein äußerer Bund 6 angeschweißt. In den axialen Zwischenraum zwischen diesem äußeren Bund 6 und dem Überwurfripg 2a ist ein Isolierring 7 aus hartem Werkstoff, beispielsweise aus Hartgewebe eingesetzt. Dieser Isolierring 7 ist hinsichtlich seiner äußeren Gestaltung im wesentlichen komplementär zu den Außenkonturen der an ihn angrenzenden Teile gestaltet. Zweckmäßig ist der Isolierring 7 längs einer im wesentlichen axial verlaufenden Trennebene geteilt. Ist er nicht geteilt, so muß er vor Befestigung des äußeren Bundes 6 am Rohrende 1 auf dieses aufgeschoben werden.

Auf das Rohrende 1 ist außerdem ein weiterer Isolierring 8 aus hartem Werkstoff, beispielsweise aus Hartgewebe aufgeschoben, der wiederum hinsichtlich seiner äußeren Gestaltung komplementär zu den Außenkonturen der an ihn angrenzenden Teile ausgeführt ist Der Isolierring 8 ist an seinem einen Stirnende mit einer inneren Radial-Ringnut 8a versehen. In der Ringnut 8a findet ein auf das Rohrende 1 aufgeschobener Dichtungsring 9 Aufnahme, der aus einem weichelastischen, elektrisch isolierenden Werkstoff gefertigt ist Der Dichtungsring 9 besteht zweckmäßig at's gleichem Material wie die beiden Dichtungsringe 3 und 4.

Die beiden Isolierringe 7 und 8 haben jeweils gleichen Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Überwurfringes 2a des Rohrendes 2. Der Isolierring 8 ist außerdem an seiner einen Stirnseite konisch verlaufend ausgebildet Er ragt mit einer Axiallippe Sb über den Außenumfang des äußeren Bundes 6 hinüber, so daß diese Axiallippe Sb den benachbarten Isolierring 7 längs einer im wesentlichen radial verlaufenden Trennfuge berührt Über die beiden Isolierringe 7 und 8, über den Dichtungsring 9 und über das Rohrende 1 ist eine Hülse 10 geschoben, deren Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der beiden Isolierringe 7 und 8 ist. Das dem Isolierring 8 zugeordnete Stirnende der Hülse 10 i-st vorzugsweise durch Bördeiung komplementär-konisch zur Stirnfläche des Isolierringes 8 ausgebildet. Der Dichtungsring 9 weist zweckmäßig eine Axiallippe 9a auf, die in den Ringspalt zwischen dem Ende des konischen Teils der Hülse 10 und dem Außenumfang des Rohrendes 1 hineinragt.

Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform einer solchen Isolierrohrkupplung kann der Dichtungsring 9 entfallen und statt dessen der Isolierring 8 mit einer entsprechenden Axiallippe versehen sein, die den genannten Ringspalt dichtend ausfüllt.

Am Rohrende 2 ist ein zweckmäßig stirnseitig ebenfalls konisch ausgebildetes Hülsenteil 10a gleichen Durchmessers wie die Hülse 10 angeschweißt, welches unter axialer Anpressung an die Hülse 10 durch eine Spann-Umfangsschweißnaht 11 angeschweißt ist. Die Größe der Axialspannung, mit welcher das Hülsenteil 10a an die Hülse 10 angepreßt wird, kann durch entsprechende axiale Bemessung des Hülsenteils 10a bzw. der Hülse 10 vorher eingestellt werden. Dieser Axialdruck überlagert sich in wahlweise stärkerem oder schwächerem Maße über die Stirnseite der Hülse 10 und den Isolierring 8 sowie den äußeren Bund 6 auf das Rohrende 1 und über den Isolierring 7 auf den Überwurfring 2a des Rohrendes 2 und gestattet dadurch eine nachträgliche wahlweise Regulierung der Druckverhältnisse in den Dichtungsringen 3 und 4. Die Verspannung der Hülse 10 gegenüber den beiden Rohrenden 1 und 2 kann auch in der Weise erfolgen, daß zuerst das Hülsenteil 10a auf das Rohrende 2 aufgeschoben und an die Hülse 10 angeschweißt wird und sodann unter axialer gegenseitiger Verspannung der I eile eine Spann-Umfangsschweißnaht 12 zwischen dem Rohrende 2 und dem Hülsenteil 10a angebracht wird.Die Isolierrohrkupplung stellt in ihrer Gesamtheit eine kompakte, ziemlich starre, gegen Biege- und Axialspannungen nahezu unempfindliche und auch unter stärksten Beanspruchungen ihre ausgezeichnete Dicht- und Isolationsfähigkeit beibehaltende, gewichtsmäßig leichte und verhältnismäßig billig herzustellende Konstruktion dar.

Zweckmäßig sind am äußeren Bund 6 und an der Hülse 10 jeweils mehrere, auf den Umfang verteilte Stifte 6a bzw. 10£> befestigt, die in entsprechende Bohrungen des Isolierringes 7 hineinragen und dadurch die beiden Rohrenden 1 und 2 gegen gegenseitige Drehung sichern.

Die in F i g. 2 dargestellte abgewandelte Ausführungsform der Isolierrohrkupplung unterscheidet sich von der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform dadurch, daß die Stirnseiten der Hülse 10' bzw. des Hülsenteils '10a' achsserikrecht verlaufen, daß ferner der äußere Bund 6' am Rohrende 2 angeschweißt ist und daß das Hülsenteil 10a' am Rohrende 1 angeschweißt ist. Die Isolierringe T und 8' und der Dichtungsring 9' sind demgemäß auf das Rohrende 2 aufgeschoben. Diese Konstruktion hat einerseits eine geringere axiale Länge als die in F i g. 1 gezeigte Konstruktion und andererseits überlagert sich die beim Herstellen der Verspann-Umfangsschweißnaht 11' bzw. 12' eingebrachte Axialspannkraft weniger stark auf die Dichtungskammer la, 2a und die darin befindlichen Dichtungsringe 3 und 4, was unter gewissen Umständen erwünscht sein kann.

In Abwandlung der beschriebenen Ausführungsformen kann mindestens einer der aus elastisch-weichem, elektrisch isolierendem Werkstoff bestehenden Dichtungsringe 3, 4 bzw. 9 bzw. 9' der Isolierrohrkupplung einen Metallkern aufweisen und dadurch formstabiler sein. In weiterer Abwandlung der Isolierrohrkupplung

ίο kann mindestens einer der Isolierringe 7,8 bzw. T bzw. 8' anstatt aus Hartgewebe aus einem entsprechend harten anderen elektrisch isolierenden Material hergestellt sein, beispielsweise aus synthetischem Hartgummi.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Isolierrohrkupplung mit einem einen Bund aufweisenden ersten Rohrende und einem eine Dichtungskammer bildenden Oberwurfring, der am zweiten Rohrende befestigt ist und das erste Rohrende umgreift, sowie mit zwei beidseits des Rohrbundes angeordneten, den freien Raum unterhalb des Oberwurfringes ausfüllenden Dichtringen aus elastischem Material, wobei der freie Rand des Oberwurfringes unter Verdichtung der Dichtringe eingezogen ist dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Rohrenden (1 bzw. 2) einen mit Axialabstand von der Dichtungskammer (la, 2a) angeordneten äußeren Bund (6 bzw. 6') aufweist und daß das andere (2 bzw. 1) der beiden Rohrenden eine daran befestigte (12 bzw. 12'), die Dichtungskammer und diesen äußeren Bund übergreifende, an ihrem freien Ende mit einem inneren Bund versehene Hülse (10, 10a bzw. 10', 10a') aufweist, daß ferner die beiden Isolierringe (7.8 bzw. 7', 8') in dem Ringraum zwischen dieser Hülse und dem, den äußeren Bund aufweisenden Rohrende angeordnet sind, wobei der eine Isolierring (7 bzw. 7') zwischen der Dichtungskammer und dem genannten äußeren Bund und der andere Isolierring (8 bzw. 8') zwischen diesem äußeren Bund und dem inneren Bund der Hülse liegt und die genannte Umfangsschweißnaht (U bzw. 12 bzw. 11' bzw. 12') an der Hülse oder zwischen der Hülse und dem sie haltenden Rohrende (2 bzw. 1) in dem nicht von den Isolierringen eingenommenen Bereich angeordnet ist.

2. Isolierrohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Hülsenstirnseiten axialkonisch nach außen verlaufen (F i g. 1).

3. Isolierrohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freien Hülsenende und dem von ihm umgriffenen Rohrende (i bzw. 2) ein Dichtungsring (9 bzw. 9') aus weichelastischem,elektrisch isolierendem Werkstoff angeordnet ist.

4. Isolierrohrkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (9 bzw. 9') im Querschnitt radial außen abgestuft ausgebildet ist, mit seinem radial dickeren Teil in einer entsprechenden Haltenut (8a bzw. 8a') des angrenzenden harten Isolierringes (8 bzw. 8') ruht und mit seinem radial dünneren Teil (9a bzw. 9a') als Dichtungslippe in den Ringspalt zwischen dem freien Hülsenende und dem von diesem umgriffenen Rohrende (1 bzw. 2) hineinragt.

5. Isolierrohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringspalt zwischen dem freien Hülsenende und dem von diesem Hülsenende umgriffenen Rohrende (I bzw. 2) eine Axiallippe des benachbarten Isolierringes (8 bzw. 8') lii^h'end hineinragt.