DE2417509B2 - Rohrverbindung - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

c) das au-v verstärktem Kunststoff bestehende Rohr (ί) an beiden Enden mit einem Metallrohr (2) verbunden ist,

d) die angeschlossenen Enden der Metallrohre (2) spiegelbildlich ausgebildet und auf die gleiche Weise überfangen sind,

e) die angeschlossenen Enden der Metallrohre (2) gegenüber ihrer Wand verdickt sind,

f) und die Bunde (3) und Radtalnuten (5) — beginnend am Verbindungsende — treppenförmig nach außen steigend aneinanderschließen.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Metall) Λιγ (2) zwei Bunde (3) und drei Radialnuten (5) t orgeseher. sind.

3. Verbindung nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß die Radialnuten (5) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.

4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der Radialnuten (S) unmittelbar i'i einem Bund (3) von gleichfalls trapezförmigem Querschnitt übergeht.

5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elunde (3) Radialschlitze (15) aufweisen.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bunde (3) Erhebungen (19) aufweisen.

7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Tiefe der Radialnuten (5) — gemessen vom höchsten Punkt des anschließenden Bundes (3) — ungefähr gleich dem Abstand zweier benachbarter Bunde (3) ist.

8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kunststoffrohres (I) zumindest im Bereich einer, vorzugsweise im Bereich aller Radialnuten (5) auf jedem Metallrohrende von einem Schutzrohr (9) überfangen ist.

9. Verbindung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden der beiden Metallrohre (2) ein vorzugsweise aus verstärktem Kunststoff bestehendes Distanzstück (10) angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine Verbindung eines metallischen Rohres mit einem aus verstärktem Kunststoff bestehenden Rohr, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 sowie in dem Hauptpatent 22 50 433 beschrieben ist.

Es sind bereits verschiedene Ausführungsarien für die •Ί Verbindung von Rohren oder dgl. vorgeschlagen worden. So zeigt beispielsweise die DE-OS 18 03 675 eine Ausführungsform, bei der es offenbar um die Verbindung eines Kunststoffteiles mit einem glasfaserverstärkten Teil handelt. Hier werden für die Verankern rung Stifte vorgesehen, die die Faserschichten beschädigen und daher der gewünschten Zugfestigkeit der Verbindung entgegenstehen. Nach der US- PS 34 95 627 wird eine weitere Verbindung zwischen zwei Kunstrioffrohrteilen vorgeschlagen. Hierbei soll die äußere H Oberfläche eines Gewindekörpers durch eine entsprechende Formgebung zu einer größeren Haftwirkung zwischen dem Gewindekörper und einem glasfaserverstärktem Rohr führen, wobei :iur die innerste Lage des glasfaserverstärkten Rohres mit dem Gewindekörper verbunden wird, während die übrigen Lagen des Rohres nur durch Klebwirkung aneinander haften, so daß auch diese Verbindung für höhere Zugfestigkeiten nicht geeignet ist.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform (FR-PS 12 53 381) soll ein glasfaserverstärktes Rohr mit einem Metallrohr up;er Zuhilfenahme einer Überwurfmutter verbunden werden. Das zu diesem Zweck auf der Außenseite des GFK-Rohres weist zu diesem Zweck ein Gewinde auf, daß in unerwünschter Weise zumindest einen Teil der Fasern des Rohres verletzt oder gar durchschneidet, so daß auch diese Ausführungsform nicht die gewünschte Zuverlässigkeit gegenüber höheren Druck- bzw. Zugbeanspruchungen ergibt.

Bei der nach dem Hauptpatent (22 50 433) vorgeschlagenen Rohrverbindung zwischen einem Rohr aus verstärktem Kunststoff und zwei Metallrohren sind die Enden des Kunststoffrohres auf den Enden der Metallrohre in überlappender Weise durch Umwickeln, Umpressen oder Umgießen aufgebracht, wobei jedes Metallrohr an seinem verschwächten Ende wenigstens eine Radialnute aufweist. Eine solche Verbindung zwischen zwei Metallrohren mit Hilfe des verstärkten Kunststoffrohres bildet auch eine elektrisch isolierende Rohrverbindung oder Rohrkupplung und besitzt den Vorteil, daß sie neben guten Isoliereigenschaften auch ein geringes Gewicht besitzt und einen geringen Platzbedarf benötigt.

Der Erfindung liogt die Aufgabe zugrunde, die im Hauptpatent für große Nennweiten beschriebene Rohrverbindung zwischen einem Metallrohr und einem verstärkten Kunststoffrohr so auszubilden, daß auch bei der Verbindung von Metallrohren mit dem verstärkten Kunststoffrohr die Verbindung bei hohem Innendruck dicht und druckfest ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Da bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform die Enden des Kunststoffrohres gleichartig mit den beiden entsprechenden, spiegelbildlich ausgebildeten eo Enden zweier Metallrohre verbunden und die gegenüber ihrer Wand verdickten Metallrohrenden mit Bunden und Radialnutcn treppenförmig ausgeführt sind, ergibt sich neben einer äußerst einfachen und daher für eine Massenfertigung besonders geeigneten Konstruktiv tion auch eine selbst bei hohem Innendruck äußerst dichte und ruckfeste Rohrverbindung, bei der nur geringe oder gar keine Längsdehnungen auftreten. Eine solche Rohrverbindung kann mit besonderem Vorteil

für Leitungen mit großen Durchmessern (z. B. 1000 bis 2400 mm) verwendet werden, wobei sich auch die guten elektrischen Isoliereigenschaften günstig auswirken können.

Für die gewünschte Zuverlässigkeit der Verbindung sowie für deren günstige Herstellung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, an jede.n Metallrohr zwei Bunde und drei Radialnvien vorzusehen.

Die Radialnuten weisen dabei vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt auf.

Hierbei ist es für das zuverlässige Ineinandergreifen der entsprechenden Verbindungsteile weiterhin zweckmäßig, wenn die Außenwand der Radialnuten unmittelbar in einen Bund von gleichfalls trapezförmigem Querschnitt übergeht.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Bunde Radialschlitze auf, die in Spannungszustand für eine besonders stabile Verbindung zwischen den einzelnen Verbindungsteilen sorgen.

Eine zusätzliche Verankerung der verschiedenen Laminatschichten des Kunststoffrohres kar-n dann erzielt werden, wenn die Bunde Erhebungen aufweisen.

Besonders zweckmäßig ist es ferner, wenn die radiale Tiefe der Radialnuten — gemessen vom höchsten Punkt des anschließenden Bundes — ungefähr gleich dem Abstand zweier benachbarter Bunde ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche des Kunststoffrohres zumindest im Bereich einer, vorzugsweise im Bereich aller Radialnuten auf jedem Metallrohrende von einem Schutzrohr überfangen, wodurch die zuverlässige und dauerhafte Stabilität noch erhöht werden kann.

Wenn zwischen den Enden der beiden Metallrohre ein vorzugsweise aus verstärktem Kunststoff bestehendes Distanzstück angeordnet ist, so können die beiden durch das Kunststoffrohr miteinander verbundenen Metallrohrenden isolierend auf Abstand gehalten werden; außerdem wird im Bereich der Verbindungsstelle gewährleistet, daß der Innendurchmesser auch im Bereich der Kupplungsstelle nahtlos erhalten bleibt.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine zur Hälfte geschnittene Längsansicht einer ersten Ausführungsform der erfndungsgemäßen, elektrisch isolierenden Rohrverbindung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch die in Fig. 1 dargestellte Verbindung (entlang der Linie H-Il)₁ ohne Wicklung, Packung und Dichtring;

F i g. 3 eine Längsschnitt-/Längsansicht einer zweiten Ausführungrform der Erfindung, bei der die Verbindung gleichzeitig als Reduzierstück zum Verbinden von Leitungsrohren ungleichen Durchmessers ausgebildet ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fi g. I und 2 sind zwei miteinander zu verbindende Metallrohrenden 2 gegenüber ihrer Wand verdickt und spiegelbildlich zueinander ausgebildet. Jedes Rohrende besitzt zwei Bünde 3 und drei Radialnuten 5, von denen jede vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Es bietet sich bei einer Serienfertigung ein Arbeitsvorteil, wenn die Querschnitte der einzelnen Radialtiuten 5 untereinander gleich ausgebildet sind.

Ein weiterer Arbeitsvorteil wird erzielt, wenn die Außenwand der Rauialnut 5 unmittelbar in eine Innenwand eines Bundts } übergeht, der gleichfalls einen vorzugsweise trapezförmigen Querschnitt besitzt. Die radiale Tiefe der Radialnuten 5 — gemessen vom höchsten Punkt des anschließenden Bundes 3 — ist ungefähr gleich dem Abstand zweier benachbarter Bunde 3. Die Bunde 3 und die Radialnuten 5 schließen — beginnend am Verbindungsende — treppenförmig nach außen steigend aneinander an.

Es sei noch erwähnt, daß die Nuten 5 und die Bunde 3 jedoch auch eine andere geeignete Querschnittsform haben können.

Vorzugsweise ist jeder Bund 3 mit radialen Einschnitten 15 versehen, die eine bessere Kraftüberleitung bei einer unter einem dreiachsigen Spannungszustand stehenden Rohrverbindung vom Metallteil über ein aus verstärktem Kunststoff aufgebautes Kunststoffrohr 1 ermöglicht. Der Bund kann in radialer Richtung Erhebungen 19 (z. B. Stifte oder Zapfen) gegebenenfalls aber auch Vertiefungen (z. B. Rillen, Spiral-, Kreuz- oder Längsnuten bzw. Radial- und Längsnuten) mil perforierten Stegen aufweisen, wodurch eine zusätzliche Verankerung der verschiedenen Lam^;~atschichten des Kunststoffrohres ί beim Wickeln erziek werden kann.

Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform ist der Bereich zwischen der Innenfläche des Kunststoffrohres 1 und den einander am nächsten liegenden Randflächen der Metallrohrenden 2 mit einer Packung ausgefüllt, die wenigstens eine Rißstopperschicht 8 und ein vorgefertigtes Distanzstück 10 enthält, das von einer Schutzschicht 18 umgeben ist. Das Distanzstück kann aus jedem geeignetem Material vorgefertigt sein; vorzugsweise besteht es aus faserver-

jo stärktem Kunststoff. Die Rißstopperschicht 8 ist aus Wicklungen, Membranen, Vliesen, Geweben, Matten und Harzschichten aufgebaut.

Die beiden einander am nächsten liegenden Stirnflächen der Metallrohrenden 2 können eine Nut 16

J5 aufweisen, in die ein Dichtring 11 eingelegt ist, der gegen die Schutzschicht 18 des Distanzstückes 10 drückt.

Das Kunststoffrohr 1 kann auf einer Außenseite teilweise von Schutzrohren 9 überfangen sein, die insbesondere den Bereich aller Radialnuten 5 bedecken. Im Bereich zwischen den Schutzrohren 9 und mit deren äußerer Oberfläche fluchtend kann eine Schutzschicht 14 auf einer weich-elastischen und elektrisch isolierenden Vergußmasse vorgesehen sein.

Die ganze Rohrverbindung ist schließlich noch mit nicht dargestellten Lagen aus einem Isolierband vollständig überwickelt und mit einem Rohraußenanstrich versehen.
F i g. 3 zeigt einen Teil-Längsschnitt durch ein zweites

so Ausführungsbeispiel der Rohrverbindung, das in diesem Falle als Reduzierstück ausgebildet ist, zum Übergang zwischen Rohrenden 2, 4 ungleichen Durchmessers, wobei die Verdickung des Rohrendes 4 mit größerem Innendurchmesser gegen die Rohrachse und die Verdickung des Rohrendes 2 mit kleinerem Innendurchmesser von der Rohrachse weg gerichtet ist.

Bei der Herstellung der Rohrverbindung kann das Verbindungsende ά"ϊ Kunststoffrohr 1 — vorzugsweise unter Verwendung einer Klebstoffschicht — durch Umwickeln, Umpressen oder Umgießen auf die Verbindungsenden der Metallrohre aufgebracht werden. Das I Imwickeln geschieht beispielsweise sobald die beiden Metallrohrenden 2, das vorgefertigte Distanzstück 10 (einschließlrh Schutzschicht 18) und die Rißstopperschicht 8 in der gewünschten Weise in einer Wickelmaschine eingesetzt sind. Als Klcbstoffschichten können kompatible Harze verwendet werden, mit denen auch die Vcrstärkunesfascrn des Kunststoffrad-

res gebunden sind. Beim Wickeln des Kunststoffrohres wird dann eine besonders günstige Wickelgeometrie der einzelnen Laminatschichten zueinander gewählt, so daß in der fertigen Rohrverbindung keine Axialdehnung auftreten kann, wenn die Rohrverbindung durch ein Strömungsmedium unter Innendruck gesetzt wird; die bei diesem Innendruck auftretenden Radial-, Axial- und Tangentialspannungen werden durch die Fasern in den entsprechend oriertierten Wicklungsschichten aufgenommen.

Eine in der beschriebenen Weise ausgebildete Rohrverbindung kann daher selbst bei Rohren mit großen Nennweiten beträchtliche Zugkräfte aufnehmen.

Bei Verbindungen mit einem Kunststoffrohr, das aus

• drei Lagen gewickelt war, von denen die innere und die äußere Lage im Kreuzverband mit einem flacheren Winkel gewickelt waren als die mittlere Lage, konnte man beispielsweise bei Versuchen feststellen, daß sie bei einem Innendurchmesser von 20Of) mm einem Innen-

m druck von 100 at (bfache Sicherheit) standhielten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verbindung eines metallischen Rohres mit einem aus verstärktem Kunststoff bestehenden Rohr, wobei

a) das Metallrohr am Verbindungsende mehrere Bunde und Radialnuten aufweist und

b) das Verbindungsende des aus verstärktem Kunststoff bestehenden Rohres, vorzugsweise unter Verwendung einer Klebstoffschicht, durch Umwickeln, Umpressen oder Umgießen auf das Verbindungsende des Metallrohres aufgebracht ist und die Bunde zur Erzielung einer festen Verankerung überfängt, gemäß Hauptpatent 22 50 433,