DE2450319C3

DE2450319C3 - Rohrzwischenstück

Info

Publication number: DE2450319C3
Application number: DE19742450319
Authority: DE
Inventors: Friedrich Thines; Walter Wedel
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1974-10-23
Filing date: 1974-10-23
Publication date: 1979-12-13
Also published as: DE2450319B2; DE2450319A1

Description

Plan - Plan
40

zur Überbrückung von

Pfanne auf Pfanne

zur Überbrückung von

Kugel auf Kugel

zur Überbrückung von

Pfanneauf Plan

zur Überbrückung von

Kugel auf Plan

zur Längenergänzung

zwischen Pfanne und Kugel

zur Längenergänzung

zwischen Plan auf Plan

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrzwischenstück für ebene, pfannen- und kugelförmige Dichtflächen an den Rohrenden, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.

Rohre dieser Art werden vorzugsweise aus Glas gefertigt und sind z. B. im deutschen Normblatt-Entwurf DIN* 28 802 beschrieben. Sie werden zum Bau von Rohrleitungen verwendet und eignen sich unter anderem für den Einsatz in chemischtechnologischen Anlagen und solchen für die Lebensmitteltechnik.

Solange Rohrleitungen ohne Behinderung frei verlegt werden können, ist es ausreichend, die Dichtflächen an den Enden der einzelnen Rohre eben und parallel zueinander auszuführen. Wenn aber Rohrleitungsstücke an Stutzen an Apparaturen angeschlossen werden sollen, ist es oft erforderlich, das mit der Apparatur zu verbindende Rohrleitungsende gegenüber seiner normalen Verlegungsrichtung etwas zu versetzen. Bei Wegen der durch die erforderliche Vielfalt bedingten geringen Stückzahl je Typ, und weil die kurzen Rohrstücke mit zwei Dichtflächen-Schliffen versehen werden müssen, sind die Zwischenstücke aus Glas relativ teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Zwischenstück für Rohrleitungssysteme mit ebenen, pfannen- und kugelförmigen Dichtflächen zu schaffen, das mit diesen drei vorkommenden Arten von Rohrenden kombiniert werden kann, in Verbindung mit pfannenförmigen oder kugeligen Rohrenden eine kugelgelenka'tige Beweglichkeit gestattet, allen üblichen Anforderungen an Abdichtbarkeit genügt und billig und einfach in der Herstellung ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Diese Ausführung des erfindungsgemäßen Rohrstükkes, welches insbesondere für Rohrleitungen aus Glas, Keramik, Steinzeug, Quarzgut, Quarzglas, Glaskeramik, Kunststoffen oder Rohrleitungen mit Auskleidungen aus diesen Materialien vorgesehen ist, hat in Kombination mit den drei möglichen, verschiedenartig gestalteten Rohrenden die Wirkung, daß eine ebene Dichtfläche an der Scheitellinie dieses Ringwulstes anliegt, ein kugelig konvexes Rohrende die zum Rohrinneren weisende Flanke des Ringwulstes kreisförmig berührt und ein kugelig konkav gestaltetes Rohrende an der

Außenflanke des Ringwulstes anliegt. Dabei ist selbstverständlich Voraussetzung, daß der Radius des halbkreisförmigen Querschnittes des Ringwulstes kleiner ist als der Radius der kugeligen Dichtfläche des anliegenden Rohrendes. Diese Voraussetzung ergibt s sich jedoch als notwendig aus den konstruktiven Gegebenheiten.

Neben der geometrischen Gestaltung der erfindungsgemäßen Rohrzwischenstücke ist deren Materialbeschaffenheit von entscheidender Bedeutung.

Während bei den herkömmlichen Rohrverbindungen der beschriebenen Art jeweils zwei einander entsprechende Dichtflächen miteinander in Berührung kommen, zwischen die wegen ihrer gewissen Unvollkommenheit noch ein Dichtmittel eingefügt werden muß, liegt das erfindungsgemäße Rohrzwischenstück im unbelasteten Zustand nur in einer Kreislinie des Ringwulstes an dem angeschlossenen Rohrende an. Diese Art der Berührung würde normalerweise keine genügende Abdichtung ergeben. Es ist daher ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß zumindest der Ringwulst des Rohrzwischenstückes aus einem hinreichend nachgiebigen Material besteht, das beim Zusammenziehen der zu verbindenden Rohrenden mittels Überwurfflanschen und Schrauben so deformiert wird, daß die dadurch sich vergrößernde Berührungsfläche eine ausreichende Abdichtung gewährleistet, ohne daß ein zusätzliches Dichtmittel eingesetzt werden muß.

Eine weitere Anforderung an den Werkstoff der Rohrzwischenstücke ist deren ausreichende chemische Resistenz. Beide Anforderungen, eine gewisse Nachgiebigkeit bei genügender physikalischer Widerstandsfähigkeit sowie gute chemische Beständigkeit, werden durch die Verwendung von PTFE (Polytetrafluorethylen) erfüllt.

Ein nur aus PTFE hergestelltes Rohrzwischenstück hätte jedoch den Nachteil, daß es beim Einspannen zwischen zwei Rohrflanschen nicht nur an den Berührungsflächen der Ringwulste, sondern über seine ganze Länge deformiert werden würde.

Um die^an Nachteil zu vermeiden, ist es eine besondere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, das Rohrzwischenstück aus einem im wesentlichen zylindrischen, rohrförmigen Kern aus einem formsteifen Material und aus einem Mantel aus nachgiebigem Material, vorzugsweise aus PTFE herzustellen. Der Mantel ist so ausgebildet, daß er die mit dem Fördergut in Berührung kommende Innenfläche des Kernes bedeckt und den Kern an seinen Stirnflächen umgreift, wobei die die Stirnflächen umfassenden Teile des Mantels mit den erfindungsgemäßen Ringwulsten versehen sind. Dieser Aufbau bedingt jedoch, daß der Kern, der vorzugsweise aus Metall besteht, bereits bei der Herstellung des PTFE-Mantels mit in die Form eingelegt werden muß, da er nicht nachträglich in den Mantel eingesetzt oder wieder aus ihm entfernt werden kann.

Aber auch dieser Nachteil kann mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vermieden werden, bei der der Kern aus mindestens drei geteilten Metallringen besteht, die nachträglich in den getrennt gefertigten PTFE-Mantei eingesetzt sind und durch eine Rohrschelle oder ein entsprechendes Verbindungselement zusammengehalten werden. Der genauere Aufbau dieser zuletzt beschriebenen, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Frfindung geht aus der folgenden Beschreibung der Zeichnungen hervor. Es stellt dar

F i g. 1 ein erfindunjrgemafles Rohrzwischenstück

aus Mantel und einteiligem Kern im Schnitt,

Fig,2 ein erfindungsgemäßes Rohrzwischenstück mit mehrteiligem Kern,

Fig.3a ein Rohrzwischenstück kurzer Ausführung mit mehrteiligem Kern im Schnitt,

F i g. 3b das Rohrzwischenstück nach F i g. 3a, jedoch in axialer Draufsicht,

Fig.4 ein Rohrzwischenstück gemäß Fig.3 im Einbau zwischen zwei Rohrenden.

F i g. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Rohrzwischenstück, das aus einem rohrförmigen Metallkern 1 und aus einem aus PTFE gefertigten Mantel 2 besteht, der die Innenfläche 3 des Rohrzwischenstückes bildet und dessen lichter Durchmesser der Rohrnennweite entspricht Der Mantel 2 umfaßt den Metallkern 1 an dessen Enden 4 und ist dort mit je einem Ringwulst S versehen, der im wesentlichen einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt und dessen Sc'ieitellinie 6 einen Durchmesser hat, der etwa dem mittleren Durchmesser der Dichtflächen 10, 12 der anzuschließenden Rohrenden 9, 11 entspricht (Fig.4). Der f'bergang von der größten Breite des Ringwulstes auf die volle Wanddicke des Rohrzwischenstückes bzw. des Mantels 2 mit Kern 1 wird durch Abschrägungen 7 gebildet, die unter 45° zur Rohrachse verlaufen.

Das in F i g. 2 dargestellte Rohrzwischenstück unterscheidet sich von demjenigen nach F i g. 1 dadurch, daß der Kern aus drei geteilten Ringen la, 16 und Ic besteht Während bei der Ausführungsform nach F i g. 1 der Mantel 2 um den Kern 1 geformt werdsn muß, können bei der Ausführung nach Fig.2 die geteilten Ringe la, 16, Ic nachträglich in den Mantel 2 eingesetzt werden. Dies geschieht in der Weise, daß zuerst die geteilten Ringe la und IZ? um die Mitte des Mantels 2 gelegt und dann unter die übergreifenden Mantelenden geschoben werden, worauf der geteilte, längere Ring Ic angelegt und durch zwei Rohrschellen 8 in seiner Lage festgelegt wird. Im Hinblick auf die bei der Rohrverbindung aufzunehmenden Druckkräfte verhält sich der geteilte Kern wie ein zusammenhängendes Teil.

F i g. 3 zeigt im Schnitt und im Aufriß eine der F i g. 2 en·: sprechende, jedoch kürzere Ausführung, bei der der geteilte Ring Ic wesentlich schmaler ist und nur durch eine einzige Rohrschelle 8 gehalten w'rd.

In Fig.4 ist schließlich ein Rohrzwischenstück entsprechend Fig.3 im Einbau zwischen einem Rohrende 9 mit kugeliger Dichtfläche 10 und einem weiteren Rohrende 11 mit pfannenartiger Dichtfläche

12 gezeigt. Aus der Zusammenstellung ist deutlich zu erkennen, daß die kugelige Dichtfläche 10 innerhalb der Scheitellinie 6 des Ringwulstes und die pfannenartige Dichtfläche 12 außerhalb der Scheitellinie 6 des Ringwulstes 5 anliegt. Es wird auch deutlich, daß die Schrägen 7 derart ausgeführt sein müssen, daß die kanten 15 des Rohrendes 9 und 16 des Rohrendes 11 bei einer Auslenkung der Rohrenden gegenüber dem Rohrzwischenstück dieses nicht berührea.

Bei der Verwendung von Rohrzwischenstücken geringer Länge ist es üblich, daß die gesamte Rohrverbindung church zwei (nicht gezeigte) Überwurfflansche zusammengezogen wird, die an den Schultern

13 und 14 der Rohrenden 9 bzw. 11 anliegen, wobei die gesamten dabei auftretenden Kräfte von Jen Ringwulsten 5 und den Kernteilen la, Ib, Ic des Rohrzwischenstückes aufgenommen werden. Es ist jedoch auch denkbar, daß Rohr^vischenstücke nach der Erfindung mit eigenen Flanschanlageschultern ausgeführt werden.

Es sei ergänzend noch erwähnt, daß die Ringwulstc 5

nicht einen exakt halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen müssen, eine solche Ausführung aus konstruktiven Gründen aber zweckmäßig ist. Auch ähnliche Ringwulste mit einem stetig gekrümmten Verlauf, die beispielsweise einen elliptischen, parabelförmigen oder ähnlichen Querschnitt zeigen und den erfindungsgemäßen Zweck erfüllen, sind als äquivalente Ausführungen anzusehen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Rohrzwischenstück für Rohre mit wahlweise ebenen, pfannen- oder kugelförmigen Dichtflächen an den Rohrenden, dessen Innendurchmesser in etwa der Nennweite der zu verbindenden Rohrenden entspricht und welches an jeder seiner Stirnflächen ein Dichtprofil besitzt, so daß es beim Einspannen zwischen zwei zu verbindende Rohrenden mittels einer Flanschverbindung eine abdichtende Rohrverbindung gewährleistet, wobei das Rohrzwischenstück insbesondere für Rohrleitungen aus Glas, Keramik, Steinzeug, Quarzgut, Quarzglas, Glaskeramik, Kunststoffen oder Rohrleitungen mit Auskleidungen aus diesen Materialien vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Dichtprofile an den Stirnflächen des Rohrzwischenstückes in Art eines Ringwulstes (5) mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind,, und daß zumindest diese Ringwulste (5) aus einem teilweise nachgiebigen Material bestehen, so daß das Rohrzwischenstück eine abdichtende Verbindung sowohl mit einer ebenen als auch mit einer konkav (12) oder konvex (10) kugelförmigen Dichtfläche (10,12) eines Rohrendes (9,11) bildet.

2. Rohrzwischenstück nach Anspruch f, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem zur Aufnahme von Druckkräften geeigneten steifen zylindrischen Kern (1) und aus einem chemisch resistenten und physikalisch widerstandsfähigen Mantel (2) besteht, der die Innenfläche dieses steifen Kerns (1) bedeckt und die Stirnflächen (4) des Kerns umfaßt, wobei die die Stirnflächen umfassenden Teile des Mantels (2) mit diesen Ringwulsten (5.) mi* halbkreisförmigem Querschnitt versehen sind.

3. Rohrzwischenstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) aus Metall und der Mantel (2) aus PTFE besteht.

4. Rohrzwischenstück nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) aus mindestens drei geteilten Ringen (la, \b, \c)besteht, die sich nachträglich in den Mantel (2) einsetzen lassen und durch eine oder mehrere Rohrschellen (8) oder entsprechende Mittel zusammengehalten wird.

wenig elastischen Rohrleitungen, wie z, B. solchen aus Glas, ist dies jedoch nur möglich, wenn die aus den einzelnen Rohren zusammengesetzte Leitung an ihren Verbindungsstellen etwas gelenkig ausgeführt ist,

S Dieser Gelenkigkeit dienen die Rohre mit kugeligen Dichtflächen, die eine Abwinkelung zweier miteinander verbundener Rohre bis zu 5° gestatten (s. Entwurf DIN 28 801).

Da eine kugelige Rohrverbindung nur durch zwei

ίο verschiedenartige Rohrenden gebildet werden kann, nämlich durch ein Rohrende mit einer kugelig konvexen Dichtfläche und ein solches mit einer pfannenartig konkaven Dichtfläche, und außerdem ebene Dichtflächen vorgesehen sind, verfügt das beschriebene Rohrleitungssystem über drei verschiedenartig gestaltete Rohrenden. Damit eine Rohrverbindung auch dann hergestellt werden kann, wenn die zusammentreffenden Dichtflächen nicht zueinander passen, sind Zwischenstücke erforderlich, die die unterschiedlichen Dichtflächenformen überbrücken.

Abgesehen von unterschiedlichen Längen und Durchmessern solcher Zwischenstücke, müssen sechs verschiedene Typen vorhanden sein, um jeden vorkommenden Übergang von einer Rohrendenform auf eine andere oder einen Längenausgleich vornehmen zu können. Die sechs erforderlichen Zwischenstücke haben folgende Dichtflächen-Kombinationen (s. auch Entwurf DIN 28 803):

Kugel-Kugel
Pfanne —Pfanne
Kugel-Plan
Pfanne - Plan
Kugel — Pfanne