DE2549387A1

DE2549387A1 - Hochdruck-rohrverbindung

Info

Publication number: DE2549387A1
Application number: DE19752549387
Authority: DE
Inventors: Herbert A Westerlund; Robert E Westerlund
Original assignee: Construction Forms Inc
Current assignee: Construction Forms Inc
Priority date: 1974-11-04
Filing date: 1975-11-04
Publication date: 1976-05-13
Also published as: US3967837A; CA1035588A; GB1533547A; JPS5169215A; GB1531998A

Description

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K. SCHUMANN

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MÜNCHEN

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MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

LINDAU

ρ ₉₇₉₁ 4. November 1975

Construction Forms, Inc.

W60 IM51 Cardinal Avenue,
Cedarburg, Wisconsin 53012 /USA

Hochdruck-Rohrverbindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung zum Verbinden zweier miteinander fluchtender und nahe ihren einander zugewandten Enden jeweils eine Ringnut aufweisender Rohre, mit einer die Enden der Rohre umschließenden Kupplung, welche in gegenseitigem Querabstand angeordnete, jeweils in eine der Ringnuten radial einwärts hineinragende

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und eine einer Seitenwand der betreffenden Ringnut gegen-, überliegende Innenwand aufweisende Stege hat.

In der US-Patentschrift 3 705 737 ist eine gelenkige, lösbare Kupplung zum Verbinden der Enden von Rohren einer Beton-Förderleitung od. dergl. beschrieben. Die Teile der Kupplung haben ein U-förmiges Profil, und der Rohrstoß ist mit einem Dichtungsring abgedichtet. Derartige Kupplungen heben eine relativ kurze Lebensdauer, da ihre Dichtflächen durch häufiges Befestigen und Lösen beschädigt werden können. Außerdem wird die Verbindung schon durch geringfügiges Verkanten geschwächt. Bei der Hochdruckförderung insbesondere in längeren Leitungen, in denen Druckstöße auftreten können, kann eine solche Verbindung versagen, was zu Verlusten des Förderguts sowie zu sehr langen Stillstandszeiten Anlaß geben kann.

Die Erfindung richtet sich insbesondere auf eine verbesserte Rohrkupplung mit mehreren, in gegenseitige Anlage bringbaren Dichtungsrändern zwischen den Ringnuten in den Rohrenden und den Teilen der Kupplung, welche in Axialrichtung mehrfach gestufte Wandungen aufweisen. Eine erste Anordnung von Wandungen bildet eine erste Dichtung. Beim Versagen derselben kommt eine zweite Anordnung von Wandungen in gegenseitige Anlage. Eine solche mehrwandige Anordnung mit nacheinander zur Wirkung kommenden Dichtungsflächen gewährleistet eine sichere Abdichtung und erbringt eine verlängerte Lebensdauer der Kupplung bei häufigem Anlegen und Lösen derselben.

In einer praktischen Ausführung haben die Enden zweier Stahlrohre jeweils eine Ringnut mit einem Boden und einer zunächst diesem gebildeten Stufe, welche ein Paar im wesentlichen paralleler, radial verlaufender Seitenwände begrenzen, deren jede in einem ringförmigen Klemmrand ausläuft. Die Kupplung hat ein Paar einwärts hervorstehender Haitestege, deren Wände in ähnlicher Weise gestuft sind und ein Paar

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radial abgeschrägter Wandflachen bilden, welche um ein etwas geringeres Maß als die Wandflächen der Hut zueinander versetzt sind. Ein zwischen die Stege der Kupplung eingelegter Dichtungsring hat einen einwärts zwischen die Stirnflächen der Rohrenden hineinragenden Dichtung steg.

Somit schafft die Erfindung die Möglichkeit, die Lebensdauer und Betriebssicherheit einer metallenen Rohrverbindung für eine Beton-Förderleitung od. dergl. auf einfache Weise zu erhöhen.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung enthält die Rohrverbindung einen Dichtungsring von im wesentlichem rechteckiger Querschnittsform mit einem in der Mitte einwärts "hervorstehenden Ringsteg und zwei beiderseits desselben gebildeten flachen Hüten. Die äußeren Wandungen der Hüten sind etwas unterschnitten, so daß etwas überhängende Dichtungsränder gebildet sind. Die Rohrenden sind vorzugsweise etwas abgeschrägt. Der Dichtungsring begrenzt die Hohlräume der Kupplung auf ein Mindestmaß und gewährleistet eine hochdrucksichere Abdichtung, welche nicht unbedingt vollständig undurchlässig zu sein braucht, dabei jedoch widerstandsfähig gegen Druckstöße und dergl. ist und somit Verluste des Förderguts auf ein Mindestmaß beschränkt.

Die erfindungsgemäße Rohrverbindung eignet sich insbesondere zum "Verlegen von Beton-Förderleitungen und dergl., sowie für solche anderen Fälle, in denen eine aus Rohrstücken zusammengesetzte Leitung häufig verlegt und wieder abgebaut werden soll.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. i eine Seitenansicht einer Rohrverbindung,

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Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 3^3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht in einem zweiten Abdichtungszustand und

Fig. 5 eine Teilansicht eines in der Verbindung nach Fig. 1 bis 4 verwendeten Dichtungsrings.

In Fig. 1 erkennt man eine Kupplung 1 für die lösbare Verbindung zxfeier Metallrohre 2, 3 einer Leitung. Die Kupplung 1 hat ein Paar halbkreisförmiger Schenkel 4, 5 mit gleichem U-förmigem Querschnitt.und einem Paar in gegenseitigem Querabstand verlaufender Stege 6, 7» welche mit ihren inneren Rändern in die Eohrstücke 2 und 3 umgebende Haltenuten 8 bzw. 9 hineinragen. Die Schenkel 4 und 5 sind an einem Ende durch einen Scharnierstift 10 miteinander verbunden und haben am anderen Ende einen Kniehebelverschluß mit einem Handgriff 12 zum Öffnen und Schließen der Kupplung 1. Das die Schenkel miteinander verbindende Gelenk sowie der Kniehebelverschluß können in beliebiger Weise ausgeführt sein und sind hier nicht im einzelnen beschrieben. Zwischen den Stegen 6, 7 und den Ringnuten 8 bzw. 9 ist jeweils eine Anordnung von abgestuften Dichtungsflächen 13 bzw. 14 gebildet, und in die Kupplung 1 ist ein Dichtungsring 15 eingelegt.

Die Rohrstücke 2 und 3 können zu langen Leitungsrohren gehören oder als Endstücke an biegsamen Schläuchen etwa einer Beton-Förderleitung angeschlossen sein. Die verschiedenen Teile der Dichtungsflächen bzw. -anordnungen 13 und 14 sind mit den gleichen bzw. einander entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet und nachstehend lediglich anhand der Dichtungsanordnung 13 beschrieben

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Wie man in Fig. 3 erkennt, hat die Ringnut 8 einen ziemlich breiten Boden 16 und eine in Längsrichtung äußere Seitenwand 17, welche soweit zurückgesetzt ist, daß sich der Steg 6 der Kupplung mühelos einführen läßt. An der anderen Seite hat die Ringnut 8 eine gegenüber der Stirnfläche rückwärts versetzte, gestufte Seitenwand mit einer etwa in der Mitte- zwischen dem Boden 16 und der Umfangsflache des Rohrstücks 2 gebildeten Stufe 19. Zwischen dieser und dem Boden 16 der Nut verläuft eine radiale, in Axialrichtung jedoch leicht geneigte Wandfläche 20. Eine weitere, in gleicher Weise geneigte Wandfläche 21 verläuft von der Stufe 19 zur Außenfläche des Rohrstücks 2, welche nahe dem Ende einen vergrößerten Umfang aufweist. Die Nut 8 und das verbreiterte Endstück des Rohrs 2 können durch Walzen geformt sein.

Der Ringsteg 6 der Kupplung hat eine der der Nut 8 komplementäre Form, mit einer ebenen Innenfläche 22 und einer Stufe 23j zwischen welchen sich eine im wesentlichen parallel zur Wandfläche 20 der Nut 8 verlaufende Wandfläche 24-erstreckt. Von der Stufe 23 des Stegs 6 verläuft eine weitere geneigte Wandfläche 26 zum Boden 25 der U-förmigen Ausnehmung des Kupplungsschenkels 5·

Die durch die Stege 6 und 7 begrenzte Ausnehmung der Kupplungsschenkel 4 und 5 hat also eine abgestuft trapezförmige Querschnittsform, wobei die Breite des Bodens 25 etwas kleiner ist als der Abstand zwischen den radial äußeren Wandflächen 21 und 21' der Ringnuten 8 bzw. 9 ist.

Der Dichtungsring 15 sitzt in der die verbreiterten Endstücke der Rohre 2 und 3 umgebenden Ausnehmung der Kupplungsschenkel 4-, 5· Er ist aus einem gummielastischen Material und hat etwa T-förmigen Querschnitt mit einem dickeren, ringförmigen Teil 27, welches einen leicht trapezförmigen Querschnitt aufweist, und einem in der Mitte desselben einxvärts hervorstehenden, rechteckige

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Querschnittsform aufweisenden Steg 28, welcher wenigstens teilweise zwischen den einander gegenüberstehenden Stirnflächen 18, 18* der Rohrstücke 2 bzw. 3 Aufnahme findet. Die Seitenflächen des Dichtungsrings 15 sind entsprechend der Neigung der Wandflachen 26, 26' leicht abgeschrägt, und die äußere Umfangsfläche ist im wesentlichen eben. Beiderseits des Stegs 28 hat der Dichtungsring ein Paar kleine Nuten 29, 30, deren äußeren Wände leicht unterschnitten sind, so daß hier jeweils ein etwas überhängender Dichtungsrand 31 gebildet ist. Beim Anbringen des Dichtungsrings an den Rohrstücken 2 und 3 wird er so verformt, daß die Dichtungsränder 3^ in satte Anlage an den abgeschrägten Rändern 32 der Rohre 2 und 3 kommen und die Nuten 29, 30 etwas zusammengedrückt werden. Aus den Rohren in die Nuten gelangendes Fördergut belastet die Dichtungsränder 31 zusätzlich in Anlage an den abgeschrägten Rändern 32 der Rohre. Die Nuten 29 und 30 verhindern somit eine übermäßige Ansammlung des Förderguts in der Dichtung und verstärken deren abdichtende Wirkung.

Im Gebrauch kommen zunächst die Wandflächen 2A-, 24' der Stege 6 bzw. 7 in Anlage an den Wandflächen 20 bzw.. 20' in den Nuten der Rohrstücke 2 und 3, um diese formschlüssig miteinander zu verbinden, wobei der Dichtungsrand 15 fest eingespannt wird, um die Verbindung abzudichten.

Im Laufe der Zeit können die zwischen den betreffenden Wandflächen und den dazugehörigen Stufen gebildeten Kanten durch gewöhnlichen Verschleiß oder durch häufiges Herstellen und Lösen der Verbindung abgenützt werden, wodurch die Verbindung geschwächt wird und die Rohre sich aus ihrer axialen Ausrichtung verschieben können. Beim Auftreten von hohen Förderdrücken kann die Verbindung dann versagen. In der erfindungsgemaßen Ausführung kommen nun jedoch die zweiten Wandflächen 26, 26' der Stege 6 bzw. 7 in Anlage an den zweiten Wandflächen 21, 21' in den Ringnuten der Rohrstücke, wodurch eine sichere form-

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schlüssige Verbindung auch weiterhin gewährleistet ist (Fig. 4).

Somit schafft die Erfindung eine Rohrverbindung mit abgestuften, nacheinander in. Anlage kommenden Halteflächen, welche eine sichere Verbindung der Eohrstücke über eine lange Lebensdauer der Kupplung gewährleisten. Die für eine solche Verbindung notwendige Umgestaltung der Enden der Rohre läßt sich mit geringem Aufwand vornehmen, so daß sich die Verbindung ohne Schwierigkeiten für Beton-Förderleitungen und dergl. verwenden läßt. Die Anzahl der Stufen in den Halteflächen sowie das Verfahren für ihre Herstellung können beliebig abgewandelt v/erden. Die beschriebene Ausführung mit einer Stufe ergibt bereits eine sichere und langlebige Verbindung für die Rohre einer Beton-Förderleitung.

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Claims

Patentansprüche:

\]j) Rohrverbindung zum Verbinden zweier miteinander fluchtender und nahe ihren einander zugewandten Enden jeweils eine Ringnut aufweisender Rohre, mit einer die Enden der Rohre umschließenden Kupplung, welche in gegenseitigem Querabstand angeordnete, jeweils radial in eine der Ringnuten hineinragende und eine einer Seitenwand der betreffenden Ringnut gegenüberliegende Innenwand aufweisende Stege hat, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Seitenwände (14- bis 26) ein erstes Paar Halteflächen (20, 24) bilden, welches beim Schließen der Kupplung (1) in gegenseitige Anlage kommt, ohne daß die Stege (6, 7) den Boden (16) der Ringnuten berühren, und daß die Seitenwände ferner wenigstens ein weiteres Paar Halteflächen (21, 26) bilden, welche einen größeren gegenseitigen Abstand aufweisen als die ersten Halteflächen, so daß sie nach Abnützung der ersten Halteflächen beim Schließen der Kupplung in gegenseitige Anlage kommen, um eine sichere und feste Verbindung zwischen den Rohren (2, 3) aufrecht zu erhalten.
2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Stege (6, 7) in jeweils eine im wesentlichen ebenen Umfangswand auslaufen, welche bei geschlossener Kupplung einen Zylinder bildet, und daß die Seitenwände (20) abgeschrägt sind und jeweils· eine von der Umfangswand ausgehende erste Haltefläche (2A-) und eine im mittleren Teil des betreffenden Stegs dieser gegenüber durch eine axiale Stufe (23) versetzte zweite Haltefläche (26) aufweisen.
3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (1) ein Paar Schenkel (4, 5), ein die Schenkel miteinander verbindendes Gelenk (10) und an den freien Enden der Schenkel

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angeordnete lösbare Verschlußeinrichtungen (11, 12) zum Verbinden der Schenkel in einer geschlossenen Stellung aufweist, und daß die Schenkel jeweils einen etwa U-förmigen Querschnitt haben, mit einer eine Trapezform aufweisenden Ausnehmung, welche durch einen ebenen Boden und die beiden Stege (6, 7) begrenzt ist.
4-, Rohrverbindung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den freien Enden der Stege (6, 7) bei geschlossener Kupplung (1) gebildete zylindrische Umfangswand einen etwas größeren Durchmesser hat als die Eingnuten (8, 9) der Rohre (2, 3) an ihrem Boden (16) und daß das von den abgeschrägten Seitenwänden gebildete erste Paar Halteflächen (20, 24) nahe am inneren Umfang der Kupplung und das zweite Paar Halteflächen (21, 26) radial und axial versetzt zum ersten Paar angeordnet ist.
5- Rohrverbindung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kupplung (1) ein Dichtungsring (15) eingesetzt ist, welcher ein zwischen die beiden Rohre (2, 3) hineinragendes Teil (28) aufweist, sowie ein Paar beiderseits desselben gebildeter Ringnuten (29» 30), deren axial äußeren Wände zur Bildung eines an den Rohren anliegenden Dichtungsrands (31) abgeschrägt sind.
6. Rohrverbindung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (2, 3) an ihren Enden abgeschrägte Ränder (32) haben, daß die Innenwände des Dichtungsrings (15) abgeschrägt und in einem solchen Abstand angeordnet sind, daß die Dichtungsränder (31) in Anlage an den abgeschrägten Rändern der Rohre kommen und daß das zwischen die Rohre hineinragende Teil (28) in Anlage an den Stirnflächen (18) der Rohre ist.

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7. Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennze lehne t, daß der Abstand zwischen den äußeren Wänden der Ringnuten (29, 30) und dem hervorstehenden Teil (28) des Dichtungsrings im wesentlichen der Breite des hervorstehenden Teils entspricht.
8. Dichtungsring für eine Rohrkupplung, gekennzeichnet durch einen massiven Ringkörper mit etwa trapezförmigem Querschnitt (27), einem in der Mitte desselben einwärts hervorstehenden Ringsteg (28) und einem Paar in der inneren Umfangsflache (31) des Ringkörpers unmittelbar neben dem Ringsteg gebildeten, einen kleinen Querschnitt aufweisenden Ringnuten (29, 30), deren axial äußere Seitenwände zur Bildung eines Dichtungsrands an der inneren Umfangsfläche leicht abgeschrägt sind.
9· Dichtungsring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (29, 30) im entspannten Zustand des Dichtungsrings (15) im wesentlichen rechteckige Querschnittsform haben.
10. Dichtungsring nach Anspruch 8 oder 9^ dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsteg (28) an der inneren Umfangsfläche (31) radial einwärts hervorsteht und daß die innere Umfangsfläche radial einwärts zur Mitte des Ringkörpers hin abgeschrägt ist und ihre Dichtungsränder in gewissem Abstand vom Ringsteg verlaufen.

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