DE2630814B2

DE2630814B2 - Rohrverbindung für unvorbereitete Enden mit einer Dichtungshulse

Info

Publication number: DE2630814B2
Application number: DE2630814A
Authority: DE
Inventors: Werner 7759 Immenstaad Hartmann
Original assignee: Centaurus AG
Current assignee: Centaurus AG
Priority date: 1976-07-08
Filing date: 1976-07-08
Publication date: 1980-06-26
Also published as: CA1054646A; PL116002B1; DD127760A5; ES225301Y; PT65967A; BE849973A; EG13212A; GB1520390A; NZ183015A; DK552176A; AR211718A1; DE2630814C3; NO764174L; PT65967B; IL51206A0; ATA911276A; GR66490B; BR7700774A; ZA767667B; SE7613724L

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung für unvorbereitete Rohrenden mit einer Dichtungshülse, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der US-PS 654073 bekannt ist.

Als Dichtungshülse wird bei dieser bekannten Anordnung eine Gummihülse verwendet. Bei einer solchen Gummihülse wird jedoch durch das Gegeneinanderspannen der Flansche kein Dichtungswulst erzeugt, vielmehr drückt sich eine umlaufende Rippe an dem Innenumfang der Dichtungshülse nur in den Ringspalt zwischen den zu verbindenden Rohrenden hinein.

Es kommt lediglich zu einer elastischen, nicht aber zu einer plastischen Verformung der Dichtungshülse, so daß eine solche Dichtungshülse hohen Drücken nicht standzuhalten vermag.

Bei dieser Ausführung überragt die Dichtungshülse auch nicht die Flansche, vielmehr wird der geringe Steigungswinkel am Ende der Dichtungshülse sehr viel größer, so daß beim Zusammenziehen der Flansche bei der bekannten Anordnung durch die abgebogenen Enden der Flansche eine nachteilige Verspannung der Dichtungshülse stattfindet.

Der Steigungswinkel ist also, über die Länge der Flansche gesehen, nicht gleichbleibend. Auch ist es mit dieser bekannten Dichtungshülse nicht möglich, bei einer starken Abweichung des Innendurchmessers der zu verbindenden Rohrenden im Vergleich zum Innendurchmesser der Flansche eine gut dichtende Verbindung herzustellen.

Es muß nämlich dann das Material der Dichtungshülsen so stark verdichtet werden, daß sich das Material verwirft und verformt, wodurch die Dichtungseigenschaften wesentlich verschlechtert werden.
Mit dem DE-GM 1915754 ist eine weitere Rohr-ο verbindung für unvorbereitete Enden mit einer Dichtungshülse aus PVC bekanntgeworden. Bei einer Verwendung einer solchen Dichtungshülse aus PVC soll der äußere, dünne Rand leicht verformbar sein. Dieser Rand ist aber im wesentlichen nur zur axialen Fbrierung der Dichtung vorgesehen. Er dient nicht zur Abdichtung des Ringspaltes; diese Abdichtung soll vielmehr von den radial am Umfang der Rohrenden anliegenden Teilen der Dichtungshülse übernommen werden.

Es wurde schon vorgeschlagen, eine Dichtungshülse aus plastisch verformbarem, aber elastischem Material, vorzugsweise Stahl, herzustellen. Ein derartiges Material dürfte sich in der Praxis jedoch nicht eignen, weil die aufzuwendenden Drücke, um eine tatsächlich gute Abdichtung zu erreichen, an einer

Baustelle nicht zur Verfugung stehen. Hierfür ist die Elastizität von Stahl viel zu groß, (Vgl. DE-AS

1179062)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

jo Rohrverbindung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß deren Dichtungseigenschaften und Lebensdauer verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs ge-

J5 IÖSt.

Von besonderem Vorteil ist, daß in besonderen Fällen die Verbindung sogar nach Wegnahme der Flansche druckdicht bleibt.

Es waren bisher keine Materialien für eine Dich-4n tungshülse bekannt, die einen solchen kristallinen Anteil aufweisen, daß das Material beim Verspannen amorph wird und ein Rückstellvermögen ausbildet, und zu dem abzudichtenden Ringspalt fließt, wobei die Rohrenden wulstartig umgeben werden. Es kann -r, hierzu nicht ein beliebiger Kunststoff verwendet werden, sondern lediglich der nach der Lehre des Anspruchs 1 gegebene Kunststoff.

Aus der Vielzahl der möglichen Kunststoffe wurde also ein für den anmeldungsgemaßen Zweck geeigne- -)» ter und offensichtlich für diesen Zweck noch nicht verwendeter, spezieller Kunststoff ermittelt.

Durch die somit vorgeschlagene Verwendung von Polyolefinen, insbes. mit einem entsprechenden k-Wert, d. h., mit einem entsprechenden kristallinen -,-, Material, wird erreicht, daß das Material beim Verspannen amorph wird, wenn die Kristalline beim Verspannen nicht wegfließen können. Das Material bildet dann ein Rückstellvermögen aus. Bedingt durch das Verspannen der Flanschringe fließt das Material zum ho abzudichtenden Ringspalt, so daß die Rohre an ihren Stirnkanten fest zusammengepreßt werden.

Versuche haben ergeben, daß Rohrverbindungen nach der Lehre der Erfindung bis zu Drücken in der Größenordnung von 96-98 kg pro qcm Innendruck „ι belastbar waren, ehe eines der Rohre aufgrund des Innendrucks axial aus der Dichtungshülse herausschlüpfte.

Es wird bevorzugt, wenn die Dichtungshülse etwa

mittig an ihrem Innenumfang einen ajs Anschlag dienenden Vorsprung hat, dessen Durchmesser um ein geringes Maß kleiner ist, als der Außendurchmesser der Rohrenden, vorzugsweise um etwa V₁₀ nun. Dadurch wird erreicht, daß beim Verspannen der Flanschringe die Materialanhäufung der Dichtungshülse nach außen geht, so daß die Stimkanten der Rohre fest aneinanderliegen und gewissermaßen von einer Dichtungswulst umgeben werden.

Die Erfnukjig wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Die Figur zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung nach der Erfindung.

In der Figur sind die beiden miteinander zu verbindenden Rohre 1 und 2, die den gleichen Außendurchmesser besitzen, in die einander gegenüberliegenden Enden einer Dichtungshülse 3 eingesteckt. Die Dichtungshülse 3 weist vorzugsweise einen Innendurchmesser auf, der gleich dem Außendurchmesser der miteinander zu verbindenden Rohre 1 und 2 ist. Das Spiel zwischen dem Außemiraf ang der Rohre und dem Innendurchmesser der Dichtungshülse sollte vorzugsweise nicht größer als 1 Millimeter sein. Die Belastbarkeit der Rohrverbindung hängt wesentlich davon ab, ob das Spiel möglichst klein ist. Um die Enden der Rohre 1 und 2 möglichst auf der Mitte der axialen Länge der Dichtungshülse 3 gegeneinander zur Anlage zu bringen, ist auf der Innenseite der Dichtungshülse 3 eine radial nach einwärts vorstehende Ringlippe 4 ausgebildet. Diese Ringlippe 4 könnte auch aus einem einfachen Nippel od. dgl. bestehen und dient lediglich dazu, einen Anschlag beim Einschieben eines Röhrendes in die Dichtungshülse zu bilden. Die Ringlippe 4 sollte dabei eine möglichst geringe, axiale Breite haben, damit die Rohrenden möglichst eng aneinanderstoßen.

Die Dichtungshülse 3 weist auf ihrer Außenfläche zwei konische Außenflächenteile 5 und 6 auf, die vorzugsweise denselben Steigungswinkel Alpha in bezug auf die Länj^achse der Dichtungshülse 3 haben. Falls Rohre mit unterschiedlichen Wandstärken oder auch mit unterschiedlichen Außendurchmessem miteinander verbunden werden sollen, so kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, verschiedene Steigungswinkel Alpha für die beiden konischen Außenflächenteile 5 und 6 zu wählen. Die komischen Außenflächenteile 5 und 6 erweitern sich gegen die Mitte der Dichtungshülse hin und sie schneiden sich in einem mittleren Umfang 7. Dieser mittlere Umfang 7 ist in der Figur als gedachte Schnittlinie der verlängerten Außenflächenteile eingezeichnet. Diese Schnittlinie der beidei. konischen Außenflächenteile 5 und 6 soll zweckmäßigerweise in axialer Höhe der Ringlippe 4 und damit der Stoßstelle der beiden Rohrenden 1 und 2 liegen.

Bei der Verwendung von elastomeren Materialien für die Dichtungshülse 3 haben sich Steigungswinkel zwischen 3° und 10° für die konischen Außenflächenteile 5 und 6 unabhängig von dem Rohrinnendurchmesser der miteinander zu verbindenden Rohre als geeignet erwiesen. Die besten Erfahrungen wurden insgesamt jedoch mit einem Steigungswinkel von 5° gemacht. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Dichtungshülse 3 aus einem thermoplastischen Material besteht, nämlich aus Polyolefinen mit einem kristallinen Anteil von weniger als 24 Gewichtsprozent.

Auf die konischen Außenflächenteile 5 und 6 der Dichtungshülse 3 ist jeweils ein Flanschring 12 bzw. 13 auf geschoben. Die Flanschringe sind vorzugsweise auf ihrer Innenfläche 14,15 konisch ausgebildet, wobei der Steigungswinkel dieses Konus -zweckmäßigerweise dem Steigungswinkel des zugeordneten konischen Außenflächenteils 5 bzw. 6 entspricht. Der Konuswinkel dieser Innenflächen 14 und 15 der Flanschringe 12 und 13 kann jedoch auch etwas größer als der Steigungswinkel Alpha dieser Außenflächenteile 5 und 6 sein. Die axiale Länge A entspricht vorzugsweise der Hälfte des Innendurchmessers des zugeordneten, zu verbindenden Rohres. Die konischen Außenflächenteile 5 und 6 weisen eine solche axiale Länge auf, daß die konische Innenfläche 14 bzw. 15 des zugeordneten Flanschringes im auf die Dichtungshülse 3 aufgeschobenen Zustand völlig auf der konischen Außenfläche 5 bzw. 6 anliegt.

Die Innenflächen 14 und 15 sind gerade durchgehend ausgebildet, und entsprechen in ihren Steigungswinkeln vorzugsweise den Außenflächen 5 und 6 der Dichtungshülse.

Die Flanschteile 23 und 24 der Flanschringe 12 und 13 weisen miteinander fluchtende Bohrungen 25 und 26 bzw. 27 und 28 auf, durch die Schrauben 30 hindurchgeführt werden können, auf die jeweils eine Mutter 31 aufschraubbar ist.

Durch Anziehen der Muttern 31 auf den Schrauben 30 können sodann die Flanschringe 12 und 13 in axialer Richtung miteinander verspannt werden.

Die Abmessungen der Dichtungshülse 3 sowie der Flanschringe 12 und 13 sind vorzugsweise derart gewählt, daß der Abstand C zwischen den einander zugewandten Flanschflächen 17 und 18 gleich oder größer als die doppelte axiale Breite B eines Flanschteiles 23 bzw. 24 ist, wenn die Flanschringe lediglich auf die konischen Außenflächenteile der Dichtungshülse 3 aufgeschoben und noch nicht miteinander verspannt sind.

Bei der Herstellung der in der Figur gezeigten Rohrverbindung wird eine Dichtungshülse 3 vorgesehen , auf die bereits die Flanschringe 12 und 13 aufgesetzt sind. In die Dichtungshülse 3 werden die miteinander zu verbindenden Rohre 1 und 2 bis zum Anschlag an der Ringlippe 4 eingesteckt. Sodann werden die Muttern 31 auf den Schrauben 30 angezogen, wodurch die Flanschringe 12 und 13 in axialer Richtung gegeneinander bewegt werden. Hierdurch wird auf die Dichtungshülse 3 eine hauptsächlich radiale Kraft gegen die äußeren Umfange der Rohrenden 1 und 2 hin ausgeübt. Das Material der Dichtungshülse 3 beginnt dabei gegen die Rohre 1 und 2 hin zu fließen und wird bei noch weiter zunehmendem Druck, bei einer weiteren Verspannung der Flanschringe 12 und 13 gegeneinander, schließlich vollständig verfestigt. Nach diesem Verfcstigungszusiand des Materials der Dichtungshülse 3 bleibt die Verbindung selbst, wenn die Flanschringe 12 und 13 wieder entfernt wurden, als feste Rohrverbindung bestehen.

Die Ringlippe 4 ragt unter Berücksichtigung der Toleranzen der Äußendurchmesser der Rohre 1 und 2 nur um ein ganz geringes Maß, beispielsweise V₁₀ bis ⁴Ap mm, in den Ringspalt hinein, um zu erreichen, daß die Stirnkanten der Rohre fest aneinanderliegen und von einer Dichttingswulst des Kunststoffmaterials umgeben werden.

Die Profilierunß der Dichtiinpshülse inshps im Rp-

5 6

reich des mittleren Umfangs 7 kann auch anders als entsprechend profiliert werden,

zeichnerisch dargestellt vorgenommen werden, bei- Es können auch Rohre mit unterschied!)

spielsweise indem dort ein Bund von dreieckförmigem Wandstärken und/oder Durchmessern miteina

Querschnitt ausgebildet wird. In diesem Fall können dauerhaft verbunden werden, sofern die crwär

auch die Innenflächen 14 und 15 der Flanschringe ■ Prinzipien beibehalten bleiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Rohrverbindung für unvorbereitete Enden mit einer Dichtungshülse, die

a) auf die miteinander Buchtenden Rohrenden aufgeschoben ist, wobei

b) die Dichtungshülse in der Nähe der Rohrenden einen langgestreckten Konus mit einem geringen Steigungswinkel aufweist, und

c) die Dichtungshülse etwa mittig an ihrem Innenumfang einen Anschlag aufweist, der um ein geringes Maß, z. B. vom V₁₀ bis V₁₀ mm, in den Ringspalt zwischen den Rohrenden hineinragt, wobei ferner

d) die Dichtungshülse durch gegeneinander gespannte Flansche beaufschlagt ist, deren Abstand im Kupplungszustand mindestens der doppelten Breite der Flansche entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) die Dichtungshülse (3) auf ihrer gesamten Länge einen gleichbleibenden Steigungswinkel von3° bis 10°, vorzugsweise 5° aufweist, und

f) das Material der Dichtungshülse (3) aus einem Kunststoff, nämlich aus Polyolefinen mit einem solchen Kristallinanteil, z. B. 24% besteht, daß das Material beim Verspannen amorph wird, ein Rückstellvermögen ausbildet, zu dem abzudichtenden Ringspalt fließt und die Rohrenden (1, 2) wulstartig umgibt.