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Elastische Dehnungskupplung für Rohre
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Elastische Dehnungskupplung für Rohre Gegenstand der Erfindung ist
eine elastische Dehnungskupplung aus Gummi oder gummielastischem Kunststoff für
Rohre oder Rohrverbindungen. Die erfindungsgemäße Dehnungskupplung weist eine oder
mehrere eingebaute Verstärkungseinlagen auf.
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Wie der Stand der Technik lehrt, ist eine technische Lösung für eine
zwischen zwei Rohre einfügbare Kupplung, welche außerdem einen Kompensationsabschnitt
aufweist, bereits bekannt Bei all diesen technischen Lösungen wird die Konstruktion
einer Dehnungskupplung erzielt, durch welche die durch die.
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Temperatur verursachten Anderungen, insbesondere die in der Länge
zustandegekommenen Veränderungen, und die Abweichungen von der Koaxialität kompensiert
werden. Außerdem können durch die Dehnungskupplung die akustischen bzw. elektrischen
Isolierungen der geraden Strecken einer Rohrleitung (Vibrationsisolierungen) kompensiert
werden. Eine ideale Lösung für diese Aufgabe besteht in diesem Sinne darin, daß
die
vorerwähnten Anforderungen durch eine Konstruktion erfüllt werden,
bei der nebst einer relativ kleinen Länge ein großer Ausdehnungswert und zugleich
eine einfache Montierbarkeit erreicht werden. Unter den bisher bekannten technischen
Lösungen ist keine Konstruktion bekannt 7 durch die sowohl eine relativ große Dehnung
wie auch eine leichte Montierbarkeit erreicht werden könnte.
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Bekannt sind beispielsweise Lösungen, bei denen ein inneres Skelett,
das aus einem hochfesten Fadenmaterial gebildet ist, in ein elastisches Material
eingebettet ist, wobei die beiden Enden mit je einem Anschlußflansch versehen werden.
Der Anschiußflansch wird dann durch einen metallischen Flanschring an den Rohrflansch
gepreßt. In der Mitte der Dehnungskupplung ist ein wellenförmiger Dehnungsabschnitt
ausgebildet, an den an den beiden Seiten zylindrische Abschnitte anschließen, um
die Montierbarkeit zu erreichen. Bei dieser Konstruktion wird zwecks einer raschen
Montage der zylindrische Abschnitt mit einer Metallhülse ummantelt, die mit dem
Flanschring einstückig ist, mit dem die Hülsen am Rohrflansch verflanscht werden.
Diese Konstruktionen sind in den DE-OSien 2 002 555 und 2 065 110 beschrieben. Diese
Dehnungskupplung ist einfach zu montieren, ist jedoch wegen der aus einem Stück
verfertigten metallischen Hülsen sehr steif. Ahnlich ist es bei den technischen
Lösungen, wo die zylindrischen Abschnitte mit einem Gürtel dicken Fadenmaterials
ummantelt sind.
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Montageprobleme sind aber zu finden bei den Konstruktionen solchen
Typs, bei dem der Flansch der Dehnungskupplung den gleichen Durchmesser hat wie
der Rohrflansch. Somit können diese Dehnungskupplungen nur durch eine zweiteilige
Armatur zwischen den Rohrenden eingebaut werden. Derartige Konstruktionen sind in
der IT-PS 500 421 und den US-PS'en 3 363 918 und 3 429 592 beschrieben.
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Bekannt sind außerdem technische Lösungen, bei denen anstelle einer
einzigen "Dehnungswellung" mehrere davon ausgebildet sind. Auch hier können die
steifen, die Montagearbeiten erleichternden zylindrischen Abschnitte nicht weggelassen
werden. Dies bedeutet zugleich, daß ein kompensierender Effekt, der größer ist als
der der bekannten Lösungen mit nur einer Wellung, nur mit Hilfe einer längeren Einbaustrecke
realisiert werden kann Insgesamt ist daher aus dem Stand der Technik eine die gegebenen
Anforderungen erfüllende Lösung, die den kompensierenden Effekt und eine leichte
Montagearbeit ohne Verlängerung der Einbaustrecke ermöglicht, nicht bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elastische Rohrverbindungskupplung
zu konstruieren, durch welche die Nachteile der bekannten Konstruktionen eliminiert
werden können, derart, daß neben einer kleineren Konstruktionslänge eine bedeutende
Ausdehnung bzw. Zusammendrückung erreicht werden können, wobei sowohl ein entsprechender
Isolierungseffekt
wie auch eine leichte und rasche Montagearbeit
gewährleistet werden Im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen, bei denen zwischen
den beiden Enden der Dehnungskupplung in der Mitte ein oder mehrere Wellungsabschnitte
ausgebildet sind, an welche zu den Enden hin bis zu diesen reichende steife zylindrische
Abschnitte anschließen, besteht nach der Erfindung der zwischen den Flanschen befindliche
Teil der Dehnungskupplung einerseits aus der Dehnungswellung in der Mitte und andererseits
- anstelle der steifen zylindrischen Abschnitte - aus zwei weiteren ihrer Funktion
nach ebenfalls als Dehnungsabschnitte zu betrachtenden Abschnitten Es ist mit der
Erfindung gelungen, einen Aufbau zu finden, bei dem die steifen zylindrischen Endabschnitt
durch Dehnungsabschnitte ersetzt sind, wodurch die Dehnungskupplung gleicher Länge
größere Belastungen zu kompensieren imstande ist als die bisher bekannten Lösungen
Zu gleicher Zeit kann - durch die spezielle Ausbildung der elastischen Dehnungskupplung
- die Montage zwischen den Rohrleitungen bedeutend vereinfacht werç den-.
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Gemäß der Erfindung sind beidseitig des wellenförmigen Dehnungsabschnittes
im Bereich von dessen Enden Ringe hochfesten Materials angeordnet, die vorteilhaft
in das elastische Material der Dehnungskupplung eingebettet sind, wobei die sich
anschließenden zylindrischen Abschnitte bis zu ringförmigen
Rastbunden
reichen, die über die umfangsfläche der zylindrischen Abschnitte hinausragen und
aus demselben Material wie der Außenmantel der Dehnungskupplung bestehen.
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An beiden Enden der Dehnungskupplung sind zwischen den Rastbunden
und den nach außen aufgebogenen Flanschteilen des Verbindungsstückes zur Aufnahme
von Flanschringen dienende Nuten ausgebildet. Die zylindrischen Abschnitte sind
mit derartigen Gewebeeinlagen versehen, daß die Richtung der Verstärkungsfäden der
Gewebeeinlagen mit der der Achse des Verbindungsstückes einen Winkel von höchsten
von 550, vorzugsweise kleiner als 550, einschließen.
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Im Betrieb wirkt die Dehnungskupplung derart, daß unter Einwirkung
eines inneren Druckes die zylindrischen Abschnitte zwischen ihren Enden, deren Durchmesser
unverändert gehalten wird, d.i. zwischen den metallischen Flanschringen, welche
in die Nut zwischen den Rastbunden und dem Flanschteil der Dehnungskupplung eingerastet
sind, und den den wellenförmigen Dehnungsabschnitt begrenzenden Ringen aus hochfestem
Material aufgrund des Winkels von weniger als 550 zwischen den Verstärkungsfäden
und der Achse der Dehnungskupplung radial wellenförmig ausgewölbt werden können,
so daß diese Abschnitte dann ebenfalls als Dehnungsabschnitte wirken können.
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Die erfindungsgemäße Dehnungskupplung kann auch mit mehreren wellenförmigen
Dehnungsabschnitten versehen sein, wobei dann
mehrere Ringe hochfesten
Materials an den beiden Enden der wellenförmigen Abschnitte und mehrere zylindrische
Abschnitte zwischen den wellenförmigen Abschnitten vorgesehen sind.
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Durch die über die Umfangsfläche vorstehenden Rastbunde wird gesichert,
daß der metallische Flanschring an der Dehnungskupplung festgerastet gehalten ist.
Die Rolle der metallischen Flanschringe ist eine doppelte, weil durch sie einerseits
eine einfache Montage erleichtert ist und andererseits gewährleistet ist, daß die
zylindrischen Abschnitte sich unter dem Innendruck so auswölben, daß sie ebenfalls
als Dehnungsabschnitte dienen können.
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In einer Ausgestaltung kann unterhalb der Rastbunde ein Versteifungsring
eingebettet sein, der seinerseits dazu beiträgt, an dieser Stelle eine Änderung
des Durchmessers des zylindrischen Abschnittes unter dem Innendruck zu verhindern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie aus der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt der Dehnungskupplung im unbeanspruchten
Zustand und
Fig. 2 den Längsschnitt der Dehnungskupplung aus Fig.
1, jedoch während des Betriebs Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Dehnungskupplung
zwischen der äußeren, synthetischen oder natürlichen Kautschukschicht 2 und der
inneren Kautschukschicht 4 Verstärkungseinlagen 3 enthält, die aus Metalldraht oder
aus synthetischen Fäden, gegebenenfalls aus Glasfäden hergestellt sind. Bei der
Auswahl des Verstärkungsmaterials wird der chemische Effekt des strömenden Mediums
jeweils in Betracht gezogen. Die Verstärkungseinlagen 3 sind um die Endringe 5 zurückgebogen,
so daß ein Flanschteil gebildet wird. Die innere Kautschukschicht 4 soll jeweils
bis zum größten Durchmesser des Flanschteiles 1 reichen, damit die volle Dichtungsoberfläche
bedeckt ist.
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In der Axialmitte der Dehnungskupplung ist ein radial nach außen ausgewölbter
wellenförmiger Dehnungsabschnitt 16 ausgebildet, der zu den beiden Enden der Dehnungskupplung
hin in zylindrische Abschnitte 14 übergeht. Am Uebergang des Dehnungsabschnittes
16 in den jeweiligen zylindrischen Abschnitt 14 ist das Kupplungsstück durch jeweils
einen aus Metall oder aus anderem hochfesten Material gebildeten Ring 6 versteift.
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Im Laufe der Herstellungsschritte der Dehnungskupplung (Bombierung,
Vulkanisierung) können nicht erwünschte Bewegungen
der Aufbaubestandteile
der Dehnungskupplung zustandekommen.
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Um diese zu verhindern, sind die Ringe 6 mit kleinen Fahnen 7 versehen.
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An den äußeren Enden der zylindrischen Abschnitte 14 sind aufvulkanisierte,
im Querschnitt dreieckige Rastbunde 12 ausgebildet, welche zusammen mit dem Flanschteil
1 eine Nut 15 axial beidseitig begrenzen, in welcher ein Flanschring 8 eingerastet
gehalten ist. Durch die Rastbunde wird somit der Flanschring 8 derart gehalten,
daß er während der Montagearbeit verdreht werden kann, bis seine Flanschlöcher mit
denen des zugeordneten Rohrflansches 9 übereinstimmen. In Höhe der Rastbunde 12
können gegebenenfalls die Versteifungsringe 13 in das Kupplungsmaterial eingebettet
sein.
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Während der Montage wird die elastische Dehnungskupplung mit Hilfe
der in die Nut 15 eingerasteten Flanschringe 8 zwischen die Rohrflansche 9 eingesetzt.
Danach wird der Flanschring 8 um seine Achse derart verdreht, daß die Achse der
Flanschbohrungen mit denen der Rohrflansche zusammenfallen. Anschließend werden
die Flanschschrauben 10 - mit ihrem Kopf zur Mitte der Dehnungskupplung weisend
- durch die Flanschlöcher gesteckt und mit Hilfe der Mutter 11 festgezogen.
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Unter der Einwirkung eines inneren Druckes P1-Po werden die zylindrischen
Abschnitte 14 der erfindungsgemäßen Dehnungskupplung
wellenförmig
nach außen ausgewölbt, weil eine Durchmesservergrößerung an den beiden Enden der
zylindrischen Abschnitte 14 durch den Ring 6 einerseits und die radiale Abstützung
am Flanschring 8 und/oder dem Versteifungsring 13 andererseits verhindert ist. Durch
diese Durchmesservergrößerung in der Mitte der zylindrischen Abschnitte 14 verkleinert
sich der Durchmesser des mittleren wellenförmigen Dehnungsabschnittes 16 vom Anfangsdurchmesser
Do auf den Enddurchmesser D1.
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Der Vorteil dieser technischen Lösung besteht im Vergleich mit den
bekannten Lösungen darin, daß im Betrieb anstelle eines einzigen wellenförmigen
Abschnittes 16 drei solcher wellenförmiger Abschnitte entstehen, durch welche die
Dehnung aufgenommen wird. Die aus Montagegründen erforderlichen zylindrischen Abschnitte
14 werden daher zur Aufnahme von axialen Dehnungen mit ausgenutzt. Hierdurch ist
die maximale Dehnbarkeit größer, ohne daß die Einbaulänge der Dehnungskupplung vergrößert
werden muß.
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Es ist ersichtlich, daß der bei den bekannten Konstruktionen an den
zylindrischen Abschnitten vorhandene, zur Versteifung dienende Gürtel erfindungsgemäß
weggelassen ist. Durch diese Maßnahme wird außerdem die seitliche Verlagerbarkeit
der Enden der Dehnungskupplung erleichtert, so daß eine aus ungenauer Montage folgende
Versetzung der Achsen der zu verbindenden Rohre leicht überbrückt werden kann.
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Außer den vorerwähnten Vorteilen ist auch die Montagearbeit bedeutend
vereinfacht.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Flanschring 8 an seinem
Innenumfang abgerundet, so daß er über den Rastbund 12 weg in die Nut 15 eingerastet
werden kann. Die Verstärkungseinlagen 3 bestehen erfindungsgemäß aus Fäden, welche
derart gewickelt sind, daß sie mit der Achse der Dehnungskupplung einen Winkel von
höchstens 550 einschließen.
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Hierdurch wird eine definierte Auswölbbarkeit der zylindrischen Abschnitte
14 unter Innendruck zugelassen.
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Die Ringe 6 können, wenngleich sie vorzugsweise eingebettet sind,
gegebenenfalls auch am Außenumfang der Dehnungskupplung festgelegt werden.
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L e e r s e i t e