DE2832614C2

DE2832614C2 - Verbindungsstück für Rohrleitungen

Info

Publication number: DE2832614C2
Application number: DE2832614A
Authority: DE
Inventors: Anders Fribourg Jensen
Original assignee: Spiro Investment Sa Boesingen Ch
Current assignee: Spiro Investment Sa Boesingen Ch
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1982-06-24
Also published as: FR2399602A1; US4216981A; AT360291B; SE437718B; NO149440C; FI65478B; DK150317B; ATA512278A; DE2832614A1; NL7807784A; CA1095099A; AU3781078A; FR2399602B1; FI782149A; DK150317C; FI65478C; GB1574794A; NO149440B; SE7807780L; DK343078A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungsstück gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Verbindungsstück ist aus der DE-AS !9 25 280 bekannt. Bei der bekannten Lösung ist an den beiden Enden des Verbindungsstücks je eine um dasselbe herumgeführte kreisförmige Rille vorgesehen, fei welcher ein schlauchförmiger endloser und expandierbarer Dichtring einlegbar ist. Die Arretierung des Dichtringes in der kreisförmigen Rille erfolgt jeweils zwischen einem ihrtenliegenden Wulst und einem äußeren Haltering, der mittels Schrauben am Verbirg dungsstück befestigbar ist. Unabhängig von der relativ aufwendigen Konstruktion sind bei der bekannten Lösung das Einsetzen und die Arretierung des flexiblen Dichtringes äußerst aufwendig.

Aus der US-PS 23 06 i60 ist es an sich bekannt, daß von einem hohlen elastischen Dichtring ringförmige Flansche nach außen abstehen, die an der Innenfläche des zugeordneten Rohrstücks angreifen und beim Expandieren des Dichtrings in innige Berührung mit dieser Innenfläche bringbar sind. Dadurch wird erreicht, daß auch im unexpandierten Zustand des Dichtrings eine gewisse Abdichtung zwischen den ineinandergeschobenen Rohrstücken gewährleistet ist, wobei die Flansche bei in der Rohrleitung eingeschobenem

ίο Verbindungsstück praktisch nicht umgebogen sind. Im übrigen wird bei der bekannten Ausführung die Abdichtung und insbesondere die gegenseitige Distanzhaltung zwischen den beiden ineinandergesteckten Rohrteilen im wesentlichen nur durch das in den Hohlraum des Dichtrings eingeführte Druckmedium sichergestellt. Eine zusätzliche gegenseitige Abstützung zwischen den ineinandergesteckten Rohrteilen ist nicht vorgesehen mit der Folge, daß sich bei hohen Druckschwankungen des durch die Rohre strömenden Mediums radial gerichtete Relativschwingungen zwischen den ineinandergesteckten Rohrteilen bzw. Rohren nicht vermeiden lassen. Aus diesem Grunde ist auch der radiale Abstand zwischen den ineinandergesteckten Rohrteilen relativ groß bemessen, wie z. B. die Fig. 1 und 2 der US-PS 23 06 160 deutlich erkennen lassen.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsstück der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art zu schaffen, das sich durch verbesserte Dichtwirkung und erhöhte Zentrierfähigkeit unter Vermeidung von Metall/Metallberührung auszeichnet.

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

Bei der erfindungsgemäßen Lösung liegen die an den Dichtring angeformten Flansche unter Herstellung einer ziemlich zufriedenstellenden Abdichtung an den Innenflächen der zu verbindenden Rohrstücke an und zwar auch dann, wenn noch Kein Strömungsmittel in den Dichiring eingeleitet worden ist. Die in den zu verbindenden Rohrleitungen bzw. -stücken jeweils am innersten liegenden Flansche des Dichtringes legen sich beim Einschieben des Verbindungsstücks in die offenen Enden der zu verbindenden Rohrleitungen bzw. -stücke in die an den Verbindungsstücken angeordneten seichteren Ausnehmungen um, wodurch eine Metall-Metall-Berührung zwischen Rohrleitung und Verbindungsstück vermieden und zugleich eine Zentrierung bzw. Ausrichtung der zu verbindenden Rohrleitungen hergestellt wird. Durch diese Maßnahme läßt sich auch der Einbauraum für den Dichtring auf ein Minimum leduzieren.

Vorzugsweise sind die Flansche gegenüber dem Dichtrinj! asymmetrisch angeordnet, so daß sich das Vorderende des Dichtringes beim Einleiten des Strömungsmittels stärker ausdehnen kann als der übrige Bereich und dabei die Flansche relativ zum Verbindungsstück axial verschoben werden. Diese Maßnahme erhöht die Dichtwirkung der erfindungsgemäßen Lösung ganz erheblich.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausbildung Weist die sichtere Ausnehmung zur Aufnahme des am äußersten liegenden Flansches art dem der Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtelements abgekehrten axialen Ende eine schräge Schulter auf, wobei bei axialer Verschiebung des am äußersten liegenden Flansches dieser in Anlage an die schräge Schulter bringbar und

gegen die Innenfläche der Rohrleitung preßbar ist

Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Verbindungsstück gemäß der Erfindung in Seitenansicht,

F i g. 2 das Verbindungsstück gemäß F i g. 1 in Seitenansicht und in seinem in zwei Rohrleitungsstükken eingesetzten Zustand,

Fig.3 einen Teil eines Verbindungsstücks mit Dichtelement '.m Schnitt,

Fig.4 eine Detail-Schnittansicht der Konstruktion gemäß F i g. 3,

Fig.5 und 6 der Fig.4 ähnelnde Ansichten, welche jedoch das Dichtelement im Verlauf seiner Expansion zeigen, und

F i g. 7 ein Knieverbindungsstück mit Merkmalen der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht

Das in den F i g. 1 bis 6 dargestellte Verbindungsstück 40 dient zur Verbindung von zwei Rohrleitungsstücken 11 und 12. Das Verbindungsstück 40 ist als Muffe mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet die zwei nach innen abgewinkelte oder auch abgerundete Endflansche 43, 44, an diese anschließend zwei Ringausnehmungen bzw. -nuten 45,46 und an diese — an den von den Enden des Verbindungsstücks 40 abgewandten Seiten — wiederum anschließende flachere bzw. seichtere Ringausnehmungen 41,42 aufweist

In jede Ringausnehmung 45, 46 ist ein Dichtelement 47 in Form eines hohlen Rings aus Gummi oder einem flexiblen Kunststoff eingesetzt Jeder Dichtring ist mit einer Reihe von drei Flanschen 48 versehen, die gemäß F i g. 1 radial nach außen ragen und eine Flanschreihe bilden, deren radiale Höhe vom vorderen Flansch 48,4 zum hinteren Flansch 48Chin fortlaufend zunimmt. Die Flansche 48 besitzen eine gleichbleibende Dicke, wobei die Dicke des Flansches 48C aus noch später zu erläuternden Gründen etwa das Doppelte der Tiefe der Ausnehmung 41 bzw. 42 beträgt Je ein Röhrchen 49 aus einem vergleichsweise weichen Metall, wie Messing, erstreckt sich in jedem Dichtring hinein, wobei im Verbindungsstück Vertiefungen 50, 51 zur Aufnahme der waagerecht verlaufenden Teile dieser beiden Röhrchen 49 vorgesehen sind.

Die ringförmigen Dichtelemente 47 werden aus Stücken eines extrudierten Streifens geformt, um die Ausnehmungen 45, 46 herumgesch'ungen und in ihrer Einbaulage festgeklebt Vor dem Verbinden der Enden jedes Streifens wird ein Röhrchen 49 mit einem zum Beispiel ausgespreizten Ende durch die Innenwand des betreffenden Dichtelements 47 hindurchgeführt; dies kann ohne weiteres in einer kurzen Entfernung vom einen oder anderen Ende des betreffenden Streifens erfolgen. Das Streifenende ist in den F i g. 1 und 2 bei 53 angedeutet. Der Querschnitt des am Verbindungsstück angebrachten Dichtrings ist in F i g. 3 dargestellt.

Das Verbindungsstück 40 wird dann in die Enden der Rohrleitungsstücke 11 und 12 eingesetzt In dieser, in den F i g. 2 und 4 dargestellter. Position liegen die Flansche 48 unter Herstellung einer ziemlich zufriedenstellenden Abdichtung an den Innenflächen der Rohrstücke an. Ersichtlicherweise liegen die umgebogenen Flansche 48/4 und 48fl in den zwischen den Diehlringen und den Rohrstücken vorhandenen Zwischenräumen, so daß sie auf Grund ihrer Eigenelastizität eine Abdichtung herstellen. Die Flansche 48CIegen sich dabei in die Ausnehmungen 41, 42 um, wobei sie auf Grund ihrer Berührung mit letzteren sowie mit den Rohrstücken das Verbindungsstück zur Vermeidung einer Metall-Metall-Berührung in der Rohrleitung genau ausrichten bzw. zentrieren. Da die Ausnehmungen 41,42 nur eine Tiefe entsprechend der halben Dicke der Flansche 48C besitzen, ragen letztere ersichtlicherweise über eine radiale Strecke entsprechend der Hälfte ihrer Dicke über den Umfang des Verbindungsstücks 40 hinaus, während der Innendurchmesser der Rohrleitung so bemessen ist daß die Rohrleitung über den betreffenden Dichtring hinweg aufschiebbar ist Zur Vergrößerung der Dichtwirkung und zur Festlegung des Verbindungsstücks in seiner Einbauposition wird ein Strömungsmittel, beispielsweise eine expandierende bzw. aufschäumende Polyurethanmasse, in die teilweise zusammengedrückten Dichtelemente 47 eingeleitet wodurch letztere ausgedehnt werden, so daß die Flansche 48 auf die in den F i g. 5 und 6 dargestellte Weise in feste Berührung mit dem Rohrleitungsstück gedrückt werden. Die Außenenden der Röhrchen 49 werden dann z. B. mittels einer Zange zusammengequetscht,-jm die in das Dichtelement eingeleitete Masse bis zum Aushärten einzuschließen, - orauf die Röhrchen 49 abgeschnitten oder herausgezogi-n werden können. Ein Vergleich der F i g. 5 und 6 zeigt daß eine zusätzliche Wirkung des Einleitens des Strömungsmittels darin besteht, daß eine Axialverlagerung des Verbindungsstücks 40 in die zu verbindenden Rohrleitungsstücke hinein beim Expandieren der Dichtelemente hervorgerufen wird. Diese Verlagerung ist auf die asymmetrische Anordnung der Flansche 48 am als Dichtring ausgebildeten Dichtelemuit sowie darauf zurückzuführen, daß sich die von den Flanschen 48 abgewandte Seite des Dichtrings stärker ausdehnen kann, so daß die Flansche 48 nicht nur zusammengedrückt, sondern auch unter Mitnahme des Rohrstücks axial verschoben werden (Rohrstück 12 in Richtung des Pfeiles X in F i g. 6). Außerdem dehnt sich der Dichtring 47 an der Stelle 54 in Berührung mit dem Rohrstück 12 aus, wodurch eine vierte, die drei Flansche 48 unterstützende axiale Ringberührung entstellt. Eine weitere Wirkung der Axialverschiebung der Flansche 48Cbesteht darin, daß sie mit ihren Enden an schrägen Sv.nultern 41/4. 42>l der seichteren Ausnehmungen 41 bzw. 42 angreifen; da aber die Länge der seichteren Ausnehmungen 41,, 42 für die vollständige Aufnahme der Flansche 48Czu klein ist, werden letztere durch die Schultern 4M, 42/4 fest an die Innenwände der Rohrstücke angedrückt, wodurch die Dichtwirkung weiter verbessert und das Verbindungsstück 40 zwangsweise in den Rohrleitungsstücken arretiert wird.

Auf diese Weise wird die Notwendigkeit für zusätzliche Befestigungselemente, z. B. selbstschneidende (Blech)-Schrauben, mit der entsprechenden Metall-Metall-Beführung und einer möglichen Undichtigkeit vermieden. Da .!Κ: oben beschriebene Axialverschiebung ziemlich erheblich ist, bietet sie den weiteren Vorteil, daß die Leitungsanlage u.uer Zugspannung geseut und dadurch ein möglicher Durchhang der Leitungsabschnitse vermindert wird.

Auf Grund der erwähnten Eigenelastizität der Flansche 48 wirkt das Verbindungsstück 40 auch ohne die Einleitung eines Strömungsmittels bzw. einer Expansionsmasse zufriedenstellend als Dichtung, falls eine solche Einleitung vergessen ödeY Unvollständig durchgeführt werden sollte.

F i g. 7 Veranschaulicht ein erfindungsgemäß ausgebildetes Verbindungsstück in Form eines 90°-Kniestücks 70. Im übrigen sind in Fi g. 7 die vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern

wie vorher bezeichnet.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit Innenmuffenkupplungen beschrieben ist, ist sie auch auf Außenmuffertkupptungen anwendbar oder z. B. in Spitz-bzw. Konus'Kupplungen, T-Stückkupplungen, Satlelverbindungen oder Endverschlüssen realisierbar.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbindungsstück zum Einstecken in mindestens ein offenes Ende einer Rohrleitung mit einer um seinen Endteil herum ausgebildeten Ausnehmung, in der ein Dichtungselement angeordnet ist, das einen hohlen flexiblen Ring aufweist, in den ein Strömungsmittel etnleitbar ist und der zur dichten Anlage an die innenfläche der Rohrleitung expandierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich von dem Ring (47) in an sich bekannter Weise eine Reihe axial im Abstand angeordneter ringförmiger Flansche (48) erstreckt, die an der Innenseite der Rohrleitung (11, 12) anliegen, wobei bei in die Rohrleitung (11, 12) eingeschobenem Verbindungsstück (40) die Flansche (48) umgebogen sind und zumindest der in der Rohrleitung (11₁12) am innerste liegende Flansch (48A) in einem Raum zwischen dem Ring (47) und der Rohrleitung (11,12) liegt, und daß neben der Ausnehmung (45, 46) zur Aufnahme des Dichtungs-Hements eine seichtere Ausnehmung (41, 42) zur Aufnahme des in der Rohrleitung (11,12) am äußersten liegenden Flansches (48CJ vorgesehen ist, deren Tiefe geringer als die Dicke des am äußersten liegenden Flansches (48CJ ist, wobei dieser Flansch (48CJ als Abstandshalter zur berührungsfreien Halterung des Verbindungsstücks (40) in der Rohrleitung (11,12) dient.

2. Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (48) gegenüber dem Ring (47) asymmetrisch angeordnet sind, so daß sich das Vo. Jerende bzw. der in der Rohrleitung am innersten liegende Pereich ies Ringes (47) beim Einleiten des Strdmungsmittels stärker ausdehnen kann als der übrige Bereich ur i dabei die Flansche (48) relativ zum Verbindungsstück (40) axial verschoben werden.

3. Verbindungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seichtere Ausnehmung (41, 42) zur Aufnahme des am äußersten liegenden Flansches (48CJ an dem der erstgenannten Ausnehmung (45, 46) zur Aufnahme des Dichtungselementes abgekehrten axialen Ende eine schräge Schulter (41-4, 42A) aufweist, wobei bei axialer Verschiebung des am äußersten liegenden Flansches (48CJ dieser in Anlage an der schrägen Schulter (41A 42A) bringbar und gegen die Innenfläche der Rohrleitung (U, 12) preßbar ist.