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Verbindungsstelle von Gas- oder Wasserrohren
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsstelle von Gas- oder
Wasserrohren, .In welcher zwei Rohre zueintinder abgedichtet koaxial ineinandertreten
Bei Baggerarbeiten kommt es immer wieder vor, daß der Baggerlöffel Versorgungsnetze
wie Gasrohre und Wasserrohre beschädigt. In der Regel wird das erfaßte Rohr aus
dem Anschlußrohr herausgerissen.
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Das nicht genutzt entweichende Medium bildet dabei den kleineren Schadensfaktor.
Häufig kommt es im Falle von Gasleitungsschaden aber zu Explosionen und Bräuden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und eine gattungsgemäße
Verbindungsstelle in herstellungstechnisch einfacher, robuster und selbst bei längsten
Liegezeiten wirksam bleibender Ausgestaltung so auszubilden, daß bei dem doch kaum
vermeidbaren Trennen der Verbindungsstelle das in der Leitung geführte Medium sofort
abgesperrt wird.
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Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.
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Die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes.
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Zufolge solcher Ausgestaltung ist eine gattungsgemäße Verbindungsstelle
von erhöhtem Sicherheitswert geschaffen: Die am erfaßten Rohr wirkende Zugbelastung
führt zur quasi automatischen Absperrung der medienführenden Rohrleitung. Hierdurch
ist im Falle gasführender Leitungen der erwähnte Verlust vermieden und so auch die
Explosionsgefahr erheblich gemindert. Dabei ist der bauliche Aufwand vergleichsweise
gering: Ein vorteilhafter Lösungsvorschlag besteht darin, beim Herausziehen des
Innenrohres einen Verschlußkörper in Form eines Verschlußstopfens in die abdichtende
Stellung zu ziehen, während ein Alternativvorschlag in der Verwendung einer im zu
schließenden Bereich angeordneten Verschlußklappe in Art einer Ventilklappe besteht,
welche durch die Trennkraft in die Schließlage gebracht wird. Im Falle des ersten
Ausführungsbeispieles ist dabei so vorgegangen, daß der als Verschlußstopfen ausgebildete
Verschlußkörper unter Berücksichtigung einer Sollbruchstelle an dem Innenrohr angeordnet
wird, welcher Verschlußstopfen sich in den Hals des Außenrohres einzieht. Günstig
ist es dabei, daß der Verschlußstopfen kegelstumpfförmig gestaltet ist und der Hals
einen entsprechend konischen Sitz ausbildet. Vorzugsweise beträgt die Verjüngung
weniger als 60, so daß praktisch eine selbsthemmende Wirkung vorliegt. Eine zusätzliche
Sicherungsmaßnahme besteht zudem in einfacher Weise darin, daß ein Dichtungsring
des Verschlußstopfens hinter eine Ringschulter des Halses tritt. Obwohl der Stopfen
allein schon durch den Mediendruck in seiner Sitzlage gehalten ist, können andererseits
weitere Rüttelbewegungen nicht zu einem Herausfallen des Stopfens führen. Die beim
Verlegen einzuhaltende Sperr-Bereitschaftsstellung wird in einfacher Weise dadurch
ermöglicht,
daß das Innenrohr eine Sollstellen-Markierung für die Anzeige der richtigen Verbindungsstellung
besitzt. Der Aufbau des als Verschlußklappe ausgebildeten Verschlußkörpers ist in
vorteilhafter Weise dergestalt, daß die Klappe an einer lediglich reibungsschlüssig
in das Innenrohr-Mündungsende eingeschobenen Büchse angeordnet ist, und zwar am
einen Stirnende derselben, welche einen mit der Außenrohr-Dichtung in abdichtenden
Sitz bringbaren Mantelflächenabschnitt aufweist und ein Steuersegment besitzt, dem
eine Anschlagstufe des Außenrohres zugeordnet ist zum Umschwenken der Verschlußklappe
in die Verschlußstellung zum Mündungsquerschnitt der Büchse. Das Steuerelement wirkt
als eine Art Wippenhebel, dessen einer Arm gegen die Anschlagstufe trifft und dessen
anderer Arm dann die Verschlußklappe im Sinne der Verschlußstellung belastet. Die
Montage der entsprechenden Vorrichtung läßt sich behinderungsfrei bewirken durch
einen einseitigen Freigang zwischen Verschlußklappe und Steuersegment, indem das
im Bereich eines Bundes der Büchse gelagerte Steuersegment bei in Verschlußstellung
befindlicher Verschlußklappe in die parallelaxiale Lage zur Büchse, vorzugsweise
in eine Randnische derselben, einklappbar ist. Von Vorteil ist es überdies, daß
die Verschlußklappe an ihrer Rückfläche einen gegen die Innenwand des Außenrohres
tretenden Abstandsdorn besitzt. Statt einer Markierung am Innenrohr kann die Einschubbegrenzung
der ineinanderzusteckenden Rohre auch dadurch vor allen Dingen narrensicher herbeigeführt
werden, daß das Außenrohr an der Innenwand einen Einschubanschlag für die Büchse
aufweist. Zufolge der baulichen Maßnahme, daß den dem stufenförmig abgesetzten Mantelflächenabschnitt
der Büchse ein zusätzlicher Dichtungsring
zugeordneL isL, wird
ein hoher Dichtigkeitsgrad auch dann aufrechterhalten, wenn erhebliche Querbelastungen
an den Rohren wirken. Unter Berücksichtigung der Verschiebbarkeit der Rohre zueinander
ist es günstig, daß der Dichtungsring als mitlaufender Rollring ausgebildet ist.
Dies erleichtert auch die Herbeiführung der Sperr-Bereitschaftsstellung, da die
Friktion herabgesetzt ist. Ein vorteilhafter Alternativ-Vorschlag besteht darin,
daß der Dichtungsring als umklappbare Dichtungslippe ausgebildet ist. Diese legt
sich beim Trennen der Rohre um, und zwar derart, daß der Mediendruck die Lippe im
Sinne der dichtenden Anlage belastet. Schließlich ist es günstig, daß der Mantelabschnitt
in seinem Durchmesser dem Außendurchmesser des Innenrohres entspricht.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die Rohrverbindungsstelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
bei aufgeschnittenem Außenrohr und in Gasdurchlaßstellung, Fig. 2 eine der Fig.
1 entsprechende Darstellung in Sperrstellung, Fig. 3 die Rohrverbindungsstelle gemäß
dem zweiten Ausführungsbeispiel in der der Fig. 1 entsprechenden Darstellung,
Fig.
4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, Fig. 5 eine Variante bezüglich des
zusätzlichen Dichtringes in Gasdurchlaßstellung der Rohrverbindungsstelle und Fig.
6 in Sperrstellung.
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Von der nicht näher dargestellten Versorungsleitung geht ein relativ
starkwandiges Außenrohr 1 aus, in welches unter Ausbildung der Verbindungsstelle
das dem Hausanschluß zugedachte Innenrohr 2 eingesteckt ist. Im Überlappungsbereich
der beiden Rohre ist das Außenrohr 1 aufgeweitet. Vor dem Außenrohr-Mündungsende
3, d. h. der Stirnfläche dieses Rohres, befindet sich ein Dichtungsring 4 mit Überwurfmutter
5. Der Dichtungsring 4 weist trapezförmigen Querschnitt auf. Die Basis befindet
sich in Preßanlage an der Mantelwand des zylindrischen Innenrohres 2. Die diesbezügliche
Spannung ist mit Hilfe der Überwurfmutter 5 regulierbar.
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Das einsteckende Mündungsende 6 des Innenrohres 2 trägt einen Verschlußkörper
V. Letzterer wird beim Herausziehen des Innenrohres 2, bspw. aufgrund einer Mitnahme
durch den Baggerlöffel, aus dem Aussenrohr 1 in eine das Außenrohr abdichtende Stellung
gezogen. Diese Stellung ergibt sich aus Fig. 2.
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Der Verschlußkörper V besteht beim ersten Ausführungsbeispiel aus
einem Verschlußstopfen 7, der unter Bildung einer Sollbruchstelle S zwischen
seiner
rohrinnenseitigen Stirnfläche und dem Mündungsende 6 der Stirnfläche des Innenrohres
2 mit diesem verbunden ist. Diese Stirnfläche des Verschlußstopfens 7 weist eine
zentrierende Ausdrehung auf, in die das Mündungsende formpassend eintritt. Den Medienfluß
in der Gasdurchlaßstellung erlauben mehrere im Endbereich des Innenrohres 2 vorgesehene
Querbohrungen 8.
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Der rotationssymmetrisch gestaltete Verschlußstopfen 7 weist eine
kegelstumpfförmige Mantelwand 9 auf, welche medienzuflußseitig in einen Flach kegel
10 übergeht. Die Kegelspitze liegt in der Längsmittelachse x-x der Rohrverbindungsstelle.
Der Flach kegel 10 verteilt das Medium gleichmäßig auf den durch Aufweitung geschaffenen
Außenrohr-Ringraum 1'.
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Bei Zugbelastung bspw. am Innenrohr 2 in Richtung des Pfeiles y wird
der Verschlußstopfen 7 in den Hals 11 des Außenrohres 1 gezogen.
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Letzterer bildet einen der kegelförmigen Mantelwand 9 entsprechenden
konischen Sitz 12 aus. Konischer Sitz 12 und Mantelwand 9 sind unter 60 gearbeitet,
so daß der Verschlußstopfen unter selbsthemmender Wirkung in der das Außenrohr 1
abdichtenden Stellung gehalten ist. Je nach den auftretenden Zugkräften löst sich
das Innenrohr 2 zufolge der Sollbruchstelle S vom Verschlußstopfen 7. in Verschlußstellung
tritt ein Dichtungsring 13 des Verschlußstopfens hinter eine Ringschulter 14 des
Halses 11. Die Ringschulter wird von einer Ringnut 15 gebildet.
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Zur Aufnahme des Dichtungsringes 13 am Verschlußstopfen 7 weist die
Mantelwand 9 eine passende Ringnut 16 auf. Der Dichtungsring 13
überragt
die Mantelwand 9 etwa um ein Drittel des Dichtungsring-Querschnitts. Flachkegelseitig
ist ein zweiter Dichtungsring 17 vorgesehen, welcher gegen den Sitz 12 des Halses
11 tritt und den Dichtschluß übernimmt. Der Dichtungsring 13 bildet zusätzlich eine
Sicherung zur selbsthemmenden Verschlußstopfen-Zuordnung.
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Obwohl beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Hals 11 von einem
separaten rotationssymmetrischen Bauteil gebildet ist, besteht durchaus auch die
Möglichkeit, das Außenrohr 1 entsprechend der Innenkontur dieses Drehteiles zu formen.
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Statt die gesamte Stirnfläche des Innenrohr-Mündungsendes gegen die
korrespondierende Stirnfläche des Verschlußstopfens 7 treten zu lassen, besteht
auch die Möglichkeit, das Ende des Innenrohres 2 kronenzackenartig auszubilden und
die Zackenspitzen als Sollbruchstellen mit dem Stopfen zu verbinden, während die
nischenartigen Materialausnehmungen dann die Funktion der Querbohrungen 8 übernehmen.
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Zum Einrichten der Rohr-Verbindungsstelle für den Gas- oder Wasser-Durchlaß
weist das Innenrohr 2 an seiner Mantelfläche eine Sollstellen-Markierung 18 auf
für die Anzeige der richtigen Verbindungsstellung, bei der der Verschlußstopfen
7 sich in genügendem Abstand vor seinem Sitz 12 erstreckt, andererseits aber der
Verschlußstopfen nicht versperrend gegen den konischen Abschnitt zwischen der aufgeweiteten
Partie des Außenrohres 1 und der reduzierten Partie desselben tritt.
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Als Indexlinie für die Markierung 18 dient die Stirnfläche 5' der
Überwurfmutter 5.
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Die Rohr-Verbindungsstelle gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist
prinzipiell gleichen Aufbaues, jedoch mit dem baulichen Unterschied, daß statt des
Verschlußstopfens eine Verschlußklappe 19 zum Einsatz kommt. Die Bezugsziffern sind,
soweit zum Verständnis erforderlich, sinngemäß übertragen, ohne daß auf das obige
Ausführungsbeispiel lesbare Ausführungen wiederholt werden.
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Das im Außenrohr 1 einsteckende Innenrohr 2 ist einsteckseitig mit
einer ein Stützrohr bildenden, reibungsschlüssig einsteckenden Büchse 20 ausgefüttert,
welche verschlußklappenseitig in einen Bund 21 übergeht. Gegen die vom Bund 21 gebildete
Ringschulter tritt das Stirnende des Innenrohres 2. Bund und Innenrohr weisen gleichen
Außendurchmesser auf, so daß ein stufenfreier Übergang vorliegt. Der Bund setzt
sich sodann in einen Kragen 22 fort. Im dortigen Bereich der größten Wandungsstärke
der Büchse 20 ist die Verschlußklappe 19 auf einem Achszapfen 23 angelenkt. Der
Achszapfen liegt mehr dem außenrohr-innenseitig liegenden Stirnende der Büchse 20
genähert. Vom Rand des Verschlußklappenkörpers geht ein Lagerarm 24 mit entsprechendem
Lagerauge aus. Auf dem gleichen Achszapfen 23 sitzt schwenkbeweglich ein Steuersegment
25. Letzteres ist doppelarmig gestaltet. Durch einseitigen Freigang zwischen Verschlußklappe
19 und Steuersegment ist erreicht, daß das im Bereich des Bundes 21 bzw.
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Kragens 22 der Büchse 20 gelagerte Steuersegment bei in Verschlußstellung
befindlicher Verschlußklappe (vergl. Fig. 4) in die parallelaxiale Lage zur Büchse
20 in die dortige Randnische 26 derselben einklappbar ist. Das Innenrohr läßt sich
bei noch nicht angebrachtem
Dichtungsring 4 folglich von rechts
her behinderungsfrei einschieben.
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Durch die unabhängige Lagerung der Verschlußklappe 19 in Bezug auf
das Steuersegment 25 kann bei dieser Steckmontage die Verschlußklappe aus dem Verschiebeweg
herausgehalten werden, sich also in Verschlußlage sich befinden. Nach dem Einstecken
fällt die Verschlußklappe 19 dann in die aus Fig. 3 ersichtliche Stellung zurück.
Der Klappbereich umfaßt ein wenig mehr als 900, so daß praktisch der gesamte Innenrohrquerschnitt
bzw. der der Büchse 20 für den Mediendurchfluß voll zur Verfügung steht. Die Klappenlage
wird dadurch gesichert, daß der Verschlußklappe 19 an ihrer Rückfläche ein gegen
die Innenwand des Außenrohres 2 tretender Abstandsdorn 27 zugeordnet ist.
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Das eigentliche Verschlußelement wird auch hier wiederum von einer
kegelstumpfförmigen Mantelwand 28 der Verschlußklappe 19 gebildet, welche mit einem
im Mündungsquerschnitt gebildeten konischen Sitz 29 zusammenwirkt. Der Sitz 29 befindet
sich rückwärtig der Durchbrechungszone zwischen Randnische 26 und dem außenrohrinnenseitigen
Abschnitt des Mtindungsquerschnittes.
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Das doppelarmige Steuersegment 25 wirkt mit einer Anschlagstufe 30
des Außenrohres 1 zusammen. Der diesbezügliche Arm ist mit 31 bezeichnet und fällt
zufolge seines Übergewichts gegenüber dem anderen Arm 32 nach dem Durchstecken des
Innenrohres mit seinem Ende in einen Bereich unterhalb der Rohrinnenwandung 33 im
Bereich der Überwurfmutter 5. Durch Zug in Richtung des Pfeiles y wird folglich
das Steuersegment im Uhrzeigersinn geschwenkt. Da sein anderer Arm 32
gegen
einen Anschlag 34 der Verschlußklappe 19 tritt, wird die Verschlußklappe mitgenommen
und in die abdichtehde Verschlußstellung gemäß Fig. 4 geschwenkt. Bei weiterer Zugkraft
löst sich dann das Innenrohr 2 von der Büchse 20. Die diesbezügliche Situation ist
in der Anfangsphase in Fig. 4 wiedergegeben. Der nötige Dichtschluß nach außen ergibt
sich zufolge des Dichtungsringes 4, welcher von der Mantelwand des Rohres übergewechselt
ist auf den höhengleich hierzu ausgerichteten Mantelflächenabschnitt 21' des Bundes
21. Leckverluste sind daher ausgeschlossen, zumal dem stufenförmig abgesetzten Mantelflächenabschnitt
21' der Büchse 20 ein zusätzlicher Dichtungsring 35 zugeordnet ist. Es handelt sich
um einen im Querschnitt kreisrunden Dichtungsring, welcher als Rollring aus dem
ringraumbildenden Bereich des Außenrohres 1 in Richtung des Pfeiles y mitläuft und
in der in Fig. 4 wiedergegebenen Absperrstellung eine mittige Lage zwischen Dichtungsring
4 und der Ringschulter des Kragens 22 der Büchse 20 einnimmt.
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Bei der Varianten gemäß Fig. 5 und 6 ist der Dichtungsring 35 nicht
als Rollring, sondern als umklappbare Dichtungslippe 36 gestaltet.
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Letztere geht von einem Basisring 37 aus, der in einer Ringnut 38
des Bundes 21 der Büchse 20 sitzt. Unter Berücksichtigung der Einsteckrichtung des
Innenrohres 2 nimmt die Dichtungslippe 36 eine fliehende Kipplage ein. Dies hat
den Vorteil einer erleichterten Steckzuordnung.
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Tritt hingegen der Trennungsfall auf, so legt sich die Dichtungslippe
36 in Gegenrichtung um. Sie gleitet über die sich an den Ringraum 1' anschließende,
querschnittsreduzierte Rohr-lnnenwand 33. Das jenseits
des Dichtungsringes
wirkende Druckmedium begünstigt die Anlage der Lippe 36 und somit den Dichtschluß.
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Wie den Fig. 5 und 6 deutlicher entnehmbar, wird der Dichtungsring
4 mutternseitig von einem im Querschnitt winkelförmigen Reibschutzring 39 überfangen.
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Schließlich besteht noch ein abweichendes Gestaltungsmittel bezüglich
der Einschubbegrenzung des Innenrohres dahingehend, daß das Außenrohr 1 an der Innenwand
einen Einschubanschlag 40 aufweist. Gegen diesen tritt die Stirnrandkante des Kragens
22 der Büchse 20. Die entsprechende Maßnahme hat zwei Vorteile insofern, als die
Verschlußklappe 19 nicht versperrend in den kegelstumpfförmigen Abschnitt des Außenrohres
gelangt und andererseits der einsteckende Endabschnitt des Innenrohres im aussteifenden
Bereich der Büchse 20 bleibt.
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Die Verschlußklappe kann aus elastischem Material gebildet sein.
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Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten
neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht
ausdrücklich beansprucht sind.
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L e e r s e i t e