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Elastischer Rohrverbinder
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Die Erfindung bezieht sich auf elastische Rohrverbinder in Form eines
aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen hergestellten Balgkörpers mit flanschartig
abgewinkelten Endabschnitten und in einer oder mehreren Schichten eingebetteten
Verstärkungseinlagen aus geradlinig unter einem Winkel zur Balglängsachse mit gegenseitigen
Abständen parallel zueinander zwischen den Endabschnitten durchlaufenden Stahldrahtseilen
oder ähnlichen fadenförmigen metallischen Festigkeitsträgern.
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Rohrverbinder dieser Art, häufig auch als Kompensatoren bezeichnet,
dienen als elastisch verformbare Verbindungsglieder in starren Rohrleitungssystemen
zum Ausgleichen von beispielsweise thermisch verursachten Längenänderungen, in Grenzen
von Axial- oder Winkelversetzungen und gegebenenfalls auch Relativverdrehungen der
angeschlossenen Rohrabschnitte. Ihr Aufbau im einzelnen, die Anordnung der Verstärkungseinlagen
und ebenso die Zusammensetzung der elastomeren Werkstoffe werden in erster Linie
von der Beschaffenheit, den chemischen Eigenschaften und dem statischen Druck des
Leitungsmediums im Verein mit den zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen bestimmt.
Da ihre Verwendung mit dem Durchleiten von Wasser, und zwar sowohl Trinkwasser als
auch kaltem und heißem Druckwasser, bis zu Mineralölprodukten und Chemikalien, Säuren
und Laugen und anderen in verschiedener Weise aggressiven Medien ein breit gefächertes
Einsatzgebiet umfaßt, hat sich zum Abdecken der jeweils vorherrschenden praktischen
Anfor-
derungen eine darauf abgestimmte Typenvielfalt herausgebildet.
In al len Fällen ist die Ausstattung des Balgkörpers mit eingebetteten Armierungen
unverzichtbar. Anstelle der früher hierfür üblichen Gewebelagen hat sich die Form
von scharweise berührungsfrei ohne gegenseitige Bindung nebeneinander durchlaufenden
textilen Einzelkordfäden wegen ihrer offenbaren Vorteile allgemein in die Praxis
eingeführt.
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Es lag dabei nahe, zum Erzielen hoher und höchster Bruchsicherheit,
Temperaturbeständigkeit und langer Lebensdauer die Armierung nach dem Vorbild der
bekannten stahldrahtverstärkten Fahrzeugluftreifen aus dünnen Stahlseilen als den
Einzelkordfäden aufzubauen. Wenn auch die geringe Dehnungsfähigkeit der Stahl seile
und ihre hohe Eigenstelfigkeit die Fertigung der Rohrverbinder beträchtlich erschweren
und das Risiko von äußerlich nicht immer erkennbaren Fabrikationsfehlern mit sich
bringen und dazu auch ihre Rostanfälligkeit als Nachteil hervortritt, haben sich
in der Praxis die an die Beanspruchungsfähigkeit und an die allgemeine Gebrauchstüchtigkeit
stahlseilarmierter Rohrverbinder geknüpften Erwartungen vollauf erfüllt.
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Es mußte daher umsomehr überraschen, wennees trotz sorgfältigem Arbeiten
und ständigem überwachen im Betrieb immer wieder zu unvermittelten Brüchen der Verbinder
mit meistens weitreichenden Folgeschäden durch ausströmendes Druckfluid kam, die
sich auf keine plausiblen Ursachen zurückführen ließen. Da in allen diesen Fällen
die Stahlseileinlagen in weiten Bereichen korrosionsartig zerstört waren, andererseits
aber die elastomeren Deckschichten äußerlich unverletzt erschienen, blieb der kausale
Ablauf der Zerstörungen lange Zeit verborgen. Klarheit bestand nur in der Hinsicht,
daß die Verstärkungseinlagen in der üblichen Ausführung offenbar nicht allen Einsatzbedingungen
genügten. Der Erfindung liegt demgemäß als Aufgabe eine neuartige Gestaltung metallischer
Drahtseilarmierungen für Rohrverbinder zugrunde mit dem Ziel, das allgemein bestehende
Risiko vorzeitiger Zerstörung auszuschalten.
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Nach der Erfindung zeichnen sich Rohrverbinder der eingangs geschilderten
Gattung dadurch aus, daß sie mit in gleicher Weise wie die zwischen den Endabschnitten
durchlaufenden Stahldrahtseile eingebetteten
zusätzlichen Verstärkungseinlagen
aus fadenförmigen dehnungsfähigen textilen Festigkeitsträgern versehen sind, wobei
die zusätzlichen Verstärkungseinlagen wahlweise entweder getrennt von den metallischen
Festigkeitsträgern eingebettet oder aber stattdessen mit diesen zusammengedreht
oder in anderer Weise ihnen unmittelbar zugeordnet sein können. Für den Aufbau der
textilen Festigkeitsträger empfiehlt sich in der neuartigen Paarung mit Stahldrahtseilen
die Verwendung von Chemiefasern, vorzugsweise von Polyamidfasern.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis von der Bedeutung bestimmter
Schwingungsvorgänge als den eigentlichen Schadenverursachern zunutze.
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Durch hochfrequente Vibrationen des Durchflußmediums, die ihren Ausgangspunkt
wahrscheinlich in den angeschlossenen Umwälzpumpen haben, kommt es zu Gleitreibung
innerhalb des Drahtseilverbandes, das heißt also benachbarter Litzen gegeneinander.
Unter dem Einfluß der fortwährenden trockenen Reibschwingungen im Dauerbetrieb der
Rohrleitungen verschleißt die Oberfläche der Stahldrähte unabhängig von vorher aufgebrachten
Korrosionsschutzschichten sehr schnell, und im Verein mit dem hohen Innendruck schreitet
die Zerstörung von innen her in verhältnismäßig kurzer Zeit bis zum vollständigen
Bruch der Verbinder fort. Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung der Rohrverbinderarmierungen
wird es möglich, einen direkten Kontakt metallischer Drahtlitzen untereinander durch
Zwischenschalten einer textilen Komponente auszuschließen, so daß infolgedessen
auch die sonst zerstörerischen Dauerschwingungen ohne Schaden aufgenommen werden
können. Die Richtigkeit dieser Uberlegungen konnte in praktischen Versuchen bereits
bestätigt werden.
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Die Erfindung löst aber nicht nur ein nur beim Zusammentreffen verschiedener
Umstände auftretendes spezielles Problem, sondern sie wirkt sich vorteilhaft auch
auf die Herstellung metalldrahtarmierter Rohrverbinder und ihre Einsatzmöglichkeiten
allgemein aus. Die neuartigen Zweistoff-Festigkeitsträger, die beispielsweise im
Sinne der Begriffsbestimmung nach DIN 60 900 untereinander verzwirnt sein können,
sind wesentlich einfacher als reine Stahlseile zu verarbeiten und geben schon aus
diesem Grunde weitaus weniger Anlaß zu möglichen Fabrika-
tionsfehlern.
Aber auch ein später eintretender Schaden führt noch nicht zum plötzlichen Versagen
des betroffenen Verbinders. Vielmehr übernimmt in diesem Falle zunächst der davon
unberührte Polyamidzwirn die Aufgabe der örtlich ausgefallenen Stahlkomponente.
Die Dichtigkeit und Gebrauchstüchtigkeit des verletzten Rohrverbinders bleiben daher
im vollen Umfang erhalten. Unter der Wirkung des Innendruckes bildet sich aber die
verborgene Schadensstelle auf der Balgoberfläche in Form eines Wulstes, einer sogenannten
Pockennarbe, oder in anderer Weise sichtbar ab, so daß rechtzeitig Vorkehrungen
zum Austauschen des beschädigten Verbinders eingeleitet werden können.
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Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung verdeutlicht. Es zeigen: Fig. 1 den Balgkörper eines elastischen
Rohrverbinders im Axialschnitt und Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Aufbauanordnungen
der erfindungsgemäßen Zweistoff-Festigkeitsträger in vergrößertem Maßstab.
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Der in Fig. 1 gezeichnete Balgkörper bildet den wesentlichen, elastisch
verformbaren Bestandteil eines Rohrverbinders, von dessen Gesamtdarstellung mit
den zugehörigen metallischen Armaturteilen der Übersichtlichkeit halber abgesehen
ist. Der Balgkörper ist beispielsweise aus einer synthetischen Kautschukmischung
in einer auf den Verwendungszweck abgestimmten Zusammensetzung mit einer Innenschicht
4 und einer Außenschicht 5 mit zwischen diesen eingebetteten Festigkeitsträgern
6 hergestellt. Er hat die Form eines Schlauchstückes mit einer wulstartigen Verdickung
im Mittenbereich und mit beiderseits zum Anschließen an-die nicht dargestellten
überbrückten Rohrleitungsabschnitte vorgesehenen angeformten Ringflanschen 7.
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Die in die Wandung des Balgkörpers in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
in zwei Lagen'e"ingebetteten Festigkeitsträger 6 laufen in an sich bekannter Anordnung
geradlinig unter einem spitzen Winkel
gegen die Längsachse über
die gesamte Balglänge durch und setzen sich bis in die abgewinkelten Flansche 7
hinein fort. Sie bestehen in ihrer Vielzahl jeder aus mehreren Stahldrahtlitzen
S, die mit mehreren Textillitzen T zu jeweils einem Seil zusammengedreht und gleichzeitig
durch die letzteren gegeneinander getrennt sind (Fig. 2 und 3). Die Textil litzen
T sind vorteilhaft aus Polyamidfäden aufgebaut. Die dargestellten Anordnungsschemata
geben nur zwei Möglichkeiten aus einer Vielzahl anderer wieder. Es wäre darüber
hinaus auch denkbar, die Stahl- und die Textillitzen ohne gegenseitige Verzwirnung
geradlinig nebeneinander in den Balgkörper einzubetten.
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