DE3405988A1 - Tension and shear securing device, which seals and is at the same time electrically isolating, on pipe connections - Google Patents
Tension and shear securing device, which seals and is at the same time electrically isolating, on pipe connectionsInfo
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Abstract
Description
"Abdichtende und zugleich elektrisch trennende "Sealing and at the same time electrically separating
Zug- und Schubsicherung an Rohrverbindungen" Die Erfindung betrifft eine abdichtende und zugleich elektrisch trennende Zug- und Schubsicherung an Rohrverbindungen, insb. Tensile and shear protection on pipe connections "The invention relates to a sealing and at the same time electrically separating pull and shear protection on pipe connections, esp.
für Versorgungsleitungsnetzte aus duktilem Gußeisen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.for supply line networks made of ductile cast iron, with the characteristics of the preamble of claim 1.
Eine solche Zug- und Schubsicherung ist aus der DE-OS 27 54 984 bekannt.Such a tension and thrust protection is known from DE-OS 27 54 984.
Zug- und Schubsicherungen haben sich an Rohrverbindungen, die insb. für Versorgungsleitungsnetze in Städten oder dgl. eingesetzt sind, inzwischen außerordentlich bewährt, insb. dann, wenn Dichtungsring und Klemmelemente einen einheitlichen verformbaren Ringkörper bilden, der leicht an der Baustelle gehandhabt und eingelegt werden kann und zuverlässig sowohl die Dichtung als auch die Zug- und Schubsicherung übernimmt.Tensile and shear protection have been used on pipe connections, esp. For supply line networks in cities or the like. Are now extraordinary proven, especially when the sealing ring and clamping elements form a single deformable Form ring body that can be easily handled and inserted at the construction site and reliably takes over both the seal and the tension and thrust protection.
Insbesondere die bekannten Tyton-Dichtungen mit darin eingebetteten mehrzahnigen Klemmelementen haben eine zuverlässige Sicherung der Dichtung auch bei in relativ weitem Umfange variierenden Abmessungstoleranzen von Einsteckende und Rohrmuffenende ergeben. Da die Klemmelemente aus Stahl einerseits an dem glatten Einsteckende über ihre Zähne angreifen und andererseits sich über ihre Auskehlung an der nach innen weisenden Ringwulst des Rohrmuffenendes abstützen wird an den Rohrverbindungsstellen der elektrische Leitungsweg nicht unterbrochen. Dies ist in vielen Anwendungsfällen wünschenswert.In particular, the well-known Tyton seals with embedded therein Multi-toothed clamping elements also reliably secure the seal with dimensional tolerances of the spigot end that vary to a relatively large extent and pipe socket end. Since the clamping elements made of steel on the one hand on the smooth Attacking the plugging end over their teeth and on the other hand over their groove on the inwardly facing annular bead of the pipe socket end is supported on the Pipe connection points of the electrical conduction path not interrupted. This is desirable in many applications.
Es gibt jedoch auch Anwendungsfälle, in denen eine solche durchgehende elektrische Leitfähigkeit der aus mehreren Rohrlängen bestehenden Leitung nicht erwünscht ist. Um im Bereich der Rohrverbindung eine elektrische Trennverbindung zu erhalten, ist es aus der eingangs benannten Druckschrift bekannt, wenigstens eine der zusammenwirkenden Flächen an dem Klemmelement bzw. an dem Rohrmuffenende mit einer druckfesten Schicht aus elektrisch isolierendem Material abzudecken. Zu diesem Zweck hat man die betreffende Abstützfläche mit einer Emailleschicht überzogen.However, there are also use cases in which such a continuous electrical conductivity of the line consisting of several pipe lengths is not is desirable. To create an electrical separation connection in the area of the pipe connection to obtain, it is known from the aforementioned publication, at least one of the interacting surfaces on the clamping element or on the pipe socket end to be covered with a pressure-resistant layer of electrically insulating material. to for this purpose the supporting surface in question has been covered with an enamel layer.
Die Praxis hat gezeigt, daß hiermit eine ausreichend zuverlässige elektrische Trennung im Bereich der Rohrverbindung nicht gewährleistet werden kann.Practice has shown that this is a sufficiently reliable electrical separation in the area of the pipe connection cannot be guaranteed.
Es ist Aufgabe der Erfindung den Gegenstand gemäß Oberbegrif# des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß neben der zuverlässigerl Abdichtung und Sicherung gegen Zug- und Schubkräfte im Bereich der Verbindungsstelle auch eine unter allen Verhältnissen zuverlässige elektrische Trennwirkung sichergestelle wird, wobei nach Möglichkeit lediglich durch einfachen Austausch des eingentlichen Dichtungselementes der Fachmann an Ort und Stelle entscheiden kann, ob er die gewünschte elektrische Trennwirkung erzielen oder eine über die Verbindungsstelle durchgehende elektrische Leitfähigkeit sicherstellen will, Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.It is the object of the invention to provide the subject matter according to the preamble # of Claim 1 so that in addition to the reliable sealing and securing against pulling and pushing forces in the area the junction too ensure a reliable electrical separation effect under all conditions is, if possible only by simply exchanging the actual Sealing element the expert can decide on the spot whether he wants the one Achieve electrical separating effect or a continuous over the connection point wants to ensure electrical conductivity, this task is made possible by the measures of claim 1 solved.
Durch die Herstellung jedes Klemmelementes aus zwei gesonderten Teilen hat man es in der Hand, die beiden Teile jeweils den unterschiedlichen Anfordernungen entsprechend optimal auszubilden. So ist der Teil, der sicherstellen soll, daß sich das Klemmelement an der glatten Außenfläche des Einsteckendes festkrallen soll und zu diesem Zweck Zähne aufweist, aus Stahl hergestellt werden kann. Der zweite Teil, der dagegen dafür sorgen muß, daß die auftretenden Zug- oder Schubkräfte zuverlässig auf das Rohrmuffenende übertragen werden und der gleichzeitig gewährleisten mußl daß sich jedes Klemmelement durch eine Kippbewegung in die optimale Wirkstellung verschwenken kann, kann als relativ kompakter Teil aus Keramik oder anderem elektrisch isolierenden Sintermaterial hergestellt werden. Dabei ist zu bedenken, daß dieser Teil nicht nur die kippbare Abstützung des Klemmelementes am Rohrmuffenteil gewährleisten muß, sondern zugleich durch seine Ausbildung die Sicherheit geben muß, daß die Schwenkmöglichkeit des Klemmelementes im Rohrmuffenteil auf einen maximal zulässigen Schwenkwinkel begrenzt wird. Das bedeutet, daß das Klemmelement in der maximalen Schwenkstellung auch noch mit anderen Teilen des Rohrmuffenendes in direkten Kontakt treten kann. Diese Kontaktmöglichkeit ebenso wie die Abstützung übernimmt der kompakte Teil aus Keramik des Klemmelementes.By making each clamping element from two separate parts if you have it in your hand, the two parts each meet different requirements optimally train them accordingly. So is the part that is supposed to make sure that yourself the clamping element is intended to cling to the smooth outer surface of the insertion end and has teeth for this purpose, can be made of steel. The second part, who, on the other hand, has to ensure that the tensile or thrust forces that occur are reliable be transferred to the pipe socket end and must ensure at the same time that each clamping element is in the optimal operative position by a tilting movement can pivot, can as a relatively compact part made of ceramic or other electrical insulating sintered material can be produced. It should be noted that this Part not only ensure the tiltable support of the clamping element on the pipe socket part must, but at the same time must give the security through its training that the pivoting possibility of the clamping element in the pipe socket part to a maximum permissible Swivel angle is limited. This means that the clamping element is in the maximum pivoting position can also come into direct contact with other parts of the pipe socket end. This contact option as well as the support is carried out by the compact part Ceramic of the clamping element.
Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung anwenden bei bekannten zug- und schubgesicherten Tyton-Dichtungen, bei denen die Klemmelemente dem Umriß des Dichtungsringes angepaßt und in diesen direkt eingebettet sind. Hierbei weist das Rohrmuffenende einerseits eine nach innen weisende Ringwuulst als Abstützung und Widerlager für das Klemmelement und den Dichtungsring auf, sowie im Abstand davon eine Innenschulter, während der Dichtungsring ebenso wie die Klemmelemente umrißmäßig etwa gleiche Fußabschnitte aufweisen, die in den Bereich zwischen Ringwulst und Innenschulter eingreifen. Bei diesem Ring sieht die Erfindung vor, daß der aus dem elektrisch isolierenden Material bestehende Teil des Klemmelementes die mit dem Ringwulst zusammenwirkende Auskehlung und den zwischen diesen und die Innenschulter eingreifenden Fußabschnitt umfaßt.The invention can be used particularly advantageously in the case of known ones Tensile and shear-proof Tyton seals, in which the clamping elements correspond to the outline of the sealing ring are adapted and embedded directly in this. Here points the pipe socket end on the one hand an inwardly facing annular bead as a support and abutment for the clamping element and the sealing ring on and at a distance including an inner shoulder, while the sealing ring as well as the clamping elements outline approximately the same foot sections in the area between the annular bead and inner shoulder engage. In this ring, the invention provides that the the electrically insulating material existing part of the clamping element with the annular bead cooperating groove and between these and the inner shoulder engaging foot portion includes.
In ihren äußeren Abmessungen und ihrer Wirkung sind hierbei Dichtungsringe mit nur aus Stahl bestehenden Klemmelementen und Dichtungsringe mit zweiteiligen Klemmelementen nach der Erfindung von außen her im wesentlichen völlig gleich, ebenso wie in der Handhabung, so daß die Ringe leicht gegeneinander ausgetauscht werden können. Damit hat es der Eactlmanrl jederzeit und auf einfache Weise in der Hand sich Für eine durchgeherl(J elektrisch leitende Rohrleitung oder eine solche mit elektrischen Trennstellen im Bereich der Verbindungen zu entscheiden.In their external dimensions and their effect, sealing rings are here with clamping elements made only of steel and sealing rings with two-part Clamping elements according to the invention from the outside essentially identical, as well as in the handling, so that the rings can easily be exchanged for one another can. Eactlmanrl has it easily at hand at all times for a walk-through (J. electrically conductive pipeline or to decide one with electrical separation points in the area of the connections.
Die beiden Teile der Klemmelemente können durch Kleben fest miteinander verbunden sein. In jedem Fall ist es zweckmäßig, wenn die Grenzfläche zwischen den beiden Teilen möglichst großflächig ist und so in den Querschnitt des Klemmelementes gelegt ist, daß die Grenzfläche in jeder Kippstellung des Klemmelementes Bereiche aufweist, die etwa senkrecht zu der von dem in Eingriff befindlichen Zahn ausgehenden Kraftwirkungslinie verläuft. Dadurch wird sichergestellt, daß die Klebeverbindung zwischen den Teilen durch die zu übertragenden Kräfte weitgehend unbelastet bleibt und der aus Keramik bestehende Teil in seinen jeweils hoch beanspruchten Bereichen im wesentlichen nur auf Druck beansprucht wird.The two parts of the clamping elements can be firmly bonded to one another be connected. In any case, it is useful if the interface between the both parts is as large as possible and so in the cross section of the clamping element is placed that the interface areas in each tilted position of the clamping element which is approximately perpendicular to that of the tooth in engagement Line of action of force runs. This will ensure that the adhesive bond remains largely unloaded between the parts by the forces to be transmitted and the part made of ceramic in its highly stressed areas is essentially only subjected to pressure.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischen Zeichnungen an einem Auführunsbeispiel näher erläutert.The invention is based on schematic drawings explained in more detail in an example.
Es zeigen: Figur 1 im Ausschnitt und in Innenansicht bzw. teilweise geschnitten einen kombinierten Zug- und Schubsicherungsring, der zugleich als Dichtring ausgebildet und unter der Bezeichnung "Tyton-Dichtung" bekannt ist.They show: FIG. 1 in detail and in an interior view or partially cut a combined tension and shear locking ring that doubles as a sealing ring formed and known as the "Tyton seal".
Figur 2 im größeren Maßstabe und im radialen Schnitt ein Klemmelement gemäß der Erfindung.FIG. 2 shows a clamping element on a larger scale and in radial section according to the invention.
Figur 3 das Klemmelement in Ansicht von innen und Figur 4 im radialen Schnitt eine Rohrverbindung mit einer abdichtenden und zugleich elektrisch trennenden Zug-und Schubsicherung gemäß der Erfindung.FIG. 3 shows the clamping element in a view from the inside and FIG. 4 in a radial view Cut a pipe connection with a sealing and at the same time electrically separating one Pull and shear protection according to the invention.
Figur 1 zeigt einen vielfach bewährten kombinierten Sicherungs- und Dichtungsring 1. Dieser besteht aus elastomeren Material und weist einen wulstartigen Kopfabschnitt 2 auf, der als eigentlicher Dichtungsabschnitt wirksam ist sowie einen Fußabschnitt, der von dem Kopfabschnitt durch eine radial nach außen weisende ringförmige Auskehlung getrennt ist. In den elastomeren Dichtungsring sind in vorbestimmten Abständen Klemmelemente 3 aus Stahl fest eingebettet. Diese sind im wesentlichen dem Umriß des Dichtungsringes angepaßt mit Ausnahme des Kopfabschnittes 2. Jedes Klemmelement weist auf seiner nach innen weisenden Fläche wenigstens zwei scharfkantige Zähne 4a, 4b, auf seiner radial nach außen weisenden Seite eine entsprechende Auskehlung und jenseits der Auskehlung einen Fußabschnitt 5 auf.Figure 1 shows a tried and tested combined backup and Sealing ring 1. This consists of elastomeric material and has a bead-like shape Head section 2, which is effective as the actual sealing section and a Foot portion that extends from the head portion by a radially outwardly facing annular Groove is separate. In the elastomeric sealing ring are in predetermined Distances between clamping elements 3 made of steel firmly embedded. These are essentially adapted to the contour of the sealing ring with the exception of the head section 2. Each Clamping element has at least two sharp-edged ones on its inwardly facing surface Teeth 4a, 4b, a corresponding groove on its radially outwardly facing side and a foot section 5 beyond the recess.
Während in bekannten Dichtungs- und Sicherungsringen dieser Art die Klemmelemente 3 insgesamt aus Stahl bestehen, ist das neue Klemmelement gemäß Fig. 2 und 3 aus zwei voneinander unabhängigen Teilen 10 und 11 hergestellt. Der Teil 11 umfaßt im wesentlichen die beiden Zähne 4a, 4b und nur dieser Teil 11 ist aus Stahl hergestellt. Der Teil 10 umfaßt die Auskehlung 17 und den durch die Grenzflächen 18 und 19 bestimmten Fußabschnitt. Dieser Teil besteht aus einem elektrisch isolierenden Keramikmaterial, aus Aluminiumoxyd oder anderen elektrisch isolierenden Sintermaterialien von entsprechend hoher Temperaturbeständigkeit und Festigkeit. Die Auskehlung 17 wird durch einen Radius 16 bestimmt, der um den Punkt 15 in figur 2 geschwenkt werden kann.While in known sealing and retaining rings of this type the Clamping elements 3 consist entirely of steel, the new clamping element according to FIG. 2 and 3 made of two parts 10 and 11 that are independent of one another. The part 11 includes essentially the two teeth 4a, 4b and only this one Part 11 is made of steel. The part 10 includes the groove 17 and the by the interfaces 18 and 19 determined foot section. This part consists of an electrically insulating ceramic material, made of aluminum oxide or other electrically insulating sintered materials of correspondingly high temperature resistance and Strength. The groove 17 is determined by a radius 16 around the point 15 in Figure 2 can be pivoted.
Die Grenzfläche oder Kontaktfläche zwischen den beiden Teilen 10 und 11 jedes Klemmelementes ist, wie Figur 2 zeigt, relativ großflächig ausgebildet. An dieser Grenzfläche können die beiden Teile'z. B. durch Kleben' miteinander fest verbunden sein.The interface or contact area between the two parts 10 and 11 of each clamping element, as FIG. 2 shows, has a relatively large surface area. At this interface, the two parts can. B. by gluing 'firmly together be connected.
Bevorzugt ist diese Grenzfläche keine ebene Fläche, sondern eine Raumfläche, die so um die Auskehlung 17 herumgeführt ist, daß in jeder Kipplage des Klemmelementes die Grenzfläche wenigstens einen Bereich aufweist, durch den die von dem Klemmelement übertragenen Kräfte im wesentlichen in senkrechter Richtung verlaufen. Im Beispiel nach Fig. 2 weist die Grenzfläche 2 im wesentlichen etwa senkrecht zur längsten Ausdehnung des klemmelementes verlaufende Bereiche 12 und 14 auf, während der dazwischenliegende Bereich 13 um die Auskehlung 17 im wesentlichen herumgeführt ist.This interface is preferably not a flat surface, but a spatial surface, which is guided around the groove 17 that in each tilted position of the clamping element the interface has at least one area through which the clamping element transmitted forces run essentially in the vertical direction. For example According to FIG. 2, the interface 2 is essentially approximately perpendicular to the longest Expansion of the clamping element extending areas 12 and 14, while the intermediate Area 13 is led around the groove 17 substantially.
Figur 4 zeigt die Einbaulage des kombinierten Ringes. Mit 20 ist ein glattes Einsteckende eines ersten Rohrabschnittes oder ohrforteiles bezeichnet, während mit 21 das Rohrmuffenende eines zweiten Rohrabschnittes bzw. Rohrformteiles bezeichnet ist. Das Rohrmuffenende weist eine innere Erweiterung 22 zur Aufnahme des Kopfteils 2 der Dichtung auf. Diese wird begrenzt durch eine radial nach innen weisende Ringwulst 23, die mit einer im Abstand davon angeordneten Innenschulter 25 eine nach innen weisende Ringnut 24 begrenzt.Figure 4 shows the installation position of the combined ring. At 20 is a referred to as the smooth insertion end of a first pipe section or ear part, while at 21 the pipe socket end a second pipe section or pipe fitting is designated. The pipe socket end has an internal extension 22 for receiving the head part 2 of the seal. This is limited by a radially inwardly facing annular bead 23, which is arranged with a spaced from it Inner shoulder 25 delimits an inwardly facing annular groove 24.
Bei dem eingelegten Ring handelt es sich um einen Ring ähnlich dem Ring 1 nach Figur 1 mit dem Unterschied, daß die Klemmelemente prinzipiell ähnlich ausgebildet sind, wie dies in Figur 2 und 3 gezeigt ist. Man erkennt, daß der aus elektrisch isolierendem Material bestehende Teil 10 des Klemmelementes den Fußabschnitt des Klemmelementes ebenso wie den gesamten, die Auskehlung bestimmenden Bereich umfaßt. Der Teil 11 steht mit seinem äußersten Zahn in festem Eingriff mit dem Einsteckende 20. Dadurch ergibt sich eine Kraftwirklinie 26, über die das Klemmelemente die zur Schubsicherung dienenden Kräfte zwischen Einsteckende 20 und Rohrmuffenende 21 überträgt. Man erkennt, daß die Grenzfläche zwischen den beiden Teilen 10 und 11 des Klemmelementes in dieser Kippstellung einen Bereich aufweist, der etwa senkrecht zu der Wirklinie 26 verläuft.The inserted ring is a ring similar to that Ring 1 according to Figure 1 with the difference that the clamping elements are basically similar are designed as shown in FIGS. You can see that the electrically insulating material existing part 10 of the clamping element the foot portion of the clamping element as well as the entire area that determines the groove includes. The part 11 has its outermost tooth in fixed engagement with the insertion end 20. This results in a line of force 26, over which the clamping elements to Shear protection serving forces between the spigot end 20 and pipe socket end 21 transmits. It can be seen that the interface between the two parts 10 and 11 of the clamping element in this tilted position has an area which is approximately perpendicular to the line of action 26 runs.
Zur Begrenzung der maximal zulässigen Kippstellung des Klemmelementes wirkt das Fußende des Klemmelementes mit den die Nut 24 begrenzenden Flächen, insb. der Innenschulter 25 des Rohrmuffenendes 21,zusammen. Jeder Kontakt zwischen Klemmeloment und diesen Teilen des Rohrmuffenendes kation nur über den Teil 10 des Klemmelementes erfolgen. Damit ist sichergestellt, daß in keiner Schwenkstellung oder Kippstellung des Klemmelementes ein elektrischer Kontakt zwischen dem aus Stahl bestehenden Teil 11 des Klemmelementes und dem Rohrmuffenende 21 auftreten kann. Durch die relativ kompakte Ausbildung des Teils 10 kann dieser Teil, auch wenn er aus Keramik oder dgl. Material besteht, hohe Druckkräfte übertragen und auch die bei Schwenkbewegungen unter Last auftretenden Kräfte sicher aufnehmen.To limit the maximum permissible tilt position of the clamping element acts the foot end of the clamping element with the surfaces delimiting the groove 24, esp. the inner shoulder 25 of the pipe socket end 21, together. Any contact between clamping torque and these parts of the pipe socket end cation only over part 10 of the clamping element take place. This ensures that in no pivot position or tilted position of the clamping element an electrical contact between the steel existing part 11 of the clamping element and the pipe socket end 21 can occur. Due to the relatively compact design of the part 10, this part, even if he Made of ceramic or the like. Material, transmit high compressive forces and also the Safe absorption of forces occurring during swiveling movements under load.
Die Lage der Grenzfläche zwischen den beiden Teilen 10 und 11 sorgt dafür, daß die von dem Teil 11 aus Stahl aufgenommenen Kräfte sicher auf den Teil 10 übertragen werden, der diese wiederum sicher auf den Rohrmuffenteil 21 bzw. dessen Bereiche 23 und 25 übertragen kann.The position of the interface between the two parts 10 and 11 ensures that the forces absorbed by the part 11 made of steel are safe on the part 10 are transferred, which in turn securely to the pipe socket part 21 or its Areas 23 and 25 can transfer.
Da sich an dem äußeren Umriß uhd der Handhabung des kombinierten Ringes gegenüber dem Ring nach Fig. 1 nichts ändert, kann der neue Ring genauso leicht und zuverlässig gehandhabt und leicht bei Bedarf gegen den Ring nach Fig. 1 ausgetauscht werden.Since on the outer contour uhd the handling of the combined ring does not change anything compared to the ring according to FIG. 1, the new ring can just as easily and handled reliably and easily exchanged for the ring according to FIG. 1 if necessary will.
Die neue Ausbildung der Klemmelemente ist nicht nur zur Verwendung in den sogenannten Tyton-Dichtungsringen geeignet.The new design of the clamping elements is not just for use suitable in the so-called Tyton sealing rings.
Die zweiteilige Ausbildung der Klemmelemente läßt sich vielmehr in der gleichen Weise auch bei andersartigen Schubsicherungen verwenden, wie sie in verschiedenen Ausführungsformen in der eingangs genannten DE-OS 27 54 984 gezeigt sind.The two-part design of the clamping elements can rather be in Use the same way for other types of thrust locks as described in Various embodiments are shown in DE-OS 27 54 984 mentioned at the outset are.
Claims (4)
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |