DE3419222C2 - Rohrverbindungsanordnung von kunststoffbeschichteten, leichtgewichtigen Metallrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ausgekleidete Rohrsysteme des vorgenannten Typs sind bekannt und werden im allgemeinen aus Schedule 40 oder Schedule 80 Stahl hergestellt und werden mit verschiedenen chemisch resistenten Kunststoffen ausgekleidet, die eine nominale Wanddicke haben, die üblicherweise im Bereich von ungefähr 1,37 mm für ein 1,27 cm Rohr bis 4,7 mm für ein 30.5 cm Rohr aus TFE-Harz liegt. Die Wanddicken können auch größer sein, wenn andere Harze, wie stark beanspruchbares Polypropylen, verwendet werden. Gelegentlich wird Schedule 10 Stahl verwendet. Im allgemeinen erfolgen die Verbindungen zwischen Abschnitten eines solchen Rohres durch Flanschverbindungen, in welchem Fall die Auskleidung aus dem Rohr herausgeführt wird und über die Fläche des Flansches erweitert ist, um das Metall gegenüber den geführten Strömungsmitteln zu schützen und um als Dichtmanschette zu wirken.

Die US-PS 4 313 625 beschreibt eine ausgekleidete Rohranordnung, bei der das ausgekleidete Rohr und die Auskleidung deformiert sind, um einen sich nach außen erweiternden Flansch zu bilden. Weiterhin ist ein loser konischer Ring neben dem Flansch am Rohr angeordnet, und das Rohr ist mit einem ähnlichen Rohr durch eine geteilte "V"- Klemme verbunden. Jedoch sind lose Ringe beim Fachmann unerwünscht. Wenn eine ausreichende Passung vorgesehen ist, um ein Wandern entlang des Rohres einzuschränken, besteht das Risiko, daß die losen Ringe am Rohr hängen, wenn die Verbindung zusammengebracht wird. Dadurch wird die Entwicklung einer gleichförmig abgedichteten Rohrverbindung verhindert. Daher ist eine gewisse lockere Anbringung erforderlich, so daß es ein Problem darstellt, die Ringe am Ort zu halten, bis die V-Klemme installiert werden kann.

Die DE-OS 26 57 398 und die DE-AS 19 52 390 beschreiben Rohrverbindungen zweier innen mit Kunststoff ausgekleideter Rohrstücke. In beiden Fällen handelt es sich um schwergewichtige Rohrverbindungen, die radiale Flanschflächen aufweisen und für eine Flanschverbindung mittels Bolzen vorgesehen sind.

Die Firmenschrift der Firma Rasmussen GmbH, Norma, Kegelflanschverschiebungen, III, 1977, offenbart eine Rohrverbindungsanordnung für leichtgewichtige Rohre, die mit einer V-Klemme verbunden sind. Die Dichtung zwischen den beiden Rohren erfolgt durch O-Ringe, die zwischen den Bördelrändern angeordnet sind.

Die US 43 13 625 offenbart eine Rohrverbindung eines leichtgewichtigen Metallrohres, die von einer V-Klemme eingefaßt und mit einer Rohrinnenauskleidung aus Kunststoff versehen ist. Dabei sitzen konische Flanschringe auf der Außenseite der Bördelränder.

In Betracht des vorstehend ausgeführten Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässigere und vielseitigere Rohrverbindung für leichtgewichtige, mit einer Auskleidung versehene Rohrsysteme zu schaffen, die leichter zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen zum einen in dem geringen Gewicht und der Möglichkeit der schnellen Montage des mit einer Kunststoffverkleidung versehenen Rohrsystemes. Zum anderen weist die erfindungsgemäße Rohrverbindungsanordnung keine losen Ringe auf. Des weiteren wird durch die konzentrischen Nuten in der radialen ebenen Fläche des Lastaufnahmerings ein Kaltfließen des Kunststoffes im Dichtungsbereich verhindert.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der schematisch dargestellten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch eine Rohranordnung mit der Darstellung einer Verbindung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht im Viertelschnitt des Endes eines Rohrabschnittes, welcher einen Endflansch zum Einbau in die Anordnung gemäß Fig. 1 aufweist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Radialfläche eines dichten­ den Lastaufnahmeringes, welcher bei der Anordnung gemäß Fig. 1 verwendet wird, und der die darin ausgebildeten konzentrischen Ring­ nuten zeigt,

Fig. 5 eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 mit der Darstellung einer be­ vorzugten Ausgestaltung der Nuten für den Lastauf­ nahmering sowie andere Einzelheiten desselben und

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine V-Klemmenkomponente, die in Fig. 1 und 2 im Schnitt und in der Ansicht darge­ stellt ist.

In Fig. 1 ist eine ausgekleidete Rohranordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Während die Erfindung auf jegliche lösbare Verbindung eines Gesamtrohrsystems anwendbar ist, wird sie hier jedoch bevorzugt unter Bezugnahme auf die Verbindung von zwei Rohrenden beschrieben.

Die Verbindung wird allgemein mit dem Bezugszeichen 10 ver­ sehen und ist dahingehend wirksam, eine Komponente 11 einer leichtgewichtigen Metallverrohrung mit der anderen Komponente 12 zu verbinden. Die Rohrkomponenten 11 und 12 bestehen jeweils aus einem Abschnitt eines leichtgewich­ tigen Metallrohres 13 und 14, die Verbindungs- oder End­ abschnitte 15 und 16 aufweisen, die in einem Winkel von weniger als 90° zur Ausbildung von kegelstumpfförmigen Flanschen radial nach außen erweitert ausgebildet sind. Es ist bevorzugt, einen Erweiterungswinkel von ungefähr 70° für die Flansche 15 und 16 zu verwenden. Einzelhei­ ten des Rohrendes 11 sind am besten aus Fig. 3 ersicht­ lich. Das Ende 12 ist identisch ausgebildet und erstreckt sich in Fig. 1 nur in einer anderen Richtung.

Jedes Rohrende ist mit einem jeweiligen lastaufnehmen­ den Dichtungsring 17 und 18 versehen. Die Ringe 17 und 18 sind identisch und in Fig. 4 und 5 dargestellt. Sie haben einen innenseitigen Durchmesser 19, welcher im wesentlichen zum innenseitigen Durchmesser der Rohren­ den oder der Verbindungsabschnitte 13 und 14 paßt. Eine konische Fläche 20 steht mit der äußeren konkaven Fläche der Flansche 15 oder 16 im Eingriff. Eine radiale Flä­ che 21 befindet sich auf der Seite, die von der koni­ schen Fläche 20 weg gerichtet ist. Der Neigungswinkel der Fläche 20 sollte im wesentlichen gleich dem der Flan­ sche 15 und 16 sein, nämlich 70°.

Eine Kunststoffauskleidung 22 bzw. 23 verläuft aus dem Verbindungsabschnitt 13 bzw. 14 heraus durch den ent­ sprechenden Lastaufnahmering 17 und 18, wo der Kunst­ stoff sich bei 24 und 25 radial nach außen erweitert, und zwar über die radiale Fläche 21 des jeweiligen Rin­ ges 17 und 18, um dort einen Dichtungsabschnitt zu bil­ den und dadurch den jeweiligen Lastaufnahmering 17 und 18 einzufangen.

Eine V-Klemme 26 besteht aus getrennten Hälften 27, 28, die die kegelstumpfförmigen konischen Flansche 15 und 16 umgeben und dabei an der konvexen Seite jedes Flan­ sches hinter der konkaven Fläche anliegen, um den Kunst­ stoffdichtungsabschnitt 24 gegen die zugehörige Ober­ fläche der anderen Komponente zu drücken, hier den ande­ ren Dichtungsabschnitt 25.

Bei geflanschten Verbindungen, die im Zusammenhang mit Kunststoff ausgekleideten Rohrsystemen verwendet wer­ den, ist ein häufiges Problem das Kaltfließen des Kunst­ stoffs im Dichtungsbereich, woraus evtl. eine Leckage entsteht. Um dieses Problem zu vermeiden, werden die lastaufnehmenden Dichtungsringe 17 und 18 vorzugsweise mit einer Vielzahl von konzentrischen Nuten 29 verse­ hen, die in der radialen Fläche, die in Axialrichtung weist, ausgebildet sind. Die Einzelheiten hierzu sind am besten aus Fig. 5 ersichtlich. Wenn die Anordnung durch Festziehen der V-Klemme festgezogen ist, wird der Kunststoff der Dichtungsabschnitte 24 und 25 in die Nu­ ten 29 gedrückt. Dies verhindert ein Nachinnenziehen des Kunststoffs aus dem Zwischenraum zwischen den Rin­ gen 17 und 18. Der mit den Nuten 29 erzielbare Vorteil ist mit der Ausführungsform des beschriebenen Standes der Technik nicht möglich, weil bei diesem Stand der Tech­ nik der Kunststoff direkt auf das geflanschte Rohrende stößt und nicht auf einen getrennten Ring.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Ringe 17 und 18 eine mit einem Radius versehene Fläche 30 aufweisen, welche die radiale Fläche 21 mit der zylindrischen Fläche 19 verbinden. Diese Fläche 30 schafft eine weiche und glatte Hinterstützung der sich erweiternden Auskleidung unter Vermeidung von scharfen Kanten, die die Verkleidung ab­ schneiden könnten.

Die entgegengesetzte Seite des Ringes 17 oder 18 hat eine leichte Abschrägung 31, die zur Fläche 19 führt. Diese Abschrägung dient der Führung des Rings auf die Kunststoffauskleidung während des Zusammensetzvorganges und vor dem Erweitern des vorstehenden Endes der Aus­ kleidung.

Die V-Klemme hat eine herkömmliche Konstruktion mit Fortsätzen 32 und 33, durch die Schraubenbolzen 34 und 35 geführt sind, um die Klemmenhälften miteinander zu verbinden. Geeignete Schritte sollten unternommen wer­ den, wenn die Klemme zusammengesetzt wird, um sicher­ zustellen, daß die Schraubenbolzen gleich angezogen sind, so daß die Klemme eine gleichförmige Keilwirkung um den gesamten Umfang der Verbindung vorsieht.

Es ist bevorzugt, Schedule 10-Metallrohrkomponenten zu verwenden, für die die Kunststoffauskleidung für ein 5,08 cm Rohr, welche aus Polytetrafluorethylen (TFE) Harz besteht, ungefähr 1,58 mm dick ist. Wenn die Auskleidung aus fluoriniertem Ethylenpropylen (FEP) Harz besteht, beträgt die Dicke 2,03 mm.

Die geflanschten Verbindungsabschnitte müssen nicht unbe­ dingt an den Enden der Längenabschnitte der Rohre ange­ bracht sein, sie können auch an den Enden eines Stummel­ abschnittes einer Rohrkomponente angebracht sein, welcher integriert mit verschiedenen Beschlägen, Ventilen, Ge­ fäßen oder dgl. ausgebildet ist. Der Metallflansch kann ohne die Gefahr einer Beschädigung der Kunststoffaus­ kleidung verformt werden, wenn diese Auskleidung ange­ bracht wird, nachdem das Metall erweitert worden ist. Der Lastaufnahmering wird dann installiert und anschlie­ ßend der Kunststoff zur Ausbildung des Dichtungsabschnit­ tes so erweitert, daß dieser Dichtungsabschnitt den Last­ aufnahmering einschließt.

Claims (3)

1. Rohrverbindungsanordnung, bei der ein Verbindungsabschnitt (13, 14) eines leichtgewichtigen Metallrohrs (11, 12) in einem Winkel von weniger als 90° radial nach außen erweitert ist, und dadurch einen kegelstumpfförmigen Flansch (15, 16) bildet, und von einer V-Klemme (26) eingefaßt ist, die an der Außenseite des kegelstumpfförmigen Flansches (15, 16) anliegt, um den Flansch (15, 16) mit einem anderen leichtgewichtigen Metallrohr (11, 12) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Lastaufnahmering (17, 18) vorgesehen ist, der
• - einen Innendurchmesser (19) aufweist, der im wesentlichen mit dem des Verbindungsabschnittes (13, 14) übereinstimmt, der
• - eine konische Fläche (20) aufweist, die an der Innenfläche des Flansches (15, 16) anliegt und der
• - eine radiale ebene Fläche (21) an der der konischen Fläche (20) abgewandten Seite aufweist, und daß
• - eine Rohrinnenauskleidung (22, 23) aus Kunststoff aus dem Verbindungsabschnitt (13, 14) durch den Lastaufnahmering (17, 18) hindurch herausgeführt und dann radial nach außen entlang der radialen ebenen Fläche (21) des Lastaufnahmerings (17, 18) erweitert ist, um einen Dichtungsabschnitt (24, 25) zu bilden und gleichzeitig den Lastaufnahmering (17, 18) an seinem Platz zu sichern, und daß
• - die V-Klemme (26) den Dichtungsabschnitt (24, 25) aus Kunststoff gegen einen gleichartigen gegenüberliegenden Dichtungsabschnitt (24, 25) eines identisch ausgeführten Verbindungsabschnitts (13, 14) des anderen leichtgewichtigen Metallrohrs (11, 12) drückt.

2. Rohrverbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale ebene Fläche (21) des Lastaufnahmerings (17, 18) mit ringförmigen Nuten (29) versehen ist, in die der Kunststoff des entsprechenden Dichtungsabschnittes (24, 25) gedrückt wird, wenn die V-Klemme (26) angezogen wird, um den Dichtungsabschnitt (24, 25) gegen einen Kaltfluß zu verankern.

3. Rohrverbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Kegelwinkel der konischen Fläche (20) des Lastaufnahmeringes (17, 18) ungefähr 70° beträgt.