DE3427945A1

DE3427945A1 - Vorrichtung zum verbinden der enden von rohrleitungen

Info

Publication number: DE3427945A1
Application number: DE19843427945
Authority: DE
Inventors: Helmut E. Tuxedo N.Y. Nimke; William R. Exton Pa. Thomas
Original assignee: Brooklyn Union Gas Co New York NY; Umac Inc Paoli Pa; Brooklyn Union Gas Co; Umac Inc
Current assignee: Brooklyn Union Gas Co
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1984-07-28
Publication date: 1985-11-28
Also published as: GB2160281A; CH660223A5; FR2564914B1; JPH0330037B2; DE3427945C2; US4549752A; GB2198806A; GB8418850D0; CA1217799A; JPS60249789A; FR2564914A1; GB8728850D0; GB2160281B; GB2198806B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Rohrleitungen oder Röhren miteinander bzw. zum Erneuern einer schadhaften Stelle in einer Rohrleitung oder Röhre bzw. zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem rohrförmigen Element und einem dehnbaren rohrförmigen Element.

Es bestand bisher ein Bedarf nach an einer kosteneffektiven, wirksamen und raschwirkenden Vorrichtung zum Verbinden von Rohrleitungeri'.¹ oder Rohren miteinander, und zum Erneuern von Fehlstellen bzw. schadhaften Stellen oder Löchern in solchen Rohrleitungen oder Rohren, ohne daß die Rohrleitung oder das Rohr abgeschnitten oder aufgetrennt werden muß. Es bestand bisher ferner ein Bedarf nach einem Verbinder, der das Einführen eines inneren Stützteils in die Rohrleitung oder Röhre, die miteinander verbunden oder erneuert werden sollen, nicht erforderlich macht. Weiterhin bestand ein Bedarf nach einer festen Klebeverbindung zwischen dem Verbinder und der Rohrleitung oder der Röhre, die miteinander verbunden oder erneuert werden sollen. Weiterhin mangelt es daran, eine Röhre mit einem rohrförmigen dehnbaren Teil wirksam zu verbinden.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die den o.g. Bedürfnissen Rechnung trägt.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1, 9 bzw. angegebenen Merkmale gelöst.

Die vorliegende Erfindung kann zum Miteinanderverbinden oder Erneuern von Rohrleitungen, Rohren oder dgl. Bauelemente verwendet werden, die metallische und sowohl flexible als auch

■il

steife Rohre aas Kunststoff oder synthetischem Material einschließen. Im Nachfolgenden wird jedoch durchweg das Wort "Rohr" benutzt, um jegliche solcher Bauelemente zu kennzeichnen. Die vorliegende Erfindung schafft eine rasche und wirksame Art und Weise zum Verbinden oder zum Erneuern, bei der eine mechanische, zusammenziehende bzw. Schrumpfkraft auf die äußere Oberfläche der Röhre auftritt, um die Klebeverbindung zwischen der Vorrichtung und der Röhre zu verstärken und dazu beizutragen, die Verbindung aufrechtzuerhalten.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Miteinanderverbinden von rohrförmigen Elementen und das Verbinden eines rohrförmigen Elements mit einem dehnbaren rohrförmigen Element.

3A27945

Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, um eine Röhre an der Innenwand einer Rohrleitung, in der die Röhre mittels einer dehnbaren Einheit angebracht werden kann, sicher zu befestigen.

In kurzen Worten ausgedrückt, wird erfindungsgemäß eine Vor richtung geschaffen, um rohrförmige Teile miteinander zu verbinden. Die Vorrichtung enthält ein Blattfederelement in' Form eines Wickels, der zumindest sich teilweise überlappende Oberflächen aufweist. Der Innendurchmesser des Blattfederelement wickeis ist geringer als der Außendurchmesser der zu verbindenden TeiT.e. Auf die Innenfläche des Blattfederelementwickels ist ein erstes wärmeempfindliches Klebeverbindungsmaterial aufgebracht. Der Blattfederelementwickel wird auf einen größeren Durchmesser entgegen der nach innen gerichteten federnden Kraft des Blattfederelements gedehnt und im gedehnten Zustand durch das erste wärmeempfindlich* Klebßverbindungsmaterial gehalten. Der gedehnte größere Durchmesser ist genügend groß, um die Enden der Teile, die miteinander verbunden werden sollen, aufzunehmen. Sind die Enden der Teile, die miteinander verbunden werden sollen, in den Blattfederelementwickel eingeschoben, so kann der Blattfederelementwickel erwärmt werden, wodurch das wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial, das der Wickel im gedehnten Zustand hält, schmilzt, wodurch es dem Blattfederelement ermöglicht wird, sich nach innen gerichtet

und an der Außenfläche der zu verbindenden Teile festsitzend zusammenzuziehen. Beim Abkühlen des ersten wärmeempfindlichen Verbindungsmaterials wird eine dichte~und feste Verbindung zwischen der Innenfläche des Blattfederelements und der aneinandergefügten rohrförmigen Teile gebildet. Das abgekühlte erste wärmeempfindliche Verbindungsmaterial bildet eine Bindung zwischen der Innenfläche des Wickels und den aneinandergefügten Teilen mit dem als Halter ausgebildeten Blattfederelement wickel. Nachdem die erste Schicht an wärmeempfindlichem Verbindungsmaterial abgekühlt ist, kann eine zweite Schicht an wärmeempfindlichem Verbindungsmaterial auf die äußere Oberfläche des Blattfederelementwickels aufgetragen werden.

Das Blattfederelement kann aus einem Metall, wie rostfreiem Stahl, Messing, Bronze, Federstahl oder ähnlichen elastischen Metallen bestehen. Das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial kann eines aus der Vielzahl der gebräuchlichen thermoplastischen Klebematerialien sein. Das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial kann dazu verwendet werden, den Blattfederelementwickel im gedehnten Durchmesser zu halten; im Falle von Messing, Bronze od. dgl. kann zu diesemZweck eine Lötmittelnaht verwendet werden. Der Blattfederelementwickel kann aus einem elastischen Kunststoffmaterial, wie Polyäthylen, Polyolefin, Vinylen oder anderen gebräuchlichen elastischen

Kunststoffmaterialien bestehen.

Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung zum Erneuern einer schadhaften bzw. Fehlstelle in Röhren verwendet werden. Es ist ein Blattfederelement in Form eines Wickels mit einem Innendurchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser der zu erneuernden Röhre, vorgesehen. Auf die Innenfläche des Blatt federelementwickels ist ein wärmeempfindliches Verbindungsmaterial aufgebracht. Das Blattfederelement mit einem ersten und zweiten freien Ende ist gegen die elastische Kraft des elastischen Blatte's spreizbar, um ein Aufbringen des Blattfederelementwickels über die zu erneuernde Röhre zu ermöglichen. Der Blattfederelementwickel wird erwärmt, wobei veranlaßt wird, die Schicht an wärmeemfindlichem Verbindungsmaterial an die Außenfläche der Röhre zu binden und, zumindest teilweise, die Fehlstelle in der Röhre auszufüllen, wodurch ein Erneuern der Fehlstelle in der Röhre bewirkt werden kann. In der Vorrichtung sowohl zum Verbinden als auch zum Erneuern von Röhren können die gleichen Baumaterialien verwendet werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu verwendet, eine Verbindung zwischen einem, rohrförmigen Teil und einem zur Dehnung geeigneten rohrförmigen Teil zu bilden. Das gewickelte Blattfederelement mit dem auf der Innenfläche aufgetragenen ersten

wärmeempfindlichen Klebeverbindungsmaterial wird verwendet, um eine Verbindung zwischen einem rohrförmigen Teil und einem für die Dehnung geeigneten rohrförmigen Teil zu bilden. Nachdem die Verbindung zwischen dem rohrförmigen Teil und dem zur Dehnung geeigneten rohrförmigen Teil gebildet wurde, wird eine zweite Schicht an wärmeempfindliehern Verbindungsmaterial auf die Außenfläche des gewickelten .Blattfederelements aufgetragen. Die dehnbare Einheit kann mit dem mit ihr verbundenen rohrförmigen Teil in eine Rohrleitung od. dgl. eingebracht werden, worauf nach nachfolgender Erwärmung der dehnbaren Einheit diese sich ausdehnt, wobdurch das Blattfederelement veranlaßt wird, sich dieser anzupassen, wodurch es in geringem Ausmaß die Form eines Kegel stumpfes an-, nimmt, mit einem begrenzten Fließen des Klebeverbindungsmaterials von dem Bereich über der dehnbaren Einheit zum Bereich über dem rohrförmigen Teil. Dieses n?"/"folgende E^wp'rmen veranlaßt ein Binden der Außenfläche das gewicke¹ten Blattfederelements an die Innenfläche der Rohrleitung.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung einige bevorzugte Ausführungsbeispie>e aufgezeigt.

Es zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer

erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung, wobei diese teilweise aufgebrochen ist, um die aneinanderzufügenden Enden der Rohre mit einem übertrieben dargestellten räumlichen Abstand voneinander aufzuzeigen;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer

erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung

im··gedehnten Zustand, bevor sie erwärmt wurde;

Figur 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1;

Figur 4 einen Querschnitt ebenfalls längs der

Linie 3-3 der Fig. 1, jedoch nachdem Wärme auf die Verbindungsvorrichtung angewendet wurde, in zusammengezogenem Zustand und nachdem eine Verbindung gebildet wurde;

Figur 5 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erneuern einer Fehlstelle in einem Rohr;

Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer

erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung;

Figur 7 einen Längsschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 6;

Figur 8 einen Querschnitt längs der Linie 8-8

in Fig. 7;
Figur 9 einen Ausschnitt eines Querschnitts

eines Ausführungsbeispiels mit der Struktur der überlappenden Flächen; Figur 10 einen teilweisen Ausschnitt eines

Querschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels, mit überlappenden Flächen; 'Figur 11 einen Längsschnitt eines weiteren

erfindungsgamäßen Ausführungsbeispiels «it einer Vorrichtung, um die Verbindungsstelle der rohrförmigen Teile dichtend abzuschließen;

Figur 12 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verbinden eines rohrförmigen Elements mit einem dehnbaren rohrförmigen Element;
Figur 13 eine vergrößerte Darstellung des in

Fig. 12 angedeuteten Ausschnitts;

Figur 14 einen Längsschnitt durch eine Verbindung zwischen einem rohrförmigen Element und einem gedehnten rohrförmigen Element, wenn diese in einer Rohrleitung angebracht sind; und

Figur 15 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 14 angedeuteten Ausschnitts.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 10, die ein federndes flächiges Element 12, im folgenden Blattfederelement genannt, in Form einer Spirale bzw. eines Wickels aufweist. Das Blattfederelement 12 weist überlappende Oberflächen 14 auf. In anderen Worten ausgedrückt, besitzt das Blattfederelement 12 zumindest teilweise überlappende Oberflächen, die feinen Verbindungsbereich zwischen den beiden Enden des Blattfederelements 12 bilden. Auf die Innenfläche des Blattfederwickels 12 ist ein wärmeempfindliches Binde- bzw. Verbindungsmaterial 16 aufgebracht. Das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial kann eine beliebige geeignete Art von wärmeempfindlichem Verbindungsmaterial sein, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, verschiedener Äthylen-Vinylacetat-Harze oder ein handelsmäßig zur Verfugung stehender Klebstoff, hergestellt durch die Bostik Company of Middletown, Mass., der unter dem Namen BOSTIK 6323 verkauft wird. Das Blattfeder element 12 kann aus jedem geeigneten elastischem Metall oder aus synthetischem Kunststoffmaterial bestehen. Geeignetes elastisches Blattfedermaterial ist rostfreier Stahl, Messing, Bronze, Federstahl oder andere geeignete elastische metallische Materialien. Geeignete elastische synthetische Kunststoffmate-

rialien sind Polyäthylen, Polyolefine, Vinyle oder andere geeignete synthetische Materialien, die die gewünschte Elastizität aufweisen.

Der Blattfederelementwickel 12 ist so gebildet oder konstruiert, daß sie einen unbelasteten oder ruhenden Durchmesser aufweist, der geringer ist als der einer zusammenzufügenden oder zu verbindenden Röhre 18. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der Innendurchmesser der Verbindungsvorrichtung 10 geringer als der Außendurchmesser der zu verbindenden Röhre 18. Beim Herstellen der Verbindungsvorrichtung 10 wird das Blattfederelement 12 gegen die elastische inwärts gerichtete Kraft des Blattfederelements 12 auf einen größeren Innendurchmesser gedehnt. Dieser größere Innendurchmesser wird in Fig. 3 durch Dl aufgezeigt. Die Verbindungsvorrichtung 10 wird in Form eines gedehnten Durchmessers mittels einer Verklebung zwischen den überlappenden Oberflächen 14 oder mittsli eines gesonderten wärmeempfindlichen Materials, wie eine Lötmittelnaht 22, aufgezeigt in Fig. 1 und 3, gehalten. Ein Vorteil eines gesonderten wärmeempfindlichen Materials, wie eine Lötmittelnaht 22, ist die Möglichkeit, die Reihenfolge des Zusammenziehens des Blattfederelementwickels 12 und des Schmelzens des wärmeempfindlichen Verbindungsmaterials 16 zu kontrollieren. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, das wärmeempfindliche Material 22 zuerst schmelzen zu lassen, um es dem Blattfeder-

elementwickel 12 zu erlauben, sich zusammenzuziehen, bevor das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial 16 schmilzt, wodurch sichergestellt ist, daß das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial 16, wenn es schmilzt, mit der Röhre in Verbindung ist.

Im Gebrauch werden die Enden der Röhren 18 und 20, die aneinandergefügt werden sollen, in die Verbindungsvorrichtung 10 ein-.geschoben. In der gedehnten Form der Verbindungsvorrichtung 10 können die Enden der Rohre 18 und 20 leicht eingeschoben werden. Vorzugsweise treffen die Enden der Rohre 18 und 20 im

■il

wesentlichen in der Mitte der Verbindunbgsvorrichtung 10 aneinander. Ein Zwischenraum zwischen den beiden Enden, wie er in Fig. 1 aufgezeigt ist, ist nur zur Erleichterung der Darstellung der beiden aufeinandertreffenden Rohrstücke aufgezeigt. Es ist jedoch nicht notwendig, daß die beiden Rohrstücke aneinander anliegen oder daß sie sich in der Mitte der Verbindungsvorrichtung 10 treffen. Wie bereits oben ausgeführt, können die miteinander verbundenen Röhren 18 und 20 jeglichen Typs eines flexiblen oder starren synthetischen Kunststoffrohres oder starre Metallrohrleitungen oder Röhren sein. Jegliche solcher zylindrischen Teile werden jedoch in dieser Beschreibung durchgehend als Rohre bezeichnet. Die in Fig. 3 aufgezeigte verbundene Röhre 18 ist aus synthetischem Kunststoffmaterial.

Bei Anwenden von Wärme auf das Blattfederelement 12 wird bewirkt, daß das wärmeempfindliche Material 16 und/oder 22 im Bereich 14, das das Blattfedernelemejit 12 im gedehnten Durchmesser hält, schmilzt. Beim Schmelzen des Materials 16 und/oder 22 im Bereich 14 zieht sich das Blattfederelement 12 auf einen geringeren Durchmesser D2, wie in Fig. 4 gezeigt, zusammen. Gleichzeitig bewirkt die auf das Blattfederelement 12 ange- · wandte Wärme das Schmelzen des wärmeempfindlichen Verbin-

dungsmaterials 16. Das Zusammenziehen des Blattfedersiements und das wärmeepfindliche Verbindungsmaterial 16 bildi: eine festsitzende Verbindung zwischen dem Verbinder 10 und üer Röhre. Die durch das zusammengezogene Blattfederelenent 12 aufgebrachte Kraft schafft eine Festigkeit der Bindung zwischen dem Verbinder 10 und der Röhre nicht nur durch Errichten einer Verstärkung an der Verbindungsstelle, sondern auch durch Aufrechterhalten einer nach innen gerichteten Kraft auf die Verbindung zwischen Blattfedernelement 12 und der Außenfläche der Röhre, wie in Fig. 4 aufgezeigt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erneuern bzw. Ausbessern einer schadhaften bzw. Fehlstelle 24 in einer Röhre 26 verwendet werden. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist ein Blattfederelsment 28 vorgesehen, das aus den gleichen oder ähnlichen Materialien ·,;■*c das Blattfedernelement 12 aufgebaut sein k:« λ η . Das 31 attfederel e-

ment 28 ist jedoch so gewickelt bzw. geformt, daß ein erstes freies Ende 30 und ein zweites freies Ende 32 geschaffen wird, ohne daß sich diese überlappen. Die innenfläche des Blattfederelements 28 ist mit einem wärmeempfindlichen Verbindungsmaterial 34, ähnlich dem wärmeempfindlichen Verbindungsmaterial 16, versehen.

In Gebrauch kann die Erneuerungs- bzw. Ausbesserungsvorrichtung 36 über die Röhre 26, die eine schadhafte Stelle 24, wie z.B. ein Loch, aufweist, gebracht werden, indem die freien Enden 30 und 32 auseinandergespreizt werden, um das Aufbringen des Blattfederelements 28 über die Röhre 26 zu ermöglichen. Nach dem Aufbringen wird das Blattfederelement 28 erwärmt, wodurch das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial schmilzt und eine dichte Bindung zwischen dem Blattfederelement 28 und der Außenfläche der Röhre 26 bildet. Vorzugsweise füllt das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial 26 zumindest teilweise die Fehlstelle 24 aus. Der Blattfederelementwickel 28 ist vorzugsweise mit einem ursprünglichen Innendurchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser der zu erneuernden Röhre, versehen, so daß eine nach innen gerichtete Kraft auf die Bindung zwischen der Innenfläche des Blattfederelements 28 und der Außenfläche der Röhre 26 geschaffen ist. Die nach innen ge-

richtete Kraft schafft eine zusätzliche Festigkeit dieser Bindung.

In Fig. 6 und 7 ist eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 110 gezeigt. Die Verbindungsvorrichtung 110 besteht aus einem Blattfederelement 112 in Form einer Spirale bzw. eines Wickels. Das Blattfederelement 112 weist sich überlappende Oberflächen 114 auf. Mit anderen Worten ausgedrückt, besitzt das Blattfederelement 112 sich zumindest teilweise überlappende Oberflächen, die einen Verbindungsbereich zwischen oder um die beiden Enden des Blattfederelements herum bilden. Ein erstes wärmeempfindliches Klebeverbindungsmaterial 116 ist auf die Innenfläche des Blattfederelementwickels 112 aufgebracht. Es können verschiedene wärmeempfindliche Verbindungsmaterialien verwendet werden, die verschiedene Äthylen-Vinylacetatharze, wie oben beschrieben, beinhalten, aber nicht auf diese beschränkt sind. Das Blattfederelement 112 kann aus jeglichem geeigneten elastischen Metallmaterial oder synthetischem Kunststoffmaterial, wie oben bezüglich des Blattelements 12 beschrieben, bestehen.

Das Blattfederelement 112 ist so aufgebaut bzw. gebildet, daß es einen unbelasteten oder ruhenden Durchmesser aufweist, der geringer ist als der aneinanderzufügenden oder zu verbindenden Röhre. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der ursprüngliche freie Innendurchmesser der Verbindungsvorrichtung 110 geringer als der Außendurchmesser der zu verbindenden Röhre. Beim Herstellen der Verbindungsvorrichtung 110 wird das Blattfederelement 112 gegen die elastische, nach innen gerichtete Kraft des Blattelements 112 auf einen größeren Innendurchmesser gedehnt. Die Verbindungsvorrichtung 110 wird in der Form eines gedehnten Durchmessers mittels eines ersten inneren wärmeempfindlichen Klebeverbindungsmaterials 116 gehalten. Das wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial 116 kann diese Funktion ausführen, indem es die Bewegung von zumindest einem der Enden 121 des überlappenden Wickels, wie in Fig. 8 gezeigt, verhindert, ohne daß Klebstoff zwischen den überlappenden Oberflächen des gewickelten Blattelements 112 erscheint. Die erste Schicht an wärmeempfindlichen Klebeverbindungsmaterial 116 kann andererseits, wie in Fig. 9 gezeigt, teilweise zwischen den überlappenden Flächen 125 auftreten. Andererseits kann, wie in Fig. 10 gezeigt, die erste Schicht oder innere Schicht an wärmeempfindlichem Klebeverbindungsmaterial 116 vollständig den Bereich zwischen den überlappenden Oberflächen 127 des gewikkelten Blattelements 112 ausfüllen. Das Blattfederelement 112 wird daher durch das wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial

116 in dem gedehnten Zustand gehalten. Das gewickelte Blattfederelement wird gelöst und kann sich zusammenziehen, wenn das wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial bis auf seine Schmelzpunkttemperatur angehoben wird.

Bei vielen Anwendungen kann es wünschenswert oder notwendig sein, das Fließen von Klebematerial in den Innenraum der mite'inander zu verbindenden rohrförmigen Teile zu verhindern. Verhindert man dieses Einfließen, so werden jegliche Behinderungen innerhalb der rohrförmigen Teile verhindert. Dies kann, wie in Fig. 11 aufgezeigt, vervollständigt werden, worin die rohrförmigen Teile 118 und 120, die mi■'•.einander verbunden werden sollen, mit ineinandergreifenden Endet. 130 und 132 in Form einer abgeschrägten Kante ausgestattet sind. Es ist jedoch selbstverständlich, daß andere Formen von ineinandergreifenden Enden an den Enden der Röhren 118 und 120 vorgesehen sein können, obwohl ein wie hier gezeigtes abschrägen gegenwärtig bevorzugt ist, da es den zusätzlichen Vorteil einer automatischen Zentrierung zwischen den zu verbindenden Röhren aufweist.

Andererseits kann ein schmaler dünner ringförmiger Streifenverschluß oder Band, wie z.B. ein Polyesterband, verwendet werden, um die Verbindungsstelle der aneinanderzufügenden Rohren einzuwickeln, um das Einfließen von Klebstoff in die

Röhren zu verhindern. Solch ein geeignetes Polyesterband steht handelsmäßig unter dem Namen "Mylar" von E.I. du Pont des Nemours + Co. zur Verfügung.

Nach dem Ausbilden einer Verbindung zwischen rohrförmigen Elementen bzw. Teilen, wie in Fig. 11 gezeigt, kann eine zweite Schicht an wärmeempfindlichem Klebeverbindungsmaterial 117 auf die Außenfläche der Blattelementwendel 112 aufgebracht werden. D'ies ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, wenn es wünschenswert oder notwendig ist, die Röhre an der Innenfläche einer weiteren;"Führung, wie z.B. einer Rohrleitung, zu verankern. Auf diese Art und Weise kann die Außenfläche des Verbinders mit der Innenfläche der Rohrleitung verbunden werden. Es ist beabsichtigt, daß nach der Ausbildung einer Verbindung die zweite Schicht an Klebstoff 117 auf alle Ausführungsbeispiele, die in den Fig. 6 bis 10 gezeigt sind, aufgetragen wird. Die zweite Schicht an wärmeempfindlichen Klebeverbindungsmaterial kann aus denselben Material typen bestehen, die oben bezüglich des ersten wärmeempfindlichen Klebeverbindungsmaterials 116 beschrieben wurden.

Fig. 12 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, in dem eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 140 verwendet wird, um ein rohrförmiges Teil bzw. Element 142 und ein dehnbares rohrförmiges Teil bzw. Element 144 miteinan-

der zu verbinden. Das dehnbare rohrförmige Teil 144 kann ähnlich aufgebaut sein wie das in der DE-OS 31 47 696.1 beschriebene. Das dehnbare rohrförmige Teil 144 kann aus einem vernetzten rohrförmigen Teil bestehen, das vorgeschrumpft ist, und das sich beim Erwärmen in seinen Normalzustand ausdehnt. Das dehnbare rohrförmige Teil 144 kann mit seiner ihm eigenen äußeren Klebeschicht 146 und mit einem inneren Wickelfedereleiaent 148 ausgestattet sein, um zusammengesetzt eine Kontrolle der Richtung und der Kraft während seinem Dehnvorgang zu schaffen und die gedehnte Einheit so lange in ihrem gedehnten Zu-

■II

stand aufrechtzuerhalten, solange sie in einer Rohrleitung gedehnt gewünscht wird.

Wie in Fig. 12 und 13 gezeigt, besteht die Verbindungsvorrichtung 140 aus einem gewickelten Blattelement 152 mit einer ersten inneren wärmeempfindlichen Klebeschicht 156 und einer zweiten äußeren wärmeempfindlichen Schicht 157, die anschließend an die Ausbildung der Verbindung aufgetragen wurde. Die Kombination der Klebeschichten 156 und 157 kann eine abgeschrägte Kante 159 bilden. Ein Band 160, wie z.B. ein "Mylar"-Band oder andere geeignete Polyesterbänder, kann an der Verbindungsstelle .des rohrförmigen Teils 142 und des dehnbaren rohrförmigen Teils 144 vor der Anwendung von Verbindungsvorrichtung 140 aufgebracht werden, um das Einfließen von Kleb-

stoff 156 in die Verbindungsstelle zu verhindern. Die Verbindungsvorrichtung 140 wird dann erwärmt, um eine Verbindung zwischen dem rohrförmigen Teil 142 und dem dehnbaren rohrförmi-

. «te-

gen Teil 144 auszubilden. Beim Schmelzen des wärmeempfindlichen Klebstoffes und Zusammenziehen des gewickelten Blattelements 152 und beim anschließenden Abkühlen der wärmeempfindlichen Klebschicht 156 wird eine feste Verbindung zwischen dem rohrförmigen Teil 142 und dem dehnbaren rohrförmigen Teil 144

gebiIdet.

Nach Ausbildung der Verbindung zwischen dem rohrförmigen Teil 142 und dem dehnbaren rohrförmigen Teil 144 und nach Abkühlen der ersten Schicht an wärmeempfindlichem Klebematerial 156 wird eine zweite Schicht an wärmeempfindlichem Klebematerial 157 auf die äußere Oberfläche aufgetragen. Diese zweite Schicht an wärmeempfindlichem Klebematerial ist vorgesehen, um eine Verbindung zwischen der Verbindungsvorrichtung und der inneren Oberfläche einer Rohrleitung zu schaffen, in die die dehnbare Einheit und die Verbindungsvorrichtung einzuführen sind, wodurch vorgesehen ist, daß das dehnbare rohrförmige Teil 144 dann in der Rohrleitung gedehnt wird und die zweite Schicht an Klebstoff 157 zusammen mit der Klebschicht 146 eine Verbindung mit der Rohrleitung bildet.

Es ist beabsichtigt, daß die dehnbare Einheit oder das dehnbare rohrförmige Teil 144 durch Wärme gedehnt wird, um in Eingriff mit der sie enthaltenden" Rohrleitung zu kommen. Bei diesem Vorgang bildet sich am Ende eine Ausrundung bzw. Wulst, der mit der Rohrleitung passend zum Eingriff kommt, in der sie angeordnet ist. Ausgeübt durch das Blattfederelement, schafft dies einen Druckverschluß und eine strukturelle Verbindung mit .einem Grad an geometrischer Kontrolle.

Wie in der zuvor zitierten Druckschrift beschrieben, ist vorgesehen, das dehnbare rohrförmige Teil 144 mit dem rohrförmigen Teil 142 in eine Rohrleitung 162 od. dgl. einzubringen. Die Rohrleitung 162 kann eine Erdgasleitung sein, die mittels eines T-Verbindungsstückes 164 mit einer Hauptgasleitung (hier nicht gezeigt) verbunden ist. 'Es ist selbstverständlich, daß das wulstförmige bzw. abgerundete Ende der dehnbaren Einheit 144 in ,leder geeigneten Verbindung oder Baueinheit in der Rohrleitung gedehnt werden kann, wobei diese Rohrkniestücke, Anschlüsse od. dgl. zusätzlich zu T-VerbindungsstUcken einschließen. Das rohrförmige Teil 144 im ungedehnten Zustand mit dem mit ihm verbundenen Teil oder Rohr 142 wird in" die Rohrleitung 162 in Richtung de.5 Pfeils 166 von einem Zugangspunkt, wie z.B. im Untergeschoß eines Gebäudes, eingeschoben, bis sich das ungedehnte rohrförmige Teil 144 im T-VerbindungsstUck 144 befindet.

Eine Heizvorrichtung, die im rohrförmigen Teil 144 angeordnet ist, wird dann betätigt, wobei diese bewirkt, das dehnbare rohrförmige Teil 144, wie in Fig. 14 gezeigt, zu dehnen. Zur Klarheit in der Beschreibung wird in Fig. 14 das gedehnte rohrförmige Teil mit dem Bezugszeichen 174, die gedehnte Feder mit dem Bezugszeichen 168 bezeichnet. In Fig. 14 zeigen die kräftigen Linien das Endresultat, nachdem das rohrförmige Teil 144 gedehnt und in der Rohrleitung gebunden wurde, nachdem anschließend eine Bohrvorrichtung angewendet wurde, um eine öffnung 170 für Gas oder andere Fließströme in dem Ende der gedehnten Einheit 174 zu machen, nachdem die neuen Teile an der Stelle druckgetestet wurden, an der sie eingebracht und mit der vorhandenen, sie enthaltenden Rohrleitung, verbunden wurden, und nach einer Endeinpassung.

Bei der Dehnung des dehnbaren rohrförmigen Teils oder Einheit 144 in seinen gedehnten Zustand, der in Fig. 14 und 15 durch das Bezugszeichen 174 aufgezeigt ist, durch Erwärmung der dehnbaren Einheit 144, wird das gewickelte Blattelement 152 veranlaßt, eine angepaßte, in begrenztem Maße kegelstumpf förmige Obergangsform einzunehmen, deren größerer Durchmesser über der gedehnten Einheit 174 und deren kleinerer Durchmesser über der Röhre 142 ist. Das Erwärmen und die Dehnung der Einheit 174 bewirkt auch in begrenztem Maß das Fließen der inneren Klebschicht 156 von dem Bereich 178 über

der dehnbaren Einheit 174 zum Bereich 180 über dem rohrförmigen Teil oder Röhre 142. Das Erwärmen bewirkt auch eine Verbindung 182 der äußeren Klebschicht 157 mit der Innenfläche der Rohrleitung 162. Auf diese Art und Weise ermöglicht die Verbindungsvorrichtung 140 nicht nur das Miteinanderverbinden von zwei rohrförmigen Teilen und Anpassen ihres Durchmesserübergangs nach der Ausbildung der Verbindung, sondern sie ermöglicht auch die Verbindung der Röhre 142 mit der Innenfläche einer Rohrleitung, in der die Baugruppe angeordnet ist, derart, wie sie, aufgrund gewisser Bestimmungen in der Gasverteilungsindustrie oder anderen Bestimmungen benötigt wird, um Zwänge und strukturelle Verankerung der axialen Kräfte zu schaffen, die an der eingeschobenen Röhre auftreten können, und um ihr Auftreten im Gefüge des dehnbaren Teiles zu verhindern.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das rohrförmige Teil 142 aus einem geraden Abschnitt mit relativ kurzer Länge. Vorzugsweise weist das rohrförmige Element 142 z.B. eine .Länge von 0,6 bis 1 m (2 bis 3 feet) oder andere geeignete Längen, ausgewählt aus dem Bereich von 0,3 bis 1,2 m (1 bis 4 feet) auf. Das freie Ende oder das der Verbindungsvorrichtung 140 gegenüberliegende Ende (nicht gezeigt in dieser Zeichnung) kann, bevor es in die Leitung eingeschoben wird, mittels einer ähnlichen Verbindungsvorrichtung mit einem Wickel

einer flexiblen Röhre verbunden werden. Das Vorsehen einer ausgewählten Länge von geraden Röhren erhöht die Fähigkeit, die vollständige Baugruppe der dehnbaren ~Einheit oder des dehnbaren rohrförmigen Teiles 144 in die Leitung einzuführen. Das schafft einen bedeutenden Vorteil darin, in der Lage zu sein, eine zusammengebaute Einheit durch einen Abschnitt einer Leitung zu führen, der sich nicht selten bis zu 30 m (100 Fuß) oder mehr erstreckt.

Die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Formen ausgeführt werden, ohne vom Inhalt oder von wesentlichen Attributen derselben abzuweichen, und demgemäß wird, um den Rahmen der Erfindung anzuzeigen, weniger als auf die vorhergehende Beschreibung, auf die Ansprüche verwiesen.

- Ende der Beschreibung -

-3b-

- Leerseite

Claims

DRElSS, HOSENTHIEN & FUHLENDORF, D-7000 STUTTGART 1

Anmelder: -

1) The Brooklyn Union Gas Company Priorität: 195 Montague Street 25. Mai 1984 Brooklyn, New York 11201 /U.S.A. SN 613,380

U.S.A.

2) UMAC, Inc.

P.O. Box 991 J

Paoli, Pennsylvania 19301 /U.S.A.

Amtl. Akt. Z. Ihr Zeichen Unser Zeichen Datum

Off. Ser. No. Your Ref. Our Ref. Date

3216-002 27. Juli 1984

Ti te!: Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Rohrleitungen

Ansprüche

1 .

Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Rohrleitungen oder Röhren miteinander, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blattfederelement (12, 112) in Form eine·» Wickels vorgesehen ist, der zumindest teilweise überlappende Flächen (14, 114) aufweist, wobei der Innendurchmesser des Blattfederelementwickels geringer ist als die Außendurchmesser der aneinanderzufügenden Rohrleitungen oder Röhren (18 und 20, 118 und 120);

daß ein wärmeetnpf indl iches Verbindungsmaterial (16, 116) auf die Innenfläche desr Blattfederelementwickels aufgetragen ist, und daß der Blattfederelementwickel gegen eine elastische, nach

innen gerichtete Kraft dieses Blattfederelements (12, 112) auf einen größeren Innendurchmesser gedehnt ist, und durch das wärmeempfindliche Material (16, 116) in diesem gedehnten Zustand gehalten wird, wobei der gedehnte größere Innendurchmesser ausreichend ist, um die Enden der aneinanderzufügenden Rohrleitungen oder Röhren (18 und 20, 118 und 120) einfach in das gewickelte Blattelement (12, 112) einschieben zu können, und wobei das gewickelte Blattfederelement (12, 112) aufheizbar ist, wodurch das wärmeempfindliche Material (16, 116) schmilzt, so daß es dem B₁I attfederelement (12, 112) ermöglicht wird, sich nach innen gerichtet zusammenzuziehen, und so eine dichte Bindung zwischen der Innenfläche des Blattfederelements (12, 112) und der aneinanderzufügenden Rohrleitungen oder Röhren (18 und 20, 118 und 120) bildet, die eine feste Verbindung mit dem einen Halter bildenden Blattfederelementwickel bilden.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfederelement (12, 112) aus einem Metall besteht.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall rostfreier Stahl ist.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus der Gruppe, bestehend aus rostfreiem Stahl, Messing, Bronze und Federstahl, ausgewählt ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfederelement (12, 112) aus einem elastischen Kunst-Stoffmaterial besteht.

«ι

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial aus der Gruppe, bestehend aus Polyäthylen, Polyolefin und Vinyl, ausgewählt ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial (16, 116} aus einem thermoplastischen Material besteht.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial (16, 116) ein thermoplastisches Material zum Verbinden mit der aneinanderzufügenden Rohrleitung oder Röhre ist, und daß das Blattfederelement (12,

112) aus einem Metall besteht und eine Lötmittelnaht (22) vorgesehen ist, um den elastischen Blattmetal1 wickel in seinem gedehnten Zustand zu halten.

Vorrichtung zum Erneuern einer schadhaften Stelle in einer Rohrleitung oder Röhre, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blattfederelement (28) in Form eines Wickels vorgesehen' •ist, dessen Innen durchmesser geringer ist als der Außendurchmesser der zu erneuernden Rohrleitung oder Röhre; daß ein wärmeempfindliches Verbindungsm&terial (34) auf die Innenfläche des Blattelementwickels (28) aufgetragen ist; und daß das Blattfederelement (28) ein erstes und zweites freies Ende (30, 32) auf weist und spreizbar ist, um das Aufbringen des Blattelementwickels (28) auf eine Rohrleitung oder eine Röhre (26), die eine schadhafte Stelle aufweist, zu ermöglichen, wobei das Blattfederelement (28) und das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial (34) erwärmt werden können, damit das wärmeempfindliche Verbindungsmaterial (34) schmilzt, und so eine Verbindung zwischen der Innenfläche des Blattfederelements (28) und der Außenfläche der Rohrleitung oder Röhre (26) bildet, so daß zumindest teilweise die schadhafte Stelle (24) in der Rohrleitung oder Röhre (26) ausgefüllt und das Ausbessern der schadhaften Stelle (24) in der Rohrleitung oder Röhre (26) bewi rkt wird

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfederelement (28) aus einem Metall besteht.

Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall rostfreier Stahl ist.

Vorrichtung flach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus rostfreiem Stahl, Messing, Bronze und Federstahl ist.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfederelement (28) aus einem elastischen Kunststoffmaterial besteht.

Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyäthylen, Polyolefin und Vinyl, ist.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das

wärmeempfindliche Verbindungsmaterial (34) aus thermoplastischem Material besteht. ""

Vorrichtung, um rohrförmige Teile miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blattfederelement (112) in Form eines Wickels vorgesehen ist, der zumindest teilweise überlappende Flächen (114) aufweist und dessen Innendurchmesser geringer ist als der Außendurchmesser der aneinanderzufügenden Teile (118, 120);

daß ein erstes wärmeempfindliches Klebeverbindungsmaterial (116) auf die Innenfläche des Blattelementwickels (112) aufgetragen ist;

und daß der Blattelementwickel (112) gegen eine elastische, nach innen gerichtete Kraft des Blattelements (112) auf einen größeren Durchmesser gedehnt ist und durch das wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (116) in dem gedehnten Zustand gehalten ist, wobei der gedehnte größere Durchmesser ausreichend ist, um die Enden der aneinanderzufügenden Teile (118, 120) aufzunehmen, wodurch diese Enden einfach in das gewickelte Blattelement (112) eingeschoben werden können, und wobei das gewickelte Blattfederelement (112) heizbar ist, damit das wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (116), das den ge-

dehnten Wickel hält, schmilzt, wodurch sich das Blattfederelement (112) nach innen gerichtet zusammenziehen kann und eine dichte Bindung zwischen der Innenfläche des Blattfederelements (112) und der aneinanderzufügenden Teile bildet, so daß beim Abkühlen des ersten wärmeempfindlichen Verbindungsmaterials

(116) eine feste Verbindung zwischen der Innenfläche des Wickels und den aneinandergefügten rohrförmigen Teilen (118, 120) mit dem einen Halter bildenden BIcttfederelementwickel '(112) gebildet ist;
ur.d daß ein zweites wärmeempfindliches Kl ehe verbi ndisigr '\at~ri al

(117) auf die*!Außenf lache des Blattfederelementvickels (112) aufgetragen ist, nachdem das erste wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (116) abgekühlt ist.

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (116) zumindest teilweise zwischen den sich überlappenden Flächen (125) des Wickels vorgesehen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (116) zwischen den vollständig überlappenden flächen (127) des l.'lckels vorgesehen

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadureh gekennzeichnet, daß zumindest eines der aneinanderzufügenden Teile (118, 120) ein Teil ist, das sich beim Erwärmen ausdehnt.

^Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderzufügenden Teile (118, 120) mit abgeschrägten Kanten (130, .132) in Form von Matrize und Patrize ausgestattet sind, wodurchdas Einfließen des wärmeempfindlichen Klebsverbindungsmaterials (116) in die rohrförmigen Teile (118, 120) verhindert werden kann.

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine bandförmige Abdeckung über der Verbindungsstelle der aneinanderzufügenden rohrförmigen Teile (118, 120) vorgesehen ist, bevor die Verbindung ausgebildet wird, wodurch ein Einströmen des ersten wärmeempfindlichen Klebeverbindungsmaterials (116) in die rohrförmigen Teile (118,-120) vermieden werden kann.

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmige Abdeckung ein Polyester-Band ist.

Vorrichtung zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem rohrförmigen Element und einem dehnbaren rohrförmigen Element, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blattfederelement (152) in Form eines Wickels vorgesehen ist, der zumindest teilweise überlappende Flächen aufweist und dessen Durchmesser geringer ist als der Außendurchmesser der dehnbaren Einheit (144) und des rohrförmigen Tt?ils (142), die aneinandergefügt werden sollen; daß ein erstes wärmeempfindliches Klebeverbindungsmaterial (156) auf der Innenfläche des Blattfederelementwickels (152) aufgetragen ist;

daß der Blattfederelementwickel (152) gegen oine elastische, nach innen gerichtete Kraft des Blattfederelarcs^ts (1E2) auf e'rccn größeren Durchmesser gedehnt ist und durch das erste wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (156) in diesem gedehnten Zustand gehalten wird, wobei der gedehnte größere Durchmesser ausreichend ist, um die Enden der dehnbaren Einheit (144) und des rohrförmigen Elements (142), die aneinandergefügt werden sollen, aufzunehmen, so daß diese Enden einfach in den Blattfederelementwicel (152) eingeschoben werden können, der heizbar ist, damit das erste wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (156), das den gedehnten Wickel hält, schmilzt, so daß sich der

Blattfederelementwickel (152) nach innen zusammenziehen kann, wobei eine dichte Bindung zwischen der Innenflache des Blattelements (152) und der dehnbaren Einheit (144) sowie dem rohrförmigen Element (142), die zusammengefügt werden sollen, eine feste Verbindung gebildet wird;

und daß beim anschließendem Erwärmen der dehnbaren Einheit (144) sich diese ausdehnt, wodurch das Blattfederelement (152) .in geringem Maße eine kegel stumpf förmige Form mit einein begrenzten Fließen des Klebeverbindungsmaterials (156) von dem Bereich (178) über der dehnbaren Einheit (144) bis zum Bereich

'•I

(180) über dem rohrförmigen Element (147) anr.ehnrsr. κατ.

Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites wärmeempfindliches Klebeverbindungsmaterial (157) auf die Außenfläche des Blattfederelementwickels (152) aufgetragen ist, nachdem das erste wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (156) abgekühlt ist.

Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch" gekennzeichnet, daß das erste wärmeempfindliche KlebeverbindungsTeterial (156) zumindest teilweise zwischen den sich übe:; ippenden Oberflächen des Wickels vorgesehen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das erste wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial (156) zwischen den vollständig überlappenden Oberflächen des Wickels vorgesehen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein blattförmiges Teil (160) über der Verbindungsstelle der aneinanderzufügenden rohrförmigen Teile (144, 142) vorgesehen ist, bevor die Verbindung ausgebildet wird, wodurch ein Fließen des ersten wärmeempfindlichen Klebeverbindungsmaterials (156) in die rohrförmigen Teile (144, 142) verhindert werden kann.

Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das blattförmige Teil (160) ein Polyester-Band ist.

Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich das zweite wärmeempfindliche Klebeverbindungsmaterial

(157) beim Dehnender dehnbaren Einheit (144) in einer Rohrleitung mit der Innenfläche einer Rohrleitungswand verbindet.

Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (142) aus einem geraden Abschnitt bestimmter Länge besteht, wobei es geeignet ist, an seinem freien Ende mit dem freien Ende eines Wickels aus rohrförmigen! Material verbunden zu werden.

Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte.Länge des geraden rohrförmigen Teils (142) so ausgewählt ist, daß sie im Bereich von 0,3 bis 1,2 m liegt.