DE6949900U - Segment-isolierring fuer isolier-rohrkupplungen und verbindungen grosser nennweiten. - Google Patents

Description

Eisenbau Albert Z i e f 1 e KG, 7640 Kehl

Segment-Isolierring für Isolier-Rohrkupplungen und Verbindungen

großer Nennweiten

Gegenstand der Neuerung sind druckfeste Isolier- und Abstandsringe aus Verbundschichtstoffen, kunstharzgetränktem Hartgewebe und dergleichen, wie sie in Isolierstücken, wie beispielsweise Isolierkupplungen und Isolierflanschpaaren, zur Abgrenzung kathodischer Schutzbereiche und zur Verhinderung elektrochemischer Korrosion, Beeinflussung durch Streuströme aus Gleichspannungsanlagen und Induktionsströme aus Hochspannungsanlagen in steigendem Umfang verwendet werden. Diese Isolierringe haben nicht nur dielektrische Aufgaben zu erfüllen, sondern müssen auch mechanische und chemische Beanspruchungen ertragen. Sie werden beispielsweise in Isolierkupplungen mit Innendrücken bis zu 160 Atü beaufschlagt und müssen unter diesem Liediumdruck dicht bleiben und den Ringzugspannungen, hervorgerufen durch den Innendrucl:, standhalten.

Dr. REINHOLD SCHMIDT, 7603 OPPENAU, Postfach 25, AllmendpUtz 4, Teufen (07804) 710 Bink-rabindnntcn: Rcnrntalhank (Volksbjnkl Oppcnau Konto-lh. till., '■ . TmMmiii Pxul Eipff, Stmttrn KoMO-Nr. 7S410 / Pohnoato: Liiisrahe Ni. 65015

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Als Anwendungsgebiet dieser weitgehend formbeständigen Ringe, Isolierringe, Distanzringe und dergleichen, deren Punktion im einzelnen von der Bestimmung dea jeweiligen Verbindungselementes abhängt, seien beispielsweise genannt: Rohrkupplungen der Isolierkupplungstypenbezeichnung "IK" aus dem Prospekt "Elektrische Trennstellen¹¹ W 182 368 50 Rö der Anmelderin entsprechend der Auslegeschrift 1 273 926, den Gebrauchsmustern Nr. 1 900 439, 1965 011, 1 965 511; ferner Isolierflanschenpaare der Typenbezeichnung ¹¹IP" aus demselben Prospekt der Anmelderin, bei denen solche druckfesten Isolier- und Abstandsringe zwischen die beiderseitigen Planschen eingespannt sind.

Wenn es sich nun um Isolierkupplungen größerer Nennweiten handelt, so stößt die Ausrüstung mit Isolierringen entspreohender Durchmesser auf wachsende Schwierigkeiten. In der Praxis hat man sich weitgehend damit abgefunden, daß derartige Isolierringe nur bis zu einem äußeren Durchmesser von maximal 1200 mm einteilig hergestellt werden können. Der Grund dafür ist, daß die Isolierstoffplatten, die das Vormaterial für derartige Ringe bilden, nur bis zu einer maximalen Breite von 1200 mm hergestellt werden und sich somit keine größeren einteiligen Ringe aus einer solchen Platte fertigen lassen»

Versuche, für Isolierkupplungen größerer Nennweite, wie 1400 und 1600 mm, aus mehreren Stücken zusammenzusetzen, haben zu

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keinem befriedigenden Ergebnis geführt: Größere, aus Segmenten zusammengesetzte Ringe zeigten durchweg ungenügende Festigkeitsuni Dichtungseigenscharten. Als Ursache konnte festgestellt werden, daß bei der Anfertigung solcher großen Ringe aus Verbundschichtstoffen die verschiedenen Beanspruchungen, denen sie unter den stark wechselnden Betriebsbedingungen ausgesetzt sind, nur äußerst mangelhafte Berücksichtigung gefunden hatten.

Insbesondere fehlte eine günstige Anpassung der Gestalt und Lage der z.B. in verschiedenen Ebenen winkelversetzt als radiale Verbindungsstellen ausgebildeten Klebeflächen an die Richtung, in der die zusammengesetzten Ringe beim Gebrauch beansprucht werden. So muß bei einem Ring aus zwei oder mehr Segmenten, deren Enden durch Klebung mit einem Bindemittel zu einem geschlossenen Ring verbunden sind, berücksichtigt werden, daß bei Beanspruchung durch Innendruck im Ring sogenannte Ringzugspannungen entstehen, die die Verbindungsstellen an den Segmentenden in radialer Richtung beanspruchen. Bei elastischen Werkstoffer würden den Spannungen im elastischen Bereich Formänderungen proportional sein, d«h. der Ring würde sich, wenn er aus einem verformungsfähigen Werkstoff wäre, dehnen. Verbundschichtstoffe sind aber verformungsunfähige Werkstoffe und gehen bei Erreichung der maximalen Zug- oder Zerreißfestigkeit ohne merkliche Dehnung zu Bruch. Das ist der Grund, weshalb in der Praxis die bisher aus Segmenten hergestellten Ringe aus

Verbundschichtstoff an den Verbindungastellen der Segmentenden leicht zu Bruch gehen, weil sich hier der gefährdete Querschnitt eines so hergestellten Ringes befindet·

Ziel der Neuerung ist es, mehrteilig zusammengesetzte Ringe für große Nennweiten über 1000 mm in einfacher Weise so zusammenzuhalten, daß sie mit Sicherheit alle im Betrieb vorkommenden Beanspruchungen ohne Bruchgefahr überstehen·

Zu diesem Zweck wird neuerungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß die Klebeflächen zwischen den einzelnen Segmenten als Sekanten schräg zum Kreisbogen des Ringes verlaufen und daß ein Stahletützring auf den Umfang des so zusammengesetzten Ringes in kraftschlüssiger Verbindung zu ihm aufgeklebt ist. Dabei verlaufen die Beanspruchungen, denen die so zusammengesetzten Ringe unterworfen sind, in Schichtrichtung des Verbund schicht stoffes.

Zweckmäßig ist es, beim Aufbau des so zusammengesetzten Isolierringes noch eine bestimmte Art der Vorspannung anzubringen, durch die seine Belastbarkeit ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand noch erhöht wird. Das läßt sich dadurch erreichen, daß der Stützring durch Aufschrumpfen bei höherer Temperatur des Stützringes auf den mit dem Bindemittelauftrag versehenen,

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rauintemperierten Isolierstoffring den fertigen Ring derart unter Druck-Vorspannung hält, daß später auftretende Ringzugspannungen diese Druckspannungen erst kompensieren müssen, bevor der Isolierstoffring volle Belastung erhält.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

Pig. 1 einen in Achsrichtung gelegten, also rechtwinklig dazu gesehenen Querschnitt durch den Oberteil eines aus Segmenten zusammengeklebten Isolier- und Abstandsringes derjenigen Art, auf die sich die Neuerung bezieht, und

Pig. 2 denselben Ring um 90° gedreht in Achsrichtung gesehen mit einer eingezeichneten schräg verlaufenden Klebestelle zwischen zwei benachbarten Segmenten.

Ringe dieser Art aus Verbundschichtstoffen oder kunstharzgetränktem Hartgewebe finden sich mit ähnlichen Querschnittsprofilen z.B. ^n verschiedenen IsoIier-Rohrkupplungen der Type IE der Anmelderin, z.B. als Isolier- und Abstandsringteile in der elektrisch isolierenden Rohrkupplung nach der oben genannten Auslegeschrift 1 273 926; oder als Isolier- und Abstandsringe in einer ähnlichen elektrisch isolierenden Rohrkupplung

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nach dem Gebrauchsmuster ! 900 43S; oder als "Bund'buchsen" in der Isolierkupplung für Rohrleitungen nach dem Gebrauchsmuster 1 965 011; oder als "Bundbüchsen", sowie als "Distanzring" aus kunstharzgetränktem Hartgewebe in der Isolier-Rohrkupplung nach dem Gebrauchsmuster 1 965 511» oder auch als Isolier- und Abstandsstücke zwischen den Isolierflanschen der Type IP aus dem oben genannten Prospekt der Anmelderin.

Sobald die Nennweite eine gewisse Größe übersteigt, ist man genötigt» den Isolierring 1 aus mehreren Segmenten 1a, 1b usw. zusammenzukleben- Die zwischen den beiden Teilsegmenten schräg verlaufende Klebefläche 2 ist so gelegt, daß sich die für eine Klebung günstigste Beanspruchungsrichtung, nämlich Zug-Scherbelastung ergibt. Denn bei einem geschlossenen Ring treten im Beanspruchungsfall wie gesagt sogenannte Ringzugkräfte auf, die versuchen, den Ring auseinanderzureißen» Der so zusammengesetzte Isolierring hat an sich die gleichen Punktionsmerkmale wie die einteiligen Isolierringe in den genannten Isolierkupplungen der Type IK, nur daß bislang die Fertigun^;sgrenze dieser Isolierkupplungen bei der Nennweite 1000 lag» Denn nur bis zu dieser Nennweite konnte man die dafür erforderlichen Isolierringe einteilig aus den Verbundschichtstoffplatten herstellen. Diese Grenze besteht für die mehrteilig Zusammengesetz- j

j ten Ringe nach der Erfindung nicht mehr, wobei jedoch das

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gleiche mechanische und dielektrische Verhalten von den geklebten Isolierringen verlangt werden kann.

Über den so fertigen Isoli-rring wird nan nach der Bearbeitung ein sogenannter Stützring 3 aus Stahl geschoben. Würde diea ohne eine kraft schlüssige Verbindung mit dem Isolierung geschehen, so würde der Isolierring aufgrund seiner Verformungsunfähigkeit die Beanspruchungskräfte en den darüberliegenden Stützring ohne Formänderung weitergeben, der sich seinerseits aufgrund seines elastischen Verhaltens dehnen kann und dann aber einen Spielraum zwischen sich und dem Isolierstoffring bilden würde, was dazu führen würde, daß der Isolierstoffring keine exakte Stützung mehr erfährt und zu Bruch gehen müßte, weil er ausweichen kann. Um das zu verhindern, muß der Stützring 3 erfindungsgemäß durch eine Bindemittelschicht 4, vorzugsweise aus Epoxydharz, mit dem Isolierstofffing kraftschlüssig verbunden werden« Die Zugscherfestigkeit des Bindemittels wirkt dann der Dehnungskraft oder besser der Umfangsspannung im Stützring entgegen und hindert so den Stützring am Dehnen. Nur die Anordnung eines Stahliitzringes in Verbindung mit der kraftschlüssigen Verklebung bietet Sicherheit gegen bruch. Die Zugscherfestigkeit derartiger Klebeflächen ist dabei in jedem Falle kleiner als die Ringzugspannung entsprechend bemessener Hinge in den genannten Isolie .""kupplungen großer Nennweiten.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieser Stützring aber gleichzeitig den Isolierstoffring vorspannt. Deshalb wird er mit einer höheren Temperatur auf den mit Bindemittel vorbereiteten raumtemperierten Isolierstoffring aufgesetzt» Beim Schrumpfvorgang des Stützringes ergeben sich dann noch folgende wichtige Eigenschaften des Gesamtringes: einmt .kte Verdichtung des Bindemittels und damit gleichmäßige Verteilung desselben; weiter Ausgleich der möglichen Schrumpfung des Bindemittels; und schließlich vor allem t;ine Vorspannung des fertigen Isolierst of fringes auf Druck, so daß später auftretende Ringzugspannungen diese Druckspannungen erst kompensieren müssen, bevor der Isolierstoffring volle Belastung erhält,

Stütsring und Isolierring müssen im übrigen in Gestalt, Abmessung und Anordnung dem jeweiligen Isolierkupplungsteil, Isolierflanschenpaar oder dergleichen angepaßt sein, z.B. in der Weise< daß der auf der Umfangsflache des isolierenden Hartgeweberinges festgeklebte Stahlstützring etwas schmaler gehalten wird als der Isolierring selbst, um unerwünschte, den Isolierwer-t heiabsetzenöe Stroiubrückenbiläung zu vermeiden,.

Die Isolierringe können aus mehr als drei Lagmenten bestehen, je nach optimaler Ausnutzung der Plattengröße. Als Kleber haben sich besonders bewährt solche ier Gruppe kalt und warm aushärtender Epoxydharz-Bindemittel; 2-Kaiuponenten-Bindemittel, bestehend aus Epoxydharz vmd Härter.

Schutzansprüche:

Claims (1)

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   Schutzansprüche

   Aus mehreren Segmenten zusammengeklebter druckfester Isolier- und Abstandsring aus Verbundschichtstoffen, kunstharzgetränktem Hartgewebe und dergl^ . für Isolier-Rohrkupplungen, Isolierflanschpaare und dergleichen größerer Nennweiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeflächen (2) zv/ischen den einzelnen Segmenten (1a, 1b) als Sekanten schräg zum Kreisbogen des Rinres vtrlaufen, und daß ein Stahlstützring (3) auf den Umfang des so zusammengesetzten Ringes in kraftschlüssiger Verbindung zu ihm aufgeklebt ist.

   Isolierring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (3) durch Aufschrumpfen bei höherer Temperatur des Stützringes auf den mit dem Bindemittelauftrag (4) versehenen, raumtemperierten Isolierstoffring (1) den fertigen Ring derart unter Druck-Vorspannung hält, daß später auftretende Ringzugspannungen diese Druckspannungen erst kompensieren müssen, bevor der Isolierstoffring volle Belastung erhält.