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1. ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Verbinder für ein Fluidtransportrohr für den Einsatz
beim z. B. Verbinden mit einer Fluidrohrvorrichtung wie einem Abzweigrohr
oder einem Keilschieber zwischen gegenüberliegenden abschließenden Enden
von zwei Fluidtransportrohren, um so mit Durchgangsbohrungen, die
in den Umfangswänden
der jeweiligen Fluidtransportrohre definiert sind, zu kommunizieren,
und insbesondere einen Fluidtransportrohrverbinder, der einen zylindrischen
Verbindungsabschnitt aufweist, der von einem Körper des Verbinders vorragt.
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2. BESCHREIBUNG DES STANDS
DER TECHNIK
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Ein
herkömmlicher
Fluidtransportrohrverbinder wird in 17 gezeigt.
Wie gezeigt, umfasst dieser Verbinder, der mit einem Fluidtransportrohr
P verbunden werden soll, drei geteilte Verbindungselemente B1, B2
und B3, die um eine Umfangswand 50 des Fluidtransportrohrs
P angebracht werden müssen,
wobei die geteilten Verbindungselemente B1, B2 und B3 starr miteinander
mittels Bolzen 51 und Muttern 52 verbunden werden.
Das erste geteilte Verbindungselement B1, das gegenüber einer Durchgangsbohrung 50a liegt,
definiert in der Umfangswand 50 des Rohrs, umfasst einstückig, als
ein integraler Vorsprung einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 53 zum
Zusammenwirken mit der Durchgangsbohrung 50a in einer Richtung
zu einer Achse X des Fluidtransportrohrs P. Des Weiteren umfasst
dieser zylindrische Verbindungsabschnitt 53 einstückig an
einem führenden
Ende davon einen Verbindungsflansch 53A, an welchen die
oben erwähnte
Fluidrohrvorrichtung wie ein Abzweigrohr oder ein Keilventil angebunden
werden kann.
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Jedes
der geteilten Verbindungselemente B1, B2 und B3 steht in Eingriff
mit und wird zurückgehalten
durch ein elastisches Dichtungselement 54 zum fluiddichten
Abdichten eines Spaltes, der mit der äußeren Umfangswand 50 des
Rohres als auch mit den Verbindungsabschnitten zwischen diesen geteilten
Verbindungselementen B1, B2 und B3 benachbart in der Umfangsrichtung
des Rohres ausgebildet ist, um so das Lecken des Fluids aus der
Durchgangsbohrung 50a zu verhindern.
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Jedoch
sind bei dieser herkömmlichen
Rohrverbindung das erste geteilte Verbindungselement B1 und das
zylindrische Verbindungselement 53 mittels Gussform einstückig ausgebildet.
Daher kann bei Auftreten eines Erdbebens oder durch unterschiedliches
Setzen auf Grund von schlechtem oder weichem Grund die Verbindung
zwischen dem ersten geteilten Verbindungselement B1 und dem zylindrischen
Verbindungselement 53 einer bedeutenden äußeren Kraft
(wie einem Biegemoment) unterworfen sein, welche in eine Richtung
quer zur Y-Achse des zylindrischen Verbindungsabschnitts 53 (einer
Abscherrichtung) wirkt, so dass die Verbindung aufgebrochen oder
beschädigt
werden kann.
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Um
dann die Möglichkeit
eines solchen Schadens oder Bruchs in der Verbindung auf Grund eines
Erdbebens oder unterschiedlicher Bodensetzung einzuschränken, sorgt
die Konstruktion aus 17 dafür, dass der Verbindungsflansch 53A des zylindrischen
Verbindungsabschnitts 53 des ersten geteilten Verbindungselements
B1 mittels Schrauben 55 und Muttern 56 mit einem
biegsamen Verbinder C fest verbunden ist, welcher in alle Richtungen
relativ zum Verbindungsflansch 53A, d. h. zum Verbindungselement
B1, schwenkbar ist.
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Mit
besonderer Bezugnahme auf diesen biegsamen Verbinder C umfasst dieser
biegsame Verbinder C: einen aufnehmenden Rohrabschnitt 57, der
an einem seiner Enden einen Verbindungsflansch 57A aufweist,
welcher dem Verbindungsflansch 53A des ersten geteilten
Verbindungselements B1 entspricht und mit diesem verbunden ist; und
ein Einschubrohrelement 58, welches einen Verbindungsflansch 58A aufweist,
der in den aufnehmenden Rohrabschnitt 57 eingeschoben wird,
und an seinem fernen Ende einen Einschubrohrabschnitt 58B aufweist,
der mit der äußeren Rohrvorrichtung verbunden
ist. Der Ein schubrohrabschnitt 58B des Einschubrohrelements 58 ist
als ein partiell kugeliger Abschnitt ausgebildet, welcher eine partiell
kugelige zweite Gleitkontaktfläche 58a umfasst,
um in gleitenden Kontakt mit einer partiell kugeligen ersten Gleitkontaktfläche 57a zu
treten, welche in einer inneren Umfangsoberfläche des aufnehmenden Rohrabschnitts 57 ausgebildet
ist. Des Weiteren wird auf der Öffnungsseite
der ersten Gleitfläche 57a des
aufnehmenden Rohrabschnitts 57 ein Gleitkontaktführungselement 59 bereit
gestellt, welches eine partiell kugelige dritte Gleitfläche 59a zur
gleitenden und in alle Richtungen schwenkbaren (d. h. biegsamen),
aber nicht in Längsrichtung
schiebbaren Führung
des Einschubrohrabschnitts 58B des Einschubrohrelements 58 entlang
der ersten Gleitkontaktfläche 57a des
aufnehmenden Rohrabschnitts 57 und einen C-förmig gestalteten
Anschlagrings 60 aufweist, der in die erste ringförmige Nut 57b,
die auf der Öffnungsseite
der ersten Gleitfläche 57a definiert
ist, eingepasst und in dieser zurückgehalten ist, um so durch
Kontakt das unbeabsichtigte Zurückziehen
des Gleitkontaktführungselements 59 auf
die Öffnungsseite
hin zu verhindern.
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Des
Weiteren ist ein ringförmiges
elastisches Dichtungselement 61 in einer zweiten ringförmigen Nut 57c,
die ebenfalls in der ersten Gleitkontaktfläche 57a des aufnehmenden
Rohrabschnitts 57 definiert ist, eingepasst und in dieser
zurückgehalten,
so dass das Dichtungselement 61 gegen die zweite Gleitkontaktfläche 58a des
Einschubrohrelements 58 gepresst wird.
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Bei
der oben beschriebenen Konstruktion, verbunden mit dem biegsamen
Verbinder C, können dann,
wenn eine deutliche äußere Kraft
in der Querrichtung (Abscherrichtung) zur Achse Y des zylindrischen
Verbindungsabschnitts 53 auf Grund eines Erdbebens oder
unterschiedlicher Bodensetzung im schlechten Untergrund einwirkt,
der aufnehmende Rohrabschnitt 57 und das Einschubrohrelement 58 dreidimensional
entlang der Gleitkontaktflächen 57a, 58a, 59a sich
biegend anpassen, wodurch die äußere Kraftkomponente
in der Abscherrichtung, die in der Verbindung zwischen dem ersten
geteilten Verbindungselement B1 und dem zylindrischen Verbindungsabschnitt 53 wirkt,
verringert wird. Dementsprechend ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit
eines Bruchs sowie eines Risses oder Schadens an dieser Verbindung
zu vermindern.
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Jedoch
verlängert
sich gemäß der obigen Konstruktion,
da der biegsame Verbinder C, welcher den aufnehmenden Rohrabschnitt 57 und
das Einschubrohrelement 58 aufweist, starr mit dem zylindrischen
Verbindungsabschnitt 53 des ersten geteilten Verbindungselements
B1 verbunden ist, notwendigerweise der Abstand zwischen der Achse
X des Fluidtransportrohrs P und des ferneren Verbindungsflansches 58A des
Einschubrohrelements 58. Daraus ergibt sich, dass diese
Konstruktion unerwünschte
Einschränkungen
für die
Anordnung der äußeren Rohrvorrichtung
wie ein Abzweigrohr oder ein Keilventil bewirkt. Die Konstruktion
führt des
Weiteren zu Komplexität
und Vergrößerung des
Rohreinbauvorgangs auf Grund der Vergrößerung des Erdvolumens, das an
der Baustelle der Rohrinstallation ausgehoben werden muss, als auch
auf Grund der größeren Anzahl
der Komponenten, die den Verbinder aufbauen. Dies führt gemeinsam
zu einem unerwünschten
Anstieg der Kosten und der Zeit, die für die Errichtungstätigkeiten
aufgewendet werden müssen.
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Die
vorliegende Erfindung widmet sich dem oben beschriebenen Stand der
Technik und sieht ihre Hauptaufgabe darin, den Bruch oder die Beschädigung an
der Verbindung zwischen dem ersten geteilten Verbindungselement
und dem zylindrischen Verbindungsabschnitt auf Grund des Auftretens
einer äußeren Kraft,
die in der Abscherrichtung wirkt, während eines Erdbebens oder
unterschiedlicher Bodensetzungen zu verhindern, ohne der Anordnung
anderer äußerer Rohrvorrichtungen
unerwünschte
Beschränkungen
auf zu erlegen und dabei Kosten und Zeitaufwand, die für die Errichtungstätigkeiten
der Verrohrung erforderlich sind, zu minimieren.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Zur
Erfüllung
der oben beschriebenen Aufgabe umfasst ein Fluidtransportrohrverbinder
gemäß der Erfindung
die Merkmale, die im angeschlossenen Anspruch 1 definiert sind.
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Mit
der obigen Konstruktion biegen sich, wenn eine deutliche äußere Kraft
in der Querrichtung (Abscherrichtung) relativ zur Achse des zylindrischen Verbindungsabschnitts
auf Grund des Auftretens eines Erdbebens oder unterschiedlicher
Setzungen bei schlechten Bodenverhältnissen auftritt, das feststehende
zylindrische Element, das einstückig
mit dem Verbindungskörper
ausgebildet ist, und das bewegliche zylindrische Element dreidimensional
relativ zueinander, um so die Kraftkomponente, die auf die Verbindung
zwischen dem Verbindungskörper
und dem zylindrischen Verbindungsabschnitt wirkt, zu verringern.
Dementsprechend ist es möglich,
das Auftreten von Bruch oder Schaden an dieser Verbindung zu vermindern.
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Des
Weiteren kann im Vergleich mit dem herkömmlichen Aufbau, welcher den
biegsamen Verbinder zum relativ zueinander schwenkbaren Verbinden des
aufnehmenden Rohrabschnitts und des Einschubrohrabschnitts verwendet,
die obige Konstruktion der vorliegenden Erfindung den Abstand zwischen der
Achse des Fluidtransportrohrs und dem fernen Ende des beweglichen
zylindrischen Elements wenigstens um das Ausmaß verringern, welches der Länge des
aufnehmenden Rohrabschnitts entspricht. Daraus ergibt sich, dass
es auch möglich
ist, das Erdvolumen, das an der Baustelle der Rohrinstallation ausgehoben
werden muss, als auch die größere Anzahl
der Komponenten, die den gesamten Verbinder aufbauen, zu verringern.
In weiterer Folge ist es auch möglich,
die oben erwähnte
Hauptaufgabe der Erfindung zu erfüllen, d. h. den Bruch oder
Schaden an der Verbindung zwischen dem ersten geteilten Verbindungselement
und dem zylindrischen Verbindungsabschnitt auf Grund des Auftretens
einer äußeren Kraft,
die in der Abscherrichtung wirkt, während eines Erdbebens oder
unterschiedlicher Bodensetzungen zu verhindern, ohne der Anordnung
anderer äußerer Rohrvorrichtungen
unerwünschte
Beschränkungen
auf zu erlegen und dabei Kosten und Zeitaufwand, die für die Errichtungstätigkeiten
der Verrohrung erforderlich sind, zu minimieren.
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Gemäß eines
Aspekts der Erfindung umfasst der Verbindungskörper eine Vielzahl von geteilten Verbindungselementen,
die um eine Umfangswand des Fluidtransportrohrs miteinander verbunden
sind, wobei das erste geteilte Verbindungselement der Verbindungselemente
gegenüber
einer Durchgangsbohrung angebracht ist, die in einer Umfangswand des
Fluidtransportrohrs definiert ist, wobei das erste Verbindungselement
das feststehende zylindrische Element, welches mit der Durchgangsbohrung
kommuniziert, einstückig
ausbildet.
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Mit
dem obigen Aufbau ist das feststehende zylindrische Element einstückig mit
einem der Verbindungselemente ausgebildet, die entlang der Umfangsrichtung
des Rohres geteilt sind. Im Vergleich z. B. mit einem weiteren Aufbau,
in welchem der Verbindungskörper
aus einem rohrförmigen
Element ausgebildet ist, kann die Tätigkeit des Verbindens des beweglichen
zylindrischen Elements mit dem feststehenden zylindrischen Element
einfach sein, wobei die gesamte Zusammenbautätigkeit des Verbinders einfach
und zeitsparend ausgeführt
werden kann.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung definiert das bewegliche zylindrische
Element, welches mit dem feststehenden zylindrischen Element verbunden
wird, in einer äußeren Umfangoberfläche desselben
eine erste Gleitkontaktfläche,
die eine partiell kugelige Form aufweist; das feststehende zylindrische
Element definiert in seiner inneren Umfangsfläche eine zweite Gleitkontaktfläche, welche
eine partiell kugelförmige
Gestalt aufweist, um in gleitenden Kontakt mit der ersten Gleitkontaktfläche zu kommen;
und ein Anschlagmittel ist bereit gestellt, um durch Kontakt unbeabsichtigtes
Zurückziehen des
beweglichen zylindrischen Elements aus dem feststehenden zylindrischen
Element zu verhindern, während
dessen es dem beweglichen zylindrischen Element möglich ist,
relativ zum feststehenden zylindrischen Element entlang der ersten
und zweiten Gleitkontaktfläche
verschwenkt zu werden.
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Mit
dem obigen Aufbau können,
wenn eine deutliche äußere Kraft
in der Querrichtung (Abscherrichtung) relativ zur Achse des zylindrischen
Verbindungsabschnitts auf Grund des Auftretens eines Erdbebens oder
unterschiedlicher Setzungen bei schlechten Bodenverhältnissen
auftritt, das feststehende zylindrische Element und das bewegliche
zylindrische Element ohne Aufwand dreidimensional relativ zueinander
entlang der partiell kugelförmigen ersten
und zweiten Gleitkontaktflächen
verschwenken, welche in den Flächen
dieser Elemente, die einander berühren, definiert sind. Wenn
daher solch eine äußere Kraft
plötzlich
angelegt wird, kann das Auftreten eines Bruchs oder Schadens an
der Verbindung zwischen dem ersten geteilten Verbindungselement
und dem zylindrischen Verbindungsabschnitt wirkungsvoll eingeschränkt werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist das bewegliche zylindrische
Element eine axiale Länge
auf, welche kürzer
als ein Innendurchmesser des feststehenden zylindrischen Elements ist;
das bewegliche zylindrische Element weist eine gesamte äußere Umfangsfläche auf,
welche die partiell kugelige erste Gleitkontaktfläche darstellt;
das feststehende zylindrische Element definiert in seiner Innenfläche die
partiell kugelige zweite Gleitkontaktfläche, welche drehbar mit der
ersten Gleitkontaktfläche
des beweglichen zylindrischen Elements in Eingriff steht; das Anschlagmittel
ist aus einer geöffneten Umfangskante
des feststehenden zylindrischen Elements aufgebaut, welches einen
Innendurchmesser aufweist, der kleiner als ein maximaler Durchmesser der
ersten Gleitkontaktfläche
des beweglichen zylindrischen Elements ist; und die geöffnete Umfangskante
des feststehenden zylindrischen Elements definiert einen Ausschnittsabschnitt,
um das Einführen des
beweglichen zylindrischen Elements zu der zweiten Gleitkontaktfläche hin
nur zu erlauben, wenn die Achse des beweglichen zylindrischen Elements
normal zur Achse des feststehenden zylindrischen Elements ausgerichtet
ist, und es dem beweglichen zylindrischen Element zu ermöglichen,
geschwenkt zu werden, bis die Achse des eingeführten beweglichen zylindrischen
Elements in Übereinstimmung
mit der Achse des feststehenden zylindrischen Elements kommt.
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Mit
dem obigen Aufbau wird durch den Ausschnittsabschnitt, der an der
geöffneten
Umfangskante des feststehenden zylindrischen Elements definiert
ist, das bewegliche zylindrische Element eingeschoben, wobei seine
Achse normal auf die Achse des feststehenden zylindrischen Elements
ausgerichtet ist; und dann wird dieses eingeschobene bewegliche
zylindrische Element verschwenkt, bis seine Achse mit der Achse
des feststehenden zylindrischen Elements übereingestimmt ist. Mit diesen
einfachen Handlungen kann ein rückziehender
Versatz des beweglichen zylindrischen Elements durch den Kontakt
mit der geöffneten
Umfangskante des feststehenden zylindrischen Elements wirkungsvoll
verhindert werden. Dementsprechend kann das Anschlagmittel von einfachem
Aufbau sein. Zusätzlich ist
im zusammengebauten Zustand, in welchem das bewegliche zylindrische
Element in das feststehende zylindrische Element eingeschoben und
mit diesem verbunden ist, das gesamte oder fast das gesamte bewegliche
zylindrische Element innerhalb des feststehenden zylindrischen Elements
angeordnet, so dass der Abstand zwischen der Durchgangsbohrung der
Umfangswand des Rohres und dem ferneren Ende des beweglichen zylindrischen
Elements sogar kürzer
ausfallen kann, wodurch für
größere Freiheit für die Anordnung
der äußeren Rohrvorrichtungen gesorgt
wird und auch die Kosten und Zeit, die für die Rohrinstallierung erforderlich
sind, weiter verringert werden können.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung ist die erste Gleitkontaktfläche an einem
axialen Endabschnitt der äußeren Umfangsfläche des
beweglichen zylindrischen Elements definiert; der Innendurchmesser
des feststehenden zylindrischen Elements ist so eingestellt, um
das axiale Zurückziehen
des beweglichen zylindrischen Elements, das koaxial mit dem feststehenden
zylindrischen Element ausgerichtet ist, zu ermöglichen; in der inneren Umfangsfläche des
feststehenden zylindrischen Elements und an einem Abschnitt der
inneren Umfangsfläche,
die sich zusammen mit der zweiten Gleitkontaktfläche erstreckt, welche mit der
ersten Gleitkontaktfläche
des beweglichen zylindrischen Elements in Berührung steht, sind ein Gleitkontaktführungselement,
welches eine partiell kugelige dritte Gleitkontaktfläche aufweist,
um in den Gleitkontakt mit der ersten Gleitkontaktfläche des
beweglichen zylindrischen Elements zu kommen, und ein Anschlagelement
bereit gestellt, um durch Kontakt den Versatz des Gleitkontaktführungselements
in Richtung der Öffnung
hin zu vermeiden; und das Gleitkontaktführungselement und das Anschlagelement
gemeinsam bilden das Anschlagmittel.
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Mit
dem obigen Aufbau, nachdem die partiell kugelige erste Gleitkontaktfläche, die
am Ende des beweglichen zylindrischen Elements definiert ist, entlang
der Achse des feststehenden zylindrischen Elements eingeschoben
ist, werden das Gleitkontaktführungselement
und das Anschlagelement mit dem Abschnitt benachbart der Öffnung,
welcher sich zusammen mit der zweiten Gleitkontaktfläche des
feststehenden zylindrischen Elements erstreckt, zusammen gebaut.
Mit diesen ist es möglich,
einen rückziehenden
Versatz des beweglichen zylindrischen Elements vom feststehenden
zylindrischen Element zu verhindern, während dessen es möglich ist,
die verschwenkende Biegung zwischen dem feststehenden zylindrischen
Element und dem beweglichen zylindrischen Element entlang der zwei
Gleitkontaktflächen
zu gestatten.
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Dementsprechend
kann das bewegliche zylindrische Element jede gewünschte Gestalt
an seinem anderen axialen Ende aufweisen, insofern die Form für die Verbindung
mit einer bestimmten äußeren Rohrvorrichtung
geeignet ist. Auf diese Weise kann dieser Aufbau noch größere Gestaltungsfreiheit im
Vergleich mit dem Aufbau, wie definiert im angeschlossenen Anspruch
4, bereit stellen. Darüber
hinaus ist für
das Lösen
der Verbindung zwischen dem beweglichen zylindrischen Element und
dem feststehenden zylindrischen Element die tren nende Tätigkeit
möglich,
indem das Anschlagelement vom feststehenden zylindrischen Element
entfernt wird, auch wenn das bewegliche zylindrische Element mit
der äußeren Rohrvorrichtung
verbunden bleibt. Folglich kann die Art der Abtrennhandlung in Abhängigkeit der
besonderen Einsatzerfordernisse frei gewählt werden.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung umfasst der Verbinder lösbare temporäre Fixiermittel
zum temporären
Fixieren des beweglichen zylindrischen Elements an dem feststehenden
zylindrischen Element.
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Mit
diesem Aufbau werden das feststehende zylindrische Element und das
bewegliche zylindrische Element, die gemeinsam den zylindrischen
Verbindungsabschnitt bilden, dreidimensional relativ zueinander
biegsam gehalten. Des Weiteren kann durch Verbinden der äußeren Rohrvorrichtung
mit dem beweglichen zylindrischen Element das bewegliche zylindrische
Element temporär
mit dem feststehenden zylindrischen Element mittels des temporären Fixiermittels
fixiert werden. Daher ist es nicht notwendig, das bewegliche zylindrische
Element z. B. durch eine Hand in einer bestimmten Verbindungsstellung
zu halten, weil das Element dazu neigt, auf Grund des Eigengewichts
nach unten zu kippen. Folglich kann das Anschließen der äußeren Rohrvorrichtung wirkungsvoller
ausgeführt
werden.
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Vorzugsweise
bewirkt das temporäre
Fixiermittel die temporäre
Fixierung des beweglichen zylindrischen Elements und des feststehenden
zylindrischen Elements, wobei sie koaxial oder im Wesentlichen koaxial
zueinander ausgerichtet sind.
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Mit
dem obigen Aufbau sind, wenn die äußere Rohrvorrichtung mit dem
beweglichen zylindrischen Element verbunden ist, welches seinerseits temporär mit dem
feststehenden zylindrischen Element fixiert ist, das bewegliche
zylindrische Element und das feststehende zylindrische Element in
einer Mittenposition im verschwenkbaren Biegungsbereich angeordnet,
wobei in dieser Position die Achsen dieser Elemente zueinander gefluchtet
sind. Daher ist es nicht notwendig, die verbundenen Lagen der beweglichen
und der feststehenden zylindrischen Elemente nach der Herstellung
der Verbindung mit der äußeren Rohr vorrichtung
anzupassen. Folglich kann die Verbindung zur äußeren Rohrvorrichtung noch
wirtschaftlicher hergestellt werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das temporäre Fixiermittel ein Schraubelement,
welches auf das feststehende zylindrische Element geschraubt ist,
wobei das Schraubelement in der Lage ist, die erste Gleitkontaktfläche des
beweglichen zylindrischen Elements zu drücken, und ein Schutzelement,
welches zwischen einem führenden
Ende des Schraubelements und der ersten Gleitkontaktfläche des
beweglichen zylindrischen Elements eingelegt ist, wobei das Schutzelement
weicher als die erste Gleitkontaktfläche ist.
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Mit
dem obigen Aufbau ist es auch möglich, während das
bewegliche zylindrische Element und das feststehende zylindrische
Element zuverlässig und
fest relativ zueinander temporär
fixiert sind, den Schaden für
die erste Gleitkontaktfläche
des beweglichen zylindrischen Elements zu beschränken.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das temporäre Fixiermittel ein Schraubelement,
welches auf das feststehende zylindrische Element geschraubt ist,
wobei das Schraubelement in der Lage ist, die erste Gleitkontaktfläche des
beweglichen zylindrischen Elements zu drücken, und dieses Schraubelement
umfasst einen zerbrechbaren Abschnitt, welcher zerbrechbar ist,
wenn er einer äußeren Kraft
ausgesetzt ist, die das feststehende zylindrische Element und das
bewegliche zylindrische Element relativ zueinander bewegen will,
um so den temporär
fixierten Zustand zwischen dem beweglichen zylindrischen Element
und dem feststehenden zylindrischen Element frei zu geben.
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Auch
wenn ein Arbeiter vergisst, den temporär fixierten Zustand aufzuheben,
der durch das Schraubelement bereit gestellt wird, nachdem die äußere Rohrvorrichtung
mit dem beweglichen zylindrischen Element, das temporär am feststehenden
zylindrischen Element fixiert ist, verbunden ist, bricht bei Auftreten
und Einwirken einer beträchtlichen äußeren Kraft
auf das Schraubelement auf Grund eines Erdbebens oder unterschiedlicher
Bodensetzung im Unterbau bei dem obigen Aufbau diese äußere Kraft den
zerbrechbaren Abschnitt des Schraubelements, wodurch automatisch
der temporär
fixierte Zustand des beweglichen zylindrischen Elements relativ
zum feststehenden zylindrischen Element aufgehoben wird.
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Aus
diesem Grund kann der obige Aufbau die Notwendigkeit einer freigebenden
Betätigung
des Schraubelements, welches für
die temporäre
Fixierung betätigt
wurde, überflüssig machen.
Daher kann die Verbindung der äußeren Rohrvorrichtung
noch wirkungsvoller ausgeführt
werden.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung ist wenigstens ein Abschnitt der
inneren Umfangsfläche
des beweglichen zylindrischen Elements, welcher sich von dem Ende
der Seite des Verbindungskörpers
zusammen erstreckt, als eine kegelige Fläche ausgebildet, die einen
sich graduell vergrößernden
Durchmesser in Richtung des Verbindungskörpers aufweist; und diese kegelige
Fläche weist
einen maximalen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser
der Durchgangsbohrung.
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Wenn
das bewegliche zylindrische Element relativ zum feststehenden zylindrischen
Element schwenkend gebogen wird, bewegt sich bei diesem Aufbau das
Ende des beweglichen zylindrischen Elements auf der Seite des Verbindungskörpers nicht oder
kaum in die Richtung, um die Querschnittsfläche des Fluiddurchgangs zu
verringern, welche sich von der Durchgangsbohrung zum beweglichen
zylindrischen Element erstreckt. Dementsprechend wird es möglich, das
Auftreten von Druckverlust oder verwirbeltem Fluidfluss zwischen
dem feststehenden zylindrischen Element und dem beweglichen zylindrischen
Element zu begrenzen.
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Vorzugsweise
ist das Schutzelement durch einen Abschnitt eines elastischen Dichtelements
zum Fluiddichten Abdichten des Spalts, der zwischen den einander
gegenüber
liegenden verbundenen Flächen des
feststehenden zylindrischen Elements und des beweglichen zylindrischen
Elements gebildet wird, aufgebaut.
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Mit
dem obigen Aufbau ist es möglich,
den Schaden an der ersten Gleitkontaktfläche des beweglichen zylindrischen
Elements im Zuge der temporären
Fixierung durch Verwendung des Schraubelements zu beschränken. Zusätzlich kann
die Anzahl der Bauteile, da ein Abschnitt des elastischen Dichtelements
als das Schutzelement eingesetzt wird, verringert werden und der
Zusammenbau weiter vereinfacht werden.
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Weitere
und andere Aufgaben, Merkmale und Wirkungen der Erfindung gehen
deutlicher aus der folgenden genaueren Beschreibung der Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht eines Fluidtransportrohrverbinders, welche in
Bezug mit der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht,
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, aufgenommen entlang einer Linie II-II
in 1,
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3 ist
eine Schnittansicht, aufgenommen entlang einer Linie III-III in 1,
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4 ist
eine Schnittansicht, aufgenommen entlang einer Linie IV-IV in 1,
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, aufgenommen
entlang einer Linie V-V in 1,
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6 ist
eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die einen gebohrten
Zustand zeigt,
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7 ist
eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine zweite Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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8 ist
eine Hinteransicht eines geteilten Verbindungselements, wie es entlang
einer Linie VIII-VIII in 7 gesehen wird,
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9 ist
eine Schnittansicht, die Hauptabschnitte eines beweglichen zylindrischen
Elements zeigt, wobei eine Montagetätigkeit desselben dargestellt
ist,
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10 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
Hauptabschnitte eines Fluidtransportrohrverbinders mit Bezug auf
eine dritte Ausführungsform der
Erfindung zeigt,
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11 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
Hauptabschnitte eines Fluidtransportrohrverbinders mit Bezug auf
eine vierte Ausführungsform der
Erfindung zeigt,
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12 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
Hauptabschnitte eines Fluidtransportrohrverbinders mit Bezug auf
eine fünfte
Ausführungsform der
Erfindung zeigt,
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13 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
Hauptabschnitte eines Fluidtransportrohrverbinders mit Bezug auf
eine sechste Ausführungsform der
Erfindung zeigt,
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14 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
Hauptabschnitte eines Fluidtransportrohrverbinders mit Bezug auf
eine siebente Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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15 ist
eine Gesamtschnittansicht, welche Hauptabschnitte eines Fluidtransportrohrverbinders
mit Bezug auf eine achte Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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16 ist
eine Seitenansicht, welche einen geteilten Verbinder eines Fluidtransportrohrverbinders
mit Bezug auf eine neunte Ausführungsform
der Erfindung zeigt, und
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17 ist
eine Schnittansicht, welche einen Fluidtransportrohrverbinder mit
Bezug auf den Stand der Technik zeigt, wobei er mit einem beweglichen Verbinderelement
verbunden ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
eines Fluidtransportrohrverbinders mit Bezug auf die vorliegende
Erfindung werden nun genau mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Ein
Fluidtransportverbinder, gezeigt in 1 bis einschließlich 5,
umfasst einen Verbindungskörper
A, welcher aus Gusseisen hergestellt ist, um mit einem Fluidtransportrohr
P wie einem Wasserrohr, aus Gusseisen ausgebildet, verbunden zu
werden, und dieser Verbindungskörper
A umfasst drei geteilte Verbindungselemente B1, B2 und B3, welche
starr miteinander um und entlang einer Umfangswand 1 des
Fluidtransportrohrs P (d. h. entlang der Umfangsrichtung des Rohres)
verbunden sind. Von diesen geteilten Verbindungselementen umfasst
das erste geteilte Verbindungselement B1, welches gegenüber einer
Durchgangsbohrung 2 angeordnet ist, die in der Rohrumfangswand 1 definiert
ist, einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 3 als einen
einstückigen äußeren Vorsprung
desselben, welcher mit der Durchgangsbohrung 2 in der horizontalen
Richtung normal zu einer Achse X des Fluidtransportrohrs P kommuniziert.
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Jedes
der geteilten Verbindungselemente B1, B2 und B3 umfasst an gegenüberliegenden
Umfangsenden davon als einstückige,
radial äußere Vorsprünge ausgebildete
Verbindungsflansche 6, um starr mit den benachbarten Verbindungsflanschen 6 der
benachbarten geteilten Verbindungselemente mittels Schraubbolzen 4 und
Muttern 5 verbunden zu werden. An gegenüberliegenden Enden der jeweiligen
geteilten Verbindungselemente B1, B2, B3 in der Richtung der Achse
X und an zwei Positionen, die von einander in der Umfangsrichtung
beabstandet sind, sind Schraubbolzen 7 eingeschraubt, um
die innere Umfangsfläche
jedes geteilten Verbindungselements B1, B2, B3 und eine äußere Umfangsfläche der
Rohrumgangswand 1 mit einem vorbestimmten Abstand zwischen
einander zu halten. Des Weiteren definiert jedes der geteilten Verbindungselemente B1,
B2, B3 eine Dichtnut, in welcher ein elastisches Dichtelement 8,
welches aus Kunststoffgummimaterial (z. B. Styren-Butadien-Gummi) hergestellt
ist, zum fluiddichten Abdichten des Spalts zwischen der inneren
Umfangsfläche
der jeweiligen geteilten Verbindungselemente B1, B2, B3 und der äußeren Umfangsfläche der
Rohrumfangswand 1 und auch des Spalts zwischen den Verbindungsflanschen 6 der
am Umfang benachbarten und miteinander verbundenen geteilten Verbindungselemente
B1, B2, B3 eingepasst ist und zurückgehalten wird, um so das
Lecken des Fluids (z. B. Leitungswasser) durch die Durchgangsbohrung 2 an
die Außenseite
zu verhindern.
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Zwischen
den inneren Umfangsflächen
der geteilten Verbindungselemente B1, B2, B3 und der äußeren Umfangsfläche der
Rohrumfangswand 1 ist ein ringförmiger Zwischenraum ausgebildet,
welcher fluiddicht (d. h. wasserdicht) durch das elastische Dichtungselement 8 abgedichtet
ist und mit der Durchgangsbohrung 2 kommuniziert. Wenn
das Fluid, welches in dem Fluidtransportrohr P vorhanden ist, in
den ringförmigen
Zwischenraum S durch die Durchgangsbohrung 2 fließt, dann
wird ein ausgeglichener Druck an die inneren Flächen der jeweiligen geteilten
Verbindungselemente B1, B2, B3 angelegt, wobei Kontaktdruck auf
jedes elastische Dichtelement 8 im Wesentlichen gleich
gehalten werden kann.
-
Der
zylindrische Verbindungsabschnitt 3 umfasst ein feststehendes
zylindrisches Element 9, welches einstückig mit dem ersten geteilten
Verbindungselement B1 ausgebildet ist, und ein bewegliches zylindrisches
Verbindungselement 10, welches aus Gusseisen ausgebildet
und dreidimensional beweglich oder schwenkbar mit dem feststehenden
zylindrischen Element 9 verbindbar ist. Und zwischen den
gegenüber
liegenden verbundenen Flächen
dieses feststehenden zylindrischen Elements 9 und dieses
beweglichen zylindrischen Elements 10 ist ein elastisches
und ringförmiges
Dichtelement 11 zwischengelegt, welches aus Kunstoffgummimaterial
(z. B. Styren-Butadien-Gummi) hergestellt ist, um Fluid- oder Wasserdichtheit
ebendort dazwischen bereit zu stellen.
-
Insbesondere,
wie in 5 gezeigt, umfasst das bewegliche zylindrische
Element 10 einen Endabschnitt 10A in der Richtung
der Achse Y desselben und dieser Abschnitt 10A ist als
ein partiell kugeliger Abschnitt ausgebildet, welcher sich in radialer Richtung
nach außen
erstreckt. Des Weiteren definiert dieser partiell kugelige Abschnitt 10A in
seiner äußeren Umfangsfläche eine
partiell kugelige erste Gleitkontaktfläche 10a, welche in
gleitenden Kontakt mit einer zweiten Gleitkontaktfläche 9a kommt,
die in einer inneren Umfangsfläche
des feststehenden zylindrischen Elements 9 definiert ist.
Das feststehende zylindrische Element 9 weist einen inneren
Durchmesser auf, der so bestimmt ist, um das Einschieben und Zurückziehen
des kugeligen Abschnitts 10A des beweglichen zylindrischen
Elements 10 zu erlauben, welches koaxial mit der Achse
Y dieses feststehenden zylindrischen Elements 9 ausgerichtet
ist.
-
Des
Weiteren sind in der inneren Umfangsfläche des feststehenden zylindrischen
Elements 9 und an einem Abschnitt desselben, benachbart
der Öffnung
und sich zusammen von der zweiten Gleitkontaktfläche 9a erstreckend,
um in gleitenden Kontakt mit der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 zu kommen, eine ringförmige Dichtungsnut 9b zum
Zurückhalten
eines elastischen Dichtelements 11 und eine ringförmige Nut 9c zum
Eingreifen und Zurückhalten
eines C-förmigen
Anschlagelements 13 ausgebildet. Zwischen dem elastischen
Dichtelement 11 und dem Anschlagelement 13 ist
ein Gleitkontaktführungselement 12 dazwischen
gelegt, welches aus Gusseisen ausgebildet ist und eine partiell
kugelige dritte Gleitkontaktfläche 12a definiert,
um in gleitenden Kontakt mit der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 zu kommen.
-
Das
Gleitkontaktführungselement 12 und das
Anschlagelement 13 zusammen bilden das Anschlagmittel 14,
welches durch Kontakt das ausziehende Versetzen des beweglichen
zylindrischen Elements 10 aus dem feststehenden zylindrischen
Element 9 verhindern soll, während dessen es aber die schwenkbare
Biegung des beweglichen zylindrischen Elements 10 relativ
zum feststehenden zylindrischen Element 9 entlang der Gleitkontaktflächen 9a, 10a, 12a erlaubt.
-
Am
anderen Ende des beweglichen zylindrischen Elements 10 in
der Richtung der Achse Y liegt ein einstückig ausgebildeter Verbindungsflansch 10B vor,
welcher eine Reihe von koaxial angeordneten verbindenden Durchgangslöchern 10b für den Einsatz
in Verbindung mit einer äußeren Rohrvorrichtung
wie einem Abzweigrohr oder einem Keilventil umfasst. Des Weiteren
ist lösbar
zwischen dem feststehenden zylindrischen Element 9 und
dem beweglichen zylindrischen Element 10 ein temporäres Fixiermittel 15 zum
temporären
Fixieren des beweglichen zylindrischen Elements 10 am feststehenden zylindrischen
Element 9 angeordnet.
-
Dieses
temporäre
Fixiermittel 15 bildet ein erstes Befestigungsloch 15a in
jeder der Verbindungszungen 9A, die von drei Umfangspositionen der äußeren Umfangsfläche des
feststehenden zylindrischen Elements 9 vorragen. Andererseits
sind im Verbindungsflansch 10B des beweglichen zylindrischen
Elements 10 und an drei Umfangspositionen desselben den
ersten Befestigungslöchern 15a gegenüber liegend
in der Richtung der Achse Y zweite Befestigungslöcher 15b ausgebildet.
Des Weiteren sind temporäre
Fixierschraubbolzen 15A durch die ersten und zweiten Befestigungslöcher 15a, 15b eingeschoben,
die einander in der Richtung der Achse Y gegenüber liegen. Mit diesen können durch
Anziehen der Muttern 15B, die auf die vorderen Enden der
temporären
Fixierschraubbolzen 15A aufgeschraubt werden, das bewegliche
zylindrische Element 10 und das feststehende zylindrische
Element 9 vorübergehend
aneinander fixiert werden, wobei die Achsen derselben im Wesentlichen
miteinander gefluchtet sind.
-
Nach
dem Abschluss der Verbindungsarbeiten der äußeren Rohrvorrichtung mit dem
Verbindungsflansch 10B des beweglichen zylindrischen Elements 10 kann
dann der temporär
fixierte Zustand, welcher mittels der temporären Fixierschraubbolzen 15A und
der Muttern 15B umgesetzt wurde, wieder gelöst werden.
-
Wenn
der Rohrverbinder der Erfindung unter Unterbrechung der Wasserversorgung
durch Betätigen
einer Ventilvorrichtung, die an einer vorbestimmten Position in
der Richtung der Achse X des Fluidtransportrohrs P angeordnet ist,
eingebaut wird, kann günstigerweise
die Durchgangsbohrung 2 in der Rohrumfangswand 1 vor
diesem Einbauvorgang des Rohrverbinders ausgebildet werden. Andererseits wird
zum Ausbilden der Durchgangsbohrung 2 ohne Unterbrechen
des Zuflusses an Fluid wie Leitungswasser, wie in 6 dargestellt,
zuerst der Verbinder der Erfindung an einer vorbestimmten Position
des Fluidtransportrohrs P eingebaut; und dann wird ein Verbindungsflansch 16A einer
Keilventilvorrichtung D, welche ein Beispiel der äußeren Rohrvorrichtung ist,
starr mittels Bolzenschrauben 22 und Muttern 23 mit
dem Verbindungsflansch 10B des beweglichen zylindrischen
Elements 10 verbunden. Des Weiteren wird an den anderen
Verbindungsflansch 16B dieser Keilventilvorrichtung D ein
Verbindungsflansch 19 einer Bohrvorrichtung E, die ein
sich drehendes Schneidwerkzeug 17 aufweist, starr mittels
der Schraubbolzen 22 und der Muttern 23 verbunden.
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Unter
der obigen Bedingung wird, nachdem ein Ventilelement 18 der
Keilventilvorrichtung D geöffnet
wird, das Drehschneidwerkzeug 17 der Bohrvorrichtung E
angetrieben, um sich zu drehen, und in Richtung des Fluidtransportrohrs
P vorgeschoben, um so die Durchgangsbohrung 2 in der Rohrumfangswand 1 herzustellen.
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Nach
Abschluss des obigen Bohrvorgangs wird das sich drehende Drehschneidwerkzeug 17 zurückgezogen
und das Ventilelement 18 der Keilventilvorrichtung D geschlossen;
und dann wird die Bohrvorrichtung E abgenommen und ein Abzweigrohr oder Ähnliches
als ein weiteres Beispiel der äußeren Rohrvorrichtung
kann mit dem anderen Verbindungsflansch 16B der Keilventilvorrichtung
D verbunden werden.
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Zweite Ausführungsform
-
Ein
Fluidtransportverbinder, gezeigt in 7 bis einschließlich 9,
umfasst einen Verbindungskörper
A, welcher aus Gusseisen hergestellt ist, um mit einem Fluidtransportrohr
P wie einem Wasserrohr, aus Gusseisen ausgebildet, verbunden zu
werden, und dieser Verbindungskörper
A umfasst zwei geteilte Verbindungselemente B1, B2, welche um und
entlang einer Umfangswand 1 des Fluidtransportrohrs P (d.
h. entlang der Umfangsrichtung des Rohres) verbunden sind. Die geteilten
Verbindungselemente B1, B2 sind starr miteinander mittels Schraubbolzen 4 und
Muttern 5 in einer Richtung normal zu einer Achse X des
Fluidtransportrohrs P verbunden. Bei diesen geteilten Verbindungselementen
wird an einer Innenfläche
des ersten geteilten Verbindungselements B1, welches gegenüber einer
Durchgangsbohrung 2 angeordnet ist, die in der Rohrumfangswand 1 definiert ist,
ein elastisches Dichtelement 8, welches aus Kunststoffgummimaterial
(z. B. Styren-Butadien-Gummi) hergestellt ist, eingepasst und zurückgehalten,
wobei es gegen eine Außenumfangswand
der Rohrumfangswand in der Nähe
der Umfangskante der Durchgangsbohrung 2 gepresst ist.
Das erste geteilte Verbindungselement B1 umfasst als ein einstückiger äußerer Vorsprung
desselben einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 3, der
mit der Durchgangsbohrung 2 in der horizontalen Richtung
normal zu einer Achse X des Fluidtransportrohrs P kommuniziert.
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Der
zylindrische Verbindungsabschnitt 3 umfasst ein feststehendes
zylindrisches Element 9, welches einstückig mit dem ersten geteilten
Verbindungselement B1 ausgebildet ist, und ein bewegliches zylindrisches
Verbindungselement 10, welches aus Gusseisen ausgebildet
und dreidimensional beweglich oder schwenkbar mit dem feststehenden
zylindrischen Element 9 verbindbar ist. Und zwischen den
gegenüber
liegenden verbundenen Flächen
dieses feststehenden zylindrischen Elements 9 und dieses
beweglichen zylindrischen Elements 10 ist ein elastisches
und ringförmiges
Dichtelement 11 zwischengelegt, welches aus Kunststoffgummimaterial (z.
B. Styren-Butadien-Gummi) hergestellt ist, um Fluid- oder Wasserdichtheit
ebendort dazwischen bereit zu stellen.
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Insbesondere
weist das bewegliche zylindrische Element 10 eine Länge entlang
einer Rohrachse Y auf, wobei die Länge kürzer als ein Innendurchmesser
des feststehenden zylindrischen Elements 9 ist. Und eine
gesamte äußere Umfangsfläche dieses beweglichen
zylindrischen Elements 10 stellt eine partiell kugelige
erste Gleitkontaktfläche 10a dar.
Wohingegen das feststehende zylindrische Element 9 in seiner
inneren Umfangsfläche
eine partiell kugelige zweite Gleitkontaktfläche 9a definiert,
welche schwenkbar mit der ersten Gleitkontaktfläche 10a des beweglichen
zylindrischen Elements 10 in Eingriff gebracht werden kann.
-
Des
Weiteren wird ein Anschlagmittel 14 bereit gestellt, um
durch Kontakt des unbeabsichtigten Herausziehens des beweglichen
zylindrischen Elements 10 aus dem feststehenden zylindrischen
Element 9 zu verhindern, während dessen die schwenkbare
Biegung des beweglichen zylindrischen Elements 10 relativ
zum feststehenden zylindrischen Element 9 entlang der zwei
Gleitkontaktflächen 9a, 10a zugelassen
bleibt.
-
Dieses
Anschlagmittel 14 wird durch einen geöffneten Kantenabschnitt 9d des
feststehenden zylindrischen Elements 9 aufgebaut, wobei
der Kantenabschnitt einen Innendurchmesser aufweist, der kürzer ist
als der maximale Durchmes ser der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10.
-
Der
geöffnete
Umfangskantenabschnitt 9d des feststehenden zylindrischen
Elements 9 definiert einen Ausschnittabschnitt 9e,
welcher den Einschub des beweglichen zylindrischen Elements 10 in
Richtung der zweiten Gleitkontaktfläche 9a nur dann erlaubt,
wenn die Achse des beweglichen zylindrischen Elements 10 normal
zur Achse des feststehenden zylindrischen Elements 9 ausgerichtet
ist, und welcher auch die verschwenkende Biegung des beweglichen zylindrischen
Elements 10 erlaubt, bis die Achse des eingeschobenen beweglichen
zylindrischen Elements 10 mit der Achse des feststehenden
zylindrischen Elements 9 gefluchtet ist.
-
Des
Weiteren ist lösbar
zwischen dem feststehenden zylindrischen Element 9 und
dem beweglichen zylindrischen Element 10 ein temporäres Fixiermittel 15 zum
temporären
Fixieren des beweglichen zylindrischen Elements 10 am feststehenden zylindrischen
Element 9 unter der oben erwähnten Bedingung angeordnet,
wo die Achse des beweglichen zylindrischen Elements 10 mit
der Achse des feststehenden zylindrischen Elements 9 gefluchtet ist.
-
Mit
besonderer Bezugnahme auf dieses temporäre Fixiermittel 15 befindet
sich an jeder der Umfangspositionen auf dem feststehenden zylindrischen Element 9 ein
Schraubelement (Schraubbolzen) 15C, welcher von der äußeren radialen
Richtung gegen die erste Gleitkontaktfläche 10a des beweglichen
zylindrischen Elements 10 angedrückt werden kann. Andererseits
sind an drei Positionen der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10, welche den vorderen
Enden der jeweiligen Schraubelemente 15C entsprechen, Eingriffslöcher 15D definiert,
um den vorderen Enden der jeweiligen Schraubelemente 15C einen
Eingriff zu ermöglichen.
-
Die
innere Umfangsfläche
des beweglichen zylindrischen Elements 10 umfasst einen
inneren Umfangsflächenabschnitt 10d,
welcher sich im Wesentlichen über
die halbe axiale Länge
dieses Elements erstreckt und sich von einem axialen Ende desselben
auf der Seite des ersten geteilten Verbindungselements B1 ausdehnt.
Dieser innere Umfangsflächenabschnitt 10d ist
als ein konisch zulaufender Flächenabschnitt
ausgebildet, der einen zunehmenden Durchmes ser in Richtung des geteilten Verbindungselements
B1 aufweist. Des Weiteren ist der maximale Innendurchmesser dieses
konisch zulaufenden Flächenabschnitts 10d größer ausgelegt als
der Durchmesser der Durchgangsbohrung 2. Der verbleibende
Abschnitt der inneren Umfangsfläche des
beweglichen zylindrischen Elements 10, d. i. ein innerer
Umfangsflächenabschnitt 10e auf
der dem ersten geteilten Verbindungselement B1 gegenüber liegenden
Seite, definiert einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt, um
die Verschraubung mit einer Keilschiebervorrichtung D als ein Beispiel
der äußeren Rohrvorrichtung
zu erlauben.
-
Der
oben erwähnte
maximale Innendurchmesser des konisch zulaufenden Flächenabschnitts 10d ist
so ausgelegt, dass das axiale Ende des beweglichen zylindrischen
Elements 10 auf der Seite des ersten geteilten Verbindungselements
B1 nicht den Querschnittsbereich des Fluiddurchflusskanals verringert,
welcher sich von der Durchgangsbohrung 2 zum beweglichen
zylindrischen Element 10 erstreckt, auch wenn das bewegliche
zylindrische Element 10 sich verschwenkend an seine Grenze
relativ zum feststehenden zylindrischen Element 9 entlang der
jeweiligen Kontaktflächen 9a, 10a verbogen
wird.
-
Dritte Ausführungsform
-
In
dem Fluidtransportrohrverbinder der zweiten Ausführungsform, wie in 10 gezeigt,
definiert jedes der Mehrzahl von Schraubelementen 15C,
welche das temporäre
Fixiermittel 15 ausmachen, eine ringförmige Vertiefung 20,
welche sich axial über
eine Länge
hinaus erstreckt, die dem Spalt zwischen der zweiten Gleitkontaktfläche 9a des
feststehenden zylindrischen Elements 9 und der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 entspricht. Diese
ringförmige
Vertiefung 20 stellt eine Sollbruchstelle dar, welche abbricht,
wenn sie einer deutlichen äußeren Kraft
ausgesetzt wird, welche eine relative Bewegung zwischen dem feststehenden zylindrischen
Element 9 und dem beweglichen zylindrischen Element 10 bewirkt,
um so den temporär
fixierten Zustand des beweglichen zylindrischen Elements 10 relativ
zum feststehenden zylindrischen Element 9 aufzuheben.
-
Der
Rest der Konstruktion dieser Ausführungsform ist zu jener der
zweiten Ausführungsform ident.
-
Eigentümlich für diese
dritte Ausführungsform
besteht die Sollbruchstelle 20 aus der ringförmigen Vertiefung,
welche im Schraubelement 15C definiert ist. Statt dessen
kann diese Sollbruchstelle 20 durch Verringern der Dicke
eines Abschnitts des Schraubelements 15C oder durch Ausbilden
eines Durchgangslochs oder eines Ausschnitts an einem Abschnitt
des Schraubelements 15C ausgebildet werden.
-
Kurz
gesagt, diese Sollbruchstelle 20 kann auf jede geeignete
Art und Weise aufgebaut sein, solange sie gebrochen werden kann,
wenn sie einer deutlichen äußeren Kraft
ausgesetzt ist, welche eine relative Bewegung zwischen dem feststehenden
zylindrischen Element 9 und dem beweglichen zylindrischen
Element 10 bewirkt, um so den temporär fixierten Zustand des beweglichen
zylindrischen Elements 10 relativ zum feststehenden zylindrischen
Element 9 aufzuheben.
-
Vierte Ausführungsform
-
11 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des temporären
Fixiermittels 15, welches im Fluidtransportrohrverbinder
der zweiten Ausführungsform
bereit gestellt wird. In dieser ist an jeder der drei Umfangspositionen
auf dem feststehenden zylindrischen Element 9 ein Schraubelement (Schraubbolzen) 15C eingeschraubt,
welcher von der äußeren radialen
Richtung gegen die erste Gleitkontaktfläche 10a des beweglichen
zylindrischen Elements 10 angedrückt werden kann. Zwischen dem
vorderen Ende jedes Schraubelements 15C und der ersten
Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 ist ein ringförmiges elastisches
Stopfelement 21 zwischengelegt, welches aus Kunststoffgummimaterial
hergestellt ist, wie ein Beispiel eines Schutzelements, das weicher
als die erste Gleitkontaktfläche 10a ist,
wobei das Stopfelement 21 auf der ersten Gleitkontaktfläche 10a aufgezogen ist.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
ist es auch möglich,
während
das Schraubelement 15C verlässlich das temporäre Fixieren
zwischen dem beweglichen zylindrischen Element 10 und dem
feststehenden zylindrischen Element 9 gestattet, das Auftreten von
Schaden an der ersten Gleitkontaktfläche 10a des beweglichen
zylindrischen Elements 10 zu begrenzen.
-
Darüber hinaus
umfasst das Schutzelement 21 das elastische Element wie
das oben beschriebene elastische Stopfelement. Auch wenn der Arbeiter vergisst,
den temporär
fixierten Zustand durch Lösen der
Schraubelemente 15C aufzuheben, verursacht daher, wenn
eine deutliche äußere Kraft
auf den zylindrischen Verbindungsabschnitt 3 auf Grund
eines Erdbebens oder unterschiedlicher Setzung im Untergrund einwirkt,
diese äußere Kraft
das dreidimensionale Biegen des beweglichen zylindrischen Elements 10 und
des feststehenden zylindrischen Elements 9 zueinander über die
erste Gleitkontaktfläche 10a und die
zweite Gleitkontaktfläche 9b,
die in den jeweiligen Kontaktflächen
definiert sind.
-
Aus
dem obigen Grund kann die Konstruktion dieser Ausführungsform
die Notwendigkeit des Lösevorgangs
des temporär
fixierten Zustands der temporär
fixierten Schraubelemente 15C aufheben. Dementsprechend
kann die Arbeit zur Verbindung der äußeren Rohrvorrichtung auf wirtschaftlichere Weise
durchgeführt
werden.
-
Der
Rest der Konstruktion dieser Ausführungsform ist mit der Konstruktion
der zweiten Ausführungsform
ident.
-
Insbesondere
kann das Schutzelement 21 aus jedem anderen Material wie
Kunstharz, Kupfer oder Ähnlichem
hergestellt sein, wobei das Material nur weicher als das Material
sein muss, das die erste Gleitkontaktfläche 10a bildet.
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Fünfte Ausführungsform
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12 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
des temporären
Fixiermittels 15, welches in dem Fluidtransportrohrverbinder
der zweiten Ausführungsform
bereit gestellt wird. In dieser ist an jeder der drei Umfangspositionen
auf dem feststehenden zylindrischen Element 9 ein Schraubelement (Schraubbolzen) 15C eingeschraubt,
welcher von der äußeren radialen
Richtung gegen die erste Gleitkontaktfläche 10a des beweglichen
zylindrischen Elements 10 angedrückt werden kann. Des Weiteren ist
am vorderen Ende jedes Schraubelements 15C durch ein geeignetes
Fixiermittel wie Einbrennen ein Schutzele ment 21 aus z.
B. Kunststoffgummimaterial weicher als die erste Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 befestigt.
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Wenn
das obige Schutzelement 21 ein elastisches Element wie
das Kunststoffgummimaterial umfasst, dann kann die Konstruktion
dieser Ausführungsform
im Wesentlichen dieselbe Wirkung erzielen, wie sie durch die oben
beschriebene Konstruktion der vierten Ausführungsform erzielt wird.
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Der
Rest der Konstruktion dieser Ausführungsform ist mit der Konstruktion
der zweiten Ausführungsform
ident.
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Sechste Ausführungsform
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13 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
des temporären
Fixiermittels 15, welches in dem Fluidtransportrohrverbinder
der zweiten Ausführungsform
bereit gestellt wird. In dieser ist an jeder der drei Umfangspositionen
auf dem feststehenden zylindrischen Element 9 ein Schraubelement (Schraubbolzen) 15C eingeschraubt,
welcher von der äußeren radialen
Richtung gegen die erste Gleitkontaktfläche 10a des beweglichen
zylindrischen Elements 10 angedrückt werden kann. Des Weiteren ist
zwischen dem vorderen Ende jedes Schraubelements 15C und
der ersten Gleitkontaktfläche 10a des beweglichen
zylindrischen Elements 10 ein Abschnitt 11a des
elastischen Dichtelements 11 zum fluiddichten Abdichten
zwischen der zweiten Gleitkontaktfläche 9a des feststehenden
zylindrischen Elements 9 und der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 erstreckt, so dass dieser
erstreckte Abschnitt 11a des elastischen Dichtelements 11 auch
als das Schutzelement 21 wirkt, welches weicher als die
erste Gleitkontaktfläche 10a ist
und welches zwischen dem vorderen Ende jedes Schraubelements 15C und
der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 zwischengelegt ist.
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Wenn
das obige Schutzelement 21 ein elastisches Element wie
das Kunststoffgummimaterial umfasst, dann kann die Konstruktion
dieser Ausführungsform
im Wesentlichen dieselbe Wirkung erzielen, wie sie durch die oben
beschriebene Konstruktion der vierten Ausführungsform erzielt wird.
-
Der
Rest der Konstruktion dieser Ausführungsform ist mit der Konstruktion
der zweiten Ausführungsform
ident.
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Siebente Ausführungsform
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14 zeigt
noch eine weitere alternative Ausführungsform des temporären Fixiermittels 15, welches
in dem Fluidtransportrohrverbinder der zweiten Ausführungsform
bereit gestellt wird. In dieser Konstruktion ist ein elastisches
Element 21, das aus einem Kunststoffgummimaterial hergestellt
ist, in das Eingriffsloch 15D eingeschoben, welches in
der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 definiert sind, um
das Einschieben des Schraubenelements (Schraubbolzen) 15C zu
ermöglichen.
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Im
Falle der Konstruktion dieser siebenten Ausführungsform wird im Zuge der
temporären
Fixierhandlung das elastische Element 21 in Verbindung
mit dem Anziehen des Schraubelements 15C zusammengedrückt, so
dass Lösen
des Schraubelements 15C durch Ausnützen der elastischen Federkraft
des zusammengedrückten
elastischen Elements 21 eingeschränkt wird.
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Der
Rest der Konstruktion dieser Ausführungsform ist mit der Konstruktion
der zweiten Ausführungsform
ident.
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Insbesondere
kann das Schraubelement 15C dieser siebenten Ausführungsform
die Sollbruchstelle 20 derselben Form umfassen, wie in
der dritten Ausführungsform
offenbart.
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Achte Ausführungsform
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In
einem Fluidtransportrohrverbinder, gezeigt in 15,
umfasst ein Verbindungskörper
A, der aus Gusseisen hergestellt ist, um mit einem Fluidtransportrohr
P, das aus Gusseisen hergestellt ist, wie ein Wasserrohr, ein zylindrisches
Element, das in der Lage ist, koaxial gegenüber liegende Enden von zwei
Fluidtransportrohren P miteinander zu verbinden. Von einer Zwischenposition
der äußeren Umfangsfläche dieses
Verbindungskörpers
A relativ zur Achse X wird ein zylindrischer Verbindungsabschnitt 3 ausgebildet,
welcher nach außen
in die Richtung normal zur Achse X vorragt.
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Dieser
zylindrische Verbindungsabschnitt 3 umfasst ein feststehendes
zylindrisches Element 9, welches einstückig mit dem Verbindungskörper A ausgebildet
ist, und ein bewegliches zylindrisches Element 10, welches
aus Gusseisen ausgebildet ist und mit dem feststehenden zylindrischen
Element 9 dreidimensional biegsam relativ dazu verbunden werden
kann. Des Weiteren wird zwischen die gegenüber liegenden Kontaktflächen des
feststehenden zylindrischen Elements 9 und des beweglichen zylindrischen
Elements 10 ein ringförmiges
Dichtelement 11, welches aus einem Kunststoffgummimaterial
(z. B. Styren-Butadien-Gummi) hergestellt ist, zum fluiddichten
Abdichten ebendort zwischengelegt.
-
Insbesondere
wird ein Endabschnitt 10A des beweglichen zylindrischen
Elements 10 relativ zur Achse Y als ein partiell kugeliger
aufgewölbter
Abschnitt ausgebildet, welcher sich radial nach außen erstreckt,
so dass eine äußere Umfangsfläche dieses kugeligen
Abschnitts 10A eine partiell kugelige erste Gleitkontaktfläche 10a bereit
stellt, um in gleitenden Kontakt mit einer partiell kugeligen zweiten
Gleitkontaktfläche 9a zu
kommen, welche auf der inneren Umfangsfläche des feststehenden zylindrischen
Elements 9 ausgebildet ist. Der Innendurchmesser des feststehenden
zylindrischen Elements 9 ist so ausgelegt, um das axiale
Einschieben und Zurückziehen des
kugeligen Abschnitts 10A des beweglichen zylindrischen
Elements 10 zu gestatten, welches koaxial mit der Achse
Y des feststehenden zylindrischen Elements 9 ausgerichtet
ist.
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Des
Weiteren sind in der inneren Umfangsfläche des feststehenden zylindrischen
Elements 9 und an einem Abschnitt desselben, benachbart
der Öffnung
und sich zusammen von der zweiten Gleitkontaktfläche 9a erstreckend,
um in gleitenden Kontakt mit der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 zu kommen, eine ringförmige Dichtungsnut 9b zum
Einlassen und Zurückhalten
eines elastischen Dichtelements 11 und eine ringförmige Nut 9c zum
Einlassen und Zurückhalten
eines C-förmigen
Anschlagelements 13 ausgebildet. Darüber hinaus ist zwischen dem
elastischen Dichtelement 11 und dem Anschlagelement 13 ein
Gleitkontaktführungselement 12 dazwischen
gelegt, welches aus Gusseisen ausgebildet ist und eine partiell
kugelige dritte Gleitkontaktfläche 12a definiert,
um in gleitenden Kontakt mit der ersten Gleitkontaktfläche 10a des
beweglichen zylindrischen Elements 10 zu kommen.
-
Das
Gleitkontaktführungselement 12 und das
Anschlagelement 13 zusammen bilden das Anschlagmittel 14,
welches durch Kontakt das unabsichtliche Zurückziehen des beweglichen zylindrischen
Elements 10 aus dem feststehenden zylindrischen Element 9 verhindern
soll, während
dessen es die verschwenkende Biegung des beweglichen zylindrischen
Elements 10 relativ zum feststehenden zylindrischen Element 9 entlang
der Gleitkontaktflächen 9a, 10a, 12a erlaubt.
-
Am
anderen Ende des beweglichen zylindrischen Elements 10 in
der Richtung der Achse Y liegt ein einstückig ausgebildeter Verbindungsflansch 10B vor,
welcher eine Vielzahl von koaxial angeordneten verbindenden Durchgangslöchern 10b für den Einsatz
in Verbindung mit einer äußeren Rohrvorrichtung
wie einem Abzweigrohr oder einem Keilventil umfasst.
-
Des
Weiteren, obwohl nicht gezeigt außer in der ersten Ausführungsform
(siehe 1 bis 6), ist zwischen dem feststehenden
zylindrischen Element 9 und dem beweglichen zylindrischen
Element 10 lösbar
ein temporäres
Fixiermittel 15 zum temporären Fixieren des beweglichen
zylindrischen Elements 10 am feststehenden zylindrischen
Element 9 angeordnet, wobei die Achsen dieser zylindrischen Elemente 9, 10 miteinander
gefluchtet oder im Wesentlichen gefluchtet sind.
-
Neunte Ausführungsform
-
16 zeigt
einen Fluidtransportrohrverbinder, in welchem ein Verbindungskörper A,
welcher aus Gusseisen hergestellt ist, um mit einem Fluidtransportrohr
P wie einem Wasserrohr, hergestellt aus Gusseisen, verbunden zu
werden, fest mittels eines Metallgurts B4 verbunden ist, welcher
um und entlang der Rohrumfangwand 1 des Fluidtransportrohrs
P angebracht ist. In dieser Ausführungsform
ist der Verbindungskörper
vom geteilten Typ der vorangehenden Ausführungsformen durch ein einfaches Gurtelement
ersetzt. Der Rest der Konstruktion ist mit jener der Ausführungsform
2 ident.
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Andere Ausführungsformen
-
- (1) Die Anzahl des zylindrischen Verbindungsabschnitts 3,
welcher als ein Fortsatz aus dem Verbindungskörper A ausgebildet ist, ist
nicht mit eins beschränkt,
sondern eine Vielzahl desselben kann bereit gestellt werden. Des
Weiteren kann dieser zylindrische Verbindungsabschnitt 3 als
ein Fortsatz ausgebildet sein, welcher sich mit einer Neigung relativ
zur Achse X des Verbindungskörpers
A erstreckt, so dass dieser Abschnitt 3 sich in eine Richtung
quer zur Achse X erstreckt.
Des Weiteren ist der Verbindungskörper A in
der ersten bis zur siebenten Ausführungsform aus drei oder zwei
geteilten Verbindungselementen aufgebaut. Statt dessen kann dieser
Verbindungskörper
aus mehr als vier geteilten Verbindungselementen aufgebaut sein.
- (2) In der ersten Ausführungsform
können
an einem Zwischenabschnitt des temporären Fixierschraubbolzens 15A,
welcher das temporäre
Fixiermittel 15 darstellt, eine ringförmige Vertiefung (identisch
in Gestalt mit der ringförmigen
Vertiefung 20, offenbart in der dritten Ausführungsform) oder
ein dünner
Abschnitt ausgebildet sein, so dass diese ringförmige Vertiefung oder der dünne Abschnitt
die Sollbruchstelle bereit stellen, die abbrechbar ist, wenn sie
einer deutlichen äußeren Kraft
ausgesetzt ist, die relative Bewegung zwischen dem feststehenden
zylindrischen Element 9 und dem beweglichen zylindrischen
Element 10 eintreten lässt,
um so den temporär
fixierten Zustand des beweglichen zylindrischen Elements 10 relativ
zum feststehenden zylindrischen Element 9 aufzuheben.
- (3) In den jeweiligen vorangehenden Ausführungsformen wird die dreidimensionale
biegsame Anordnung zwischen dem feststehenden zylindrischen Element 9 und
dem beweglichen zylindrischen Element 10 durch die Verschwenkbewegung
zwischen diesen entlang der partiell kugeligen Gleitkontaktflächen bereit
gestellt, die in den gegenüber
liegenden Kontaktflächen
in diesen Elementen 9, 10 definiert sind. Statt
dessen kann jede beliebige andere Verbindungsanordnung eingesetzt
werden, solange sie eine solche dreidimensionale Biegung zwischen
dem feststehenden zylindrischen Element 9 und dem beweglichen
zylindrischen Element 10 zulässt.
- (4) In den jeweiligen vorangehenden Ausführungsformen werden das feststehende
zylindrische Element 9 und das bewegliche zylindrische Element 10 als
dreidimensional verbiegbar oder verschwenkbar, aber nicht als axial
gleitfähig
relativ zueinander dargestellt. Statt dessen können das feststehende zylindrische
Element 9 und das bewegliche zylindrische Element 10 so
miteinander verbunden sein, dass diese Elemente nicht nur dreidimensional
verschwenkbar, sondern auch axial relativ zueinander gleitfähig innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs sind.
- (5) In den jeweiligen vorangehenden Ausführungsformen wird die Verbindung
zwischen dem feststehenden zylindrischen Element 9 und
dem beweglichen zylindrischen Element 10 durch Einschieben
des Letzteren in das Frühere
ausgeführt.
Eine alternative Ausführungsform
ist auch denkbar, in welcher das bewegliche zylindrische Element 10 außen an dem
feststehenden zylindrischen Element 9 befestigt ist.
- (6) In den jeweiligen vorangehenden Ausführungsformen wird die temporäre Fixierung
durch das temporäre
Fixiermittel 15 an drei Positionen bewirkt. Die Anzahl
dieser temporär
fixierten Positionen ist nicht auf diese Zahl begrenzt, sondern kann
wie gewünscht
variieren.
-
Des
Weiteren ist das temporäre
Fixieren anstelle des Einsatzes des Schraubelements 15C auch durch
Einsatz einer drehbaren Nocke oder eines Keils möglich.
-
Die
Erfindung kann in anderen besonderen Formen eingebracht werden.
Die vorliegenden Ausführungsformen
müssen
daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend betrachtet
werden.