DE7141101U - Rohrverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung mit einem Verbindungskörper, mit einer lose Über ein Endteil des zu verbindenden Rohres zu streifenden Muffe and mit einem über das Rohr lose gestreiften Festklemmglied, das eine Pestklemmvorrichtung am Verbindungskörper vermittels Schrauben oder Bolzen aufweist.

Bislang sind Gewindeverbindungen, Schweissverbindungen und dergleichen als Verbindungen für Stahlrohrleitungen oder ähnliche Rohrleitungen verwendet worden. Jedoch sind die Verbindungen dieser Art mit Nachteilen verbunden. Diese bekannten Verbindungen weisen eine geringe Verbindungsfestigkeit in den Gewindereilen auf, wobei letztere hoch in den Kosten, gering in der Betriebssicherheit und Leistungsfähigkeit sind. Darüberhinaus neigt schwer zu entfernender Kesselstein sich an den inneren Oberflächen der in Betrieb genommenen Teile abzusetzen.

Es ist schon vorgeschlagen waden, eine sich eindrückende Verbindung zu verwenden, um die vorerwähnten Nachteile z\\ vermeiden. Eine solche sich eindrückende Verbindung ist so ausgebildet, daß eine Muffe an ihrer inneren Oberfläche mit einem oberflächengehärteten Vorsprung ausgebildet ist, und lose über ein Rohr gestreift wird, um so mit einem anderen Rohr verbunden zu werden. Ferner ist eine überwurfmutter vorgesehen, die an die äussere Oberfläche der Muffe

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geklemmt wird, so daß der Vorsprung in die äussere Fläche eines der RoYire oindrücken kann« um die Festigkeit der Verbindung zu erhöhen. Die Verbindung dieser Art erfordert ein grosses Drehmoment, wenn die überwurfmutter an der Muffe festgespannt werden soll, um so den Vorsprung in das Rohr eindrücken zu lassen. Weiter ist es erforderlich, das Rohr für die Bearbeitung auf einem festen Arbeitstisch zu befestigen. Die Verbindung dieser Art kann nicht bei Rohren mit einem grösseren Durchmesser als bei den üblichen verwendet v/erden, da es die menschliche Kraft übersteigt, ein grosses Drehmoment auf solche Rohre auszuüben. Wenn eine Verbindung dieser Art bei einem Rohr kleiner Dicke verwendet wird, ist es erforderlich, daß das Rohr,auf welchem die Muffe angeordnet ist, sich radial nach innen verformt, wenn der Vorsprung der Muffe am Rohr eingreift. Aufgrund dieser Tatsache wird im Falle von verhältnismässig dünnen Pohren der Vorsprung in die Fläche des Rohres nur leicht eindrücken können, so daß die Ausführung eine vollkommene Verbindung von Rohren geringer Dicke sehr oft verhindert.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung, die speziell in Stahlrohrleitungen, rostfreien Stahlrohrleitungen und ähnlichen Rohrleitungen verwendet werden kann, die dazu geeignet sind, Flüssigkeit unter hohem Druck zu leiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung neueren Typs zu schaffen, die die Nachteile einer eindrückenden Verbindung älterer Art vermeidet.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäss darin, daß die Muffe an einem Endteil ihrer inneren Oberfläche einen ringförmigen Vorsprung aufweist, der in der Lage einer Ringnut entspricht, die an der äusseren Oberfläche des Rohres durch Walzen oder Rollen eingebracht ist, daß die Muffe am gleichen Endteil eine konische Aussenfläche aufweist,t/nd daß eine axiale Klemmkraft auf das Festklemmglied ausübfoar is*: wodurch die Muffe durch die konische Aussenflache, die der

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koninchen Innenfläche des Kiemmteiie» oder des Verbindungskörpers entspricht, zusammendrückbar ist, wobei der ringforinige Vorsprung in engen Eingriff mit der Ringnut einbringbar ist.

Zweckmäßig ist die Muffe mit einer konischen Oberfläche an der Aussenflache des Endteiles ausgebildet, das dem Endteil gegenüberliegt, an dem der ringförmige Vorsprung angeordnet ist, daß eine Dichtung an dem Endteil des Rohres angebracht ist, das über diese konische Oberfläche des Endteiles der Muffe hinausragt, daß der Verbindungskörper über die Muffe streifbar ist, so daß die konische Innenfläche des Verbindungskörpers in Verbindung mit der konischen Oberfläche des Endteiies der Muffe bringbar ist, daß der Verbindungskörper unter einem Kraftaufwand auf lie Muffe schiebbar ist, der gross genug ist, d:" die Muffe in engen Eingriff mit der äusseren Oberfläche des Rohres bringbar ist, und daß zur gleichen Zeit die Dichtung in den Zwischenraum zwischen dem Verbindungskörper und dem Rohr treib- und bewegbar ist, so daß die Dichtung in engen Eingriff mit der Aussenfläche des Rohres und der Konusinnenflache des Verbindungskörpers bringbar ist.

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Gemäss der Erfindung ist also eine Bohrverbindung vorgesehen, die einen Verbindungskörper, eine Muffe und eine Überwurfmutter umfasst. Der Verbindungskörper ist mit einer inneren konischen ^ISche und mit einer mit Gewinde versehenen aussei an Fläche ausgebildet, die Muffe weist einen ringförmigen Vorsprung in einem Teil der inneren Oberfläche auf, der der Lage der Ringnut entspricht, die auf der Kusseren Fläche eines Rohres eingewälzt ist, u.ti irit einem anderen Ro.ir verbunden zu werden. Die überwurfmutter ist mit einer konischen Innenfläche und mit einem Innengewinde ausgebildet, w~bei die innere konische Fläc .e der überwurfmutter einen Konuswinkel aufweist, der grosser ist als der des Verbindungskörpers. Zuerst wird die Überwurfmutter über einen Endteil des Rohres gebracht, das mit einem anderen Rohr verbunden werden soll, dann wird die Muffe zwischen einem Endteil des Rohres und die Überwurfmutter eingefügt und so lose über das Rohr gebracht. Dann wird eine KlemirJcrsft auf die überwurfmutter ausgeübt, so daß der ringförmige Vorsprung gegenüber der Ringnut festgelegt v/erden kann, und der Verbindungbkörper mittels Gewinde mit der Überwurfmutter an don entsprechenden Gewindeteilen mit einer Kraft verbunden, die gross genug ist, um die Muffe r-asammenzudrücken und zu deformieren, wobei der ringartige Vorsprung mit der Ringnut eng angepasst werden kann.

Bei der Kontage oder Demontage der Rohrverbindung nach der Erfindung kann eine Abnutzung des Rohres verursacht oder der O-fÖrmige Ring beschädigt werden, wenn das Rohr rotiert, wäh-end die überwurfmutter gedreht wird. Um diesen Nachteil auszuschliessen, ist der Konuswinkel der inneren konischen Fläche der überwurfmutter grosser als der Konuswinkel der Inneren konischen Fläche des Gelenkkörpers.

Die Stärke der Teile der Rohrverbindung wird nun näher erörtert. Wenn ein Rohr allgemein durch einen inneren an diesen angreifenden Druck reisst, entsprechen die axial v»df das Rohr wirkend^n Belastungen nach einer überschlags-

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Dipl.-Ιης- Heini Liiiei. Pctenlanwcll D — 8 München 81. Cosimssttofie Sl - Tele[on: (0311) ^S3320

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rechnung der Hälfte der Belastungen, die radial aussen darauf wirken, um das Rohr in dieser Richtung auszudehnen.

Bei der Rohrverbindung nach der Erfindung ist eine überwurfmutter über einen Verbindungsteil montiert, um eine Ausdehnung des Rohres und der Muffe radial nach ausser auszuschiiessen. Deshalb müssen nur die axial gerichteten Belastungen berücksichtigt werden.

Vorausgesetzt, daß die Muffe und das Rohr aus dem gleichen Material hergestellt sind, und daß der ringförmige Vorsprung halbkreisförmig im Querschnitt ist, muss der diametrale Umfang des Halbkreises die axiale Schubkraft taagen. Um den Vorsprung eine Festigkeit zu verleihen, die gleich ist der Zugfestigkeit des Rohres, ist nur der Durchmesser des VorSprunges gleich der halben Wanddicke des Rohres zu machen. (Wenn dia Zugfestigkeit gleich der Scherkraft ist). Die Senke der Ringnut hat eine V7anddicke von 3/4 der Wanddicke des Rohres infolge des Einbringens des Vorsprunges. Es ist so möglich, die Verbindung so auszulegen, daß der verbindende Teil eine Festigkeit hat, die grosser ist als die Bruchfestigkeit des Rohres.

Insbesondere im Falle einer geringen Rohrdicke wird das Material durch den Walzdruck radial nach dem Rohrinneren verschoben, wenn die Ringnut durch Walzen an dem Rohr ausgebildet ist, so daß sich eine kleine Verminderung der Wanddicke ergibt. Wenn die Ringnut auf ein Stahlrohr geringer Dicke mit 12 mm Durchmesser und 1 mm Wanddicke bei Verwendung einer Walze von 1,2 mm gewalzt worden ist, beträgt die Senke der Nut 0,9 mm, was eine sehr kleine Verminderung der Dicke bedeutet. Es ist so ersichtlich, daß die Massnahme einer Ringnut gemäss der Erfindung eine geringere Verminderung der Stärke des Rohres verursacht, als die Anordnung eines Gewindeteiles darauf. Vorzugsweise weist die Ringnut eine halbkreisförmige Form auf, und -'ist selten V-förmig im Querschnitt ausgebildet, da eine Konzentration der Belastungen in der erstgenannten weniger ?uftritt als in der letzteren.

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Nach der Erfindung hat die Nut eine Abmessung, die grosser ist als der theoretisch vorausberechnete Wert, wodurch sichergestellt ist, daß die Verbindung die Rohre sicherer aneinander kujpelt.

Die Rohrverbindung nach der Erfindung */ird reissen, wenn sie einem Druck von 1.800 atm unterworfen wird, wobei der ringförmige Vorsprung abgeschert wird.

Stahlrohre allgemeiner Verwendung haben Toleranzen im Auss^ndurchmesser und es ist auch eine ellyptische Form zugelassen. Deshalb ist der Gebrauch eines O-förmigen Ringes bei diesen als Dichtung nicht praktisch, da der 0-förmige Ring, wem. das Rohr hohem Druck ausgesetzt wird, verschoben und in einen Raum zwischen dem Rohr und der Muffe gedrückt wird. Nach der Erfindung kann aber keine Verschiebuna des O-förmigen Ringes vorkommen, da kein Spielraum zwischen dem druckaufnehmenden Teil des O-förmigen Ringes und dem Rohr vorhanden ist. Darüberhinaus kann der 0-förmige Ring nach der Erfindung eine vollkommene Dichtung darstellen, auch wenn die Oberfläche des Rohres verhältnismässig rauh ist.

Im allgemeinen neigt die nach innen greifende Verbindung dazu, leck zu werden, wenn sie wiederholt auf ein Rohr uontiert und von diesem wieder demontiert wird. Auf diese Art und Weise wird der in der Muffe ausgebildete Vorsprung infolge seiner Elastizität lose, wenn die Verbindung mit dem Rohr gelöst wird, nachdem in dieses ein Eindrücken verursacht worden ist. In diesem Zustand ist die Muffe nicht in inniger Verbindung mit dem Rohr und sie wird in sofch einem Masse gelöst, daß äie sich lose dreht, obwohl sie nicht von ihrem Platz entfernt worden ist. Aufgrund dieser Tatsac-ie kann die Muffe ausser Verbindung mit dem Rohr gebracht sein, wenn sie darin wieder festgespannt ist. Darüberhinaus können beim Befestigen der Muffe am Rohr Schwierigkeiten infolge von Ablagerungen und andrer Fremdkörper entstehen, die zwischen das Rohr und die Muffe eindringen,

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oder die konischen Dichtungsflächen können beschädigt sein. Die Rohrverbindung nach der Erfindung ist frei von. solchen Nachteilen.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, die einen Schnitt ähnlich der Figur 1, wobei jedoch die Rohrverbindung gezeigt wird, bevor deren Muffe einen Schnitt der Rohrverbindung zeigt.

In der Zeichnung bezeichnen 1 ein Stahlrohr, 2 eine Rinanut mit halbkreisförmiaem Querschnitt, die zuvor an der äusseren Oberfläche des Rohres gerollt oder gewalzt ist, und 3 eine Muffe, die an der inneren Fläche und in der Nähe ihres einen Endes mit einem ringartigen Vorsprung 4 ausgebildet ist, der in einer Lage angeordnet ist, die der Ringnut 2 entspricht, und an ihrer äusseren Fläche eine konische Oberfläche 5 aufweist. 6 ist ein Verbindungskörper mit einer konisch aeformten Fläche 7, und ist eine Überwurfmutter mit einer konischen Innenfläche, wobei der Verbindungskörper 6 an seiner äusseren Oberfläche mit einem Aussgewindeteil 11 und die überwurfmutter 8 an ihrer inneren Oberfläche mit einem Innengewindteil 10 ausgebildet ist, so daß der Verbindungskörper 6 und die Überwurfmutter 8 durch Anschrauben miteinander verbunden werden können.

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Verschiedene Teile d3r inneren Oberfläche der Muffe 3 sind so dimensioniert, daß s-'.e etwas grosser sind als der äussere Durchmesser des Rohres 1. Wenn der Verbindungskörper 6 durch Anschrauben mit .1er überwurfmutter an den Gewindet eilen 11 unc 10 verbunden ist, erstreckt sich der Endteil d*s Rohres 1, der in dem Verbindmyskörper aufgenommen wird, etwas über das andare Endteil der Muffe 3 hinaus. Gemäss einer anctren Gestaltung der Erfindung kann ein O-förmiger Ring 12 an c'.em Teil des Rohres 1 befestigt sein, der sich über die Muffe hinaus erstreckt.

Di^ Rohrverbindung nach der Erfindung wird folgendermassen angewendet:

Die Ringnut 2 ist zuvor gerollt oJer gewalzt auf dem Rohr angebracht, und die überwurfmutter 8 ist an einem Endteil des Rohres 1 montiert, das mit einem anderen Rohr verbunden werden soll. Dann wird di2 Muffe 3 zwischen die überwurfmutter 8 und das Rohr 1 eingesetzt, und eine Anpassungükraft wird mittels einer Zange auf die äussere Fläche eines Teiles der Muffe 3 ausgeübt, an dem ein ringförmiger Vorsprung 4 gebildet ist, um die Muffe 3 dem Rohr anzupassen und den ringförmigen Vorsprung 4 auf die Ringnut 2 in die richtige Lage zu bringen. Bei diesem Schritt kann die auf die Muffe 3 ausgeübte Anpassungskraft gross sein, um den ringförmigen Vorsprung 4 in die richtige Lage auf die Ringnut 2 bringen zu können, und ein Voneinanderer>tfernen des ersteren von der letzteren auszuschliessen. Dann wird der Verbindung !.örper 6 durch Anschrauben an der überwurfmutter 8 mit den entsprechenden Gewindeteilen 11 und 10 verbunden. Die Kraft, mittels derer der Verbindungskörper 6 durch Anschrauben an der überwurfmutter 8 verbunden wird, ist so dimensioniert, daß die entgegengesetzten Endteile der Muffe 3 zusaTimengedrückt und deformiert werden durch die konischen Flächen der überwurfmutter 8 und des Verbindungskörpers 6, die sie mit dem Ergebnis zusammenkuppeln, daß der ringförmige Vorsprung]

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4 dicht an die Ringnut 2 angepasst ist.

Eine innere FlMche des entgegengesetzten Endteiles der Muffe wird in innicren Kontakt mit einer äußeren WandflHche des Rohres 1 gebracht, um so eine metallische Dichtung zu schaffen. Indem dem ringförmigen Vorsprung 4 eine etwas grössere Abmessung als der Ringnut 2 gegeben wird, ist es möglich, eine metallische Dichtung auch in diesem Teil der Rohrwand vorzusehen. Bei der dargestellten Anordnung ist der ringartige Vorsprung 4 so ausgebildet, daß er als Verschluss dient, und ein O-förmiger Ring 12 ist an dem Rohr 1 so befestigt, daß eine vollkommene Dichtung vorlieot. Der O-förmige Ring ist hinter dem anderen Endteil der Muffe 3 angeordnet und abgeschlossen zwischen der inneren konischen Oberfläche 7 des Vorbi.ndungskörpers 6 und der äußeren Wandfläche des Rohres 1, um dort eine Dichtung zu schaffen.

Die Rohrverbindung hat eine Festigkeit, die qrösser ist als die Festigkeit des Rohres. Sie gewährleistet eine grosse Widerstandsfähigkeit gegen ein Lecken der Flüssigkeit durch die Rohrleitungen. Baulich ist die Rohrverbindung keine eindrückende Verbindung, so daß ein sehr geringes Drehmoment erforderlich ist, um sie am Rohr zu befestigen. Das für ein Rohr mit 12 mm Durchmesser erforderliche Drehmoment beträgt 4m/kg.

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Die Erfindung kann der Praxis ohne weiteres zugeführt werden, da die Rohre nicht auf einem Arbeitstisch bearbeitet werden müssen, denn die Rohre werden an der Steile bearbeitet, an der sie installiert werden. Die Walzverformung der Ringnut auf den Rohren kann mit. einer geringen Handkraft ausgeführt werden. In Verbindung mit dem erforderlichen niedrigen Klemmdrehmoment gestattet dieser Vorteil die Verwendung einer Rohrverbindung nach der Erfindung mittels Handkraft bei Rohren mit grösserem Durchmesser als das bei üblichen eindrückenden Rohrverbindungen durchführbar ist. Insbesondere die Tatsache, daß die Rohrverbindung nach der Erfindung in Rohrleitungen mit geringer Wanddicke verwendet werden kann, bei denen keine üblichen eindrückenden Verbindungen verwendet werden können, ergibt sich der Vorteil einer grossen Herabsetzung der Herstellungskosten.

Während die Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine überwurfmutter dazu verwendet wird, eine Muffe an einem Rohr zu befestigen, so versteht sich, daß die Erfindung nicht auf eine spezifische Form des beschriebenen Ausführungsbeispieles beschränkt ist. Wenn die Verbindung nach der Erfindung für ein Rohr mit grossen Durchmesser verwendet wird, wird ein Flansch mit einer inneren konischen Fläche benutzt, um an der Verbindung mittels einer Anzahl von Bolzen befestigt zu werden. JU*f jLn dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel befindet sich der ringartige Vorsprung an der Seite der überwurfmutter, aber im Falle einer metallischen Dichtung ist es besser, wenn sich oar ringartige Vorsprung an der Seite des Verbindungskörpers befindet.

Claims (2)

ANSPRÜCHE

1. Rohrverbindung mit einem Verbindungskcrper, mit einer lose über ein Endteil des zu verbindenden Rohres zu streifenden Muff^, und mit einem über das Rohr lose gestreiften Festklemmglied, das eine Festklemmvorrichtung am Vejrbindungskörper vermittels Schrauben oder Bolzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (3) an einem Endteil ihrer inneren Oberfläche einen ringförmigen Vorsprung (4) aufweist, der in der Lage einer Ringnut (2) entspricht, die an der äußeren Oberfläche des Rohres (1) durch Walzen oder Rollen eingebracht ist,

daß die Muffe (3) am gleichen Endteil eine konische Aussenflache aufweist, und

daß eine axiale Klemmkraft auf das Festklemmglied (8) ausübbar ist, wodurch die 'luffe (3) durch die konische Aussenflache, die der konischen Innenfläche (9 bzw. 7) des Klemmteils (8) oder des Verbindungskörpers (6) entspricht, zusammendrückbar ist, wobei der ringförmige Vorsprung (4) im engen Eingriff mit der Ringnut (2) einbringbar ist.

2. Rohrverbindung nc.ch Anspruch 1,

dadurc h gekennzeichnet, daß die Muffe (3) mit einer konischen Oberfläche an der Außenfläche des Endteils ausgebildet ist, das dem Endteil gegenüberliegt, an dem der ringförmige Vorsprung (4) angeordnet ist,

daß eine Dichtung (12) an dem Endteil des Rohres (1) angebracht ist, das über diese konische Oberfläche des

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Endteiles der Muffe (3) hinausragt, daß der Verbindungskörper (6) über die Muffe (3) streifbar ist, so daß die konische Innenfläche (7) des "erbindungskörpers (6) in V'lrkverbindung mit c~r konischen Oberfläche (5' des Endteiles der Muffe (3) brinab : ist, daß der Verbin dungskörper (6) unter einem Kral taufv;and auf die Muffe (3) schiebbar ist, der groß qenuq ist, daß die Muffe (3) in engen Eingriff mit der äußeren Oberfläche des Rohres (1) brrnqbar ist, und daß zur gleichen Zeit die Dichtung (12) in den Zv/ischenraum zwischen dem Verbindungskörper (6) und dem Rohr (1) treib- und bewegbar ist, so daß die Dichtung (12) in engen Eingriff mit d^r At ^ sen fläche des. Rohres (1) und der Konusinnenfläche (7) des Verbindungskörpers (6) bringbar ist.