DE8323110U1 - Vorrichtung zur verbindung der enden zweier rohre aus metallischem werkstoff - Google Patents

Description

DIPL-ING. HORST-ROSE'' " * * * OIPL.-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE

Unsere Akten-Nr.: 2149/262 Bad Gandersheim,10. August 1983 Karl Heinz Vahlbrauk

Vorrichtung zur Verbindung der finden zweier Rohre auf matalllBch*ff Werkstoff

Die Erfindung besieht eich auf eine Vorrichtung zur Verbindung der finden sweier Rohre aue metallischem Werkstoff nach dem Oberbegriff dee Aneprueha 1. Öle Vorrichtung «oll bei Rohrleitungen Verwendung finden, die sum Transport der unterschiedlicheten Medien, insbesondere jedoch sum Transport von Wasser bestimmt sind, dabei Vorzugs* weise bei Beregnungerohrleitungen·

Bei einer bekannten Rohrverbindungevorrichtung der gattungsgemäßen Art (Dl-PS 10 43 730) ist der Abeehlußring« körper als Dichtungsmanschette ausgebildet, deren sum Muffengrund gerichteter Rand die stirnfläche des Rohreinsteckendes übergreift. Der Begrensungsringkorper ist

IS ebenfalls ale elastischer Dichtungsring ausgebildet« der den Muffenspalt nach außen abschließt* In der Praxis haben eich bei einer derartigen Rohrverbindung wesentliche Nachteile gezeigt: Die die Stirnflüche des Rohreinsteckendes übergreifende Dichtungsmanschette wird bei der unvermeidlichen dynamischen Beanspruchung der Rohrverbindung, insbesondere durch Wärmedehnungen ©äer Muffenkantungen, leicht abgestanet und verliert dadurch ihre wirkung. Zum anderen fehlt der bekannten Verbindungsvorrichtung eine Sicherung gegen axiale Relativbewegung der Rohrenden, was die Beständigkeit der Verbindung einschließlich der Dichtungswirkung ebenfalls erheblich beeinträchtigt. Beide Nachteile erhöhen auch die Korrosionsgefahr innerhalb der Rohrverbindung. Schließlich ist die bekannte Rohrverbindung bei höherer Druckbeaufschlagung nicht oder nur mit dem

Risiko der undichtigkeit verwendbar, da bei höherer

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Druukbeanspruchung und insbesondere bei beeöhKdigter innerer Dichtungsmanschette der Dichtungsring und der Begrenzungsring aus dem MuffenepaIt herausgedrückt werden können. Schließlich ist die Montage der bekannten Verbindungsvorrichtung aufwendig wegen der aufzubringenden und einzubringenden gesonderten Ringkörper und des Dichtungsringe mit der Gefahr nicht sicheren Sitzes nach der Montage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsvorrichtung der gattungsgemKßen Art zu schaffen, die auf einfache Weise aufgebaut ist und ait geringstnögliehem Montageaufwind als einfache Steckverbindung eingesetzt ««erden kann, was insbesondere bei Beregnungsrohrleitungen von Bedeutung ist« und vor alles eine hohe Bestündigkeit hinsichtlich der Diehtungswirkung und der Festigkeit und eine hohe Sicherheit gegen axiale Verschiebung aufweist« wobei diese Eigenschaften auch bei hoher Druekbeaufsehla» guag gewährleistet werden sollen·

Dies wird nach der Erfindung vor aftlen dadurch erreicht, daß der auf dem Rohreinsteckende befestigte Abschlußringkörper aus einem korrosionsfesten metallischen Merkstoff besteht und sein Außendurchmeaser und seine Kontur derart bemessen sind, daß er sieh im Muffengrund verkeilt, usui daß der auf dem Rohreinsteckende befestigte Begrenzungsringkörper auf seiner dem Dichtungsring zugewandten Fl&che zu einer die zugewandte Flüche des Dichtungsrings aufneh* menden Ringnut geformt ist und daß aus der Muffenwandung auf der zum Muffenrand gerichteten Seite des Begrenzungen ringkörper« zum Muffengrund gerichtete· und nach innen verformbare Verriegelungslappen vörgestanzt sind. Das Rohreinsteckende wird mit dem Abschlußringkörper und dem Begrenzungsringkörper vorgefertigt, so daß nach dem einfachen Einlegen des elastischen Dichtungsringe die Verbindungsvorrichtung durch einfaches Zusammenstecken der Rohrenden hergestellt werden kann, wonach die vorgestanzten Verriegelungslappen durch einfache Maßnahmen, z.B. durch einfachen

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Hammerschlag, βο nach innen getrieben werden, daß eie den Begranzungsringkörper hintergreifen und somit einen Austrieb des Rohreineteckendea aus der Muffe verhindern. Die Verriegelungslappen werden auf dem Umfang verteilt vorgesehen, zweckmäßig an drei gleicfeen unfangsstellen der Muff·« Der erfindungegemäß gestaltete Abschlußringkorper bringt den Vorteil alt eich, daß die Stirnfläche des Rohr· einsteckendes nicht auf den Muffengrund aufsetzen kann, sondern sieh der Abschlußringkarper mit der stets leicht konischen Innenwandung der Muffe selbstklebend verkeilen kann. Der Absehlußringkörper trägt somit das Rohreinsteekende flächig und gestattet die schadlose Aufnahme von Bewegungen, insbesondere von Wärmedehnbewegungen. Der Dichtungsring rollt beim Einschieben des Rohreinsteekendes in Richtung auf den Begrenzungsring und legt eich eicher in dessen Ringnut ein, so daß eine hohe und beständige Dichtungswirkung erreicht wird« die noch dadurch verstärkt werden kann ι daß der Begrenzungsringkörper eigene Dich« tangswirkung aufweisen kann, 2·B. wenn er aus elastomere« oder thermoplastischem Kunststoff, z.B. aus Polyamid oder thermoplastischem Kautschuk besteht* Der Begrenzungering» körper wie auch der Abeehlußringkörper werden zweckmäßig auf das Rohreine tackende in geeigneter Weise aufgeschrumpft, können aber in anderer« von den jeweiligen Werketoffpaarungen abhängigerweise auf dem Rofcreinsteckende befestigt werden, z.B. durch Kleben oder dergleichen· Durch die Verwendung der beiden Ringkörper ergibt sich der Vorteil, dad der zwischen ihnen rollende Dichtungsring den Einschub von Rohren auch größerer Durchmesser wesentlich er» leichtert, andererseits jedoch eine genaue definierte Verpressung des Dichtungsrings gewährleistet ist. Insbesondere bei Verwendung in heißen Klima ten, z.B. als Beregnungs- oder Berieselungsrohrleitungen, mit hoher mechanischer Abriebbelastung durch Sand und durch OT-Strah-

lenbelastung ergibt eich der Vorteil, daß der Dichtungsring zwischen den zweckaKßig auf Paßsitz geformten Ringkörpern gegen jeden Angriff von außen geschützt ist. Die dadurch gleichzeitig erreichte Verwendung eines O-Ringe

fO5 «ie Rollring ivt besondere vorteilhaft gegenti&er einer sieh beia Ausziehen scout verriegelnden Lippendichtung, vie sie bei des DiehtungsKwschetten lonit verwendet «drd· Durch die Sm Anspruch 2 gekennzeichnete Maßnahna * wird «in zusätzlicher kathodiaoher Korrosionsschutz er« r*i«*ht, der sieh i· fall dar MsBnslf nach dem Antpruoh 3 als besondere wirkMB «meist.

Wird sw besonders günstigen Binschubeöglichkeit und gleiehseitigvr hoher Diehtungcwlrlctuig alt BegrentungiringlUtcpar einer der voxerwiChnten Kunststoffe eingesetzt, se exweiet eich die Iteflnahwe aaeh dan Anspruch 4 bei hoher DrueKibeaofschlagttng der Verbindung als besonders vorteilhaft, dft der Baltering den BeeTeneungeringltoreer and diAit den DichtungsreuB exakt und sicher begrenzt und gleich· seitig ei· Verriegelungslappen in Verbindung Bit dem »altering die saeisäe

Rocrosionseehttt« kann atsch der Baiter5ng als opferg—tfl Anspruch 4 wirken·

Me is Anspruch 6 gekennzeichnete Maßnahae führt zu einer Verbesserung der Gleitfähigkeit bein einschieben des Rohreinsteekendes in die Muffe und fördert daait die Vorwendung der ftohr^erbindung such bei größen Rohrdurcnaöesern. Der Sauerstoff*bechluD des Dichtungeringe wird weseatlieh verbessert.

Inege*aat ergibt sich der Vorteil, daß eine mit den Verbindungsvorrichtungen nach der Erfindung ausgestattete Rohrleitung ohne lose Teile in reiner Steckverbindung verlegt werden kann, da ausschließlich der ale Dichtungsring eingesetzte Rollring als loser Teil angesehen werden kann, der ia übrigen außerordentlich schnell ausgewechselt

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werden kann. Ein Entriegeln der hergestellten Rohrverbindung ist durch einfache Haßnahmen zum Zurückbiegen der Verriegelungslappen möglich, z.B. mit Hilfe eines einfachen Hakenschlüssels oder durch Eintreiben eines Keils» Die Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung kann mit allen ihren Vorteilen besonders auch bei dünnwandigen Stahlrohren eingesetzt werden, wobei dann die sonst verwendeten teuren Schnellkupplungen entfallen können.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt eine zur Hälfte im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht einer Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungeform.

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Bei der in der Zeicbnung dargestellten AußftJhrungsforai

sind die beiden Enden der Rohre Λ und 2 aus metallischem Werkstoff miteinander zu verbinden. Das Ende des Rohres 2 ist zu einer Muffe 3 aufgeweitet, das Rohr 1 stellt ein Rohreinsteckende dar, das von der Muffe 3 des Rohrs 2 aufgenommen wird.

Auf dem äußeren Rand des Rohreinsteckendes 1 ist ein sich gegen den Muff engrund 3a abstützender Absehlußringkörper 4 befestigt. Dieser Abschliaßringkörper 4 besteht aus einem korrosionsfesten metallischen Werkstoff, und zwar zweckmäßig aus einem als Opferanode gegenüber dem Rohrwerkstoff wirkenden metallischen Werkstoff, im Fall von feuerverzinkten Stahlrohren als Rohre 1 und 2 aus einer wasser- und sauerstoffbeständigen Aluminium-Zinklegierung.

Wie die Zeichnung zeigt, sind der Außendurchmesser des Abschlußringkörpers 4 und seine Kontur derart bemessen, daß der sich im Muffengrund 3a verkeilt. Die Außenkontur des Abschlußringkörpers 4 ist somit ähnlich dem konischen Verlauf des Muffengrunds gestaltet, um eine selbsthemmende Verkeilung zu bewerkstelligen.

In einem axialen Abstand vom Abschlußringkörper 4 ist auf dem Umfang des Rohreinsteckendes 1 ein sich gegen die Innenwandung der Muffe 3 abstutzender Begrenzungeringkörper 5 befestigt. Zwischen Abschlußringkörper 4 und Begrenzungeringkörper 5 ist ein elastischer Dichtungsring 6, zweckmäßig ein Roll-0-Ring, angeordnet. Wie die Zeichnung ebenfalls zeigt, ist der .Begrenzungsringkörper 5 auf seiner dem Dichtungsring 6 zugewandten Fläche zu einer die zugewandte Fliehe des Dichtungsrings 6 aufnehmenden Ringnut 7 geformt. Die Zeichnung zeigt in der rechten geschnittenen Hälfte diese Konturenanpassung und Anlage von Dichtungering und Begrenzungsringkörper 5»

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QI Aus der Wandung der Muffe 3 sind auf der zum Rand der Muffe 3 gerichteten Seite des Begrenzungsringkörpers 5 zum Huffengrund gerichtete und nach innen verformte Verriegelungslappen 8 vorgestanzt, wie die Zeichnung deutlich wiedergibt. Zweckmäßig sind auf dem umfang der Muffe 3 verteilt drei Verriegelungslappen 8 vorgesehen.

Der Begrenzungsringkörper 5 besteht bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform aus elastomerem Werkstoff. Zwischen den Enden der nach innen verformten Verriegelungslappen 8 und dem Begrenzungsringkörper 5 ist, wie die rechte Hälfte der Zeichnung zeigt, ein Haltering 9 aus korrosionsfestem metallischem Werkstoff befestigt. Durch Abstützung der vorstehenden Verriegelungslappen 8 am Haltering 9 wird die Sicherung der gesamten Verbindung gegen axiale Verschiebung gewährleistet. Besteht der Begrenzungsringkörper 5 bereits aus genügend festem Werkstoff, insbesondere aus metallischem Werkstoff, so kann er selbst die axiale Verschiebesicherung durch entsprechende Anlage der Perriegelungslappen 8 am Begrenzungsringkörper 5 bewirken.

Auch der Haltering wie der Begrenzungsringkörper 5 können wie der Abschlußringkörper 4 aus einem als Opferanode gegenüber dem Rohrwerkstoff wirkenden metallischen Werkstoff bestehen. Auch hier wird im Fall von feuerverzinkten Stahlrohren zweckmäßig eine wasser- und sauerstoffbeständige Aluminium-Zinklegierung verwendet.

Wenigstens die Innenwandung der Muffe 3 und wenigstens die äußere Umfangefläche des Abschluß- und des Begrenzungsringkörpers 4 bzw. 5 können mit einem die Gleitfähigkeit erhöhenden Kunststoff beschichtet sein, vorzugsweise mit einem hochkristallinen Kunststoff wie Polyamid, um die zusätzliche Verbesserung der Gleitfähigkeit der zu verbindenden Rohrenden auch bei großen Durchmessern zu erzielen und den Sauerstoffabechluß des Dichtungeringe 6 wesentlieh zu erhöhen.

Patentanwalt« Dfpl.Hng. Horst Rose DipJ.-Ιης. Peter Kose)

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PIPUING. HORSTi.R&Ei. j O " :>«ΜΝβ. PiTiR KOSEL PATENTANWÄLTE Unsere Akten-Nr.: 2149/282 Bad Gandersheim, 10. August 1983 Karl Heinz Vahlbrauk -Ϊ ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Verbindung der Enden zweier Rohre aus metallischem Werkstoff, bei der ein Rohrende (2) zu einer Muffe (3) aufgeweitet ist, die das als Rohreinsteckende ausgebildete zweite Rohrende (1) aufnimmt, auf dem äußeren Rand des Rohreinsteckendes ein sich gegen den Muffengrund (3a) abstützender Abschlußringkörper und in einem axialen Abstand yom Abschluüringkörper ein sich gegen die Muffeninnenwand abstützender Begrenzungsringkörper auf dem Umfang des Rohreinsteckendes angeordnet sind und zwischen Abschluß- und Begrenzungsringkörper ein elastischer Dichtungsring (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Rohreinsteckende (1) befestigte Abschlußringkörper

(4) aus einem korrosionsfesten metallischen Werkstoff besteht und sein Außendurchmesser und seine Kontur derart bemessen sind, daß er sich im Muffengrund (3a) verkeilt, daß der auf dem Rohreinsteckende (1) befestigte Begrenzungsringkörper (5) auf seiner dem Dichtungsring (6) zugewandten Fläche zu einer die zugewandte Fläche des Dichtungsrings aufnehmenden Ringnut (7) geformt ist und daß aus der Muffenwandung auf der zum Muffenrand gerichteten Seile des Begrenzungsringkörpers (5) zum Muffengrund (3a) gerichtete und nach innen verformbare Verriegelungslappen (8) vorgestanzt sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußringkörper (4) aus einem als Opferanode gegenüber dem Rohrwerkstoff wirkenden metal-

\. lischen Werkstoff besteht.

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3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 für feuerver-

• zinkte Stahlrohre, dadurch gekennzeichnet, daß der

Abschlußringkörper (4) aus einer wasser- und sauerstoffbeständigen Aluminium-Zinklegierung besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsringkörper (5) aus elastomer em Werkstoff besteht und zwischen <i*?n Enden der nach innen verformten Verriegelungslappen (8) und dem Begrenzungsringkörper (5) auf dem Umfang des Rohreinsteckendes (1) ein Halterung (9) aus korrosionsfestem metallischem Werkstoff befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Haltering (9) aus dem als Opferanode gegenüber dem Rohrwerkstoff wirkenden metallischen Werkstoff besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Muffeninnenwandung und wenigstens die äußere Umfangsfläche des Abschluß- und des Begrenzungsringkörpers (4 bzw. 5) mit einem die Gleitfähigkeit erhöhenden Kunststoff, vorzugsweise einem hochkristallinen Kunststoff (Polyamid), beschichtet sind.

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