DE958710C - Rohrverbindung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 21. FEBRUAR 1957

K 25857 XU 147 f-

Rohrverbindung

Die Flansche der üblichen· Flanschverbindungen für Rohre, bei denen die Dichtungen zwischen die Rohrstirnflächen bzw. die Flanschflächen eingebracht werden, sind formschlüssig bzw. einstückig, stoffschlüssig oder lose am Rohr angeordnet. Die Flanschrohre sind daher in der Herstellung verhältnismäßig teuer. Bei gußeisernen Rohren werden die Flansche mit angegossen·, was verhältnismäßig teuere Formen bedingt und vor allen Dingen Begrenzungen in den Rohrlängen, erforderlich macht. Werden an Stelle von Flanschen, die schon beim Herstellen der Rohre durch Gießen oder Stauchen angebracht sind, lose Flansche auf die Rohrenden aufgeschoben, so ist an der Stirnseite der Rohre ein Anschlagkragen erforderlich, der nur durch einen zusätzlichen Arbeitsgang, wie z. B. Aufwalzen, hergestellt werden kann.

Auch das Anschweißen der Flansche an den Rohreaden erfordert einen zusätzlichen Arbeitsaufwand, ganz abgesehen davon, daß durch das Schweißverfahren gewisse nachteilige Materialveränderungen, insbesondere Versprödungen, eintreten, können, die gerade an der Verbindungsstelle unerwünscht sind. Auch das Auflöten oder Aufschrauben von Flanschen bedingt zusätzliche as Arbeitsvorgänge. Man hat daher nach anderen Lösungen gesucht, um Flanschverbindungen wirtschaftlicher herstellen zu können. Zur Behebung dieser Beeinträchtigungen ist unter anderem vorgeschlagen worden, lose Flansche zu verwenden und die Verbindung zwischen den Rohrenden, und den gegeneinander festzuziehenden Flanschen durch einen mit eigener Federwirkung selbstspannenden Kupplungsring herzustellen, dessen Inaendurch-

messer kleiner als der Außendurchmesser des Rohres ist.

Beim gegenseitigen, stirnseitigen Anziehen der Flansche nimmt dieser selbstspannende Kupplungsring die Rohrenden mit und übernimmt so die Verbindung zwischen Flansch und Rohr. Unterstützt wird dieser Vorgang noch dadurch, daß an dem selbstspannenden Kupplungsring ein Gewinde vorgesehen sein kann, welches bei der Axialverschiebung beim gegenseitigen Anziehen der Flansche auf die Rohrenden hin eine wachsende, feste Verankerung des Kupplungsringes auf den Rohrmantel bewirkt.

Dieser Vorschlag hat sich nicht bewährt, weil es praktisch zu schwierig ist, den federnden, selbstspannenden Kupplungsring als Massenfabrikat herzustellen. Dies deshalb, weil der Ring genau gearbeitet sein muß, um die erforderliche selbstspannende federnde Wirkung gegenüber dem Rohrmantel ausüben zu können. Auch muß er, um in die Rohroberfläche eindringen zu können, gehärtet sein, was nur schwer ohne Verziehen durchgeführt werden kann. Da im übrigen die Rohrtoleranzen mit wachsenden, Rohrdurchmessern zunehmen, ist sehr bald, die Durchmessergrenze erreicht, bis zu welcher für ein und dieselbe.Röhrgröße mit einer Kupplungsringgröße ausgekommen werden kann bzw. die Anfertigung der Kupplungsringe überhaupt noch wirtschaftlich möglich ist. Nachteilig ist ferner, daß die federnden Kupp lungs ringe, wenn, sie einmal auf dem Rbhr aufgezogen worden sind, nur dann wieder entfernt werden können, wenn sie zerstört werden.

Außerdem müssen die federnden Kupplungsringe in Abhängigkeit von der durch das stirnseitige An^. ziehen der Flansche bewirkten Axialbewegung der Rohre aufeinander zu in einer ganz bestimmten Entfernung zu denRohrenden aufgeschoben werden, wozu Sonderlehren erforderlich sind. Auch ist, falls am federnden Kupplungsring zusätzlich Innengewinde vorgesehen ist, das Einschneiden dieses. Gewindes in den Rohraußenmantel nur gering, -weil der zum ordnungsgemäßen Einschneiden erforderliche Anstellwinkel des als Schneidkante wirkenden Gewindes nicht vorhanden ist.

Mit der Erfindung wird eine flanschartige Rohrverbindung vorgeschlagen, bei der eine beide Rohrenden verbindende Muffe verwendet wird und. die geschilderten Nachteile nicht mehr vorhanden sind. So Die Dichtung der Verbindungsstelle selbst erfolgt in an sich bekannter Weise beispielsweise durch Einlegen von Dichtungen zwischen den Stirnflächen der zur Anlage kommenden Rohrenden oder an den Verbindungsstellen der Rohrenden mit der Verbindungsmuffe, oder auch an einer beliebigen. Stelle im Muffengrund selbst.

Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist, daß die Dichtung von den Befestigungsmitteln für die Rohrverbindung getrennt gehalten ist. Erfindungsgemäß besteht die flanschartige Rohrverbindung aus einem die beiden Rohrenden aufnehmenden Muffenkörper, der an seinen Stirnflächen eine Anzahl von klauen- oder krallenartigen Haltegliedern aufweist, die an ihren dem Rohrmantel zugewandten Stirnflächen mit Schneidkanten von härterer Beschaffenheit als der Rohrwerkstoff ausgerüstet sind, und mit diesen beim Verschieben der Klauen bzw. Krallen, gegenüber dem Rohr in axialer und radialer Richtung auf den Muffengrund zu in den Rohrmantel unter Materialaufwurf einschneiden.

Zum Herstellen der Rohrverbindung ist es lediglich erforderlich, die Rohrenden einschließlich, der Dichtung bis zum Anschlag an einen im Muffeninneren nach einwärts vorstehenden Kragen od. dgl. in die Verbindungsmuffe einzusetzen und, dann, die Schneidkrallen möglichst gleichmäßig anzuziehen, bis an jeder Schneidkralle ein genügend tiefer Einschneidgraben im Rohrmantel erreicht ist und damit eine ordnungsgemäße Verankerung der Rohrenden gegenüber der Muffe und damit der gesamten flanschartigen Rohrverbindung untereinander.

Die Anzahl der zur Befestigung der Rohres am Muffenkörper vorgesehenen Schneidkrallen steigt mit wachsendem Rohrdurchmesser. Für kleinere Durchmesser genügen zwei am Muffenkörper diametral gegenüberliegende Schneidkrallen. Vorzugsweise werden jedoch drei zweckmäßig gleichmäßig über denRohrumfang verteilte Schneidkrallen vorgesehen, um auf diese Weise eine statisch bestimmte Lagerung der anzuschließenden Rohre gegenüber dem Muffenkörper sicherzustellen. Die Schneidkrallen sind zweckmäßig mit einer der Krümmung der Rbhroberfläche angepaßten Schneidkantenkontur ausgebildet und werden vorzugsweise mit Hilfe von Schrauben entlang einer das Einschneiden in Richtung auf den Muffengrund zu gewährleistenden Führung gegenüber dem Rohrmantel in axialer und radialer Richtung bewegt.

Wesentlich für das ordnungsgemäße Funktionieren der flanschartigen Rohrverbindung ist ein aus einer Axialbewegung und einer Radialbewegung der Schneidkrallen resultierender schräg auf den Rohrmantel in Richtung auf den Muffengrund zu verlaufender B ewegungs Vorgang für diese und ein das Einschneiden in den Rohrmantel gewährleistender Anstellwinkel der Schneidkanten.

Die besondere Bedeutung der neuen Flanschverbindung liegt darin, daß weder große Rohrtoleranzen noch die Beschaffenheit der Rohroberfläche die Güte der Rohrbefestigung gegenüber dem Muffenkörper nachteilig beeinflussen können. Jede Art von Oberflächenungenauigkeiten, wie Rost oder Zunderschichten, oberflächliche Abweichungen in der zylindrischen Rohrkrümmung, Auskolkungen, Lunkerstellen oder ähnliche Erscheinungen sind für die Güte der herzustellenden Rohrverbindung bedeutungslos. Zudem ist der Einschneidvorgang von außen her sichtbar, so daß der Monteur ohne weiteres in der Lage ist, die Güte der von ihm her- iao ■estellten Verbindung zu kontrollieren.

Die erfindungsgemäße Flanschverbindung gewährleistet darüber hinaus eine wiederholte Verwendung für ein und dasselbe Rohr, wobei es unerheblich ist, ob die bereits bei einem vorhergegangenen Einschneidvorgang erzeugten Ein-

schnittgräben nochmals benutzt werden oder neue Einschnitte neben, den älteren erzeugt werden.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße flanschartige Rohrverbindung dargestellt, an denen das Wesen der Erfindung weiter erläutert werden soll. Es zeigt

Fig. ι die Stirnansicht auf einen mit drei Schneidkrallen ausgerüsteten Muffenkörper,

Fig. 2 a den linken, Teilschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 mit angezogenen Schneidkrallen und der Rohrdichtung in der Muffenwand,

Fig. 2 b den rechten. Teilschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 vor dem Einschneiden der Schneidkrallen mit einer stirnseitigen Dichtung des. Rohres gegenüber dem Muffenkörper;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit dem Muffenkörper in Stirnansicht,

Fig. 4 a den linken Teilschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, die Schneidkrallen im angezogenen Zustand, mit der Rohrdichtung in der Muffenwand und

Fig. 4 b den rechten Teilquerschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3 unmittelbar vor dem Anziehen der Schneidkrallen, wobei die Rohrdichtung durch eine in der Muffe vorgesehene Schneidkantendichtung übernommen ist.

In allen Figuren sind der Muffenkörper mit 1, die anzuschließenden Rohrenden mit 3, die Schneidkrallen mit S und deren Schneidkanten von härterer Beschaffenheit als der Rohrwerkstoff mit 6 bezeichnet.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 sind drei Einschneidkrallen 5 in gleichmäßiger Verteilung rund um das Rohr 3 und damit auch in gleichmäßiger Verteilung am Muffenkörper ι selbst vorgesehen. Zu diesem Zweck ist der Muffenkörper 1 an drei Stellen mit seitlichen Augen 7 versehen, die einen über die Stirnfläche des Muffenkörpers 1 hinausragenden kragenförmigen Fortsatz 8 aufweisen. Dieser Fortsatz 8 verläuft innen schräg zur Rohrachse und wirkt mit einer entsprechend abgeschrägten Riückflächeo der Schneidkrallen 5 zusammen.

Das Einschneiden der Schneidkrallen 5 in den Rohrmantel 3 wird mit Hilfe der einen Innenr sechskant aufweisenden Hohlkopf schrauben 10 bewirkt, die in Gewindelöchern 11 an den seitlich vorstehenden Augen 7 des Muffenkörpers 1 eingeschraubt werden. Zu diesem Zweck sind die Schneidkrallen 5 mit je einem Langloch 12 ausgerüstet. Beim Anziehen der Schrauben 10 bewegen sich die Schneidkrallen 5 axial und radial auf das Rohrende 3 zu, so daß die Schneidkanten 6 in der vorgesehenen Weise in den Rohrmantel einschneiden. Die Schneidkanten 6 selbst sind dabei so ausgebildet, daß sie unter dem erforderlichen Anstellwinkel gegenüber dem Rohrmantel zum Einschneiden gelangen. Zum Einschrauben der Hohlkopfschrauben 10 dienen Stiftschlüssel. Es können an Stelle der HoMkopfschraube 10 auch übliche Kopfschrauben Verwendung finden, die dann mit entsprechenden Steckschlüsseln oder Schraubenschlüsseln angezogen werden. Wenn bei größeren Rohren und einer entsprechend großen Anzahl von am Muffenkörper 1 verteilt angeordneten Schneidkrallen 5 deren örtliche Überlastung befürchtet werden muß und insbesondere eine überall gleichmäßige Eindringtiefe sichergestellt werden soll, können zum Anziehen auch Drehmomentschlüssel verwendet werden, die nach Erreichen des jeweils vorgesehenen Anzugmoments ein weiteres Anziehen verhindern. Gedichtet werden die Rohrenden 3 gegenüber dem Muffenkörper 1 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 a mit Hilfe der in der Muffenwand bei 12 vorgesehenen Ringdichtung und beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 b mit Hilfe einer stirnseitigen Dichtung unter Zwischenfassung des Dichtringes 13 zwischen der Rohrstirnfläche und dem nach einwärts vorspringenden Anschlagsteg 14 im Muffenkörper 1. Die beim Anziehen auf- tretende Axialpressung unterstützt bzw. erzeugt die Abdichtung. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Stirnfläche des Muffenkörpers 1 als wulstartig verbreiterte Ringfläche ausgebildet und trägt an um je 90⁰ voneinander versetzten Stellen vier Schneidkrallen 5. Zur Führung der Schneidkrallen 5 gegenüber dem Rohrmantel 3 dienen in GewL.delöcher eingeschraubte Stehbolzen 15, deren Achsen schräg zur Rohrachse verlaufen, und zwar in Richtung der !Resultante aus der den ordnungsgemäßen Einschneidvorgang gewährleistenden axialen und radialen Verschiebung der Schneidkrallen 5 bzw. der. Schneiden 6. Das Verschieben besorgen Muttern 16, welche auf die Gewindeköpfe der Stehbolzen 15 aufgeschraubt werden. Auch hier ist dafür Sorge getragen!, daß die Schneidkanten 6 im richtigen Anstellwinkel in den Rohrmantel 3 einschneiden. Als Dichtung zwischen Rohrmantel 3 und Muffenkörper 1 dient beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 a ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 a eine in einer Ausnehmung 12 in der Muffenwand angeordnete Ringdichtung. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4b ist der nach einwärts vorstehende Anschlagsteg 14 im Muffenkörper ι an beiden Stirnflächen mit Schneidkanten i6 von härterer Beschaffenheit als· der Rohrwerksto'ff versehen. In diesem Fall schneiden die harten Dichtkanten 16 in die Stirnflächen der anzuschließenden Rohre 3 beim Anziehen der Schneidkrallen. 5 und der damit zwangdäufig verbundenen Mitnahme der Rohrenden in Richtung auf den Muffengrund zu ein.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Flanschartige Rohrverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß ein die beiden Rohrenden aufnehmender Muffenkörper vorgesehen ist, der an seinen Stirnflächen mindestens zwei, vor- iao zugsweise drei klauen- oder krallenartige Halteglieder aufweist, die an ihren der Rohrwand zugewandten Stirnflächen mit Schneidkanten von härterer Beschaffenheit als der Rohrwerkstoff ausgerüstet sind und mit diesen, beim Verschieben der Klauen bzw. Krallen, gegen-

   über dem Rohr in. axialer und radialer Richtung auf den Muffengrund zu in den Rohrmantel unter Materialaufwurf einschneiden.
2. 2. Rohrverbindung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkrallen mit einer der Krümmung der Rohroberfläche angepaßten Schneidkantenkontur ausgebildet sind, die mit Hilfe von Schrauben entlang einer das Einschneiden gewährleistenden Führung gegenüber dem Rohrmantel in axialer und radialer Richtung bewegt werden.
3. 3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnflächen des Muffenkörpers eine den vorgesehenen Schneidkrallen entsprechende Anzahl von kragenartigen Ansätzen vorgesehen sind mit schräg gegenüber dem Rohrmantel verlaufenden inneren Führungsflächen, denen die Schneidkrallen mit ihren den Schneidkanten entgegengesetzten Enden formschlüssig anliegen, wobei in Langlöchern die Schneidkrallen durchsetzende in parallel zur Rohrachse im Muffenkörper eingeschnittenen Gewinden eingeschraubte Kopf- oder Hohlkopfschrauben die Schneidkrallen bis- zum Einschneiden in den Rohrmantel unter Materialaufwurf mitnehmen.
4. 4. Rohrverbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stirnflächen des Muffenkörpers eine den vorgesehenen Schneidkrallen entsprechende Anzahl von Stehbolzen, zweckmäßig in gleichmäßiger Verteilung über den Rohrmantel eingesetzt sind, auf welchen die Schneidkrallen mit Rundlöchern geführt sind und beim Aufschrauben von Muttern mitgenommen werden, wobei die Stehbolzenachsen, gegenüber dem Rohrmantel derart geneigt verlaufen, daß die Schneidkanten der Schneidkrallen in diesen unter Materialaufwurf eindringen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 687 285;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 127 284;
   britische Patentschrift Nr. 488 077.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©1609580/256 8.56 (609 802 2. 57)