EP2179208A2 - Pipe coupling - Google Patents

Pipe coupling

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Publication number
EP2179208A2
EP2179208A2 EP08784969A EP08784969A EP2179208A2 EP 2179208 A2 EP2179208 A2 EP 2179208A2 EP 08784969 A EP08784969 A EP 08784969A EP 08784969 A EP08784969 A EP 08784969A EP 2179208 A2 EP2179208 A2 EP 2179208A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling
plastic layer
fibers
coupling according
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08784969A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Rinderhofer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knoch Kern und Co KG
Original Assignee
Knoch Kern und Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knoch Kern und Co KG filed Critical Knoch Kern und Co KG
Publication of EP2179208A2 publication Critical patent/EP2179208A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00—Joints with sleeve or socket
    • F16L21/02—Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings
    • F16L21/022—Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings used with sleeves or nipples for pipes of the same diameter, or with reduction pieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/08—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members
    • F16L37/12—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members using hooks, pawls or other movable or insertable locking members
    • F16L37/14—Joints secured by inserting between mating surfaces an element, e.g. a piece of wire, a pin, a chain
    • F16L37/142—Joints secured by inserting between mating surfaces an element, e.g. a piece of wire, a pin, a chain where the securing element is inserted tangentially
    • F16L37/148—Joints secured by inserting between mating surfaces an element, e.g. a piece of wire, a pin, a chain where the securing element is inserted tangentially the securing element being flexible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/06—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with sleeve or socket formed by or in the pipe end
    • F16L47/08—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with sleeve or socket formed by or in the pipe end with sealing rings arranged between the outer surface of one pipe end and the inner surface of the sleeve or socket, the sealing rings being placed previously in the sleeve or socket

Definitions

  • the invention relates to a pipe coupling, in particular for the connection of water-carrying pipes, such as drinking water pipes, sewage pipes, well pipes, etc.
  • Such a pipe coupling is used to connect two pipes.
  • the pipe coupling must be designed to provide a fluid tight connection of adjacent pipes. It must also have the necessary mechanical stability for the particular application.
  • abutment are provided along pipe systems of several pipes and pipe couplings, in order to avoid as possible Tensile forces act on the pipes. The installation of abutments is not always possible.
  • pipe couplings are required, which allow a tensile strength connection of adjacent pipes.
  • the known pipe couplings consist of a tubular sleeve made of glass fiber reinforced plastic and an inside, rubber-elastic seal with different sealing lips.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a pipe coupling of the generic type, which allows a secure and permanent connection of adjacent pipe sections in zugfester execution.
  • the invention is based on the finding that this goal can be achieved by a special, multi-layered construction of the coupling wall.
  • the basic structure of a pipe coupling is given: An inside seal, which is assembled in an associated (outside) sleeve.
  • the coupling sleeve is manufactured by spin coating.
  • the fiber reinforcement consists of cut glass fibers in irregular orientation.
  • the sleeve is produced in a winding process.
  • the fibers are longer (continuous fibers) and run predominantly in the circumferential direction of the sleeve.
  • the core idea of the invention is to form different layers of the pipe coupling with different fiber orientation.
  • the wall structure of the pipe coupling can basically have any number of layers; According to the invention, at least two layers are important for the solution of the problem:
  • the wall must have a fiber-reinforced outer plastic layer, in which the fibers extend predominantly in the axial direction of the coupling and
  • the wall must have a fiber reinforced inner plastic layer, in which the fibers extend predominantly in the circumferential direction of the coupling.
  • the minimum wall structure is therefore in three parts: outer plastic layer, inner plastic layer, seal. This wall construction is sufficient to achieve the desired goal and to provide a high-quality, high-tensile coupling.
  • the inner plastic layer can be, for example, a layer produced in the winding process. It serves to absorb the internal pressure of the associated piping system.
  • the tangentially (ie in the circumferential direction of the pipe coupling) oriented fibers provide excellent strength of this layer in the circumferential direction.
  • the outer plastic layer with its substantially axially oriented fibers is the critical layer for increasing the axial tensile strength of the coupling. This goal is achieved in a special way when the fibers (threads) have a corresponding length.
  • the outer layer may be formed so that the individual fibers of the reinforcement extend over the entire axial length of the pipe coupling, that is, from one end to the other. With a coupling length of 50 cm, the fibers / threads are then at least 50 cm long, often longer, because they follow the contour of the coupling.
  • the outer plastic layer should have at least 9/10 of the length of the coupling in the axial direction of the coupling in order not to jeopardize the advantageous tensile strength. The best is the outer plastic layer over the entire axial length of the coupling.
  • the inner plastic layer can be shorter. According to one embodiment, it has a maximum of 8/10 of the length of the coupling in the axial direction of the coupling.
  • the outer plastic layer in axial end portions of the coupling may have a wall thickness which corresponds to the wall thickness of the coupling or at least greater than 9/10 of the wall thickness of the coupling in these end portions.
  • the inner plastic layer is overlapped at the end by the outer plastic layer.
  • the seal in turn usually has a length which corresponds in the axial direction of the coupling at most the length of the inner plastic layer. It can also be shorter, so that the inner plastic layer engages over the seal at the axial end portions.
  • the fibers of the inner plastic layer may be so-called endless fibers which run around the coupling tube several times. Again, the longer the fibers, the higher the tensile strength.
  • the seal can be glued to the inner plastic layer. It is also possible to chemically crosslink the seal with the inner plastic layer, as proposed in EP 1 102 943 B1. A mechanical attachment is possible.
  • the seal is in one piece. It can - in the axial direction of the coupling - be formed mirror-inverted, starting from a middle, inwardly projecting sealing ring, against which strike the pipes to be joined on opposite sides.
  • the coupling can also be formed asymmetrically with respect to their seal.
  • This embodiment but also other embodiments of the pipe coupling according to the invention, provide the ability to form the inner wall in the region of its two end portions (viewed in the axial direction of the coupling) with circumferential annular recesses, preferably in-situ during manufacture.
  • These annular recesses serve to receive tension rods, which are threaded through the coupling wall in the connection of two tubes and partly lie in the mentioned annular recess, partly in a corresponding annular recess in the region of the tube ends after assembly, thus creating a tensile and positive connection , This too is exemplified in the following description of the figures.
  • the recesses are formed in the manufacture of the coupling with.
  • the corresponding recesses were milled out as grooves.
  • the fibers were severed and thus the tensile strength and shear strength of the coupling significantly weakened.
  • the fibers can be embedded around the depression and thus continuously in the plastic matrix by the manufacturing method described.
  • the fibers of the outer plastic layer follow, at least in the region of the inner wall, the shape of the inner wall.
  • At least one of the plastic layers consists of a cured, glass fiber reinforced polyester resin, although other plastic systems and fiber types are possible.
  • FIG. 1 shows a perspective partial view of a pipe coupling according to the invention
  • 2 shows a longitudinal section through the coupling of Figure 1 in the assembled state with two pipe sections
  • Figure 3 a longitudinal section through the coupling wall to illustrate the wall structure.
  • FIG. 3 shows an example of a wall structure of the pipe coupling illustrated in FIGS. 1, 2. From outside to inside, ie between an outer wall 12 and an inner wall 14, the wall structure is characterized by three zones:
  • the outer plastic layer 16 has in end portions 1 OEl, 10E2 a wall thickness (wall thickness) D E , which corresponds to the wall thickness D K of the coupling 10 in this end portion.
  • recesses 18E1, 18E2 are furthermore formed on the inside, which have an approximated rectangular profile in section (FIG. 3).
  • the fibers 16F run continuously over the entire axial length L of the pipe coupling 10 and in the region of the groove-like recesses 18E l, 18E2 around it. Due to the continuous fiber flow, the outer plastic layer 16 has an extremely high tensile strength / shear strength (in the axial direction arrow A).
  • the inner plastic layer 20 is shorter (in the axial direction of the coupling 10) than the outer plastic layer 16. It extends between the two inner sections 19E l, 19E2 of the recesses 18El, 18E2.
  • the inner plastic layer 20 is like the outer plastic layer 16 of cured polyester resin.
  • the fibers within the layer 20 consist of glass fibers, which extend in the circumferential direction of the pipe coupling 10 in the layer 20, so that in the sectional view of Figure 3, only the sectional surfaces of the individual fibers 2OF can be seen.
  • the layer 20 is produced in the winding process and, in addition to good compressive strength, has an extremely high tensile strength in the tangential direction (arrow R) of the coupling 10 in order to absorb the internal pipe pressure.
  • the inner plastic layer 20 is formed with projections and recesses, in the corresponding projections and recesses of a seal 22 are.
  • the gasket 22 is made of ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), a rubber-like rubber-elastic material.
  • the seal 22 has a plurality of inwardly projecting sealing lips 22L. Since the concrete design of the seal for the inventive concept is not essential, will not be discussed here at this point.
  • the seal should preferably be designed so that the medium (water) that flows through the pipe does not get in contact with the coupling material (the sleeve). It is important at most that the seal 22 is in one piece and in the illustrated embodiment symmetrically (mirror-symmetrically) to a plane E - E, which extends through a central web 24 of the seal 22.
  • the plastic layers 16, 20 are chemically crosslinked with each other, since both were applied in the same winding process (wet in wet).
  • FIGs 1, 2 show the coupling 10, which couples two pipe sections 30L, 30R.
  • Both pipe sections 30L, 30R have circumferential grooves 32 on their respective outer walls which, in the coupling position, oppose the annular recesses 18E 1, 18E2 of the coupling 10 so that coupling rods 34 can be threaded through prepared openings 36 in the outer plastic layer 16 they, as shown in the figures, partially eino in the recesses 18E l, 18E2, partially in the grooves 32 and thus create a tensile and positive connection between the coupling 10 and pipes 30L, 30R.
  • the seal 22 overlies the tubes 30L, 30R, the central web 24 of the seal 22 between the ends of the tubes 30L, 30R.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

The invention relates to a pipe coupling, particularly for connecting pipes conducting water, such as drinking water pipes, waste water pipes, well pipes, etc.

Description

Rohrkupplung pipe coupling
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung, insbesondere zur Verbindung von Wasser führenden Rohren, wie Trinkwasserrohren, Abwasserrohren, Brunnenrohren etc.The invention relates to a pipe coupling, in particular for the connection of water-carrying pipes, such as drinking water pipes, sewage pipes, well pipes, etc.
Eine solche Rohrkupplung dient zur Verbindung von zwei Rohren. Die Rohrkupplung muss so gestaltet sein, dass sie eine flüssigkeitsdichte Verbindung benachbarter Rohre schafft. Sie muss außerdem die für den jeweiligen Anwendungsfall notwendige mechanische Stabilität aufweisen. Üblicherweise werden entlang von Rohrsystemen aus mehreren Rohren und Rohrkupplungen Widerlager vorgesehen, um möglichst zu vermeiden, dass Zugkräfte auf die Rohre wirken. Der Einbau von Widerlagern ist aber nicht immer möglich. Hier werden Rohrkupplungen benötigt, die eine zugfeste Verbindung benachbarter Rohre ermöglichen.Such a pipe coupling is used to connect two pipes. The pipe coupling must be designed to provide a fluid tight connection of adjacent pipes. It must also have the necessary mechanical stability for the particular application. Usually abutment are provided along pipe systems of several pipes and pipe couplings, in order to avoid as possible Tensile forces act on the pipes. The installation of abutments is not always possible. Here pipe couplings are required, which allow a tensile strength connection of adjacent pipes.
Dies gilt auch bei der Verlegung von Rohrleitungen aus Rohrstücken und Rohrkupplungen in weichen Böden. Hohe mechanische Belastungen auf diese Böden wirken auf die im Erdreich verlegten Rohrstücke und Kupplungen. Bodenbewegungen und Dehnungen führen oft dazu, dass Rohre aus Rohrkupplungen herausrutschen, sofern nicht besondere Maßnahmen getroffen wurden.This also applies to the laying of piping from pipe sections and pipe couplings in soft floors. High mechanical loads on these soils affect the pipes and couplings installed in the ground. Floor movements and strains often cause tubes to slip out of pipe couplings, unless special measures have been taken.
Erhöhte Anforderungen an zugfeste Verbindungen benachbarter Rohre ergeben sich weiters im Brunnenbau.Increased demands on tensile connections of adjacent pipes also result in well construction.
Heutzutage werden für die genannten Anwendungen Rohrkupplungen eingesetzt, wie sie sich aus der DE 27 44 739 Al , US 4, 174,125 A und EP 1 102 943 B l ergeben.Nowadays, pipe couplings are used for the applications mentioned, as they result from DE 27 44 739 A1, US Pat. No. 4,174,125 A and EP 1 102 943 B1.
Die bekannten Rohrkupplungen bestehen aus einer rohrartigen Muffe aus glasfaserverstärktem Kunststoff und einer innenseitig angeordneten, gummielastischen Dichtung mit verschiedenen Dichtungslippen.The known pipe couplings consist of a tubular sleeve made of glass fiber reinforced plastic and an inside, rubber-elastic seal with different sealing lips.
Trotz der Verwendung von glasfaserverstärkten Kunststoffen wie Polyesterharz (mit verschiedenen Zusätzen und Zuschlägen) reicht die Zugfestigkeit der bekannten Rohrkupplungen für die eingangs genannten Anwendungen häufig nicht. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der gattungsgemäßen Art anzubieten, die eine sichere und dauerhafte Verbindung benachbarter Rohrstücke in zugfester Ausführung ermöglicht.Despite the use of glass fiber reinforced plastics such as polyester resin (with various additives and additives), the tensile strength of the known pipe couplings for the applications mentioned above is often not enough. The invention is therefore an object of the invention to provide a pipe coupling of the generic type, which allows a secure and permanent connection of adjacent pipe sections in zugfester execution.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dieses Ziel durch einen speziellen, mehrschichtigen Aufbau der Kupplungswand erreicht werden kann. Dabei ist der grundsätzliche Aufbau einer Rohrkupplung vorgegeben: Eine innenseitige Dichtung, die in einer zugehörigen (außenseitigen) Muffe konfektioniert ist.The invention is based on the finding that this goal can be achieved by a special, multi-layered construction of the coupling wall. Here, the basic structure of a pipe coupling is given: An inside seal, which is assembled in an associated (outside) sleeve.
Im Stand der Technik besteht die Muffe - wie ausgeführt - aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Dabei gibt es grundsätzlich zwei Technologien:In the prior art, the sleeve - as stated - made of glass fiber reinforced plastic. There are basically two technologies:
Die Kupplungsmuffe wird im Schleuderverfahren hergestellt. Die Faserverstärkung besteht dabei aus geschnittenen Glasfasern in unregelmäßiger Orientierung.The coupling sleeve is manufactured by spin coating. The fiber reinforcement consists of cut glass fibers in irregular orientation.
Die Muffe wird im Wickelverfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren sind die Fasern länger (Endlosfasern) und verlaufen überwiegend in Umfangs- richtung der Muffe.The sleeve is produced in a winding process. In this process, the fibers are longer (continuous fibers) and run predominantly in the circumferential direction of the sleeve.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht demgegenüber darin, unterschiedliche Schichten der Rohrkupplung mit unterschiedlicher Faserorientierung auszubilden. Der Wandaufbau der Rohrkupplung kann grundsätzlich beliebig viele Schichten aufweisen; erfindungsgemäß sind mindestens zwei Schichten zur Lösung der Aufgabe wichtig:The core idea of the invention, in contrast, is to form different layers of the pipe coupling with different fiber orientation. The wall structure of the pipe coupling can basically have any number of layers; According to the invention, at least two layers are important for the solution of the problem:
- Die Wand muss eine mit Fasern verstärkte äußere Kunststoffschicht aufweisen, bei der die Fasern überwiegend in Axialrichtung der Kupplung verlaufen und- The wall must have a fiber-reinforced outer plastic layer, in which the fibers extend predominantly in the axial direction of the coupling and
- die Wand muss eine mit Fasern verstärkte innere Kunststoffschicht aufweisen, bei der die Fasern überwiegend in Umfangsrichtung der Kupplung verlaufen.- The wall must have a fiber reinforced inner plastic layer, in which the fibers extend predominantly in the circumferential direction of the coupling.
Hinzu kommt selbstverständlich die Dichtung, die sich innenseitig an die innere Kunststoffschicht anschließt.In addition, of course, there is the seal, which adjoins the inner plastic layer on the inside.
Der Mindestwandaufbau ist demnach dreiteilig: äußere Kunststoffschicht, innere Kunststoffschicht, Dichtung. Dieser Wandaufbau genügt, das gewünschte Ziel zu erreichen und eine hochwertige, zugfeste Kupplung bereitzustellen.The minimum wall structure is therefore in three parts: outer plastic layer, inner plastic layer, seal. This wall construction is sufficient to achieve the desired goal and to provide a high-quality, high-tensile coupling.
Bei Bedarf können aber auch weitere Schichten hinzutreten, beispielsweise eine äußere Deckschicht oder eine Zwischenschicht zwischen äußerer und innerer Kunststoffschicht.If required, however, it is also possible to add further layers, for example an outer cover layer or an intermediate layer between outer and inner plastic layer.
Die innere Kunststoffschicht kann beispielsweise eine im Wickelverfahren hergestellte Schicht sein. Sie dient dazu, den Innendruck des zugehörigen Rohrleitungssystems aufzunehmen. Die tangential (also in Umfangsrichtung der Rohrkupplung) orientierten Fasern schaffen eine hervorragende Festigkeit dieser Schicht in Umfangsrichtung. Die äußere Kunststoffschicht mit ihren im Wesentlichen axial orientierten Fasern ist die entscheidende Schicht zur Erhöhung der axialen Zugfestigkeit der Kupplung. Dieses Ziel wird in besonderer Weise erreicht, wenn die Fasern (Fäden) eine entsprechende Länge aufweisen. Die äußere Schicht kann so gebildet werden, dass die einzelnen Fasern der Armierung sich über die gesamte axiale Länge der Rohrkupplung erstrecken, das heißt von einem Ende zum anderen. Bei einer Kupplungslänge von 50 cm sind die Fasern/Fäden dann mindestens 50 cm lang, oft länger, weil sie der Kontur der Kupplung folgen.The inner plastic layer can be, for example, a layer produced in the winding process. It serves to absorb the internal pressure of the associated piping system. The tangentially (ie in the circumferential direction of the pipe coupling) oriented fibers provide excellent strength of this layer in the circumferential direction. The outer plastic layer with its substantially axially oriented fibers is the critical layer for increasing the axial tensile strength of the coupling. This goal is achieved in a special way when the fibers (threads) have a corresponding length. The outer layer may be formed so that the individual fibers of the reinforcement extend over the entire axial length of the pipe coupling, that is, from one end to the other. With a coupling length of 50 cm, the fibers / threads are then at least 50 cm long, often longer, because they follow the contour of the coupling.
Die äußere Kunststoffschicht sollte in Axialrichtung der Kupplung mindestens 9/10 der Länge der Kupplung aufweisen, um die vorteilhafte Zugfestigkeit nicht zu gefährden. Am besten verläuft die äußere Kunststoffschicht über die gesamte axiale Länge der Kupplung.The outer plastic layer should have at least 9/10 of the length of the coupling in the axial direction of the coupling in order not to jeopardize the advantageous tensile strength. The best is the outer plastic layer over the entire axial length of the coupling.
Die innere Kunststoffschicht kann kürzer sein. Nach einer Ausführungsform weist sie in Axialrichtung der Kupplung maximal 8/10 der Länge der Kupplung auf.The inner plastic layer can be shorter. According to one embodiment, it has a maximum of 8/10 of the length of the coupling in the axial direction of the coupling.
Dies ermöglicht Ausführungsformen, bei denen Endabschnitte der äußeren Kunststoffschicht eine größere Wandstärke aufweisen als die Abschnitte dazwischen. So kann die äußere Kunststoffschicht in axialen Endabschnitten der Kupplung eine Wandstärke aufweisen, die der Wandstärke der Kupplung entspricht oder zumindest größer als 9/10 der Wandstärke der Kupplung in diesen Endabschnitten ist.This allows embodiments in which end portions of the outer plastic layer have a greater wall thickness than the portions therebetween. Thus, the outer plastic layer in axial end portions of the coupling may have a wall thickness which corresponds to the wall thickness of the coupling or at least greater than 9/10 of the wall thickness of the coupling in these end portions.
Es ergeben sich dabei Ausführungsformen, wie sie auch in der nachfolgenden Figurenbeschreibung dargestellt sind. Die innere Kunststoffschicht wird dabei endseitig von der äußeren Kunststoffschicht übergriffen. Die Dichtung wiederum weist üblicherweise eine Länge auf, die in Axialrichtung der Kupplung maximal der Länge der inneren Kunststoffschicht entspricht. Sie kann auch kürzer sein, so dass die innere Kunststoffschicht die Dichtung an den axialen Endabschnitten übergreift.This results in embodiments, as shown in the following description of the figures. The inner plastic layer is overlapped at the end by the outer plastic layer. The seal in turn usually has a length which corresponds in the axial direction of the coupling at most the length of the inner plastic layer. It can also be shorter, so that the inner plastic layer engages over the seal at the axial end portions.
Die Fasern der inneren Kunststoffschicht können so genannte Endlosfasern sein, die mehrfach um das Kupplungsrohr herum verlaufen. Auch hier gilt: je länger die Fasern, um so höher die Zugfestigkeit.The fibers of the inner plastic layer may be so-called endless fibers which run around the coupling tube several times. Again, the longer the fibers, the higher the tensile strength.
Die Dichtung kann mit der inneren Kunststoffschicht verklebt sein. Ebenso ist es möglich, die Dichtung mit der inneren Kunststoffschicht chemisch zu vernetzen, wie dies in der EP 1 102 943 B l vorgeschlagen wird. Auch eine mechanische Befestigung ist möglich.The seal can be glued to the inner plastic layer. It is also possible to chemically crosslink the seal with the inner plastic layer, as proposed in EP 1 102 943 B1. A mechanical attachment is possible.
Vorzugsweise ist die Dichtung einteilig. Sie kann - in Axialrichtung der Kupplung - spiegelbildlich ausgebildet sein, ausgehend von einem mittleren, nach innen vorstehenden Dichtungsring, gegen den die zu verbindenden Rohre auf gegenüberliegenden Seiten anschlagen.Preferably, the seal is in one piece. It can - in the axial direction of the coupling - be formed mirror-inverted, starting from a middle, inwardly projecting sealing ring, against which strike the pipes to be joined on opposite sides.
Selbstverständlich kann die Kupplung auch asymmetrisch hinsichtlich ihrer Dichtung ausgebildet werden.Of course, the coupling can also be formed asymmetrically with respect to their seal.
Es wurde bereits eine Ausführungsform erwähnt, bei der die Endabschnitte der äußeren Kunststoffschicht eine größere Wanddicke aufweisen als die Abschnitte dazwischen, wobei die Wandstärke der Kunststoffschicht gleich der Wandstärke der Kupplung in diesem Bereich sein kann.It has already been mentioned an embodiment in which the end portions of the outer plastic layer have a greater wall thickness than the portions therebetween, wherein the wall thickness of the plastic layer may be equal to the wall thickness of the coupling in this area.
Diese Ausführungsform, aber auch andere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Rohrkupplung, schaffen die Möglichkeit, die Innenwand im Bereich ihrer beiden Endabschnitte (in Axialrichtung der Kupplung betrachtet) mit umlaufenden ringförmigen Vertiefungen auszubilden, und zwar vorzugsweise in-situ bei der Herstellung. Diese ringförmigen Vertiefungen dienen der Aufnahme von Zugstäben, die durch die Kupplungswand bei der Verbindung zweier Rohre eingefädelt werden und teils in der erwähnten ringförmigen Vertiefung, teils in einer korrespondierenden ringförmigen Vertiefung im Bereich der Rohrenden nach der Montage liegen und damit eine zugfeste und formschlüssige Verbindung schaffen. Auch dies wird in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beispielhaft dargestellt.This embodiment, but also other embodiments of the pipe coupling according to the invention, provide the ability to form the inner wall in the region of its two end portions (viewed in the axial direction of the coupling) with circumferential annular recesses, preferably in-situ during manufacture. These annular recesses serve to receive tension rods, which are threaded through the coupling wall in the connection of two tubes and partly lie in the mentioned annular recess, partly in a corresponding annular recess in the region of the tube ends after assembly, thus creating a tensile and positive connection , This too is exemplified in the following description of the figures.
Der besondere Vorteil liegt darin, dass die Vertiefungen bei der Herstellung der Kupplung mit ausgeformt werden. Im Stand der Technik wurden die entsprechenden Vertiefungen als Nuten ausgefräst. Dabei wurden die Fasern durchtrennt und damit die Zugfestigkeit und Schubfestigkeit der Kupplung wesentlich geschwächt. Erfindungsgemäß lassen sich durch das beschriebene Herstellungsverfahren die Fasern um die Vertiefung herum und damit kontinuierlich in die Kunststoffmatrix einbetten.The particular advantage is that the recesses are formed in the manufacture of the coupling with. In the prior art, the corresponding recesses were milled out as grooves. The fibers were severed and thus the tensile strength and shear strength of the coupling significantly weakened. According to the invention, the fibers can be embedded around the depression and thus continuously in the plastic matrix by the manufacturing method described.
Mit anderen Worten: Die Fasern der äußeren Kunststoffschicht folgen, zumindest im Bereich der Innenwand, der Form der Innenwand.In other words, the fibers of the outer plastic layer follow, at least in the region of the inner wall, the shape of the inner wall.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen. Hierzu gehört, dass mindestens eine der Kunststoffschichten aus einem ausgehärteten, glasfaserverstärkten Polyesterharz besteht, wenngleich auch andere Kunststoffsysteme und Faserarten möglich sind.Other features of the invention will become apparent from the features of the claims and the other application documents. This includes that at least one of the plastic layers consists of a cured, glass fiber reinforced polyester resin, although other plastic systems and fiber types are possible.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. Show - in a schematic representation -
Figur 1 : eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung, Figur 2: einen Längsschnitt durch die Kupplung nach Figur 1 im Montagezustand mit zwei Rohrstücken,FIG. 1 shows a perspective partial view of a pipe coupling according to the invention, 2 shows a longitudinal section through the coupling of Figure 1 in the assembled state with two pipe sections,
Figur 3 : einen Längsschnitt durch die Kupplungswand zur Darstellung des Wandaufbaus.Figure 3: a longitudinal section through the coupling wall to illustrate the wall structure.
In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.In the figures, the same or equivalent components are shown with the same reference numerals.
Figur 3 zeigt ein Beispiel für einen Wandaufbau der in den Figuren 1 , 2 dargestellten Rohrkupplung. Von außen nach innen, also zwischen einer Außenwand 12 und einer Innenwand 14 ist der Wandaufbau durch drei Zonen charakterisiert:FIG. 3 shows an example of a wall structure of the pipe coupling illustrated in FIGS. 1, 2. From outside to inside, ie between an outer wall 12 and an inner wall 14, the wall structure is characterized by three zones:
Eine mit Fasern 16F verstärkte äußere Kunststoffschicht 16, bei der die Fasern 16F überwiegend in Axialrichtung der Kupplung 10 verlaufen, also in der Zeichnung von links nach rechts.An outer plastic layer 16 reinforced with fibers 16F, in which the fibers 16F extend predominantly in the axial direction of the coupling 10, ie in the drawing from left to right.
Die äußere Kunststoffschicht 16 weist in Endabschnitten 1 OEl , 10E2 eine Wandstärke (Wanddicke) DE auf, die der Wandstärke DK der Kupplung 10 in diesem Endabschnitt entspricht.The outer plastic layer 16 has in end portions 1 OEl, 10E2 a wall thickness (wall thickness) D E , which corresponds to the wall thickness D K of the coupling 10 in this end portion.
In den Endabschnitten 10El , 10E2 der Kupplung 10 sind weiters innenseitig Vertiefungen 18El , 18E2 ausgebildet, die im Schnitt (Figur 3) ein angenähertes Rechteckprofil aufweisen.In the end sections 10E1, 10E2 of the coupling 10, recesses 18E1, 18E2 are furthermore formed on the inside, which have an approximated rectangular profile in section (FIG. 3).
Wie die Figur zeigt, verlaufen die Fasern 16F durchgehend über die gesamte axiale Länge L der Rohrkupplung 10 und im Bereich der nutartigen Vertiefungen 18E l , 18E2 um diese herum. Aufgrund des durchgehenden Faserverlaufs weist die äußeie Kunststoffschicht 16 eine extrem hohe Zugfestigkeit/Schubfestigkeit (in Axialrichtung Pfeil A) auf. Innenseitig benachbart der äußeren Kunststoffschicht 16 verläuft eine innere Kunststoffschicht 20. Die innere Kunststoffschicht 20 ist (in Axialrichtung der Kupplung 10) kürzer als die äußere Kunststoffschicht 16. Sie verläuft zwischen den beiden inneren Abschnitten 19E l , 19E2 der Vertiefungen 18El , 18E2.As the figure shows, the fibers 16F run continuously over the entire axial length L of the pipe coupling 10 and in the region of the groove-like recesses 18E l, 18E2 around it. Due to the continuous fiber flow, the outer plastic layer 16 has an extremely high tensile strength / shear strength (in the axial direction arrow A). The inner plastic layer 20 is shorter (in the axial direction of the coupling 10) than the outer plastic layer 16. It extends between the two inner sections 19E l, 19E2 of the recesses 18El, 18E2.
Die innere Kunststoffschicht 20 besteht wie die äußere Kunststoffschicht 16 aus ausgehärtetem Polyesterharz. Wie die äußere Kunststoffschicht 16 bestehen die Fasern innerhalb der Schicht 20 aus Glasfasern, die bei der Schicht 20 jedoch in Umfangsrichtung der Rohrkupplung 10 verlaufen, so dass in der Schnittdarstellung nach Figur 3 nur die Schnittflächen der einzelnen Fasern 2OF zu erkennen sind.The inner plastic layer 20 is like the outer plastic layer 16 of cured polyester resin. Like the outer plastic layer 16, the fibers within the layer 20 consist of glass fibers, which extend in the circumferential direction of the pipe coupling 10 in the layer 20, so that in the sectional view of Figure 3, only the sectional surfaces of the individual fibers 2OF can be seen.
Die Schicht 20 ist im Wickelverfahren hergestellt und weist neben einer guten Druckfestigkeit eine extrem hohe Zugfestigkeit in tangentialer Richtung (Pfeil R) der Kupplung 10 auf, um den Rohrinnendruck aufzunehmen.The layer 20 is produced in the winding process and, in addition to good compressive strength, has an extremely high tensile strength in the tangential direction (arrow R) of the coupling 10 in order to absorb the internal pipe pressure.
Die innere Kunststoffschicht 20 ist mit Vor- und Rücksprüngen ausgebildet, in die korrespondierende Vor- und Rücksprünge einer Dichtung 22 liegen. Die Dichtung 22 besteht aus Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), einem kautschukähnlichen, gummielastischen Material.The inner plastic layer 20 is formed with projections and recesses, in the corresponding projections and recesses of a seal 22 are. The gasket 22 is made of ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), a rubber-like rubber-elastic material.
Die Dichtung 22 weist mehrere, nach innen vorstehende Dichtungslippen 22L auf. Da die konkrete Ausbildung der Dichtung für den Erfindungsgedanken nicht wesentlich ist, wird hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen. Die Dichtung soll vorzugsweise so gestaltet sein, dass das Medium (Wasser), das durch das Rohr fließt, keinen Kontakt mit dem Kupplungsmaterial (der Muffe) bekommt. Wichtig ist allenfalls, dass die Dichtung 22 einteilig ist und im dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch (spiegelsymmetrisch) zu einer Ebene E - E, die durch einen mittleren Steg 24 der Dichtung 22 verläuft.The seal 22 has a plurality of inwardly projecting sealing lips 22L. Since the concrete design of the seal for the inventive concept is not essential, will not be discussed here at this point. The seal should preferably be designed so that the medium (water) that flows through the pipe does not get in contact with the coupling material (the sleeve). It is important at most that the seal 22 is in one piece and in the illustrated embodiment symmetrically (mirror-symmetrically) to a plane E - E, which extends through a central web 24 of the seal 22.
Die Kunststoffschichten 16, 20 sind miteinander chemisch vernetzt, da beide im gleichen Wickelprozess (nass in nass) aufgebracht wurden.The plastic layers 16, 20 are chemically crosslinked with each other, since both were applied in the same winding process (wet in wet).
Die Figuren 1 , 2 zeigen die Kupplung 10, die zwei Rohrstücke 30L, 30R kuppelt. Beide Rohrstücke 30L, 30R weisen endseitig umlaufende Nuten 32 auf ihren jeweiligen Außenwänden auf, die in der Kupplungsposition den ringförmigen Vertiefungen 18E l , 18E2 der Kupplung 10 gegenüberliegen, so dass Kupplungsstäbe 34 durch vorbereitete Öffnungen 36 in der äußeren Kunststoffschicht 16 eingefädelt werden können, bis sie, wie in den Figuren dargestellt, teilweise in den Vertiefungen 18E l , 18E2, teilweise in den Nuten 32 einliegen und damit eine zugfeste und formschlüssige Verbindung zwischen Kupplung 10 und Rohren 30L, 30R schaffen.Figures 1, 2 show the coupling 10, which couples two pipe sections 30L, 30R. Both pipe sections 30L, 30R have circumferential grooves 32 on their respective outer walls which, in the coupling position, oppose the annular recesses 18E 1, 18E2 of the coupling 10 so that coupling rods 34 can be threaded through prepared openings 36 in the outer plastic layer 16 they, as shown in the figures, partially einliegen in the recesses 18E l, 18E2, partially in the grooves 32 and thus create a tensile and positive connection between the coupling 10 and pipes 30L, 30R.
Die Dichtung 22 liegt über den Rohren 30L, 30R, der Mittelsteg 24 der Dichtung 22 zwischen den Enden der Rohre 30L, 30R. The seal 22 overlies the tubes 30L, 30R, the central web 24 of the seal 22 between the ends of the tubes 30L, 30R.

Claims

RohrkupplungP at e nt an s p rü c h e Pipe couplingP at e nt an sp rü che
1. Rohrkupplung mit folgendem Wandaufbau zwischen einer Außenwand (12) und einer Innenwand (14): a) einer mit Fasern (16F) verstärkten äußeren Kunststoffschicht (16), bei der die Fasern (16F) überwiegend in Axialrichtung der Kupplung (10) verlaufen, b) einer mit Fasern (20F) verstärkten inneren Kunststoffschicht (20), bei der die Fasern (20F) überwiegend in Umfangsrichtung der Kupplung (10) verlaufen, c) einer Dichtung (22) aus einem verformbaren Werkstoff.1. Pipe coupling with the following wall structure between an outer wall (12) and an inner wall (14): a) with fibers (16F) reinforced outer plastic layer (16), in which the fibers (16F) extend predominantly in the axial direction of the coupling (10) , b) an inner plastic layer (20) reinforced with fibers (20F), in which the fibers (20F) extend predominantly in the circumferential direction of the coupling (10), c) a seal (22) made of a deformable material.
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, deren äußere Kunststoffschicht (16) in Axialrichtung der Kupplung (10) mindestens 9/10 der Länge der Kupplung (10) aufweist.2. Pipe coupling according to claim 1, whose outer plastic layer (16) in the axial direction of the coupling (10) at least 9/10 of the length of the coupling (10).
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1, deren innere Kunststoffschicht (20) in Axialrichtung der Kupplung (10) maximal 8/10 der Länge der Kupplung (10) aufweist. 3. Pipe coupling according to claim 1, whose inner plastic layer (20) in the axial direction of the coupling (10) has a maximum of 8/10 of the length of the coupling (10).
4. Kupplung nach Anspruch 1 , deren Dichtung (22) in Axialrichtung der Kupplung ( 10) maximal die Länge der inneren Kunststoffschicht (20) aufweist.4. Coupling according to claim 1, whose seal (22) in the axial direction of the coupling (10) has a maximum length of the inner plastic layer (20).
5. Kupplung nach Anspruch 1 , deren äußere Kunststoffschicht ( 16) Fasern (16F) aufweist, die sich überwiegend über die gesamte Länge der äußeren Kunststoffschicht ( 16) in Axialrichtung der Kupplung (10) erstrecken.5. Coupling according to claim 1, whose outer plastic layer (16) fibers (16F) which extend predominantly over the entire length of the outer plastic layer (16) in the axial direction of the coupling (10).
6. Kupplung nach Anspruch 1 , deren innere Kunststoffschicht (20) Fasern (20F) aufweist, die sich überwiegend über mindestens 360° der inneren Kunststoffschicht (20) in deren Umfangsrichtung erstrecken.6. Coupling according to claim 1, whose inner plastic layer (20) fibers (20F) which extend predominantly over at least 360 ° of the inner plastic layer (20) in the circumferential direction thereof.
7. Kupplung nach Anspruch 1 , deren innere Kunststoffschicht (20) eine im Wickelverfahren aufgebrachte Kunststoffschicht ist.7. A coupling according to claim 1, wherein the inner plastic layer (20) is applied in a winding process plastic layer.
8. Kupplung nach Anspruch 1 , deren Dichtung (22) mit der inneren Kunststoffschicht (20) verklebt ist.8. A coupling according to claim 1, the seal (22) is glued to the inner plastic layer (20).
9. Kupplung nach Anspruch 1 , deren Dichtung (22) einteilig ist.9. Coupling according to claim 1, the seal (22) is in one piece.
10. Kupplung nach Anspruch 1 , bei der Endabschnitte (10El , 10E2) der äußeren Kunststoffschicht (16) eine größere Wandstärke (DE) aufweisen als die Abschnitte der Kunststoffschicht ( 16) dazwischen.10. Coupling according to claim 1, wherein the end portions (10El, 10E2) of the outer plastic layer (16) have a greater wall thickness (D E ) than the portions of the plastic layer (16) therebetween.
1 1. Kupplung nach Anspruch 10, bei der die Wandstärke (DE) der Endabschnitte ( 10E l , 10E2) der äußeren Kunststoffschicht ( 16) größer als 9/ 10 der Wandstärke (DK) der Kupplung (10) in diesen Endabschnitten ( 10E l , 10E2) ist. 1 1. A coupling according to claim 10, wherein the wall thickness (D E ) of the end portions (10E l, 10E2) of the outer plastic layer (16) greater than 9/10 of the wall thickness (D K ) of the coupling (10) in these end portions ( 10E l, 10E2).
12. Kupplung nach Anspruch 1 oder 10, deren Innenwand (14) an jedem ihrer beiden Endabschnitte, in Axialrichtung der Kupplung ( 10) betrachtet, mindestens eine umlaufende ringförmige Vertiefung ( 18E l , 18E2) aufweist.12. Coupling according to claim 1 or 10, the inner wall (14) at each of its two end portions, viewed in the axial direction of the coupling (10), at least one circumferential annular recess (18E L, 18E2).
13. Kupplung nach Anspruch 12, deren Vertiefungen ( 18E l , 18E2) in- situ bei der Herstellung ausgeformt sind.13. Coupling according to claim 12, whose recesses (18E l, 18E2) are formed in situ during manufacture.
14. Kupplung nach Anspruch 1 , bei der die Fasern (16F) der äußeren Kunststoffschicht ( 16), zumindest im Bereich der Innenwand ( 14), der Form der Innenwand (14) folgen.14. Coupling according to claim 1, wherein the fibers (16F) of the outer plastic layer (16), at least in the region of the inner wall (14), follow the shape of the inner wall (14).
15. Kupplung nach Anspruch 1 , bei der mindestens eine der Kunststoffschichten ( 16, 20) aus einem ausgehärteten, glasfaserverstärkten Polyesterharz besteht. 15. Coupling according to claim 1, wherein at least one of the plastic layers (16, 20) consists of a cured, glass fiber reinforced polyester resin.
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