NO800436L - Skjoeteanordning for roerdeler omfattende en spissende og en muffeende. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en skjoteanordning omfattende to deler som skal skjotes, f.eks. rørdeler, omfattende en spissende og en muffeende, samt en elastisk pakning som tjener til tetning av skjøteanordningen ved sammenpresning mellom delenes tetningsflater.

Ved legging av rørledninger i grøfter og lignende vil skjøtene mellom de rørdeler som utgjør rørledningen, i mange tilfeller bli utsatt for betydelige tverrkrefter som kan skyldes tilbakefylling av masser i grøftene eller tilfeldige påkjenninger fra kjøretøyer og lignende. Dessuten må skjøtene også tillate en viss awinkling fra den rette linje, uten at de derved blir utette.

I forbindelse med skjøteanordninger som f.eks. omfatter betongrør av muffetypen, skal pakningen oppfylle to i og for seg motstridende oppgaver.

Først og fremst skal pakningen virke tettende for et inn-vendig eller utvendig overtrykk. På grunn av ujevnheter i over-flaten av rørene, er det ønskelig at pakningen er både myk og elastisk. Samtidig er det ønskelig at pakningen har forholdsvis stor tykkelse, slik at den kan tilpasse seg de toleranseavvik som måtte forekomme.

I tillegg til denne primære oppgave bør pakningen ha så stor motstand mot en ytterligere kompresjon utover det som er nødvendig for å oppta toleranseavvik, at den sørger for at rørene blir liggende så konsentrisk i muffeskjøten at der ikke blir direkte kontakt mellom betongen i muffen og røret. Dette gjelder spesielt i de tilfeller hvor de enkelte rørdeler danner en vinkel med hverandre. En slik kontakt mellom muffe og rør vil føre til knusing av betong eller brudd på rør eller muffe.

Den foreliggende oppfinnelse har som siktemål å gi an-visning på en skjoteanordning som gir løsning på de ovennevnte to motstridende oppgaver, og ved en skjoteanordning av den inn-ledningsvis angitte art er løsningen ifølge oppfinnelsenkarakterisert vedat skjøteanordningens tetningsflater danner en første bredere spalte som rommer et første pakningsparti som innen visse avvik fra konsentrisitet danner en hovedtetning mellom tetningsflåtene, samt en smalere styrespalte som rommer et annet paknings parti som opptar tverrkrefter før de nevnte avvik overskrides, slik at hovedtetningen derved opprettholdes.

En foretrukken utførelsesform for skjøteanordningen ifølge oppfinnelsen går ut på at den bredere spalte som rommer hovedtetningspartiet, er minst ca. 2,5 ganger så stor som den smalere styrespalte, at hovedtetningspartiet er slik dimensjonert at det ved konsentrisk sammenstilling av skjøtedelene blir komprimert ca. 20%, og at pakningens styrespalteparti utfyller styrespalten innen et toleranseområde som på den ene side fyller styrespalten med opptil ca. 10% kompresjon og på den annen side gir en klaring på ca. 30% av styrespaltens bredde.

Ved en slik skjoteanordning vil hovedtetningspartiet alltid fylle den maksimale spalte som kan dannes mellom skjøtedelenes tetningsflater, og man kan samtidig benytte en pakning som er så myk at ekspansjonskraften som oppstår på grunn av kompresjon, ikke blir så stor at muffen sprenges, eller at der kreves for stor kraft ved sammenføyning av rørdelene i hverandre. Dersom skjøteanordningen blir påvirket av en tverrkraft som fører til forskyvning av de deler som utgjor skjøteanordningen, vil både hovedtetningspartiet og styrespaltepartiet bli komprimert ved den ene side av skjoten, mens de på motsatt side vil bli avlastet. Den innbyrdes dimensjonering av spaltene og de to pakningspartier vil imidlertid fore til at det pakningsparti som befinner seg i den smalere styrespalte, vil overta den bærende funksjon, dvs. danne et mottrykk som er lik eller større enn rørenes tillatte tverrbelastning før dekompresjonen av hovedtetningspartiet er blitt så stor at hovedtetningen svikter. Hvis tverrkreftene er store, er det alminnelig at pakningene må komprimeres ned til 50% av sin opprinnelige tykkelse for å oppnå likevekt mellom tverrkrefter og pakningens bæreevne, og et særtrekk ifølge oppfinnelsen går således ut på at pakningens styrespalteparti har en så stor bredde at 50% kompresjon gir et mottrykk som er lik eller større enn rørenes tillatte tverrbelastning.

Fortrinnsvis kan der anvendes en pakning av glidekappetypen, idet pakningens styrespalteparti da har form av en glidekappe som følger tetningsflaten på den ene del som skal skjøtes, når de to deler monteres inn i hverandre, slik at styrespaltepartiet i ferdig montert stilling utgjøres av en dobbelt glidekappe.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen som viser et utførelseseksempel på skjøteanordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 er et skjematisk riss av en skjøteanordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er i større målestokk et snitt gjennom et utsnitt av skjøteanordningen ved sammenmonterte skjøtedeler.

Den skjøteanordning som er vist på fig. 1, omfatter to rør-deler 1 og 2 som skal skjøtes, idet rørdelen 1 omfatter en spissende 4 og rørdelen 2 omfatter en muffeende 8. Ytterst på spissenden 4 er der på en ansats 5 plassert en pakning 3, f.eks. en-pakning med glidekappe av den type som er nærmere beskrevet i norsk patentsøknad nr. 78,3644, og som har en større tykkelse enn avstanden mellom delenes tetningsflater i montert stilling av skj øteanordningen.

Ved montering skyves rørdelen 1 inn i rørdelen 2 slik at pakningen 3 som er montert på spissenden 4 av rørdelen 1, glir inn i muffeenden 8 av rørdelen 2 for derved å komprimeres mellom rørdelenes tetningsflater.

På fig. 2 som viser et snitt gjennom den ferdig monterte skjøteanordning, er kappen 6 av pakningen 3 blitt trukket langs selve hovedtetningspartiet eller pakningskroppen 7 ved friksjon mellom kappen 6 og muffeenden 8 av rørdelen 2 når delene 1, 2 skyves sammen med rørdelen 1 under montasje.

Etter monteringen vil kappen 6 bli liggende dobbelt mellom tetningsflaten 9 på muffeenden 8 og en bæreflate 10 på spissenden 4 av rørdelen 1, idet flatene 9 og 10 danner en forholdsvis smal styringsspalte 11 mellom spiss- og muffeende.

Pakningskroppen 7 må ha så stor tykkelse at den sammen med kappen 6 alltid kan fylle den største spalte 12 som blir dannet mellom ansatsen 5 på spissenden 4 og tetningsflaten 9 på muffeenden 8. Samtidig må pakningskroppen 7 være så myk at den ekspan-sjonskraft som oppstår på grunn av kompresjonen under monteringen, ikke blir så stor at muffeenden 8 sprenges eller at der kreves for stor kraft for å skyve rørdelene inn i hverandre.

Dersom rørdelen 2 blir påvirket av en tverrkraft P som er større eller motsatt rettet de tverrkrefter som virker på rør-delen 1, vil muffeendens tetningsflate 9 komprimere pakningen 3 inntil der oppstår likevekt mellom tverrkraften og pakningens bæreevne. Dersom tverrkreftene er store, er det alminnelig at pakningen må komprimeres ned til ca. 50% av sin opprinnelige tykkelse for å oppnå et slikt forhold.

For en normal rullepakningsskjøt for rør etter f.eks. NS 3028 vil dette eksempelvis bety at en pakning som opprinnelig er 15 mm tykk, vil bli komprimert til 7,5 mm. Når pakningen da ved konsentrisk montering av rørdelene er gitt en forkompresjon på 25%, vil eksentrisiteten bli 3,75 mm, hvilket innebærer at pakningen på rørets diametralt motsatte side vil bli uten kompresjon og følgelig ikke utøve tilfredsstillende pakningstrykk.

Ved enkelte nye rørtyper, f.eks. PR-3-S, har man for å av-hjelpe det nevnte forhold med svekket kompresjonsvirkning ved eksentrisitet, fremstilt rør med fine toleranser og en smal styrespalte i likhet med spalten 11 som omtalt ovenfor. Ved tverrbelastning får da rørendene betongkontakt i den smale spalte før pakningen på rørets motsatte side blir så dekomprimert at der oppstår lekkasje. På grunn av punktbelastning under betong-kontakten kan man bare tillate små retningsavvik, og rørene må fremstilles kraftigere enn tilsvarende rør av annen type.

Ved bruk av en skjøteanordning ifølge oppfinnelsen, f.eks. av den utførelse som er omtalt ovenfor, vil skjøteanordningen når den påvirkes av tverrkrefter, virke på følgende måte: Dersom den større spalte 12 mellom ansatsen 5 på spissenden 4 og muffeendens tetningsflate 9, har en størrelse a på f.eks. 11,25 mm og styringsspalten 11 mellom tetningsflaten 9 på muffeenden 8 og bæreflaten 10 på spissenden 4 har en størrelse b på 3 mm, samtidig som tykkelsen av pakningen 3 før komprimering er 15 mm og tykkelsen av kappen 6 er 1,5 mm, vil man få følgende forhold når skjøteanordningen utsettes for tverrkrefter.

Ved monteringen blir pakningen komprimert ca. 25% svarende til 3,75 mm ved sammenpresning mellom ansatsen 5 og tetningsflaten 9, samtidig som kappen 6 følger tetningsflaten 9 innover bæreflaten 10 for å bli liggende dobbelt mellom nevnte flater for således mer eller mindre å fylle styringsspalten 11. For at den dobbelte kappe 6 skal kunne utbalansere eventuelle tverrkrefter, må de to lag som tilsammen utgjør 3 mm, komprimeres ca. 50% svarende til 1,5 mm av den dobbelte kappe i det område hvor tverrkreftene virker. Tverrkraftpåvirkningen gir en eksentrisitet som medfører at pakningen på den diametralt motsatte side av røret får en dekompresjon fra 25% svarende til 3,75 mm til 15% svarende til 3,75 mm - 1,5 mm = 2,25 mm, hvilket er tilstrekkelig for en tilfredsstillende tetning.

På grunn av gummiens elastiske egenskaper oppstår der ikke konsentrerte punktbelastninger noe sted i skjøteanordningen, og den omtalte styrespalte er likevel så stor at skjøteanordningen uten vanskeligheter kan oppta normale retningsavvik.

Hensiktsmessig kan glidekappen 6 og hovedtetningspartiet 7 ha flater med sagtakker 13 som glir langs hverandre ved montering, men som i montert stilling låses i hverandre og derved fastholder skjøteanordningen aksialt.

Selv om skjøteanordningen i henhold til oppfinnelsen mest hensiktsmessig lar seg utføre ved hjelp av en glidekappepakning av den art som er omtalt ovenfor, er oppfinnelsen ikke bundet til en slik pakningskonstruksjon. Alle pakninger som består av et tettende parti med forholdsvis stor tykkelse som komprimeres forholdsvis meget under monteringen, og dessuten har et tynnere parti som blir liggende mellom styreflatene og ved bare en forholdsvis liten eksentrisitet av rørdelene gir en prosentvis stor kompresjon, fyller forutsetningene for oppfinnelsen.

Claims (6)

1. Skjøteanordning omfattende to deler som skal skjøtes, f.eks. rørdeler (1, 2) som omfatter en spissende (4) og en muffeende (8) samt en elastisk pakning (3) som tjener til tetning av skjøteanordningen ved sammenpresning mellom delenes (1, 2) tetningsflater (9 resp. 5, 10), karakterisert ved at skjøteanordningens tetningsflater (9, 5) danner en første bredere spalte (12) som rommer et første pakningsparti (7) som innen visse avvik fra konsentrisitet danner en hovedtetning . mellom tetningsflåtene (9, 5), samt en smalere styrespalte (11) som rommer et annet pakningsparti (6) som opptar tverrkrefter før de nevnte avvik overskrides, slik at hovedtetningen derved opprettholdes .

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den bredere spalte (12) som rommer hovedtetningspartiet (7) er minst ca. 2,5 ganger så stor som den smalere styrespalte (11) , at hovedtetningspartiet (7) er slik dimensjonert at det ved konsentrisk sammenstilling av skjøtedelene (1, 2) blir komprimert ca. 20-30%, og at pakningens styrespalteparti (6) utfyller styrespalten (11) innen et toleranseområde som på den ene side fyller styrespalten (11) med opptil ca. 10% kompresjon og på den annen side gir en klaring på ca. 30% av styrespaltens (11) bredde (b).

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at styrespalten (11) og pakningens (3) styrespalteparti (6) er slik dimensjonert i forhold til hverandre at ca. 50% kompresjon av styrespaltepartiet (6) gir et mottrykk som er minst like stort som rørenes tillatte tverrbelastning.

4. Anordning som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at styrespalten (11) og det pakningsparti (6) som rommes i denne, er slik dimensjonert i forhold til den større hovedtetningsspalte (12) at rørdelenes lengdeakser kan avbøyes så meget i forhold til hverandre som angitt i de aktuelle standarder for vedkommende skjøtedeler uten at der oppstår betongkontakt mellom rør og muffe eller reduksjon av hovedtetningens virkning.

5. Anordning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at pakningen (3) er av glidekappetypen, idet kappen (6) følger muffetetningsflatens (9) bevegelse innover spissenden (4), slik at pakningens styrespalteparti (6) utgjøres av en dobbelt glidekappe.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at glidekappen (6) og hovedtetningspartiet (7) har flater med sagtakker (13) som glir langs hverandre ved montering, men som i montert stilling låses i hverandre og derved fastholder skjøteanordningen aksialt.