CH651368A5 - Rohrkupplung. - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Rohrkupp- 35 Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Wand einer Rohrkupplung;

lung mit bezüglich ihrer mittleren Radialebene symmetrischer Fig. 2 und 3 je einen Axialschnitt analog Fig. 1 nach dem

Rohrmuffe, die mit einem formschlüssig in sie eingreifenden und Einschieben des einen bzw. beider Rohrenden in ihre normale sich über ihre ganze Länge erstreckenden Dichtungselement aus Kupplungslage, und gummielastischem Material ausgekleidet ist, dessen Innenprofil Fig. 4 einen analogen Axialschnitt nach maximalem Gegenein-

beidseits eines den aufzunehmenden Rohrenden als Anschlag 40 anderstossen der beiden Rohre.

dienenden Trennflansches mit Dichtungswulsten und/oder Lip- Die gezeichnete Kupplung besitzt eine zylindrische Muffe 1

pen versehen ist. Solche insbesondere zum Kuppeln von glas- aus glasfaserarmiertem Kunststoff, die über ihre ganze Länge mit faserarmierten, z.B. erdverlegten Kunststoff-Grossrohren die- einem bezüglich seiner Längsmitte symmetrisch profilierten nende Rohrkupplungen sindz.B.ausder CH-PS 600228 Dichtungselement 2 aus gummielastischem Material ausgeklei-

bekannt und haben sich vielfach bewährt. Das Innenprofil des 43 det ist. Zur Verankerung des rohrförmigen Dichtungselementes

Dichtungselementes, das mit geeigneten Wülsten und/oder Dich- 2 an der Muffe 1 ist die Innenwand der letzteren in ihrer tungslippen versehen ist, besitzt in seiner Längsmitte üblicher- Mittelpartie mit hinterschnittenen Ringnuten 3 versehen; die weise einen den meist abgeschrägten Stirnenden der zu verbin- Endpartien der Muffe 1 sind konisch etwas verengt und enden in denden Rohre als Einschiebeanschlag dienenden, axial kurzen einem bei 3a genuteten, sich nach aussen hin wieder erweitern-

Trennflansch, dessen Innendurchmesser jenem der Rohre ent- 50 den Ringflansch 4. Entsprechend ist die Aussenwand des Dich-

spricht. tungselementes 2 der Innenwand der Muffe 1 genau angepasst,

Es hat sich nun gezeigt, dass unter gewissen Belastungen, mit in die Nuten 3,3a eingreifenden Rippen 5 versehen. Die welche die verbundenen Rohre an der Kupplungsstelle z. B. zu innere Profilwand des Dichtungselementes 2 besitzt, ausgehend knicken oder gegeneinander zu stossen trachten, Rohr- oder von einem gegenüber dem Aussendurchmesser der zu kuppeln-Kupplungsbrüche oder zu Undichtheiten führende Beschädigun- 55 den Rohre 6a, 6b etwas grösseren Durchmesser, von aussen nach gen des Dichtungselementes auftreten können. Dies gilt insbe- innen mit einem relativ dicken Kompressionswulst 7 und einer sondere dann, wenn durch tektonische oder ähnlich wirkende relativ dünnen Dichtungslippe 8 versehen, die beide gegen die Einflüsse entsprechende Erdverschiebungen auftreten. Beson- Längsmitte der Kupplung hin geneigt sind. Zwischen Wulst 7 und ders in Erdbebengebieten können bei erdverlegten, gekuppelten Lippe 8 und ebenso zwischen der letzteren und einer sich nach Rohren axial gegeneinander stossende Kräfte auftreten, welche 60 innen anschliessenden, dem Aussendurchmesser der Rohre entweder durch die Eigenelastizität von Rohr und Kupplung noch sprechenden Zylinderpartie 9, sind radial erweiterte Ringaus-durch die Haftreibung zwischen Rohr und Dichtungselement nehmungen 10a bzw. 10b geschaffen. Zwischen den beiden aufgenommen werden können. Zylinderpartien 9 liegt ein um die Wanddicke der zu kuppelnden

Die vorliegende Erfindung bezweckt deshalb die Schaffung Rohre 6a, 6b einwärtsspringender, zylindrischer Trennflansch einer Rohrkupplung der genannten Art, die in der Lage ist, auch 6511. Die axiale Länge dieses Trennflansches 11 ist mehrfach relativ grosse an den gekuppelten Rohren angreifende, gegenein- grösser als seine radiale Höhe. Wie aus Fig. 1 besonders deutlich ander gerichtete Axialkräfte oder Zerstörungen oder Undicht- ersichtlich, sind die Flanken 1 la des Trennflansches 11 gegen die werden des Dichtelementes aufzunehmen. Zylinderpartien hin mit einer Rundung oder Anschrägung verse-

hen. Im Bereich des Trennflansches 11 ist das Dichtungselement 2 mit mehreren, beim gezeichneten Beispiel mit drei, ringförmigen Hohlräumen 12a, 12b mit Kreisquerschnitt versehen. Der Radius der Querschnittachse b des mittleren Ringraumes 12b ist etwa gleich dem Radius der Zylinderpartien 9, während der Radius a der beiden andern Ringräume 12a etwas grösser ist. Damit wird erreicht, dass der grössere Teil des Volumens der Hohlräume 12a radial ausserhalb der Zylinderpartien 9 liegt, wobei die zwischen den Ringräumen 12a und den Flanken IIa bzw. der Zylinderwand des Trennflansches 11 einerseits und dem mittleren Ringraum 12b anderseits verbliebenen Materialstege dicker sind als der radiale Abstand des mittleren Ringraumes 12b von der Zylinderwand des Trennflansches 11. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Dicke dieser Stege etwa gleich oder nur wenig kleiner als den Querschnittdurchmesser der Ringräume 12a, 12b zu wählen, während der radiale Wandabstand des mittleren Ringraumes 12b erheblich kleiner sein sollte.

In die beschriebene Kupplung werden die zu verbindenden Rohre 6a, 6b, deren Aussendurchmesser etwa jenem der Zylinderpartien 9 und deren Innendurchmesser dem Durchmesser der Zylinderwand des Trennflansches 11 entspricht, nacheinander (Fig. 2 und 3) eingeschoben, bis ihre abgeschrägten Stirnkanten gegen die Flanken IIa des Trennflansches 11 stossen. Das dadurch erzwungene elastische Deformieren der Wulste 7 und Lippen 8 des Dichtungselementes, das natürlich eine gewisse Einschiebekraft erfordert, gewährleistet in bekannter Weise einen festen und dichten Haftverbund zwischen den Rohren 6a, 6b und der Kupplung.

Wirken auf die so untereinander verbundenen Rohre 6a, 6b gegeneinander gerichtete Stosskräfte, wie sie bei Erdbeben oder ähnlichen Erdbewegungen auftreten können, und die meist mehrfach grösser sind als die zum Einschieben der Rohrenden in die Kupplung erforderlichen Kräfte, so bewirken diese über die Stirnkanten der Rohre 6a, 6b auf die Flanken IIa des Trennflansches 11 übertragenen Kräfte ein Verdrängen von Material des Trenflansches 11 in die Ringräume 12a, 12b hinein. Das vom Gesamtvolumen der Hohlräume abhängige verdrängbare Materialvolumen des Trennflansches 11 ist so gewählt, dass nach maximal möglicher Füllung (einschliesslich Volumen der komprimierten Luft) der Hohlräume 12a, 12b (Fig. 4) die beiden Rohrenden sich nicht ganz berühren, sondern durch einen, dank der wandnahen Anordnung des mittleren Hohlraumes 12b sich zwischen die Rohrstirnkanten legenden Trennsteg IIb (Fig. 4) getrennt bleiben.

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Der unter der genannten Stosswirkung ohne Beschädigung von Rohr oder Kupplung maximal mögliche Verschiebeweg eines Rohres ist in Fig. 4 mit x bezeichnet. Es ist ohne weiteres erkennbar, dass der zur Haftreibung des Rohres im Dichtungselement der Kupplung zusätzliche axiale Widerstand des Trennflansches 11 gegen zu einem Füllen der Hohlräume mit verdrängtem Material durch Deformation dieses Trennflansches 11 zur Aufnahme ganz erheblicher Stosskräfte herangezogen werden kann. Man erhält somit eine Rohrkupplung, die trotz relativ starker axialer Verschiebung der Rohre in der Kupplung einwandfrei dicht bleibt und eine Zerstörung des Dichtungselementes nicht eintritt.

Als konkretes Beispiel kann eine Kupplung der beschriebenen Art für Rohre mit einem Durchmesser von 600 mm betrachtet werden. Die axiale Länge des Trennflansches 11 beträgt etwa 60 mm und der Querschnittsdurchmesser der drei ringförmigen Hohlräume 12a, 12b etwa 11 mm. Das Innenprofil des Dichtungselementes 2 ist so gewählt, dass zum Einschieben der Rohre 6a, 6b in die Kupplung bis zum Anschlag an den Flanken IIa des Trennflansches 11 eine Kraft von etwa 600 kg erforderlich sind. Um die so montierten Rohre bis auf einen durch einen Trennsteg IIb von etwa 5 mm gebildeten Abstand um den Weg x nach innen zu stossen, ist im angenommenen B eispiel eine Kraft von etwa 4200 kg erforderlich. Dies bedeutet, dass die Kupplung axiale Stosskräfte auf die Rohre von dieser Grössenordnung aufzunehmen vermag, ohne zerstört oder undicht zu werden. Als zweckmässig hat sich dabei eine axiale Länge des Trennflansches erwiesen, die etwa das 5- bis 7-fache der radialen Flanschhöhe beträgt.

Obwohl sich drei ringförmige Hohlräume mit Kreisquerschnitt als besonders zweckmässig erwiesen haben, könnten auch mehr, z. B. fünf solche Hohlräume vorgesehen sein, und zwar auch solche mit anderem oder unterschiedlichem Querschnitt. Voraussetzung ist natürlich, dass die in Achsrichtung mit geeignetem Abstand nebeneinanderliegenden Hohlräume das beim Einstos-sen der Rohre um den maximal möglichen Weg verdrängte Material des Trennflansches bis zur annähernd vollständigen Füllung aufzunehmen vermögen, ohne dass ein An- bzw. Abreis-sen der neben den Hohlräumen verbliebenen Flanschpartien auftritt. Es versteht sich, dass die beschriebene Kupplung auch leicht schief zur Achse an den Rohren angreifende Stosskräfte durch entsprechendes Einschieben der Rohre aufzunehmen vermag.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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   PATENTANSPRÜCHE Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemässe Rohrkupplung dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Trennflan-1. Rohrkupplung mit bezüglich ihrer mittleren Radialebene sches mehrfach grösser als seine radiale Höhe ist, wobei im symmetrischer Rohrmuffe (1), die mit einem formschlüssig in sie Trennflanschbereich des Dichtungselementes ringförmige Hohleingreifenden und sich über die ganze Länge erstreckenden 5 räume vorgesehen sind, zur Aufnahme von beim Einwärtsstos-Dichtungselement (2) aus gummielastischem Material ausgeklei- sen eines oder beider Rohrenden über die durch den Trenn-det ist, dessen Innenprofil beidseits eines den aufzunehmenden flansch festgelegte Anschlaglage hinaus von diesen Rohrenden Rohrenden (6a, 6b) als Anschlag dienenden Trennflansches (11) elastisch verdrängtem Flanschmaterial.

   mit Dichtungswulsten (7) und/oder Lippen (8) versehen ist, Zweckmässig besitzen die symmetrisch zur radialen Mittel-

   dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Trennflan- 10 ebene des Trennflansches in diesem vorgesehenen ringförmigen sches (11) mehrfach grösser als seine radiale Höhe ist, wobei im Hohlräume Kreisquerschnitt. Der Ringradius dieser Hohlräume

   Trennflanschbereich des Dichtungselementes (11) ringförmige ist zweckmässig etwa gleich oder grösser als der dem Aussen-

   Hohlräume (12a, 12b) vorgesehen sind, zur Aufnahme von beim durchmesser der zu verbindenden Rohre entsprechende Fuss-

   Einwärtsstossen eines oder beider Rohrenden über die durch den durchmesser des Trennflansches; damit wird erreicht, dass das

   Trennflansch festgelegte Anschlaglage hinaus von diesen Rohr- 15 beim Einwärtsstossen des Rohres von dessen Stirnfläche unter enden elastisch verdrängtem Flanschmaterial. Druck gesetzte Flanschmaterial tatsächlich radial auswärts, unter
2. 2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, zunehmender Schliessung der Hohlräume ausweichen kann,

   dass im Trennflansch (11) z. B. drei Kreisquerschnitte aufwei- wodurch vermieden wird, dass das verdrängte Material teilweise sende Ringräume (12a, 12b) vorgesehen sind, wobei ein in der nach innen ausweicht und so den Rohrdurchlass verengt. Das

   Längsmitte des Trennflansches (11) angeordneter Ringraum 20 z.B. zweckmässig auf drei ringförmige Hohlräume aufgeteilte

   (12b) einen kleineren Ringradius besitzt als die übrigen Ring- Hohlraumvolumen ist natürlich so gewählt, dass es das beim räume. axialen Vordringen des bzw. der Rohrenden unter Stosswirkung
3. 3. Rohrkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, verdrängte Material des Trennflansches aufzunehmen vermag; dass der Ringradius dieser Hohlräume (12a, 12b) gleich oder die Anordnung ist dabei zweckmässig so getroffen, dass die grösser ist als der Radius von an den Trennflansch (11) anschlies- 25 Hohlräume gefüllt sind, d. h. ein weiteres Vordringen des oder senden Zylinderpartien (9) des Dichtungselementes (2). der Rohrenden durch Materialverdrängung praktisch unmöglich
4. 4. Rohrkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, wird, bevor die Rohrenden die mittlere Symmetrieebene errei-dass das Gesamtvolumen der Hohlräume (12a, 12b) etwas klei- chen. Dies bedeutet, dass bei gegeneinander gestossenen Rohren ner ist, als das Materialvolumen des Trennflansches (11). am Ende ihres Verschiebeweges ein wenn auch schmaler Trenn-
5. 5. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch 30 flanschrest zwischen den Rohrenden verbleibt, die Rohre also gekennzeichnet, dass die Stirnflanken (IIa) des Trennflansches nicht gegeneinander stossen können.

   (11) an der Basis abgerundet oder abgeschrägt sind. Imfolgenden ist die Erfindung anhand der beiliegenden

   Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: