Rohranbohrschelle mit Abzweigventil Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohranbohr- schelle mit Abzweigventil, bei der die Abdichtung gegenüber dem Rohr durch einen Dichtungsring er folgt, der mindestens eine aufragende Leiste aufweist, die in eine umlaufende Nut an der Unterseite des Ventilflansches eingreift, wobei Nut und Leiste wenigstens einseitig von schrägstehenden Flächen be grenzt sind.
Die Erfindung bezweckt eine Weiterbildung und Verbesserung von Rohranbohrschellen der genannten Art, insbesondere die Erzielung einer noch besseren Dichtwirkung. Das Neue besteht dabei darin, dass die schrägstehende Fläche der Nut im Ventilflansch mit der Anpressrichtung des Flansches einen kleineren Winkel bildet als die entsprechende Dichtungsfläche der Leiste in unverformtem Zustand derselben.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. la einen Querschnitt durch eine Rohrleitung mit daran angebrachter Rohranbohrschelle im Schnitt, Fig. 1b <I>die</I> dazugehörige Seitenansicht im Schnitt, Fig. 2a einen Querschnitt durch eine Rohrleitung mit daran angebrachter Rohranbohrschelle, bei wel cher der Rohrradius grösser ist als der Krümmungs- radius der Flanschunterseite des Abzweigventils, im Schnitt,
Fig. 2b die dazugehörige Seitenansicht im Schnitt, Fig. 3a einen Querschnitt durch einen Dichtungs ring, Fig. 3b der dazugehörige Längsschnitt, Fig. 4a einen Querschnitt durch einen Dichtungs ring für ein Rohr grösseren Durchmessers, Fig. 4b einen dazugehörigen Längsschnitt durch den Dichtungsring, Fig. 5a einen Querschnitt durch einen Dichtungs ring mit einer Metalleinlage, Fig. 5b die dazugehörige Draufsicht,
Fig. 6a und 6b den Fig. 5a und<I>5b</I> entsprechende Darstellungen eines Dichtungsringes für eine andere Rohrnennweite.
Gemäss den Fig. la, 1b, <I>2a</I> und<I>2b</I> ist der An schlussflansch 10 eines Abzweigventils unter Zwi schenschaltung eines Dichtungsringes 11 bzw. 12 durch ein Schellenband 13 bzw. 14 gegen die Rohr leitung 15 bzw. 16 verspannt. An einem Ende ist das Schellenband 13 bzw. 14 mit einem Querbolzen 17 versehen, der sich auf einem entsprechend geformten Teil 18 des Flansches 10 abstützt. Am anderen Ende des Schellenbandes 13 bzw. 14 ist ein Schraubenbol zen 19 angebracht, der durch eine Mutter 20 fest an gezogen werden kann. Die Mutter 20 stützt sich da bei auf dem Teil 21 des Flansches 10 ab.
Bei einem Vergleich der Fig. la und 2a ist zu erkennen, dass der Durchmesser des Rohres 16 der Fig. 2a wesentlich grösser ist als der Durchmesser des Rohres 15 der Fig. 1a, so dass dementsprechend die Krümmung des Rohrmantels bei dem Rohr 16 der Fig. 2a geringer ist als bei dem Rohr 15 der Fig. 1a. Trotzdem wird für beide Rohre der gleiche Flansch 10 benutzt. Der Krümmungsradius des über die Un terseite des Flansches 10 hinausragenden Fortsatzes 22 entspricht etwa dem Radius des Rohres 15 der Fig. la.
Dementsprechend liegt der Fortsatz 22 unter seitig über seinem gesamten Umfang verhältnismässig glatt an der Oberseite der Rohrmantelfläche des Roh res 15 an. Dagegen erfolgt bei der Ausführung gemäss Fig. 2a eine Berührung der Mantelfläche des Rohres 16 praktisch nur in zwei Punkten, und zwar bei 23a und 23b. Zwischen diesen beiden Punkten 23a und 23b befinden sich zwischen der äusseren Mantel fläche 24 des Rohres 16 und der unteren Begrenzung 25 des Fortsatzes 22 ein etwa Sichel- bis halbmond förmiger Spalt 26, der aussen durch die innere Fläche 27 des Dichtungsringes 12 begrenzt ist (Fig. 4a und 4b).
Die Grösse des Spaltes 26 hängt ab von dem Un terschied zwischen dem Krümmungshalbmesser der Unterseite des Flansches 10 und dem Rohrhalbmes ser, das heisst also, dass bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel bei gleichbleiben dem Flansch 10 der Spalt 26 um so grösser wird, je grösser der Durchmesser des Rohres 16 ist. Wie die Fig. <I>2a</I> und<I>2b</I> ohne weiteres erkennen lassen, wird die innere Begrenzungsfläche 27 des Dichtungsringes 12 nur auf dem kleinsten Teil ihres Umfanges, prak tisch lediglich an den beiden Punkten 23a und 23b, von dem Fortsatz 22 vollständig abgedeckt. Auf dem grössten Teil der Fläche 27 wirkt vielmehr der Druck des in der Leitung befindlichen Mediums unmittelbar ein.
Um zu verhindern, dass der Dichtungsring 12 durch das Druckmedium aus seinem Sitz heraus gepresst wird - dieses Herauspressen könnte vor allem in Längsrichtung des Rohres erfolgen, da der Dich tungsring 12 dort die grösste Angriffsfläche bietet trägt der Dichtungsring 12 an seiner inneren Begren zungsfläche 27 zwei lippenartige, etwa sichelförmige Verdickungen 28, deren Stärke etwa der Grösse des Spaltes 26 zwischen dem Aussenmantel des Rohres 16 und der unteren Begrenzung des Fortsatzes 22 entspricht.
Durch diese Verdickungen 28 wird zunächst einmal eine gewisse Versteifung des Dichtungsringes erreicht, so dass dieser einer Verformung durch das Druckmedium einen höheren Widerstand entgegen setzt. Ausserdem kann die Verdickung 28, die sich in ihrer Betriebsstellung in den Spalt 26 hineinschiebt, sich also unterhalb des Fortsatzes 22 befindet, derart ausgebildet sein, dass sie diesen Spalt 26 völlig aus füllt und somit bereits dort eine Abdichtung bewirkt.
Bei Übereinstimmung der beiden in Frage kommen den Radien, wie dies bei dem in Fig. la der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, befindet sich zwischen dem Fortsatz 22 des Flansches 10 und der äusseren Mantelfläche 29 des Rohres 15 nur ein geringfügiger Spalt 30, der über den gesam ten Umfang des Fortsatzes 22 und zudem eine gleich bleibende Grösse aufweist. Es genügt daher, hier an dem Dichtungsring 11 eine umlaufende Lippe 31 vorzusehen, die über den gesamten inneren Umfang des Dichtungsringes 11 eine gleichbleibende Stärke und Form aufweist.
Um eine besonders gute Anlage der Dichtungs ringe 11 bzw. 12 an der Rohrmantelfläche 24 bzw. 29 zu erzielen, ist der Dichtungsring 11 bzw. 12 an seiner Unterseite nahe dem Innenrand, das heisst also nahe der umlaufenden Lippe 31 oder der innenseiti- gen Begrenzungswand 27, die ihrerseits wieder die Verdickung 28 trägt, mit einer umlaufenden, saug- napfförmigen Nut 32 versehen.
Beim Anpressen des Ventilflansches 10 gegen das Rohr, also beim An ziehen des Schellenbandes 13 bzw. 14, wird die Nut 32 entsprechend verformt, wobei sich eine saugnapf- förmige Anlage der die Nut begrenzenden Randteile am Rohrmantel ergibt. Darüber hinaus wird durch die umlaufende Nut 32 auch der Vorteil erreicht, dass die für die Dichtung unterhalb des Fortsatzes 22 ent scheidenden Dichtungsteile sich den gegebenen Ver hältnissen, also z. B. der Form der auszufüllenden Räume, besser anpassen können.
Neben dem Fortsatz 22 weist der Ventilflansch 10 unterseitig zwei umlaufende Nuten 33a und 33b auf, von denen die Nute 33b innenseitig durch den Fortsatz 22 begrenzt ist. In die Nuten 33a und 33b greifen entsprechende aufragende Leisten 34a und 34b ein, die oberseitig an dem Dichtungsring 11 bzw. 12 angebracht sind. Wesentlich ist dabei, dass die äusseren Begrenzungsflächen 35a und 35b der umlau fenden Nuten 33a und 33b in dem Flansch 10 unter einem anderen, und zwar einem spitzeren Kegelwin kel verlaufen als die aussenseitigen Begrenzungsflä chen 37a und 37b der unverformten Leisten 34a und 34b.
Dadurch wird erreicht, dass beim Anziehen des Flansches gegen das Rohr 15 bzw. 16 die Leisten 34a und 34b der Dichtungsringe 11 bzw. 12 aus ihrer in der Zeichnung bei 38 gestrichelt dargestellten Ausgangsstellung bzw. -form etwa der Form der Nuten 33a und 33b entspricht. Dabei ist zu beachten, dass, wie aus der Zeichnung ohne weiteres zu ersehen ist, die Dichtungsringe 11 und 12 bzw. ihre aufragen den Leisten 34a und 34b auch bezüglich ihrer oberen Begrenzung, wie dies z.
B. bei 39 in Fig. 2a zu er kennen ist, höher liegen als der Nutengrund. Aus der beim Anspannen des Flansches 10 zwangläufig sich ergebenden Anpassung der Leistenform an die der Nuten ergibt sich eine Beanspruchung der Gesamt dichtung, die, wie die Praxis gezeigt hat, besonders vorteilhaft ist, und zwar vor allem im Hinblick auf die Verwendung solcher Rohre, deren Mantel aus Gründen der Festigkeit, der Formbeständigkeit usw. möglichst wenig in radialer Richtung auf Druck be ansprucht werden soll.
Die wesentliche Dichtwirkung im Zusammenwirken der Leisten 34a und 34b mit den Nuten 33a und 33b wird an den Dichtflächen 37a und 37b erzielt, wobei auf Grund der beschriebe nen Formgebung der Anpressdruck hinsichtlich der Leisten vor allem in Umfangsrichtung, dagegen nur sehr geringfügig in radialer Richtung wirkt. Dies ist in der Zeichnung durch die Pfeile 40 angedeutet. Ausser dem wirkt auf die Leisten 34a und 34b auch ein etwa parallel zur Anpressrichtung wirkender Druck ein, wie dies durch die Pfeile 41 angedeutet ist. Diese Druckrichtung entsteht durch die bereits erwähnte Tatsache, dass die Leisten 34a und 34b geringfügig höher sind, als die Nuten tief sind.
Hierbei wird je doch die Grösse des Druckes 41, sobald sie auf den Rohrmantel einwirkt, sehr gering gehalten dadurch, dass einmal die Nutenform so gewählt werden kann, dass an der der Dichtungsfläche 37a abgekehrten Seite in der Ausgangsstellung von Nute und Leiste ein freier Raum verbleibt, in dem gegebenenfalls das Material ausweichen kann. Ausserdem wird ein gro sser Teil des in Richtung des Pfeiles 41, also etwa radial wirkenden Druckes durch die bereits erwähn ten umlaufenden Nuten 32 aufgefangen, da hier eine gewisse Verformung des Materials ohne weiteres möglich ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Dicht wirkung bei der beschriebenen Rohranbohrschelle besonders gut ist, da der auf die Dichtleisten 34a und 34b und dadurch insgesamt gesehen auch auf die Dichtung als solche einwirkende Anpressdruck radial von aussen nach innen gerichtet ist, also dem Druck des Mediums auf die Dichtung von innen nach aussen entgegenwirkt.
Zusätzlich wird dabei noch durch die erwähnten lippenförmigen Verdickungen eine besondere Sicherheit dafür erzielt, dass auch bei Verwendung von Flanschen an solchen Rohren, deren Krümmungshalbmesser nicht übereinstimmt mit dem entsprechenden Krümmungshalbmesser der Flanschunterseite, eine einwandfreie Abdichtung er zielt werden kann. Darüber hinaus ist aber auch von Wichtigkeit, dass die gute Abdichtung erreicht wer den kann, ohne dass eine unzulässige Druckbean spruchung des Rohres erfolgt. Bei den in letzter Zeit immer häufiger gebrauchten Rohren für Versorgungs leitungen aus Kunststoff, Asbestzement oder derglei chen müssen diese radialen Druckbeanspruchungen in sehr mässigen Grenzen gehalten werden.
Dies ist bei Anwendung der beschriebenen Rohranbohrschelle ohne weiteres möglich.
Bei den in Fig. 5a und 5b sowie 6a und 6b dar gestellten Ausführungsbeispielen sind die Dichtungs ringe 43 bzw. 44 mit nahe dem Umfang angeord neten Einlagen 45 bzw. 46 versehen, die aus einem Werkstoff bestehen, der weit weniger elastisch ist als das die Dichtungsringe 43, 44 bildende Material. Die Einlagen 45 und 46 sind in die Dichtungsringe 43, 44 einvulkanisiert. Bei beiden in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispielen haben die Einlagen eine Höhe, die der des Dichtungsringes an der ent sprechenden Stelle entspricht. Selbstverständlich kann die Höhe der Einlagen 45 und 46 auch geringer be messen sein. Sie können z. B. im Querschnitt kreis förmig geformt sein.
Bei dem in den Fig. 6a und 6b dargestellten Aus führungsbeispiel sind in den Dichtungsleisten 47 zu sätzlich noch weitere Verstärkungseinlagen 48 an geordnet, durch die ein Ausweichen der Leisten 27 in radialer Richtung mit Sicherheit verhindert wird. Selbstverständlich können derartige Einlagen in den Leisten auch angeordnet sein, ohne dass gleichzeitig am Umfang des Dichtungsringes eine weitere Einlage vorgesehen zu sein braucht.
Statt zwei Leisten, wie beschrieben, kann der Dichtungsring auch nur eine solche aufweisen.
Es genügt auch, wenn nur die äusseren Begren zungsflächen von Nut und Leiste schräg verlaufen.
Pipe tapping saddle with branch valve The invention relates to a pipe tapping saddle with branch valve, in which the seal against the pipe is achieved by a sealing ring which has at least one protruding strip that engages in a circumferential groove on the underside of the valve flange, with groove and Bar are bordered at least on one side by inclined surfaces.
The invention aims to further develop and improve pipe tapping saddles of the type mentioned, in particular to achieve an even better sealing effect. What is new here is that the inclined surface of the groove in the valve flange forms a smaller angle with the pressing direction of the flange than the corresponding sealing surface of the strip in its undeformed state.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. 1 a shows a cross-section through a pipeline with a pipe saddle attached to it, FIG. 1b shows the associated side view in section, FIG. 2a shows a cross-section through a pipe with a pipe saddle attached, in which the pipe radius is larger than the radius of curvature of the flange underside of the branch valve, in section,
Fig. 2b shows the corresponding side view in section, Fig. 3a shows a cross section through a sealing ring, Fig. 3b shows the corresponding longitudinal section, Fig. 4a shows a cross section through a sealing ring for a pipe of larger diameter, Fig. 4b shows a corresponding longitudinal section through the sealing ring , Fig. 5a shows a cross section through a sealing ring with a metal insert, Fig. 5b shows the associated top view,
6a and 6b representations of a sealing ring for a different nominal pipe size corresponding to FIGS. 5a and 5b.
According to Fig. La, 1b, <I> 2a </I> and <I> 2b </I> is the connection flange 10 of a branch valve with the interposition of a sealing ring 11 or 12 by a clamp band 13 or 14 against the Pipe 15 or 16 braced. At one end, the clamp band 13 or 14 is provided with a transverse bolt 17 which is supported on a correspondingly shaped part 18 of the flange 10. At the other end of the clamp band 13 and 14, a screw bolt zen 19 is attached, which can be tightened by a nut 20 on. The nut 20 is based there on the part 21 of the flange 10.
When comparing FIGS. 1 a and 2 a, it can be seen that the diameter of the tube 16 in FIG. 2 a is significantly larger than the diameter of the tube 15 in FIG. 1 a, so that the curvature of the tube jacket in the tube 16 in FIG 2a is lower than in the case of the tube 15 of FIG. Nevertheless, the same flange 10 is used for both tubes. The radius of curvature of the extension 22 protruding beyond the underside of the flange 10 corresponds approximately to the radius of the tube 15 of FIG.
Correspondingly, the extension 22 rests relatively smoothly on the upper side of the tube jacket surface of the tube 15 over its entire circumference. In contrast, in the embodiment according to FIG. 2a, the lateral surface of the tube 16 is touched practically only at two points, namely at 23a and 23b. Between these two points 23a and 23b there is an approximately crescent-shaped to crescent-shaped gap 26 between the outer jacket surface 24 of the tube 16 and the lower boundary 25 of the extension 22, which is bounded on the outside by the inner surface 27 of the sealing ring 12 (Fig . 4a and 4b).
The size of the gap 26 depends on the difference between the radius of curvature of the underside of the flange 10 and the Rohrhalbmes water, which means that in the embodiment shown in the drawing with the flange 10 remaining the same, the gap 26 becomes larger, depending the diameter of the tube 16 is larger. As the FIGS. <I> 2a </I> and <I> 2b </I> readily recognize, the inner boundary surface 27 of the sealing ring 12 is only on the smallest part of its circumference, practically only at the two points 23a and 23b, completely covered by the extension 22. Rather, the pressure of the medium in the line acts directly on most of the surface 27.
In order to prevent the sealing ring 12 from being pressed out of its seat by the pressure medium - this pressing out could mainly take place in the longitudinal direction of the pipe, since the sealing ring 12 offers the largest contact surface there, the sealing ring 12 carries two on its inner limiting surface 27 lip-like, approximately sickle-shaped thickenings 28, the thickness of which corresponds approximately to the size of the gap 26 between the outer jacket of the tube 16 and the lower boundary of the extension 22.
These thickenings 28 first of all achieve a certain stiffening of the sealing ring, so that it offers greater resistance to deformation by the pressure medium. In addition, the thickening 28, which in its operating position slides into the gap 26, ie is located below the extension 22, can be designed in such a way that it completely fills this gap 26 and thus already effects a seal there.
If the two match the radii in question, as is the case with the embodiment shown in Fig. La of the drawing, there is only a slight gap 30 between the extension 22 of the flange 10 and the outer surface 29 of the tube 15, which over the entire th scope of the extension 22 and also has a constant size. It is therefore sufficient to provide a circumferential lip 31 on the sealing ring 11, which lip 31 has a constant thickness and shape over the entire inner circumference of the sealing ring 11.
In order to achieve particularly good contact between the sealing rings 11 and 12 and the pipe jacket surface 24 and 29, the sealing ring 11 and 12 are located on their underside near the inner edge, that is to say near the circumferential lip 31 or the inner boundary wall 27, which in turn bears the thickening 28, is provided with a circumferential, suction cup-shaped groove 32.
When the valve flange 10 is pressed against the pipe, ie when the clamp band 13 or 14 is pulled, the groove 32 is deformed accordingly, resulting in a suction cup-shaped contact of the edge parts delimiting the groove on the pipe jacket. In addition, the circumferential groove 32 also has the advantage that the seal parts decisive for the seal below the extension 22 meet the given ratios Ver, ie z. B. the shape of the spaces to be filled can better adapt.
In addition to the extension 22, the valve flange 10 has two circumferential grooves 33a and 33b on the underside, of which the groove 33b is delimited on the inside by the extension 22. Corresponding upstanding strips 34a and 34b, which are attached to the top of the sealing ring 11 and 12, respectively, engage in the grooves 33a and 33b. It is essential that the outer boundary surfaces 35a and 35b of the circumferential grooves 33a and 33b in the flange 10 run under a different, more acute cone angle than the outer boundary surfaces 37a and 37b of the undeformed strips 34a and 34b.
This ensures that when the flange is tightened against the pipe 15 or 16, the strips 34a and 34b of the sealing rings 11 and 12 correspond approximately to the shape of the grooves 33a and 33b from their initial position or shape shown in dashed lines at 38 in the drawing . It should be noted that, as can be seen from the drawing, the sealing rings 11 and 12 or their protruding the strips 34a and 34b also with respect to their upper limit, as z.
B. at 39 in Fig. 2a to know it is higher than the bottom of the groove. From the inevitably resulting when tightening the flange 10 adaptation of the strip shape to that of the grooves results in a stress on the overall seal, which, as practice has shown, is particularly advantageous, especially with regard to the use of such pipes, their Jacket for reasons of strength, dimensional stability, etc. should be stressed as little as possible in the radial direction of pressure.
The essential sealing effect in the interaction of the strips 34a and 34b with the grooves 33a and 33b is achieved on the sealing surfaces 37a and 37b, whereby due to the described shape the contact pressure with regard to the strips acts mainly in the circumferential direction, but only very slightly in the radial direction . This is indicated in the drawing by the arrows 40. In addition, a pressure acting approximately parallel to the pressing direction also acts on the strips 34a and 34b, as indicated by the arrows 41. This direction of pressure arises from the already mentioned fact that the strips 34a and 34b are slightly higher than the grooves are deep.
Here, however, the size of the pressure 41, as soon as it acts on the pipe jacket, is kept very low by the fact that the groove shape can be selected so that a free space remains on the side facing away from the sealing surface 37a in the initial position of the groove and bar in which the material can give way if necessary. In addition, a large part of the pressure acting in the direction of arrow 41, ie approximately radially, is absorbed by the circumferential grooves 32 already mentioned, since a certain deformation of the material is easily possible here.
In summary, it can be said that the sealing effect of the pipe saddle described is particularly good, since the contact pressure acting on the sealing strips 34a and 34b and therefore also on the seal as such is directed radially from the outside inwards, i.e. the pressure of the medium counteracts the seal from the inside out.
In addition, the above-mentioned lip-shaped thickenings ensure that a perfect seal can be achieved even when using flanges on pipes whose radius of curvature does not match the corresponding radius of curvature of the flange underside. In addition, however, it is also important that a good seal can be achieved without undue pressure stress on the pipe. In the case of the pipes for supply lines made of plastic, asbestos cement or the like, which have been used more and more recently, these radial pressure loads must be kept within very moderate limits.
This is easily possible when using the pipe saddle described.
In the in Fig. 5a and 5b and 6a and 6b is provided embodiments, the sealing rings 43 and 44 are provided with near the circumference angeord Neten inserts 45 and 46, which are made of a material that is far less elastic than the Sealing rings 43, 44 forming material. The inserts 45 and 46 are vulcanized into the sealing rings 43, 44. In both of the embodiments shown in the drawing, the deposits have a height that corresponds to that of the sealing ring at the appropriate point. Of course, the height of the deposits 45 and 46 can also be less be measured. You can e.g. B. be shaped circular in cross section.
In the exemplary embodiment shown in FIGS. 6a and 6b, further reinforcement inserts 48 are additionally arranged in the sealing strips 47, through which the strips 27 are reliably prevented from evading in the radial direction. Such inserts can of course also be arranged in the strips without a further insert having to be provided at the same time on the circumference of the sealing ring.
Instead of two strips, as described, the sealing ring can also have just one.
It is also sufficient if only the outer boundary surfaces of the groove and strip are inclined.