DE3320156A1 - Elastischer rohrverbinder - Google Patents

Description

• Elastischer Rohrverbinder
• Die Erfindung bezieht sich auf elastische Rohrverbinder in Form eines aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen hergestellten Balgkörpers mit flanschartig abgewinkelten Endabschnitten und in einer oder mehreren Schichten eingebetteten Verstärkungseinlagen aus geradlinig unter einem Winkel zur Balglängsachse mit gegenseitigen Abständen parallel zueinander zwischen den Endabschnitten durchlaufenden Stahldrahtseilen oder ähnlichen fadenförmigen metallischen Festigkeitsträgern.
• Rohrverbinder dieser Art, häufig auch als Kompensatoren bezeichnet, dienen als elastisch verformbare Verbindungsglieder in starren Rohrleitungssystemen zum Ausgleichen von beispielsweise thermisch verursachten Längenänderungen, in Grenzen von Axial- oder Winkelversetzungen und gegebenenfalls auch Relativverdrehungen der angeschlossenen Rohrabschnitte. Ihr Aufbau im einzelnen, die Anordnung der Verstärkungseinlagen und ebenso die Zusammensetzung der elastomeren Werkstoffe werden in erster Linie von der Beschaffenheit, den chemischen Eigenschaften und dem statischen Druck des Leitungsmediums im Verein mit den zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen bestimmt. Da ihre Verwendung mit dem Durchleiten von Wasser, und zwar sowohl Trinkwasser als auch kaltem und heißem Druckwasser, bis zu Mineralölprodukten und Chemikalien, Säuren und Laugen und anderen in verschiedener Weise aggressiven Medien ein breit gefächertes Einsatzgebiet umfaßt, hat sich zum Abdecken der jeweils vorherrschenden praktischen Anfor- derungen eine darauf abgestimmte Typenvielfalt herausgebildet. In al len Fällen ist die Ausstattung des Balgkörpers mit eingebetteten Armierungen unverzichtbar. Anstelle der früher hierfür üblichen Gewebelagen hat sich die Form von scharweise berührungsfrei ohne gegenseitige Bindung nebeneinander durchlaufenden textilen Einzelkordfäden wegen ihrer offenbaren Vorteile allgemein in die Praxis eingeführt.
• Es lag dabei nahe, zum Erzielen hoher und höchster Bruchsicherheit, Temperaturbeständigkeit und langer Lebensdauer die Armierung nach dem Vorbild der bekannten stahldrahtverstärkten Fahrzeugluftreifen aus dünnen Stahlseilen als den Einzelkordfäden aufzubauen. Wenn auch die geringe Dehnungsfähigkeit der Stahl seile und ihre hohe Eigenstelfigkeit die Fertigung der Rohrverbinder beträchtlich erschweren und das Risiko von äußerlich nicht immer erkennbaren Fabrikationsfehlern mit sich bringen und dazu auch ihre Rostanfälligkeit als Nachteil hervortritt, haben sich in der Praxis die an die Beanspruchungsfähigkeit und an die allgemeine Gebrauchstüchtigkeit stahlseilarmierter Rohrverbinder geknüpften Erwartungen vollauf erfüllt.
• Es mußte daher umsomehr überraschen, wennees trotz sorgfältigem Arbeiten und ständigem überwachen im Betrieb immer wieder zu unvermittelten Brüchen der Verbinder mit meistens weitreichenden Folgeschäden durch ausströmendes Druckfluid kam, die sich auf keine plausiblen Ursachen zurückführen ließen. Da in allen diesen Fällen die Stahlseileinlagen in weiten Bereichen korrosionsartig zerstört waren, andererseits aber die elastomeren Deckschichten äußerlich unverletzt erschienen, blieb der kausale Ablauf der Zerstörungen lange Zeit verborgen. Klarheit bestand nur in der Hinsicht, daß die Verstärkungseinlagen in der üblichen Ausführung offenbar nicht allen Einsatzbedingungen genügten. Der Erfindung liegt demgemäß als Aufgabe eine neuartige Gestaltung metallischer Drahtseilarmierungen für Rohrverbinder zugrunde mit dem Ziel, das allgemein bestehende Risiko vorzeitiger Zerstörung auszuschalten.
• Nach der Erfindung zeichnen sich Rohrverbinder der eingangs geschilderten Gattung dadurch aus, daß sie mit in gleicher Weise wie die zwischen den Endabschnitten durchlaufenden Stahldrahtseile eingebetteten zusätzlichen Verstärkungseinlagen aus fadenförmigen dehnungsfähigen textilen Festigkeitsträgern versehen sind, wobei die zusätzlichen Verstärkungseinlagen wahlweise entweder getrennt von den metallischen Festigkeitsträgern eingebettet oder aber stattdessen mit diesen zusammengedreht oder in anderer Weise ihnen unmittelbar zugeordnet sein können. Für den Aufbau der textilen Festigkeitsträger empfiehlt sich in der neuartigen Paarung mit Stahldrahtseilen die Verwendung von Chemiefasern, vorzugsweise von Polyamidfasern.
• Die Erfindung macht sich die Erkenntnis von der Bedeutung bestimmter Schwingungsvorgänge als den eigentlichen Schadenverursachern zunutze.
• Durch hochfrequente Vibrationen des Durchflußmediums, die ihren Ausgangspunkt wahrscheinlich in den angeschlossenen Umwälzpumpen haben, kommt es zu Gleitreibung innerhalb des Drahtseilverbandes, das heißt also benachbarter Litzen gegeneinander. Unter dem Einfluß der fortwährenden trockenen Reibschwingungen im Dauerbetrieb der Rohrleitungen verschleißt die Oberfläche der Stahldrähte unabhängig von vorher aufgebrachten Korrosionsschutzschichten sehr schnell, und im Verein mit dem hohen Innendruck schreitet die Zerstörung von innen her in verhältnismäßig kurzer Zeit bis zum vollständigen Bruch der Verbinder fort. Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung der Rohrverbinderarmierungen wird es möglich, einen direkten Kontakt metallischer Drahtlitzen untereinander durch Zwischenschalten einer textilen Komponente auszuschließen, so daß infolgedessen auch die sonst zerstörerischen Dauerschwingungen ohne Schaden aufgenommen werden können. Die Richtigkeit dieser Uberlegungen konnte in praktischen Versuchen bereits bestätigt werden.
• Die Erfindung löst aber nicht nur ein nur beim Zusammentreffen verschiedener Umstände auftretendes spezielles Problem, sondern sie wirkt sich vorteilhaft auch auf die Herstellung metalldrahtarmierter Rohrverbinder und ihre Einsatzmöglichkeiten allgemein aus. Die neuartigen Zweistoff-Festigkeitsträger, die beispielsweise im Sinne der Begriffsbestimmung nach DIN 60 900 untereinander verzwirnt sein können, sind wesentlich einfacher als reine Stahlseile zu verarbeiten und geben schon aus diesem Grunde weitaus weniger Anlaß zu möglichen Fabrika- tionsfehlern. Aber auch ein später eintretender Schaden führt noch nicht zum plötzlichen Versagen des betroffenen Verbinders. Vielmehr übernimmt in diesem Falle zunächst der davon unberührte Polyamidzwirn die Aufgabe der örtlich ausgefallenen Stahlkomponente. Die Dichtigkeit und Gebrauchstüchtigkeit des verletzten Rohrverbinders bleiben daher im vollen Umfang erhalten. Unter der Wirkung des Innendruckes bildet sich aber die verborgene Schadensstelle auf der Balgoberfläche in Form eines Wulstes, einer sogenannten Pockennarbe, oder in anderer Weise sichtbar ab, so daß rechtzeitig Vorkehrungen zum Austauschen des beschädigten Verbinders eingeleitet werden können.
• Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung verdeutlicht. Es zeigen: Fig. 1 den Balgkörper eines elastischen Rohrverbinders im Axialschnitt und Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Aufbauanordnungen der erfindungsgemäßen Zweistoff-Festigkeitsträger in vergrößertem Maßstab.
• Der in Fig. 1 gezeichnete Balgkörper bildet den wesentlichen, elastisch verformbaren Bestandteil eines Rohrverbinders, von dessen Gesamtdarstellung mit den zugehörigen metallischen Armaturteilen der Übersichtlichkeit halber abgesehen ist. Der Balgkörper ist beispielsweise aus einer synthetischen Kautschukmischung in einer auf den Verwendungszweck abgestimmten Zusammensetzung mit einer Innenschicht 4 und einer Außenschicht 5 mit zwischen diesen eingebetteten Festigkeitsträgern 6 hergestellt. Er hat die Form eines Schlauchstückes mit einer wulstartigen Verdickung im Mittenbereich und mit beiderseits zum Anschließen an-die nicht dargestellten überbrückten Rohrleitungsabschnitte vorgesehenen angeformten Ringflanschen 7.
• Die in die Wandung des Balgkörpers in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel in zwei Lagen'e"ingebetteten Festigkeitsträger 6 laufen in an sich bekannter Anordnung geradlinig unter einem spitzen Winkel gegen die Längsachse über die gesamte Balglänge durch und setzen sich bis in die abgewinkelten Flansche 7 hinein fort. Sie bestehen in ihrer Vielzahl jeder aus mehreren Stahldrahtlitzen S, die mit mehreren Textillitzen T zu jeweils einem Seil zusammengedreht und gleichzeitig durch die letzteren gegeneinander getrennt sind (Fig. 2 und 3). Die Textil litzen T sind vorteilhaft aus Polyamidfäden aufgebaut. Die dargestellten Anordnungsschemata geben nur zwei Möglichkeiten aus einer Vielzahl anderer wieder. Es wäre darüber hinaus auch denkbar, die Stahl- und die Textillitzen ohne gegenseitige Verzwirnung geradlinig nebeneinander in den Balgkörper einzubetten.
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Claims (5)

1. Patentansprüche: plastischer Rohrverbinder in Form eines aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen hergestellten Balgkörpers mit flanschartig abgewinkelten Endabschnitten und in einer oder mehreren Schichten eingebetteten Verstärkungseinlagen aus geradlinig unter einem Winkel zur Balglängsachse mit gegenseitigen Abständen parallel zueinander zwischen den Endabschnitten durchlaufenden Stahldrahtseilen oder ähnlichen fadenförmigen metallischen Festigkeitsträgern, dadurch gekennzeichnet, daß er mit in gleicher Weise eingebetteten zusätzlichen Verstärkungseinlagen (T) aus fadenförmigen dehnungsfähigen textilen Festigkeitsträgern versehen ist.
2. 2. Rohrverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die textilen Festigkeitsträger (T) aus Chemiefasern hergestellt sind.
3. 3. Rohrverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die textilen Festigkeitsträger (T) aus Polyamidfasern aufgebaut sind.
4. 4. Rohrverbinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen textilen Verstärkungseinlagen (T) getrennt von den metallischen Festigkeitsträgern (S) eingebettet sind.
5. 5. Rohrverbinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die textilen Festigkeitsträger (T) der zusätzlichen Verstärkungseinlagen mit den metallischen Festigkeitsträgern (S) zusammengedreht oder in anderer Weise diesen unmittelbar zugeordnet sind.