DE3736587C2 - Eine gegen Trennung gesicherte Rohrverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gegen Trennung gesicherte Rohrver­ bindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Rohrverbindungen, die eine Ausdehnungsmöglich­ keit aufweisen, allgemein bekannt, beispielsweise Rohrverbin­ dungen für den Einsatz in erdbebengefährdeten Gebieten, wo schwere Erdbeben zu erwarten sind oder für die Verwendung in weichem Untergrund. Solche Rohrverbindungen sind so konstru­ iert, daß sie sich axial ausdehnen und zusammenziehen können, so daß sie eine gewisse Anpassungsmöglichkeit aufweisen. Wei­ ter sind sie so ausgeführt, daß sie im Endeffekt nie auseinan­ dergehen, auch wenn Expansions- oder Kontraktionsbewegungen vorkommen.

Bei diesen Rohrverbindungen besteht das Problem, daß ein un­ vorhersehbarer Bruch in der Rohrverbindung oder im Rohrkörper vorkommen kann. Der Grund dafür ist die Konstruktion, die es der Rohrverbindung nicht ermöglicht, zum Ende hin auseinander­ zugehen, wenn die durch die Rohrverbindung verbundenen Rohre über einen bestimmten Grenzwert auseinandergezogen werden.

Bei einer gattungsgemäßen, abgedichteten und gegen Trennung gesicherten Rohrverbindung (GB 21 66 508) ist ein glattes Muffenrohrende am Ende eines Rohres in eine Rohrmuffe, die am Ende eines ande­ ren Rohres gebildet ist, eingesteckt. Ein konischer Bereich ist an der inneren Umfangsfläche am offenen Ende der Rohr­ muffe gebildet, wobei dieser zum inneren Bereich der Rohr­ muffe hin im Durchmesser zunimmt. Ein Sperring, der an seinem Umfang unterbrochen ist, weist eine Ringform auf, die aufge­ weitet und zusammengedrückt werden kann, wobei die äußere Umfangsfläche des Sperrings im wesentlichen komplementär konisch zur konischen Oberfläche des konischen Bereichs ver­ läuft, während die innere Oberfläche des Sperrings an der äußeren Fläche des Muffenrohrsendes anliegt. Ein äußerer Um­ fangsbereich der Rohrmuffe ist so geformt, daß er vom offenen Ende der Rohrmuffe her im Durchmesser zum Rohrkörper hin ent­ sprechend dem konischen Bereich zunimmt. Ein ringförmiger Vor­ sprung als Anschlag an der inneren Umfangsfläche der Rohrmuf­ fe erstreckt sich radial nach innen als Begrenzung in Axial­ richtung des konischen Bereichs. Weiter ist eine radial ausge­ sparte, ringförmige Nut neben dem Anschlag vorgesehen, die eine Ringdichtung enthält, durch die das glatte Ende des Muf­ fenrohrs gesteckt ist.

Der konische Bereich ist hier in der Form einer Ringnut ausge­ bildet, die zum offenen Ende der Rohrmuffe hin durch einen um­ laufenden Ringflansch abgeschlossen ist. Dieser Ringflansch wirkt bei einer axialen Relativbewegung beider Rohre nach einer bestimmten Trennbewegung, die imkonischen Bereich ggf. aufgenommen werden kann, als formschlüssiger Anschlag.

Bei dieser bekannten Konstruktion ist somit eine Begrenzung der axialen Trennbewegung vorgesehen, die nur durch einen nicht vorherbestimmbaren Bruch in der Rohrverbindung oder in einem Rohrkörper überwunden werden kann. Gerade am Ring­ flansch, das heißt an der Stirnseite des konischen Bereiches, ist aber hier ein Aufbrechen der Rohrverbindung nicht anzuneh­ men, da der Ringflansch eine Materialverdickung darstellt und somit die Rohrmuffe in diesem Bereich besonders stabil ist.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine gattungsge­ mäße Rohrverbindung vor einem Bruch zu schützen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist der äußere Muffenabschnitt, welcher den konischen Bereich und den äußeren Umfangsbereich aufweist, so dimensioniert, daß er für eine radiale Aufweitung deformier­ bar ist, wenn ein vorbestimmter Grenzwert einer trennenden Zugkraft überschritten wird, so daß der Sperring aus dem koni­ schen Bereich zur Aufhebung der Trennungssicherung herausbe­ wegbar ist.

Vorteilhaft wird durch diese Anordnung eine Solltrennstelle durch ein Herausziehen des Sperrings aus dem konischen Be­ reich beim überschreiten einer Grenzbelastung geschaffen. Damit sind die Teile der Rohrverbindung vor einem Bruch ge­ schützt. Nach dem überschreiten einer Grenzbelastung sind solche aufgetrennten, definierten Solltrennstellen einfach auffindbar.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verbindungsfunk­ tion und Dichtfunktion dieser Rohrverbindung über eine be­ stimmte Trennstrecke auch dann noch erhalten bleiben kann, wenn der Sperring bereits herausgezogen und damit die Trenn­ sicherung aufgehoben ist, solange wie die Ringdichtung noch am Muffenrohrende des eingesteckten Rohres anliegt.

Nach Anspruch 2 liegt der ringförmige Vorsprung als Anschlag an der inneren Umfangsfläche der Rohrmuffe, eine bestimmte Strecke innerhalb vom konischen Bereich. Es sind Kanten an der inneren Umfangsfläche des Sperrings gebildet, die radial für eine Anlage mit der äußeren Umfangsfläche des Muffenrohr­ endes abstehen, wobei eine ringförmige Einkerbung auf der äußeren Umfangsfläche des glatten Muffenrohrendes eine be­ stimmte Strecke vom Anfang des Muffenrohrendes entfernt aus­ gebildet ist, und die Einkerbung die Kanten aufnimmt.

Damit wird vorteilhaft erreicht, daß entsprechend der Strecke ein Freiraum gebildet ist, in dem eine Relativbewegung der verbundenen Rohre ohne Sperrwirkung des Sperrings möglich ist, wobei der Sperring in die Einkerbung eingerastet und hin- und herbewegbar ist.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht eines Schnitts durch den wesentlichen Teil einer ersten Ausführung einer gegen Trennung gesicher­ ten Rohrverbindung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Sperrings nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht eines Schnittes, der einen Zustand zeigt, in dem die Rohrverbindung nach Fig. 1 mit einer nach außen gerichteten Zugkraft auf ein glattes Rohrende be­ aufschlagt ist und

Fig. 4 die Ansicht eines Schnittes des wesentlichen Teils einer zweiten Ausführungsform einer gegen Trennung ge­ sicherten Rohrverbindung gemäß der Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsformen

Eine erste Anwendungsform der Erfindung wird nun hinsichtlich der Zeichnungen beschrieben. In den Fig. 1 und 2 wird das glatte Ende eines Muffenrohrs 1a, das von dem einen Rohr 1 ge­ bildet wird, von einer Rohrmuffe 2a, die von dem anderen Rohr 2 gebildet wird, umschlossen. Die innere Fläche an der Öffnung der Rohrmuffe 2a ist als konischer Bereich 3 konstruiert, der zur Mitte hin im Durchmesser zunimmt. An der Innenfläche des konischen Bereichs 3 ist ein ringförmiger Sperring 4 angeord­ net, der an einer Stelle an seinem Umfang aufgetrennt ist, wie in Fig. 2 gezeigt, damit ein radiales Aufweiten und Kontrahie­ ren möglich ist. Die Außenfläche des Sperrings 4, die an den konischen Bereich 3 stößt, ist als konische Oberfläche 4a ent­ sprechend dem konischen Bereich 3 gefertigt. Die Innenfläche des Sperrings 4, die das glatte Ende des Muffenrohrs umfaßt, besitzt darüberhinaus Kanten 4b.

Die innere Begrenzung des konischen Bereichs 3 auf der Innen­ oberfläche der Rohrmuffe 2a wird von einem sich ringförmig radial, nach innen erstreckenden Anschlag 5 gebildet, neben dem eine radial ausgesparte, ringförmige Nut 6 gebildet ist. In der Nut 6 ist eine Ringdichtung 7 angeordnet, die gegen das glatte Ende des Muffenrohrs 1a gepreßt wird. Die Ringdichtung 7 hat an der Außenseite eine ringförmige Aussparung 9, in die ein radial nach innen vorstehender, ringförmiger Vorsprung 8 eingreift, der am Boden der Nut 6 ausgebildet ist. Die Ausspa­ rung 9 greift in den Vorsprung 8 so ein, daß die Ringdichtung 7 gegen axiale Bewegungen gesichert ist. Das vordere Ende des Muffenrohrs 1a hat an der Außenseite eine Abschrägung 10, so daß das Muffenrohr dünner wird.

Der äußere Umfangsbereich 2b der Austrittsöffnung der Rohr­ muffe 2a wurde so gestaltet, daß sein Durchmesser entsprechend dem konischen Bereich 3 größer wird, so daß die Wanddicke der Rohrmuffe 2a im konischen Bereich 3 nicht die radiale Ausdeh­ nungsfähigkeit des konischen Bereichs 3 unterbindet. Wenn das Ende des Muffenrohrs 1a auf Zug beansprucht ist, weitet sich daher die Rohrmuffe 2a radial und erlaubt ein Herausziehen des Sperrings 4, wenn eine Zugkraft über einen bestimmten Grenz­ wert hinaus auf den konischen Bereich 3 durch den Sperring 4 aufgebracht wird.

Nun wird die Funktion der oben genannten Anordnung beschrie­ ben.

Wenn man Rohre miteinander verbinden will und diese Verbindung benutzt, wird zuerst die Ringdichtung 7 und der Sperring 4 in die Rohrmuffe 2a eingefügt und dann wird das Ende des Muffen­ rohrs 1a durch die Öffnung der Rohrmuffe 2a in das Innere ein­ geführt. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der Sperring 4, der im Innenraum des konischen Bereichs 3 angeordnet ist, im Durch­ messer verkleinert und stößt an der Außenseite der Abschrägung 10 des Muffenrohrs 1a an. Beim weiteren Einschieben des glatten Muffenrohrendes wird der Sperring 4, weil er an die Außenseite der Abschrägung 10 stößt, in den inneren Bereich bewegt, bis er am Anschlag 5 anliegt und dort gestoppt wird. Da der konische Bereich 3 so gestaltet ist, daß er sich nach innen im Durchmesser aufweitet, kann sich der Sperring 4 in dieser Position radial ausdehnen. Der Sperring 4 dehnt sich radial aus und wird von der Außenseite der Abschrägung 10 des Muffenrohrendes 1a ebenfalls aufgeweitet, so daß das glatte Muffenrohrende 1a durchgesteckt werden kann, wobei dieses um­ schlossen wird. Das Muffenrohrende 1a wird, während es durch den Sperring 4 geschoben wird, in die Rohrmuffe 2a eingesetzt, wobei die Ringdichtung 7 zusammengedrückt wird. Zu diesem Zeit­ punkt wird die Ringdichtung 7 von innen an die Nut 6 und von außen gegen das Ende des Muffenrohrs 1a gepreßt und dichtet den Spalt zwischen der Rohrmuffe 2a und dem Muffenrohrende 1a ab.

Wenn das Muffenrohrende 1a in die Richtung, in welcher es aus der Rohrmuffe 1a gezogen wird, bewegt wird, wird der Sperring 4, der das Muffenrohrende 1a mit den an seiner inneren Um­ fangsfläche liegenden Kanten 4b umfaßt, auf das offene Ende der Rohrmuffe 2a zubewegt und seine konische Oberfläche 4a stößt gegen den konischen Bereich 3 der Rohrmuffe 2a. Da der konische Bereich 3 im Durchmesser zur Außenseite hin abnimmt, werden nun die Kanten 4b des Sperrings 4 gegen das Muffenrohr­ ende 1a gepreßt, da der Sperring 4 einer radial nach innen gerichteten Kraft ausgesetzt ist, als Reaktion auf die Keil­ wirkung durch die konische Oberfläche 4a, die gegen den koni­ schen Bereich 3 gepreßt wird, wodurch eine Trennung vom Muffenrohrende 1a verhindert wird. Wenn die nach außen ziehen­ de Kraft auf das Muffenrohrende 1a, die auf den konischen Be­ reich 3 der Rohrmuffe 2a durch die konische Oberfläche 4a des Sperrings 4 wirkt, über einen bestimmten Grenzwert hinaus zu­ nimmt, wird das offene Ende der Rohrmuffe 2a deformiert, d. h. radial aufgeweitet. Damit kann der Sperring 4 herausgezogen werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn der Sperring auf diese Weise herausgezogen wurde, wird die Funktion dieser Rohrver­ bindung aber so lange aufrechterhalten, wie das Muffenrohrende 1a die Ringdichtung 7 zusammenpreßt, obwohl die Funktion, die eine Trennung der Rohre verhindern soll, verloren gegangen ist.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. In der eine Trennung verhindernden Rohrverbindung der Fig. 4 ist der Anschlag 5 in einer Position weiter nach innen vom konischen Bereich 3 ausgebildet, so daß ein Spielraum 11 zum Herauszie­ hen, der ein axiales Bewegen des Sperrings 4 gestattet, zwi­ schen dem konischen Bereich 3 und dem Anschlag 5 entsteht. An der Außenfläche des Muffenrohrendes 1a ist eine Einkerbung 12 ausgebildet, die in einem geeigneten Abstand vom Vorderende des Muffenrohrs 1a angebracht ist. In diese Einkerbung 12 greift eine der Kanten 4b des Sperrings 4 ein, wodurch der Sperring 4 axial festgelegt ist.

Nun wird die Funktion der oben genannten Anordnung beschrie­ ben. Zuerst wird das Muffenrohrende mit der in die Rohrmuffe 2a eingesetzten Ringdichtung 7 und dem Sperring 4 in die Rohr­ muffe 2a eingeführt. Daraufhin stößt der Sperring 4 gegen die Außenseite der Abschrägung 10 am Anfang des Muffenrohrendes 1a und bewegt sich zusammen mit dem Muffenrohrende 1a ins Innere, bis er an den Anschlag 5 stößt, worauf er sich radial aufwei­ tet und das Durchstecken des Muffenrohrs ermöglicht, wobei er das Muffenrohrende 1a umklammert. Wenn das Muffenrohrende 1a eine bestimmte Strecke in die Rohrmuffe 2a eingeführt ist und der Sperring 4 seine Stellung bei der Einkerbung 12 erreicht hat, greift die Kante 4b in die Einkerbung 12 ein. Das Ergeb­ nis dieses Ineinandergreifens ist, daß das Muffenrohrende 1a vom Sperring 4 axial arretiert wird. Wenn die Einsteckkraft auf das Muffenrohr 1a vom Anschlag 5 in der Rohrmuffe 2a ge­ hemmt wird, ist der Sperring 4 in die Einkerbung 12 des Muffenrohrs 1a eingerastet.

Wenn eine Zugkraft nach außen auf das Muffenrohr 1a einwirkt, wird der Sperring 4 mit seiner in der Einkerbung 12 einge­ rasteten Kante 4b zusammen mit dem Muffenrohrende 1a inner­ halb des Spielraums 11 auf die Öffnung der Rohrmuffe 2a zube­ wegt, bis die konische Oberfläche 4a mit der Außenseite gegen den konischen Bereich 3 stößt. Der Sperring 4 ist einer radial nach innen wirkenden Kraft vom konischen Bereich 3 unterworfen und wird gegen das Muffenrohrende 1a gedrückt. Dabei ist die Kante 4b in der Einkerbung 12 verankert und verhindert so eine Trennung des Muffenrohrendes 1a. Deshalb kann sich das Muffen­ rohrende 1a bezüglich der Rohrmuffe 2a frei über die Distanz, die vom Spielraum 11 abhängt, auseinander- und zusammenschie­ ben. In diesem Spielraum 11 wird dabei der Sperring 4 bewegt, wobei dieser die Trennung von Muffenrohrende 1a und Rohrmuffe 2a verhindert.

Wenn die Zugkraft nach außen auf das Muffenrohr 2a weiter zu­ nimmt und einen bestimmten Grenzwert übersteigt, wird die Aus­ trittsöffnung der Rohrmuffe 2a genauso wie im Falle der Fig. 3 deformiert.

Wenn mehrere Rohre z. B. zu einer Rohrleitung verbunden wer­ den, können die Rohrverbindungen, die in Fig. 1 gezeigt werden, mit den Rohrverbindungen aus Fig. 4 kombiniert werden, so daß die Rohrverbindung der Fig. 4 Jeweils nach einer Anzahl von Rohrverbindungen nach Fig. 1 verwendet wird.

Claims (2)

1. Eine gegen Trennung gesicherte Rohrverbindung, bei der ein glattes Muffenrohrende (1a) am Ende eines Rohres (1) in eine Rohrmuffe (2a), die am Ende eines anderen Rohres (2) gebildet ist, eingesteckt ist,
mit einem konischen Bereich (3), der an der inneren Um­ fangsfläche am offenen Ende der Rohrmuffe (2a) gebildet ist und der zum inneren Bereich der Rohrmuffe (2a) hin im Durchmesser zunimmt,
mit einem Sperring (4), der an seinem Umfang unterbrochen ist und der eine Ringform aufweist, die aufgeweitet und zu­ sammengedrückt werden kann, wobei die äußere Umfangsfläche (4a) des Sperrings (4) im wesentlichen komplementär ko­ nisch zur konischen Oberfläche des konischen Bereichs (3) verläuft, während die innere Oberfläche des Sperrings (4) an der äußeren Fläche des Muffenrohrsendes (1a) anliegt und
mit einem äußeren Umfangsbereich (2b) der Rohrmuffe (2a), der so geformt ist, daß er vom offenen Ende der Rohrmuffe (2a) her im Durchmesser zum Rohrkörper hin entsprechend dem konischen Bereich (3) zunimmt,
mit einem ringförmigen Vorsprung als Anschlag (5) an der inneren Umfangsfläche der Rohrmuffe (2a), der sich radial nach innen als Begrenzung in Axialrichtung des konischen Bereichs (3) erstreckt, und
mit einer radial ausgesparten, ringförmigen Nut (6) neben dem Anschlag (5), die eine Ringdichtung (7) enthält, durch die das glatte Ende des Muffenrohrs (1a) gesteckt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Muffenabschnitt, welcher den konischen Bereich (3) und den äußeren Umfangsbereich (2b) aufweist, so dimensioniert ist, daß er für eine radiale Aufweitung deformierbar ist, wenn ein vorbestimmter Grenzwert einer trennenden Zugkraft überschritten wird, so daß der Sperring (4) aus dem konischen Bereich (3) zur Aufhebung der Trennungssicherung herausbewegbar ist.

2. Gegen eine Trennung gesicherte Rohrverbindung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der ringförmige Vorsprung als Anschlag (5) an der inne­ ren Umfangsfläche der Rohrmuffe (2a), eine bestimmte Strecke (11) innerhalb vom konischen Bereich (3) liegt,
daß Kanten (4b) an der inneren Umfangsfläche des Sperrings (4) gebildet sind, die radial für eine Anlage mit der äuße­ ren Umfangsfläche des Muffenrohrendes (1a) abstehen, und
daß eine ringförmige Einkerbung (12) auf der äußeren Um­ fangsfläche des glatten Muffenrohrendes (1a) eine bestimm­ te Strecke vom Anfang des Muffenrohrendes (1a) entfernt ausgebildet ist, wobei die Einkerbung (12) die Kanten (4b) aufnimmt.