DE69132127T2

DE69132127T2 - Rohrverbindung

Info

Publication number: DE69132127T2
Application number: DE69132127T
Authority: DE
Inventors: Joakim Andersson
Original assignee: Forsheda AB
Current assignee: Forsheda AB
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1991-12-21
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2011-12-22
Also published as: SE9100583L; SE9103604D0; GR3022143T3; EP0716260B1; SE9100583D0; ATE145459T1; DK0716260T3; US5280972A; DE69123237T2; EP0507005A2; DE69123237D1; SE9103604L; EP0507005A3; ES2094186T3; JP2756388B2; EP0716260A3; SE503283C2; EP0507005B1; NO306355B1; SE503284C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrverbindung. Eine bekannte Rohrverbindung weist zwei Dichtflächen auf, die an separaten Endteilen zweier Rohre vorgesehen sind, wobei die Dichtflächen geeignet ausgestaltet sind, um axial zu einer Position zusammengedrückt zu werden, in welcher eine der Dichtflächen die andere Dichtfläche zur Bildung der Rohrverbindung einschließt. Dadurch bilden die Dichtflächen einen im wesentlichen zylindrischen oder etwa konischen Dichtraum. Die Rohrverbindung weist auch eine Dichtvorrichtung auf, die nach dem Zusammendrücken der Dichtflächen in diesem Dichtraum angeordnet ist. Die Dichtvorrichtung weist einen Dichtring auf, der vor dem Zusammendrücken der Dichtflächen axial unverrückbar bezüglich einer der Dichtflächen angeordnet ist und zwischen den Dichtflächen zusammengedrückt wird, während die Dichtflächen zusammengedrückt werden, wodurch der Dichtring bezüglich der anderen Dichtfläche axial verschoben wird.
Rohrverbindungen dieser Art sind zum Beispiel aus den schwedischen Patentbeschreibungen 7809451-3 und 8105254-0 bekannt. Die in diesen Patentbeschreibungen gezeigten und beschriebenen Rohrverbindungen weisen einen Dichtring auf, der aus Gummi oder einem gummielastischen Material besteht, welches an der inneren Fläche einer Betonrohrmuffe angeordnet ist. Der Dichtring hat einen Hauptkörper und ein Befestigungsteil, die in einer Einheit hergestellt und in das Rohrmaterial eingeformt sind. Die innere Fläche der Rohrmuffe, welche die Dichtfläche derselben bildet, hat axial außerhalb des Dichtringes ein Teil kleineren Durchmessers als das Teil, welches axial innerhalb des Dichtringes angeordnet ist. Dieser Durchmesserunterschied sorgt für einen hinterschnittenen Raum, der axial innerhalb des Dichtringes angeordnet ist, wobei der Hauptkörper des Dichtringes in diesem Raum teilweise aufgenommen werden kann, d. h. wenn der Hauptkörper zwischen der Dichtfläche der Muffe und derjenigen Dichtfläche zusammengedrückt wird, welche durch die äußere Fläche des Zapfenendes gebildet ist.
Nachteil der Rohrverbindungen der vorstehend beschriebenen Art ist die unzureichende Eigenschaft bezüglich des Vermögens, Querlasten aufzunehmen und diesen zu widerstehen, d. h. solche Lasten auf die Rohre, die verursachen können, daß die Rohrendteile, welche die Rohrverbindung bilden, aus einen konzentrischen Position in einer exzentrische verschoben werden. Die Querkräfte sorgen deshalb dafür, daß die Dichtflächen örtlich aufeinander zu in eine Position verschoben werden, in welcher die Dichtflächen örtlich miteinander in Eingriff treten und/oder der Dichtring örtlich einer Kompression derartiger Größe unterworfen wird, daß die Querlasten ausgeglichen werden. Um dieses Problem zu lösen, ist es bekannt, das Rohrendteil, auf welchem der Dichtring angeordnet ist, mit einem Umfangshohlraum zu versehen, der in Verbindung mit dem Dichtring angeordnet und geeignet ist, wenn die Verbindung durch axiales Zusammendrücken der Dichtflächen geschaffen wird, teilweise das elastische Material des Dichtringes aufzu nehmen und die Rohrverbindung so einzurichten, daß die Dichtflächen nach der Bildung der Rohrverbindung Dichtraumabschnitte bilden, die auf beiden Seiten des Dichtringes in der axialen Richtung der Verbindung eine kleine und im wesentlichen gleichförmige Raumbreite haben, um auf jeder Seite des Dichtringes die Querlast tragende Stützen vorzusehen. Deshalb ist es auch bei Querlasten erheblicher Größen möglich, solche Beschädigungen an den Rohren und dem Dichtring zu vermeiden, welche die Dichtigkeit der Rohrverbindung gefährden würden.
Bei einer Rohrverbindung dieser Art ist es auch bekannt, elastisches Material in den Dichtraumabschnitten anzuordnen, die auf jeder Seite des Dichtringes angeordnet sind und kleine und im wesentlichen gleiche Raumbreiten haben. Dadurch ist dort eine Verteilung des Druckes zwischen den die Querlast aufnehmenden Stützen auf jeder Seite des Dichtringes vorgesehen, welche weiterhin das Risiko von Beschädigungen an dem Rohrmaterial bei großen Querlasten reduziert.
Von Nachteil ist es, daß es bei einer Rohrverbindung der oben beschriebenen Art bei einer Freilandlagerung der Rohre leicht angesammelten Schmutz und Eis in dem Hohlraum gibt, der mit dem Dichtring in Verbindung angeordnet ist. Wenn der Schmutz oder das Eis vor dem Rohrverbinden nicht entfernt wird, wird das elastische Material des Dichtringes daran gehindert, in den Hohlraum verlagert zu werden, wodurch es unmöglich oder mindestens schwierig wird, die Rohre zu verbinden. Selbstverständlich ist es eine langwierige und schwierige Tätigkeit, Schmutz und Eis vor dem Rohrverbinden aus dem Hohlraum zu entfernen.
Eine Rohrverbindung gemäß dem einleitenden Teil des Anspruches 1 ist aus der EP-A-0.343.677 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Rohrverbindung, welche die Eigenschaften in dieser Hinsicht verbessert hat.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Rohrverbindung gemäß der Erfindung die Merkmale des Anspruches 1 auf.
Deshalb nehmen bei der Rohrverbindung gemäß der Erfindung der Dichtring und der Hohlraum, welcher in Verbindung mit diesem angeordnet ist, eine Position ein, in welcher sie gegen Schmutz und Eis unter der durch das elastische Material gebildeten Abdeckung geschützt sind.
Bei der Rohrverbindung gemäß der Erfindung ist es möglich, das in den Dichtraumabschnitten angeordnete elastische Material wie zwei Schichten aus elastischem Material, die einander berühren, anzuordnen. Nach dem Rohrverbinden berührt eine der Lagen eine der Dichtflächen, und die andere Lage berührt den Dichtring und die äußere Dichtfläche. Die Lagen aus elastischem Material sind auch geeignet derart ausgestaltet, daß sie das Verschieben zum Zusammendrüc ken der Dichtoberflächen durch die Tatsache erleichtern, daß die Lagen entlang einander gleiten, während sie im wesentlichen unverschiebbar mit den Dichtflächen und dem Dichtring in Eingriff sind. Die Lagen aus elastischem Material sind in geeigneter Weise durch einen dünnwandigen Schlauch gebildet, der in einer flachen Position angeordnet ist.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer Rohrverbindung gemäß der Erfindung, bevor das Rohrverbinden erfolgt ist.
Fig. 2 zeigt einen Teil des axialen Schnittes der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
Fig. 3 ist ein Schnitt entsprechend Fig. 1, nachdem die Verbindung fertiggestellt worden ist.
Fig. 1 zeigt einen Abschnitt der Wände der Endteile zweier Betonrohre, die geeignet ausgestaltet sind, um eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung zu bilden. Eines der Rohre bildet an seinem Endteil eine Muffe 2, während das andere Rohr an seinem Endteil einen Zapfen 4 bildet. Die Muffe 2 hat eine innere Dichtfläche 6, die über eine Hohlkehle in eine innere Ringoberfläche 8 übergeht. Der axial äußere Teil der Dichtfläche 6 geht über eine konische Eintrittsfläche 10 in eine ringförmige Endfläche 12 über. Die Dichtfläche 6 ist im wesentlichen zylindrisch mit gleichmäßigem Durchmesser, kann aber auch etwas konisch sein, so daß sie einen etwas zunehmenden Durchmesser in Richtung zur Endfläche 12 hat.
Das Zapfenende 4 hat eine äußere Dichtfläche 14, die an ihrem axial äußeren Ende mit einer konischen Eingangsfläche 16 in Verbindung steht, welche ihrerseits in die freie Endoberfläche 18 des Zapfenendes 4 übergeht. An ihrem axial inneren Ende steht die Dichtfläche 14 mit einer konischen Oberfläche 20 in Verbindung, die ihrerseits in die äußere Hülloberfläche des Rohres übergeht. Die Dichtfläche 14 ist leicht konisch mit zunehmendem Durchmesser von der Eingangsfläche 16 in Richtung der konischen Oberfläche 20. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Dichtfläche 14 eine Konizität von 2º, und die Eingangsfläche hat eine Konizität von 13º.
An dem Zapfenende 4 ist an der Dichtfläche 14 ein Dichtring 22 angeordnet, der einen Hauptkörper 24 und Befestigungsteile 26 hat, die in einer Einheit mit diesem gebildet sind. Die Befestigungsteile 26 mit einem Schwalbenschwanzabschnitt, der sich um den äußeren Umfang des Dichtringes 22 erstreckt, sind in das das Zapfenende 4 bildende Betonmaterial eingeformt. Der Hauptkörper 24 des Dichtringes 22 ist teilweise in dem Betonmaterial des Zapfenendes 4 so eingebettet, daß nur ein Teil 28 des Hauptkörpers 24 des Dichtringes 22 außerhalb der Ebene der Dichtfläche 14 angeordnet ist. Der Teil 28 des Dichtringes 22, welcher außerhalb der Dichtfläche 14 angeordnet ist, bildet eine konische Fläche 32, die mit einer Umfangsnut 30 versehen ist und neben dem Teil der Dichtfläche 14, der axial außerhalb des Dichtringes angeordnet ist, denselben Durchmesser wie dieses Teil hat. Die konische Fläche 32 hat einen zunehmenden Durchmesser zum inneren Teil des Zapfenendes hin. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die konische Fläche 32 des Dichtringes 24 einen Winkel von etwa 35º mit der Ebene einer Dichtfläche 14. Die Nut 30 in der konischen Fläche 32 bestimmt zwei Abschnitte des Teiles 28, einen kleineren, äußeren Abschnitt 34 mit einem kleineren Durchmesser und einen größeren, inneren Abschnitt 36 mit einem größeren Durchmesser.
Axial innerhalb des Dichtringes 22 gibt es in der geformten Dichtfläche 14 einen Umfangshohlraum 38, dessen Boden bei der gezeigten Ausführungsform in derselben Ebene angeordnet ist wie die innere Fläche des Hauptkörpers 24 des Dichtringes 22.
Auf dem Zapfenende 4 ist auch eine Gleithaut 40 vorgesehen, die aus einem flachgelegten, ringförmigen Schlauch aus elastischem Material mit dünner Wandung, vorzugsweise aus Gummi, besteht. Bei der in Fig. 1 gezeigten Position, welche die Anfangsposition für die Bildung der Rohrverbindung gemäß der Erfindung bildet, ist die Gleithaut 40 um den axial äußeren Teil der Dichtfläche 14, einschließlich des Dichtringes 22 und des Hohlraumes 38, der Eintrittsfläche 16 und der freien Endfläche 18 bis etwa zu deren Mitte gestreckt. Somit bildet die Gleithaut 40 in dieser Position zwei dünne Lagen aus elastischem Material, die einander berühren und zwischen denen ein Schmiermittel vorzugsweise angeordnet ist. Die Lagen der Gleithaut können eine Dicke von etwa 2 mm haben, so daß die Gleithaut eine Gesamtdicke von etwa 4 mm hat. In der abgeflachten Position hat die Gleithaut ein axiales Maß, welches etwa dasselbe ist wie das axiale Maß der Dichtfläche 14 oder etwas kleiner als dieses. Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die inneren Flächen der zwei Lagen der Gleithaut, die miteinander in Eingriff sind, einen wellenförmigen Abschnitt haben, so daß die Flächen um die ringförmige Gleithaut Eindrückungen oder Vorsprüngen bilden.
Die durch die Gleithaut 40 erstellte Abdeckung sorgt dafür, daß der Dichtring 22 und der Hohlraum 38 unter der Gleithaut 40 eine geschützte Position einnehmen, bevor die Rohrverbindung erstellt ist, d. h. beim Transport und der Lagerung der Rohre, welche die Rohrverbindung bilden sollen. Dies verhindert die Ansammlung von Schmutz und Eis in dem Hohlraum 38 und macht die zeitaufwendige Arbeit zum Entfernen dieses Schmutzes und Eises vor dem Rohrverbinden unnötig. Dies ist ansonsten notwendig, wenn das Rohrverbinden auf richtige Weise erfolgen soll, da das Rohrverbinden voraussetzt, daß das Material des Dichtringes 22, wie im folgenden beschrieben wird, beim Erstellen der Rohrverbindung teilweise in den Hohlraum 38 verschoben wird.
Bei dem Verschieben der Dichtflächen 6 und 14 zum Zusammendrücken der Flächen rollt die Gleithaut 48 zwischen die Dichtfläche 6 auf einer Seite und die Dichtfläche 14 und den Dichtring 22 auf der anderen Seite. Wenn die Dichtfläche 6 gegen den Dichtring 22 durch die Gleithaut gedrückt wird, wird der Hauptkörper 24 des Dichtringes allmählich komprimiert bzw. zusammengedrückt, bis der Dichtring die in Fig. 3 gezeigte Position einnimmt. Gemäß Fig. 3 ist der Hauptkörper 24 des Dichtringes 22 derart zusammengedrückt worden, daß der Umfangshohlraum 38, der neben dem Dichtring 22 angeordnet war, vollständig durch das elastische Material des Dichtringes gefüllt worden ist. Der ganze Dichtraum, d. h. der Raum zwischen den Dichtflächen 6 und 14, hat im wesentlichen dieselbe Breite und ist im wesentlichen vollständig durch die Gleithaut 40 gefüllt.
Die Nut 30 in der konischen äußeren Fläche 32 des Dichtringes 22 sorgt dafür, daß der Teil 36 des Hauptkörpers 24, welcher den größten Durchmesser hat, bei dem Eingriff mit der Dichtfläche 6 der Muffe durch die Gleithaut 40 sich etwas in eine Position drehen kann, in welcher der Teil der konischen Fläche 32, welcher zu dem Teil 36 des Hauptkörpers gehört, parallel zu der entgegengesetzten Oberfläche der Gleithaut ist, so daß die Kontaktfläche zwischen dem Dichtring und der Gleithaut in der axialen Richtung eine erhebliche Größe hat.
Wenn die Rohrverbindung gemäß der Erfindung Querlasten unterworfen wird, d. h. einer Last auf den Rohren, die versucht, die Rohrendteile, die miteinander verbunden sind, aus der konzentrischen Position zu verschieben, so daß der Dichtraum örtlich eine kleinere Breite annimmt, werden die dadurch erzeugten Beanspruchungen über im wesentlichen die gesamte Länge des Raumes zwischen den Dichtflächen 6 und 14 verteilt, wobei die Gleithaut 40 eine Zwischenauskleidung bildet. Dies schafft eine Verteilung der Querlast über eine große Fläche und eine entsprechend kleinere Beanspruchung der Dichtflächen und des Muffen- und Zapfenendes des Rohres. Die Gleithaut 40 hat dadurch eine Doppelfunktion, die Montagebewegung zu erleichtern, wenn die Rohrverbindung gebildet wird, und eine Verteilung der Beanspruchungen vorzusehen, wenn die Verbindung Querlasten ausgesetzt ist. Die Ausnehmungen und Vorsprünge an den inneren Flächen der zwei Lagen der Gleithaut treten, wenn es solche gibt, miteinander so in Eingriff, daß ein gewisses Blockieren vorgesehen wird, welches das Trennen der Rohrverbindung hemmt. Die Ausgestaltung der Rohrverbindung gemäß der Erfindung sorgt auch dafür, daß das elastische Material der Verbindung, d. h. das Material des Dichtringes und der Gleithaut, unabhängig von der Größe der Querlasten einer beschränkten Kompression unterworfen wird, wodurch diese Beanspruchungen auf das elastische Material verhindert werden, welche zu einer Beeinträchtigung der Dichteigenschaften derselben führen könnten.
Die Erfindung kann im Rahmen der folgenden Ansprüche modifiziert werden.

Claims

1. Rohrverbindung mit zwei Dichtflächen (6, 14), die auf jedem von zwei Endteilen (2, 4) zweier Rohre angeordnet sind, wobei die Dichtflächen geeignet ausgestaltet sind, um axial zu einer Position zusammengedrückt zu werden, in welcher eine der Dichtflächen die andere Dichtfläche einschließt, während ein zylindrischer oder etwas konischer Dichtraum gebildet wird, und ferner mit einer Dichtvorrichtung (22), die mit einem der Rohrendteile verbunden und in dem Dichtraum zusammengedrückt wird, wobei die Dichtflächen (6, 14) geeignet ausgestaltet sind, nach dem Bilden der Rohrverbindung Dichtraumabschnitte auf jeder Seite des Dichtringes vorzusehen, wobei in den Dichtraumabschnitten elastisches Material (40) angeordnet ist und der Dichtring (22) und das elastische Material (40) vor dem Rohrverbinden auf demselben Rohrendteil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrendteil, mit welchem der Dichtring (22) verbunden ist, in Verbindung mit dem Dichtring einen Umfangshohlraum (38) hat, der geeignet ausgestaltet ist, um teilweise das elastische Material des Dichtringes (22) aufzunehmen, wenn die Verbindung durch axiales Zusammendrücken der Dichtflächen (6, 14) vorgesehen wird, und daß das elastische Material (40), bevor die Dichtflächen (6, 14) axial zusammengedrückt werden, eine Abdeckung über dem Dichtring (22) und dem Hohlraum (38) bildet, welcher neben dem Dichtring so angeordnet ist, daß der Dichtring geschützt wird und verhindert wird, daß Schmutz und andere Fremdteile vor dem Rohrverbinden in dem Hohlraum gesammelt werden.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrendteile durch eine Muffe (2) und ein Zapfenende (4) gebildet werden und daß der Dichtring (22) und das elastische Material (40) auf dem Zapfenende angeordnet sind.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (40) in den Dichtraumabschnitten angeordnet ist, die auf jeder Seite des Dichtringes (22) angeordnet sind.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtraum eine kleine Raumbreite über den Hauptteil seiner axialen Länge hat und daß das elastische Material (40) mindestens den Hauptteil des Dichtraumes füllt.

5. Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (40) aus zwei elastischen Materiallagen besteht, die einander und jede der Dichtflächen (6, 14) und den Dichtring (22) berühren, wobei die elastischen Materiallagen geeignet ausgestaltet sind, entlang einander zu gleiten, wenn die Dichtflächen radial zusammengedrückt werden, während sie im wesentlichen unverschiebbar mit den Dichtflächen (6, 14) und dem Dichtring (22) in Eingriff stehen.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Materiallagen (40), die einander berühren, durch einen flachgelegten, dünnwandigen Schlauch gebildet sind.

7. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Materiallagen (40), die einander berühren, Ringgestalt haben und um das Zapfenende (4) gestreckt sind.

8. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Materiallagen (40), die einander berühren, eine axiale Länge haben, die etwas kleiner ist als die axiale Länge der Dichtflächen (6, 14).

9. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptkörper (24) des Dichtringes (22) eine Umfangsnut (30) hat, die geeignet ausgestaltet ist zu ermöglichen, daß derjenige Teil des Dichtringes, welcher neben dem Hohlraum (38) angeordnet ist, in den Hohlraum verschoben wird, wenn die Dichtoberflächen (6, 14) axial zusammengedrückt werden.