NO800436L

NO800436L - COMPONENTS FOR COMPETENT PARTS INCLUDING A POINT AND A MUFFLE.

Info

Publication number: NO800436L
Application number: NO800436A
Authority: NO
Inventors: Per Haaland
Original assignee: Alfanor A S; Den Norske Remfabrikk A S
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1980-02-18
Publication date: 1981-08-19
Also published as: WO1981002336A1; DK459481A; EP0045768A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en skjoteanordning omfattende to deler som skal skjotes, f.eks. rørdeler, omfattende en spissende og en muffeende, samt en elastisk pakning som tjener til tetning av skjøteanordningen ved sammenpresning mellom delenes tetningsflater. The present invention relates to a joining device comprising two parts to be joined, e.g. pipe parts, comprising a pointed end and a socket end, as well as an elastic gasket which serves to seal the joint device by compression between the sealing surfaces of the parts.

Ved legging av rørledninger i grøfter og lignende vil skjøtene mellom de rørdeler som utgjør rørledningen, i mange tilfeller bli utsatt for betydelige tverrkrefter som kan skyldes tilbakefylling av masser i grøftene eller tilfeldige påkjenninger fra kjøretøyer og lignende. Dessuten må skjøtene også tillate en viss awinkling fra den rette linje, uten at de derved blir utette. When laying pipelines in ditches and the like, the joints between the pipe parts that make up the pipeline will in many cases be exposed to significant transverse forces which may be due to the backfilling of masses in the ditches or random stresses from vehicles and the like. In addition, the joints must also allow a certain deviation from the straight line, without thereby becoming leaky.

I forbindelse med skjøteanordninger som f.eks. omfatter betongrør av muffetypen, skal pakningen oppfylle to i og for seg motstridende oppgaver. In connection with splicing devices such as e.g. includes concrete pipes of the sleeve type, the gasket must fulfill two mutually contradictory tasks.

Først og fremst skal pakningen virke tettende for et inn-vendig eller utvendig overtrykk. På grunn av ujevnheter i over-flaten av rørene, er det ønskelig at pakningen er både myk og elastisk. Samtidig er det ønskelig at pakningen har forholdsvis stor tykkelse, slik at den kan tilpasse seg de toleranseavvik som måtte forekomme. First and foremost, the gasket must act as a seal against an internal or external excess pressure. Due to unevenness in the surface of the pipes, it is desirable that the gasket is both soft and elastic. At the same time, it is desirable that the gasket has a relatively large thickness, so that it can adapt to any tolerance deviations that may occur.

I tillegg til denne primære oppgave bør pakningen ha så stor motstand mot en ytterligere kompresjon utover det som er nødvendig for å oppta toleranseavvik, at den sørger for at rørene blir liggende så konsentrisk i muffeskjøten at der ikke blir direkte kontakt mellom betongen i muffen og røret. Dette gjelder spesielt i de tilfeller hvor de enkelte rørdeler danner en vinkel med hverandre. En slik kontakt mellom muffe og rør vil føre til knusing av betong eller brudd på rør eller muffe. In addition to this primary task, the gasket should have such great resistance to further compression beyond what is necessary to accommodate tolerance deviations that it ensures that the pipes are laid so concentrically in the socket joint that there is no direct contact between the concrete in the socket and the pipe . This applies especially in cases where the individual pipe parts form an angle with each other. Such contact between socket and pipe will lead to crushing of concrete or breakage of pipe or socket.

Den foreliggende oppfinnelse har som siktemål å gi an-visning på en skjoteanordning som gir løsning på de ovennevnte to motstridende oppgaver, og ved en skjoteanordning av den inn-ledningsvis angitte art er løsningen ifølge oppfinnelsenkarakterisert vedat skjøteanordningens tetningsflater danner en første bredere spalte som rommer et første pakningsparti som innen visse avvik fra konsentrisitet danner en hovedtetning mellom tetningsflåtene, samt en smalere styrespalte som rommer et annet paknings parti som opptar tverrkrefter før de nevnte avvik overskrides, slik at hovedtetningen derved opprettholdes. The aim of the present invention is to provide instructions for a jointing device which provides a solution to the above-mentioned two conflicting tasks, and in the case of a jointing device of the type indicated at the outset, the solution according to the invention is characterized by the sealing surfaces of the jointing device forming a first wider gap that accommodates a first sealing part which, within certain deviations from concentricity, forms a main seal between the sealing rafts, as well as a narrower guide gap which accommodates another sealing part which absorbs lateral forces before the aforementioned deviations are exceeded, so that the main seal is thereby maintained.

En foretrukken utførelsesform for skjøteanordningen ifølge oppfinnelsen går ut på at den bredere spalte som rommer hovedtetningspartiet, er minst ca. 2,5 ganger så stor som den smalere styrespalte, at hovedtetningspartiet er slik dimensjonert at det ved konsentrisk sammenstilling av skjøtedelene blir komprimert ca. 20%, og at pakningens styrespalteparti utfyller styrespalten innen et toleranseområde som på den ene side fyller styrespalten med opptil ca. 10% kompresjon og på den annen side gir en klaring på ca. 30% av styrespaltens bredde. A preferred embodiment of the joint device according to the invention is that the wider gap that accommodates the main sealing part is at least approx. 2.5 times as large as the narrower guide gap, that the main sealing part is dimensioned in such a way that when the joint parts are concentrically assembled, it is compressed approx. 20%, and that the guide gap part of the gasket fills the guide gap within a tolerance range which, on the one hand, fills the guide gap with up to approx. 10% compression and on the other hand gives a clearance of approx. 30% of the width of the guide slot.

Ved en slik skjoteanordning vil hovedtetningspartiet alltid fylle den maksimale spalte som kan dannes mellom skjøtedelenes tetningsflater, og man kan samtidig benytte en pakning som er så myk at ekspansjonskraften som oppstår på grunn av kompresjon, ikke blir så stor at muffen sprenges, eller at der kreves for stor kraft ved sammenføyning av rørdelene i hverandre. Dersom skjøteanordningen blir påvirket av en tverrkraft som fører til forskyvning av de deler som utgjor skjøteanordningen, vil både hovedtetningspartiet og styrespaltepartiet bli komprimert ved den ene side av skjoten, mens de på motsatt side vil bli avlastet. Den innbyrdes dimensjonering av spaltene og de to pakningspartier vil imidlertid fore til at det pakningsparti som befinner seg i den smalere styrespalte, vil overta den bærende funksjon, dvs. danne et mottrykk som er lik eller større enn rørenes tillatte tverrbelastning før dekompresjonen av hovedtetningspartiet er blitt så stor at hovedtetningen svikter. Hvis tverrkreftene er store, er det alminnelig at pakningene må komprimeres ned til 50% av sin opprinnelige tykkelse for å oppnå likevekt mellom tverrkrefter og pakningens bæreevne, og et særtrekk ifølge oppfinnelsen går således ut på at pakningens styrespalteparti har en så stor bredde at 50% kompresjon gir et mottrykk som er lik eller større enn rørenes tillatte tverrbelastning. With such a joint device, the main sealing part will always fill the maximum gap that can be formed between the sealing surfaces of the joint parts, and at the same time you can use a gasket that is so soft that the expansion force that occurs due to compression does not become so great that the sleeve bursts, or that it is required too much force when joining the pipe parts together. If the joint device is affected by a transverse force which leads to displacement of the parts that make up the joint device, both the main sealing part and the guide slot part will be compressed on one side of the joint, while they will be relieved on the opposite side. The relative dimensioning of the slots and the two sealing parts will, however, lead to the sealing part located in the narrower guide slot taking over the load-bearing function, i.e. creating a back pressure that is equal to or greater than the pipes' permissible transverse load before the decompression of the main sealing part has been so large that the main seal fails. If the transverse forces are large, it is common that the gaskets must be compressed down to 50% of their original thickness in order to achieve equilibrium between transverse forces and the gasket's load-bearing capacity, and a special feature according to the invention is thus that the gasket's guide gap part has such a large width that 50% compression produces a back pressure that is equal to or greater than the pipes' permissible transverse load.

Fortrinnsvis kan der anvendes en pakning av glidekappetypen, idet pakningens styrespalteparti da har form av en glidekappe som følger tetningsflaten på den ene del som skal skjøtes, når de to deler monteres inn i hverandre, slik at styrespaltepartiet i ferdig montert stilling utgjøres av en dobbelt glidekappe. Preferably, a gasket of the sliding cover type can be used, as the guide gap part of the gasket then has the form of a sliding cover which follows the sealing surface of the one part to be joined, when the two parts are fitted into each other, so that the guide gap part in the fully assembled position consists of a double sliding cover .

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen som viser et utførelseseksempel på skjøteanordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 er et skjematisk riss av en skjøteanordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er i større målestokk et snitt gjennom et utsnitt av skjøteanordningen ved sammenmonterte skjøtedeler. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawing which shows an exemplary embodiment of the joint device according to the invention. Fig. 1 is a schematic view of a joint device according to the invention. Fig. 2 is, on a larger scale, a section through a section of the joint device with assembled joint parts.

Den skjøteanordning som er vist på fig. 1, omfatter to rør-deler 1 og 2 som skal skjøtes, idet rørdelen 1 omfatter en spissende 4 og rørdelen 2 omfatter en muffeende 8. Ytterst på spissenden 4 er der på en ansats 5 plassert en pakning 3, f.eks. en-pakning med glidekappe av den type som er nærmere beskrevet i norsk patentsøknad nr. 78,3644, og som har en større tykkelse enn avstanden mellom delenes tetningsflater i montert stilling av skj øteanordningen. The joint device shown in fig. 1, comprises two pipe parts 1 and 2 which are to be joined, the pipe part 1 comprising a pointed end 4 and the pipe part 2 comprising a socket end 8. At the far end of the pointed end 4, a gasket 3 is placed on a shoulder 5, e.g. a gasket with a sliding cover of the type that is described in more detail in Norwegian patent application no. 78,3644, and which has a greater thickness than the distance between the sealing surfaces of the parts in the assembled position of the joining device.

Ved montering skyves rørdelen 1 inn i rørdelen 2 slik at pakningen 3 som er montert på spissenden 4 av rørdelen 1, glir inn i muffeenden 8 av rørdelen 2 for derved å komprimeres mellom rørdelenes tetningsflater. During assembly, the pipe part 1 is pushed into the pipe part 2 so that the gasket 3, which is mounted on the tip end 4 of the pipe part 1, slides into the socket end 8 of the pipe part 2 to thereby be compressed between the sealing surfaces of the pipe parts.

På fig. 2 som viser et snitt gjennom den ferdig monterte skjøteanordning, er kappen 6 av pakningen 3 blitt trukket langs selve hovedtetningspartiet eller pakningskroppen 7 ved friksjon mellom kappen 6 og muffeenden 8 av rørdelen 2 når delene 1, 2 skyves sammen med rørdelen 1 under montasje. In fig. 2 which shows a section through the fully assembled joint device, the jacket 6 of the gasket 3 has been pulled along the main sealing part itself or the gasket body 7 by friction between the jacket 6 and the socket end 8 of the pipe part 2 when the parts 1, 2 are pushed together with the pipe part 1 during assembly.

Etter monteringen vil kappen 6 bli liggende dobbelt mellom tetningsflaten 9 på muffeenden 8 og en bæreflate 10 på spissenden 4 av rørdelen 1, idet flatene 9 og 10 danner en forholdsvis smal styringsspalte 11 mellom spiss- og muffeende. After assembly, the jacket 6 will lie double between the sealing surface 9 on the socket end 8 and a bearing surface 10 on the tip end 4 of the pipe part 1, the surfaces 9 and 10 forming a relatively narrow guide gap 11 between the tip and socket end.

Pakningskroppen 7 må ha så stor tykkelse at den sammen med kappen 6 alltid kan fylle den største spalte 12 som blir dannet mellom ansatsen 5 på spissenden 4 og tetningsflaten 9 på muffeenden 8. Samtidig må pakningskroppen 7 være så myk at den ekspan-sjonskraft som oppstår på grunn av kompresjonen under monteringen, ikke blir så stor at muffeenden 8 sprenges eller at der kreves for stor kraft for å skyve rørdelene inn i hverandre. The gasket body 7 must have such a large thickness that, together with the jacket 6, it can always fill the largest gap 12 that is formed between the shoulder 5 on the tip end 4 and the sealing surface 9 on the socket end 8. At the same time, the gasket body 7 must be so soft that the expansion force that occurs due to the compression during assembly, does not become so great that the socket end 8 bursts or that too much force is required to push the pipe parts into each other.

Dersom rørdelen 2 blir påvirket av en tverrkraft P som er større eller motsatt rettet de tverrkrefter som virker på rør-delen 1, vil muffeendens tetningsflate 9 komprimere pakningen 3 inntil der oppstår likevekt mellom tverrkraften og pakningens bæreevne. Dersom tverrkreftene er store, er det alminnelig at pakningen må komprimeres ned til ca. 50% av sin opprinnelige tykkelse for å oppnå et slikt forhold. If the pipe part 2 is affected by a transverse force P that is greater or oppositely directed to the transverse forces acting on the pipe part 1, the sealing surface 9 of the socket end will compress the gasket 3 until an equilibrium occurs between the transverse force and the bearing capacity of the gasket. If the transverse forces are large, it is common that the packing must be compressed down to approx. 50% of its original thickness to achieve such a ratio.

For en normal rullepakningsskjøt for rør etter f.eks. NS 3028 vil dette eksempelvis bety at en pakning som opprinnelig er 15 mm tykk, vil bli komprimert til 7,5 mm. Når pakningen da ved konsentrisk montering av rørdelene er gitt en forkompresjon på 25%, vil eksentrisiteten bli 3,75 mm, hvilket innebærer at pakningen på rørets diametralt motsatte side vil bli uten kompresjon og følgelig ikke utøve tilfredsstillende pakningstrykk. For a normal roll gasket joint for pipes according to e.g. For NS 3028, this will mean, for example, that a gasket that is originally 15 mm thick will be compressed to 7.5 mm. When the gasket is given a pre-compression of 25% by concentric assembly of the pipe parts, the eccentricity will be 3.75 mm, which means that the gasket on the diametrically opposite side of the pipe will be without compression and consequently will not exert satisfactory gasket pressure.

Ved enkelte nye rørtyper, f.eks. PR-3-S, har man for å av-hjelpe det nevnte forhold med svekket kompresjonsvirkning ved eksentrisitet, fremstilt rør med fine toleranser og en smal styrespalte i likhet med spalten 11 som omtalt ovenfor. Ved tverrbelastning får da rørendene betongkontakt i den smale spalte før pakningen på rørets motsatte side blir så dekomprimert at der oppstår lekkasje. På grunn av punktbelastning under betong-kontakten kan man bare tillate små retningsavvik, og rørene må fremstilles kraftigere enn tilsvarende rør av annen type. For certain new pipe types, e.g. PR-3-S, in order to remedy the aforementioned condition with a weakened compression effect due to eccentricity, tubes have been produced with fine tolerances and a narrow guide gap similar to the gap 11 as discussed above. In case of transverse loading, the pipe ends come into contact with concrete in the narrow gap before the gasket on the opposite side of the pipe is so decompressed that leakage occurs. Due to point loading under the concrete contact, only small directional deviations can be allowed, and the pipes must be made stronger than corresponding pipes of other types.

Ved bruk av en skjøteanordning ifølge oppfinnelsen, f.eks. av den utførelse som er omtalt ovenfor, vil skjøteanordningen når den påvirkes av tverrkrefter, virke på følgende måte: Dersom den større spalte 12 mellom ansatsen 5 på spissenden 4 og muffeendens tetningsflate 9, har en størrelse a på f.eks. 11,25 mm og styringsspalten 11 mellom tetningsflaten 9 på muffeenden 8 og bæreflaten 10 på spissenden 4 har en størrelse b på 3 mm, samtidig som tykkelsen av pakningen 3 før komprimering er 15 mm og tykkelsen av kappen 6 er 1,5 mm, vil man få følgende forhold når skjøteanordningen utsettes for tverrkrefter. When using a splicing device according to the invention, e.g. of the embodiment discussed above, the joint device when affected by transverse forces will work in the following way: If the larger gap 12 between the shoulder 5 on the pointed end 4 and the sealing surface 9 of the socket end, has a size a of e.g. 11.25 mm and the guide gap 11 between the sealing surface 9 on the socket end 8 and the bearing surface 10 on the tip end 4 has a size b of 3 mm, while the thickness of the gasket 3 before compression is 15 mm and the thickness of the jacket 6 is 1.5 mm, will you get the following conditions when the joint device is subjected to transverse forces.

Ved monteringen blir pakningen komprimert ca. 25% svarende til 3,75 mm ved sammenpresning mellom ansatsen 5 og tetningsflaten 9, samtidig som kappen 6 følger tetningsflaten 9 innover bæreflaten 10 for å bli liggende dobbelt mellom nevnte flater for således mer eller mindre å fylle styringsspalten 11. For at den dobbelte kappe 6 skal kunne utbalansere eventuelle tverrkrefter, må de to lag som tilsammen utgjør 3 mm, komprimeres ca. 50% svarende til 1,5 mm av den dobbelte kappe i det område hvor tverrkreftene virker. Tverrkraftpåvirkningen gir en eksentrisitet som medfører at pakningen på den diametralt motsatte side av røret får en dekompresjon fra 25% svarende til 3,75 mm til 15% svarende til 3,75 mm - 1,5 mm = 2,25 mm, hvilket er tilstrekkelig for en tilfredsstillende tetning. During installation, the gasket is compressed approx. 25% corresponding to 3.75 mm when compressed between the abutment 5 and the sealing surface 9, at the same time as the sheath 6 follows the sealing surface 9 into the support surface 10 to lie double between said surfaces to thus more or less fill the guide gap 11. In order for the double sheath 6 should be able to balance any lateral forces, the two layers, which together amount to 3 mm, must be compressed approx. 50% corresponding to 1.5 mm of the double sheath in the area where the transverse forces act. The transverse force effect produces an eccentricity which causes the gasket on the diametrically opposite side of the pipe to decompress from 25% corresponding to 3.75 mm to 15% corresponding to 3.75 mm - 1.5 mm = 2.25 mm, which is sufficient for a satisfactory seal.

På grunn av gummiens elastiske egenskaper oppstår der ikke konsentrerte punktbelastninger noe sted i skjøteanordningen, og den omtalte styrespalte er likevel så stor at skjøteanordningen uten vanskeligheter kan oppta normale retningsavvik. Due to the rubber's elastic properties, concentrated point loads do not occur anywhere in the joint device, and the aforementioned guide gap is nevertheless so large that the joint device can accommodate normal deviations in direction without difficulty.

Hensiktsmessig kan glidekappen 6 og hovedtetningspartiet 7 ha flater med sagtakker 13 som glir langs hverandre ved montering, men som i montert stilling låses i hverandre og derved fastholder skjøteanordningen aksialt. Appropriately, the sliding cover 6 and the main sealing part 7 can have surfaces with saw teeth 13 which slide along each other during assembly, but which in the assembled position are locked together and thereby retain the joint device axially.

Selv om skjøteanordningen i henhold til oppfinnelsen mest hensiktsmessig lar seg utføre ved hjelp av en glidekappepakning av den art som er omtalt ovenfor, er oppfinnelsen ikke bundet til en slik pakningskonstruksjon. Alle pakninger som består av et tettende parti med forholdsvis stor tykkelse som komprimeres forholdsvis meget under monteringen, og dessuten har et tynnere parti som blir liggende mellom styreflatene og ved bare en forholdsvis liten eksentrisitet av rørdelene gir en prosentvis stor kompresjon, fyller forutsetningene for oppfinnelsen. Although the joint device according to the invention can most conveniently be carried out with the help of a sliding cover seal of the type discussed above, the invention is not bound to such a seal construction. All gaskets that consist of a sealing part with a relatively large thickness that is compressed relatively much during assembly, and also have a thinner part that lies between the guide surfaces and with only a relatively small eccentricity of the pipe parts gives a high percentage of compression, fulfill the requirements for the invention.

Claims

1. Splicing device comprising two parts to be joined, e.g. pipe parts (1, 2) which comprise a pointed end (4) and a socket end (8) as well as an elastic gasket (3) which serves to seal the joint device by compression between the sealing surfaces (9 or 5, 10) of the parts (1, 2) , characterized in that the sealing surfaces (9, 5) of the joint device form a first wider gap (12) which accommodates a first gasket part (7) which within certain deviations from concentricity form a main seal . between the sealing rafts (9, 5), as well as a narrower guide gap (11) which accommodates another sealing part (6) which absorbs transverse forces before the aforementioned deviations are exceeded, so that the main seal is thereby maintained.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the wider gap (12) which accommodates the main sealing part (7) is at least approx. 2.5 times as large as the narrower guide gap (11), that the main sealing part (7) is dimensioned in such a way that when the joint parts (1, 2) are assembled concentrically, it is compressed approx. 20-30%, and that the guide gap part (6) of the gasket complements the guide gap (11) within a tolerance range which, on the one hand, fills the guide gap (11) with up to approx. 10% compression and on the other hand gives a clearance of approx. 30% of the width (b) of the guide slot (11).

3. Device as stated in claim 1, characterized in that the guide gap (11) and the guide gap part (6) of the gasket (3) are so dimensioned in relation to each other that approx. 50% compression of the guide gap section (6) produces a back pressure that is at least as great as the pipes' permissible transverse load.

4. Device as stated in claim 1, 2 or 3, characterized in that the guide gap (11) and the gasket part (6) contained therein are so dimensioned in relation to the larger main sealing gap (12) that the longitudinal axes of the pipe parts can be deflected so much in relation to each other as specified in the relevant standards for the joint parts in question without concrete contact between pipe and sleeve or reduction of the effect of the main seal.

5. Device as stated in one of the preceding claims, characterized in that the seal (3) is of the sliding cover type, the cover (6) follows the movement of the sleeve sealing surface (9) inwards towards the tip end (4), so that the seal's guide slot part (6) is made up of a double slip cover.

6. Device as specified in claim 5, characterized in that the sliding cover (6) and the main sealing part (7) have surfaces with serrations (13) which slide along each other during assembly, but which in the assembled position lock together and thereby retain the joint device axially.