DE1267879B - In eine Bohrung eines unter Druck zu pruefenden Rohres einsetzbarer Verschluss - Google Patents

Description

• In eine Bohrung eines unter Druck zu prüfenden Rohres einsetzbarer Verschluß Die Erfindung bezieht sich auf einen in eine Bohrung eines unter Druck zu prüfenden Rohres oder anderen Hohlkörpers einsetzbaren Verschluß, der aus einem Zapfen, einem gleichachsig zum Zapfen angeordneten, von innen nach außen verjüngt gestalteten Spreizkörper und Spannbacken besteht, die mittels des Spreizkörpers durch nach außen gerichtete, durch eine Spannvorrichtung erzeugte axiale Verschiebung des Zapfens gegen die Innenwand der Bohrung gepreßt werden, sowie mit einem Dichtungsring versehen ist, der durch die Spannvorrichtung gegen die Wand der Bohrung gepreßt wird. Ein derartiger Verschluß ist aus der USA.-Patentschrift 2 607 370 bekannt.
• Bei dem bekannten Verschluß sind die Klemmbacken zwischen dem Dichtungsring und der Rohrmündung angeordnet. Dies hat zur Folge, daß nach positiv ausgefallener Druckprüfung nichts darüber bekannt ist, ob auch der Abschnitt des Rohres zwischen dem Dichtungsring und den Backen der Druckprüfung standgehalten hätte. Dies spielt vor allem bei kurzen Rohren eine wesentliche Rolle in bezug auf den prozentualen Materialverlust, weil bei hohen Anforderungen an die Sicherheit die nicht geprüften Endstrecken abgeschnitten werden müssen.
• Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beheben. Sie besteht darin, daß der Dichtungsring zwischen der Mündung der Bohrung und den Backen angeordnet, der Spreizkörper mit dem Zapfen fest verbunden und auf dem Zapfen ein Konus verschiebbar ist, der sich beim Spannen an den Backen abstützt und, wie es aus den USA.-Patentschriften 1178 145, 1644118 an sich bekannt ist, den Dichtungsring spreizt. Hierdurch wird unter anderem erreicht, daß die der Druckprüfung unterworfene Rohrstrecke, die sich von Dichtungsring zu Dichtungsring erstreckt, um den doppelten Abstand zwischen Dichtungsring und Klemmbacken größer ist als bei dem bekannten Verschluß. Dadurch wird der prozentuale Materialverlust durch Abschneiden der nicht geprüften Rohrstrecken erheblich vermindert.
• Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemäß gestalteten Verschluß ein auch bei sehr langen Rohren eintretender Vorteil in dem Fall erzielt, daß die Bakken nicht halten und unter den hohen vorgeschriebenen Prüfdrücken (oft 700 at) nach außen zu rutschen beginnen, weil der Reibungsschluß dem Druck nicht standhält. Tritt dieser Fall bei dem bekannten Verschluß ein und erreichen die rutschenden Backen die Rohrmündung, so wird die ganze Vorrichtung wie ein Geschoß aus dem Rohr herausgeschossen. Beim Gegenstand nach der Erfindung kann dies nicht eintreten. Denn wenn die Backen rutschen, dann verläßt zunächst der Dichtungsring die Rohrmündung und hebt damit die Dichtung auf. Das Druckmittel kann daher durch den engen Spalt zwischen der Rohrwand und den selbst nicht dichtend wirkenden Backen durch Drosselwirkung beschränkt nach außen strömen, so daß der Druck im Rohr allmählich abfällt, bevor die Backen, dem Dichtungsring erst folgend, die Rohrmündung erreicht haben. Der Verschluß wird somit nicht herausgeschossen und der Ausfall der Vorrichtung schon bemerkt, wenn Wasser an der Mündung austritt.
• Bei dem eingangs erwähnten bekannten Verschluß besteht der verjüngte Spreizkörper, der die Spannbacken beim Anziehen der Spannvorrichtung gegen die Rohrwand preßt, aus einer auf dem Zapfen axial verschiebbaren konischen Büchse. Infolgedessen kann der Fall eintreten, daß beim Anziehen der Spannvorrichtung die Dichtung auseinandergepreßt wird und den Verschluß festlegt, bevor die Backen gegriffen haben. Weiteres Anziehen der Spannvorrichtung setzt dann zwar die Backen auf der konischen Fläche der Büchse in Bewegung, so daß die Backenverzahnung schließlich doch zur Anlage an der Rohrwandung gelangt. Damit wird jedoch kein sauberer Eingriff der Backenverzahnung in die Rohrwand erhalten. Denn dieser setzt voraus, daß die Backen sich beim Spannen nur radial und nicht axial bewegen. Auch dieser Mangel ist beim Verschluß nach der Erfindung vermieden, weil der Spreizkörper mit dem Zapfen fest verbunden ist.
• In der bevorzugten Ausführung des Verschlusses hat der Konus einen zylindrischen Fortsatz, und zwischen einer die Spannvorrichtung bildenden Mutter und dem Dichtungsring ist eine den Fortsatz übergreifende Hülse angeordnet. Dadurch wird für einwandfreie Herstellung des Dichtungsdrucks gesorgt.
• Endlich empfiehlt es sich bei dem Verschluß, den Dichtungsring so zu gestalten, daß der Umriß seines Querschnitts die Form eines Hufeisens hat, dessen gerundete Kante an der Kegelfläche des Konus anliegt. Ferner ist es von Vorteil, dem Spreizkörper die Form eines Pyramidenstumpfes zu geben und die Backen je mit einer ebenen Fläche an einer Seite des Pyramidenstumpfes anliegen zu lassen.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel im Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß gestalteten Verschluß.
• Bei dem in der Zeichnung dargestellten Verschluß besteht der Zapfen 62 aus einem Stab von kreisförmigem Querschnitt mit einem Gewindeabschnitt 63 am einen Ende und einem Kopf 64 am anderen Ende. Der Kopf hat die Form eines vierseitigen Pyramidenstumpfes mit einem spitzen Winkel von etwa 16°. Der Pyramidenstumpf 64 wirkt auf Spannbacken 65, die aus vier Segmenten bestehen, von denen jedes mit seiner Innenfläche auf einer der Seiten des Pyramidenstumpfes liegt. Die vier Segmente, von denen in der Zeichnung nur die beiden Segmente 65 b und 65 d erscheinen, sind am Umfang mit Riffelungen versehen. Sie werden am Zapfenkopf 64 durch einen sie umfassenden Gummiring 66 gehalten, der in einer Umfangsnut angeordnet ist, die sich über alle vier Segmente erstreckt.
• Ein Stopfen 67 ist auf einem gewindelosen zylindrischen Teil des Zapfens 62 verschiebbar. Dieser gewindelose Teil schließt sich an das schmalere Ende des Pyramidenstumpfes 64 an und ist in den Stopfen 67 eng eingepaßt. Die Verbindung zwischen dem Stopfen 67 und dem Zapfen 62 ist durch einen O-Ring 68 aus Gummi abgedichtet, der in einer Ringnut 69 angeordnet ist, die in der Bohrung für den Zapfen hergestellt ist. Von der Stirnseite des Stopfens 67 aus erstreckt sich ein mit diesem aus einem Stück bestehender ringförmiger Fortsatz 70, der als Abstandsstück dient und an der einen Stirnfläche der vier Segmente anliegt, die durch den Pyramidenstumpf 64 gespreizt werden. Der dem Fortsatz 70 zugewandte Teil 71 des Stopfens 67 ist konisch gestaltet. An ihn schließt sich ein zylindrisch gestalteter Abschnitt 72 an. Ein Dichtungsring 73, der aus faserverstärktem Gummi besteht und im Querschnitt Hufeisenform hat, ist mit seinem gerundeten Kopf in dem sich verengenden Raum rings um den Abschnitt 71 angeordnet. Im übrigen umschließt er den zylindrischen Abschnitt 72. Der übrige Teil des zylindrischen Abschnitts 72 wird von einem Stützring 74 ausgefüllt, der innen und außen durch zylindrische Flächen begrenzt ist. Der Stützring 74 hat eine ebene Stirnfläche 75, die an der Flachseite des Dichtungsringes 73 anliegt. Rückwärts erstreckt sich der Stützring über die linke Stirnseite des Stopfens 67 bis zu einem Gewindering 76, der auf den mit Gewinde versehenen Abschnitt 63 des Zapfens 62 geschraubt ist und den Stützring 74, den Dichtungsring 73, den Stopfen 67 und die Segmente 65 festlegt. Der Gewindering 76 ist mit zwei rückwärts vorragenden, diametral entgegengesetzt angeordneten Griffen 77 versehen.
• Im Gebrauch wird der Gewindering 76 so weit zurückgeschraubt, daß der Dichtungsring 73 fast vollständig auf dem zylindrischen Abschnitt 72 des Stopfens 67 liegt. Der Verschluß wird dann mit dem Pyramidenstumpf 64 vorn liegend in das Ende des Kesselrohrs 78 so weit eingeführt, daß nur noch der Gewindering 76 mit seinen Griffen 77 sich außerhalb des Rohres befindet. Hierauf wird das äußere Ende des Zapfens 62, das aus dem Gewindering 76 hervorsteht, festgehalten und der Gewindering mittels der Griffe 77 auf dem Zapfen in Drehung versetzt. Dadurch werden der Stützring 74, der Dichtungsring 73, der Stopfen 67 und die Segmente 65 auf dem Zapfen 62 verschoben, bis die Segmente 65 durch den Pyramidenstumpf 64 gespreizt und zum Fassen an der Wand des Rohres 78 gebracht sind und der Dichtungsring 73 auf die Konusfläche 71 des Zapfens gedrückt worden ist, so daß der Dichtungsring 73 gleichfalls an die Rohrwand gedrückt wird. Die rückwärtige Fläche des Dichtungsringes 73, gerechnet von ihrem inneren Umfang nach außen, ist dabei nach wie vor durch die ebene Stirnfläche 75 des Stützringes 74 unterstützt. Der einzige Teil des Dichtungsringes, der nicht gegen den Druck abgestützt ist, welcher betriebsmäßig auf ihn ausgeübt wird, ist derjenige Teil, der über den äußeren Umfang des Stützringes 74 herausgedrückt wird. Der Gewindering 76 wird so weit gedreht, bis der Dichtungsring 73 sich in innigem Kontakt mit der Rohrwand befindet und dadurch die eigentliche Abdichtung am Ende des Rohres 78 herstellt. Zapfen und Stopfen können mit Kanälen für die Wasserzufuhr und mit Auslässen für die Luft versehen werden, wie dies auch bei bekannten Verschlüssen geschieht. Auf das Rohr 78 gegebener Druck wirkt auf die Innenfläche des Stopfens 67 und auf den Dichtungsring 73, und der damit erzeugte Schub wird durch den Stützring 74 und den Gewindering 76 auf den Zapfen 62 übertragen. Der Zapfen wird dadurch nach außen bewegt und zwingt auf diese Weise den pyramidenstumpfförmigen Kopf 64 noch dichter und fester zwischen die Segmente 65, um diese weiterzuspreizen und den Verschluß selbstsperrend festzuhalten.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. In eine Bohrung eines unter Druck zu prüfenden Rohres oder anderen Hohlkörpers einsetzbarer Verschluß, bestehend aus einem Zapfen, einem gleichachsig zum Zapfen angeordneten, von innen nach außen verjüngt gestalteten Spreizkörper und Spannbacken, die mittels des Spreizkörpers durch nach außen gerichtete, durch eine Spannvorrichtung erzeugte axiale Verschiebung des Zapfens gegen die Innenwand der Bohrung gepreßt werden, sowie mit einem Dichtungsring, der durch die Spannvorrichtung gegen die Wand der Bohrung gepreßt wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Dichtungsring (73) zwischen der Mündung der Bohrung und den Backen (65) angeordnet, der Spreizkörper (64) mit dem Zapfen (62) fest verbunden und auf dem Zapfen ein Konus (67) verschiebbar ist, der sich beim Spannen an den Backen (65) abstützt und in an sich bekannter Weise den Dichtungsring (73) spreizt.
2. 2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (67) einen zylindrischen Fortsatz (72) hat und daß zwischen einer die Spannvorrichtung bildenden Mutter (76) und dem Dichtungsring (73) eine den Fortsatz (72) übergreifende Hülse (74) angeordnet ist.
3. 3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß des Querschnitts des Dichtungsringes (73) die Form eines Hufeisens hat, dessen gerundete Kante an der Kegelfläche (71) des Konus (67) anliegt.
4. 4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkörper (64) die Form eines Pyramidenstumpfes hat und die Backen (65) je mit einer ebenen Fläche an einer Seite des Pyramidenstumpfes anliegen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 809 857; deutsche Auslegeschrift Nr. 1094 059; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1733 513; USA.-Patentschriften Nr.1178145, 1644 118, 2 607 370, 2 610 651.