DE2065045B2 - Verbindungsmuffe für Rohrschüsse und Verfahren zur Herstellung einer Rohrschußverbindung. Ausscheidung aus: 2033936 - Google Patents

Description

Es wurde auch versucht (US-PS 3 348 862), zur Lösung der Aufgabe, ein Kunststoffende mit einem

Die Erfindung betrifft eine als Fadenwickelrohr Metallrohrende durch eine Kunststoffmuffe zu verausgebildete Muffe für die Verbindung von Rohr- 40 binden, die Klebeverbindung der Muffe mit dem Schüssen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. glatten Einsteckende bei der Paarung Kunststoff— Die Verbindung des glatten Einsteckendes eiiws Kunststoff vorzunehmen und die lösbare Verschrau-Rohres, wie es beispielsweise beim Abschneiden von bung bei der Paarung Metall—Kunststoff vorzusehen. Rohren mit Außengewinde aufweisenden Einschraub- Bei dieser bekannten Muffe steht jedoch die Festigenden besteht, mit einer Muffe durch Verkleben ist 45 keit der Schraubverbindung der der Klebeverbindung bekannt (DT-PS 939 848, DT-AS 1 219 299, DL-PS weit nach und erreicht keine höheren Festigkeits-46 914). Ein Problem ist es jedoch, für diesen Zweck werte. Hinzu kommt, daß eine Gewindepaarung aus eine Muffe zur Verfügung zu stellen, die zur Herstel- verschiedenen Werkstoffen bei Temperaturschwanlung einer zwar leicht lösbaren, aber dennoch beson- kungen wegen der verschiedenen Ausdehnungskoefders zugfesten und mit der Zugfestigkeit der KIe- 50 fizienten der Werkstoffe zu einem Verklemmen des beverbindung konkurrenzfähigen Rohrverbindung Gewindes führen kann. Die bekannte Muffe schafft geeignet ist. daher weder eine besonders zugfeste, noch gut lös-

Für eine leichte und schnelle Lösbarkeit ist zwar bare Verbindung zwischen zwei Rohrenden aus vereine Schraubverbindung gut geeignet; bei bekannten schiedenen Werkstoffen.

Fade&wickelrohren ergibt sich jedoch für das Ge- 55 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als Winde ein Festigkeitsprobkai. Ist, wie gewöhnlich, Fadenwickelrohr ausgebildete Muffe zu schaffen, mit das Gewinde in das Rohrende eingeschnitten, so er- deren Hilfe es möglich ist, das nit einem Außengegibt sich zwar ein scharfes und genaues Gewinde auf winde versehene Einschraubende eines Fadenwickeldem Rohr, die Gewindekämme bestehen jedoch aus rohres an das glatte Einsteckende eines anderen im wesentlichen parallelen zerschnittenen Glasfaser- 60 Rohres derart anzuschließen, daß die Verbindung strängen, die m Harz eingebettet sind. Die Glasfaser* lösbar bleibt aber dennoch die erforderliche Festigstränge können daher von den auf die Schraiibver- keit aufweist, um vorzugsweise bei dem Verbinden bindung wirkenden Beanspruchungen keine Zug* von als Bohrlochfutter dienenden Faden wickel rohren kräfte aufnehmen, so daß für die Zugfestigkeit der die beim Absenken in ein Bohrloch aneinanderge-Schraubverbindung letztlich die Scherfestigkeit der 65 kuppelten Fadenwickelrohre bei üenkrechter Aufhäfl-Molekularharzbindung entscheidend ist. Diese ist für gung auszuhalten, So muß die Muffe beispielsweise höhere Beanspruchungen zu gering. stark genug sein, das Gewicht von mehr als 250

Es 1st eine Muffe gemäß dem Oberbegriff des an- Rohrschüssen von 6,1m Länge und 10,2 cm Durch-

-—.. ... ν* « j. «μ« j- τ,. brückungen sind zweckmäßig zu vermeiden. Die

bei soll die MuHe mit Hufe Mt üblichen Fadenwik- obere Grenze für die Steigung der Fedenwickhmg "—und ohne die Zuhilfenahme besonderer steigt mit zunehmendem Fiankenwinkei und zuueh-

mit hohem Druck arbeitender Gesenke in einfacher mender Gewindesteigung, sowie mit abnehmender Wen* herstellbar sn& s ßewindetiefe. Der Fiankenwinkei des Gewindes bewiese Aufgabe wird gelöst durch eine Muffe ge- trägt vorzugsweise mehr als 60°. tefö dem anliegenden Patentanspruch. Es ergibt Die untere Grenze für die Steigung der Fadengicb eine Muffe, die eine besonders zugfeste und den- wicklung ist gleich der Gewindesteigung, ist die Steinocb gut lösbare Verbindung zwischen zwei Rohr- gung der Fadenwicklung kleiner, so werden die Ge _u enden aus gleichen oder aus verschiedenen Werkstof- w winde ungenau und fehlerhaft. Es wurde gefunden, fen schafft Bei Anwendung der erfinduitgsgemäßen daß ein Winkel von 72° bezüglich der Gewinderait-Muffe kann das glatte Einsteckende beispielsweise telachse einen ausgezeichneten Fadenwinkel for die auch einem Metallrohr angehören, und es ver- Bildung von Gewunden mit einem Flankenwinkel von bleibt dennoch bei einer Verbindung von außeror- 120° darstellt. Die Ganghöhe der Fadenwicklung deutlich hoher Zugfestigkeit und dennoch leichter 15 wie auch des Gewindes sind vom Durchmesser der Lösbarkeit im Gewindebereich, da das Außenge- Muffe bzw. des einzuschraubenden Rohres abhängig, winde de« Einschraubendes des Fadenwickelrohres Das Muffengewinde und der Durchmesser der and das Innengewinde der als Fadenwickelrohr aus- Durchtrittsöffnung des nach innen vorspringenden * gebildeten Muffe aus dem gleichen Werkstoff beste- Kragens für das glätte EinsteckeBde des Rohres sind Jen. Ein Verklemmen der Gewindegänge wegen ver- ao auf den Gewindedurchmesser des mit dem Einichiedener Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe schraubende versehenen Rohres bzw. den Außender Gewindepaarung infolge von Temperaturschwan- durchmesser des mit dem glitten Einsteckende verselcungen ist somit ausgeschlossen. Andeurseits ist die henen Rohres abgestimmt.

Gewindeverbindung außerordentlich belastbar, da Muffengewinde und Gewinde des Einschraubendes die nicht unterbrochenen Glasfaserstränge im Gewin- 35 des Rohres sind vorzugsweise konisch ausgebildet, debereich einen großen Anteil der Zugkräfte aufneh- wcbei eine Standard-Konizität von 1:16 Längeneinmen können. So ist das Gewinde der erfindungsge- heiten bevorzugt wird. Bei dieser Konizität reichen mäßen Muffe stark genug, um das Gewicht von normalerweise fünf volle Gewindegänge aus, um mehr als 250 Rolirschüssen von 6,1 m Länge und Zugkräfte auszuhalten, die den glatten Mittelab-10,2 cm Durchmesser bei senkrechter Aufhängung 30 schnitt des mit der Muffe verbundenen Rohres über auszuhalten. Dabei ergibt sich weder ein Schlupf seine elastische Grenze hinaus beanspruchen würnoch ein Auseinandergleiten. den. Eine Rohrverbindung mit Hilfe der erfindungs-Die erfindungsgemäße Muffe ist hinsichtlich ihres gemäßen Muffe wird in der Weise hergestellt, daß Gewindes Gewinden, bei denen die Fadenwickel- das Einschraubende des einen zu verbindenden Rohganghöhe und die Gewindeganghöhe identisch sind, 35 res in das Muffengewinde eingeschraubt, und das bezüglich der Genauigkeit deutlich überlegen. So Einsteckende des anderen zu verbindenden Rohres in weist das Gewinde der erfindungsgemäßen Muffe bei die Durchtrittsöffnung des nach innen vorspringeneinem Rohrdurchmesser von mindestens 10,2 cm den Kragens der Muffe geschoben wird, bis es an eine Toleranz zwischen ineinandergreifenden Gewin- dem nach innen vorspringenden Anschlag der Muffe degängen von nur 0,38 mm auf. Demgegenüber sind 40 anstößt. Sodann wird durch eines der die Muffendie bekannten, entsprechend der Gewindeganghöhe wandung durchsetzenden Löcher ein Bindemittel, gewickelten Gewinde ungenau und mit großen ToIe- wie ein plastisches Harz, z. B. ein Epoxy- oder PoIyranzen behaftet, was zu einem axialen Schlupf zwi- esterharz., gedrückt. Dieses Bindemittel füllt den sehen den verschraubten Teilen führt und ein voll- Hohlraum zwischen dem Einsteckende des Rohres ständiges Auseinandergleiten der Muffe-Rohr-Ver- 45 und der Muffenwandung aus, wobei die verdrängte bindung nach sich ziehen kann. Luft durch das andere Loch in der Muffenwandung Ferner kann die erfindungsgemäße Muffe als Gan- entweicht. Ein Ausfließen des Bindemittels aus diezes mit derselben Wickelganghöhe hergestellt wer- sem anderen Loch zeigt an, daß der Hohlraum vollden. Wollte man ehe gemäß der bekannten Faden- ständig mit Bindemittel ausgefüllt ist. Nach dem Wickeltechnik ausgebildete Muffe erzeugen, die einen 50 Trocknen bzw. Abbinden des Bindemittels ergibt Gewinueteil und einen glatten Teil aufweist, so sich eine feste Verbindung der beiden Rohre. Die müßte die Fadenwickelmaschine von der wegen der Schraubverbindung zwischen Muffengewinde und höheren Zugfestigkeit in dem glatten Teil größeren Einschraubende des einen Rohres ist jedoch im Be-Wickelganghöhe auf eine im Gewindeteil mit der Ge- darfsfalle wieder lösbar.

windesteigung identische Wickelganghöhe in aufwen- 35 Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer

diger Weise umprogrammiert werden. bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme

Bei aller Festigkeit ist das Gewinde der erfin- auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnun-

,dungSgemäßen Muffe so ungenau, daß es keine nach- gen zeigen in:

p||toictjeBearbeitung erfordert. F ί g. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer eSPfe^eigüng "der FadenwtcklUng beim Gewinde 60 Rohrverbindung mit der erfindungsgemäßen Muffe

'der erfmdtingsgemäßeft Muffe ist größer als die Stei- und

gtiiJg des Muffengewindes; sie ist so groß gewählt, F i g. 2 eine Teilansichi eines Wickeldorn» für die

daß eine Btitekenbildüng der Glasfaserfäden zwi- Herstellung der erfmdüngsgemäßen Muffe, aus wel* sehen den· Gewindekämmen gerade nicht eintritt. Je ehern das Prinzip der Wicklung in der Muffe hervor-

großer der Winkel Zwischen benachbarten Gewinde- 65 geht. ■ ■ ^:,L

flanken ist, desto größer kann in proportionalem In Fig. 1 sind zwei Rohre 18 und 19 durel·α«

Verhältnis die Steigung der Fadettwicklung sein. Muffe 12 miteinander verbunden, wobei das Roh*·¹"» Wicht mehr in die Gewindetoleranz fallende Über- ein glattes Einsteckende aufweist, während das J

19 mit einem ein Außengewinde 14 aufweisenden Überbrückung der Gewindekern 25 in hinreichen-Einschraubende versehen ist. Das mit dem EiH- dem Maße und führt dazu, daß der Faden den Geschraubende versehene Rohr 19 ist ein Fadenwickel- windekern 25 berührt und längs der Flanken der _ronr einzelnen Gewindegänge verläuft. Selbst wenn em-

Die Muffe 12 hat zwei Seiten, nämlich eine mit 5 mal eine geringfügige Brückenbildung eintreten einem Innengewinde 13 versehene Seite und eine mit sollte, sickert überschüssiges Harz von den Faden Z3 einem Blatten Schuß 26 versehene Seite. Der glatte in den Gewindekern 25 und bildet hierdurch eine Schuß 26 und das Innengewinde 13 sind durch einen Abstützung der Fäden. Eine geringe derartige Bruknach innen vorspringenden Anschlag 27 voneinander kenbildung kann geduldet werden, ohne daß die Geabgegrenst, der durch einen radial schräg auswärts io windegänge für eine einwandfreie Funktion zu ungeverlaufenden Abschnitt 30 in den glatten Schuß 26 aau werden.

übergeht. An dem Anschlag 27 liegt die Stirnfläche Zur Herstellung der Muffe wird zunächst ein entdes glatten Einsteckendes des Rohres 18 an. sprechend ausgebildeter mehrteiliger Dorn mit einem

Der glatte Schuß 26 der Muffe 12 wird am Muffen- Trennmittel überzogen, um sicherzustellen, daß die ende durch einen nach innen vorspringenden Kra- 15 harzimprägnierten Glasfaserfäden nach dem Aushärgen 17 begrenzt, dessen Innendurchmesser gleich ten nicht mehr am Dorn kleben. Anschließend werdem Außendurchmesser des glatten Einsteckendes den harzimprägnierte Glasfaserfäden schraubenlides Rohres 18 ist, so daß der Kragen 17 über das nienförmdg um den Dorn gewickelt, indem unter Einsteckende des Rohres 18 geschoben werden kann. gleichzeitiger Zuführung der Fäden zu dem Dom mit-Statt am Ende des glatten Schusses 26 angeordnet zu ao tels eines in Längsrichtung der Doms schwenkenden j sein, kann der Kragen 17 auch weiter nach innen ge- Armes der Dom gedreht wird. \

rückt sein, wobei dann der Innendurchmessser des Die radialen Löcher in der Muffe nach der Erfinglatten Schusses 26 zu beiden Seiten des Kragens 17 dung werden vorzugsweise mittels zweier Stifte größer ist als der Außendurchmesser des glatten Ein- od. dgl. erzeugt, die radial von dem Mittelteil des steckendes des Rohres 18. »5 Doms vorstehen, so daß diese Löcher während des

Kragen 17 und Abschnitt 30 des Anschlages 27 er- FadenwVJcelvorgangs ausgespart werden. Sie könngeben eine Führung für das glatte Einsteckende des ten auch nach der Herstellung der Muffe eingebohrt Rohres 18. Zwei Löcher 15 und 16 durchsetzen die werden; dadurch würde jedoch die Wand der Muffe Muffenwandung im Bereich des glatten Schusses 26 geschwächt. Der mehrteilige Dom muß femer eine und erlauben das Einbringen eines Bindemittels in 30 um den Umfang verlaufende Nut aufweisen, um den t den ansonsten dicht abgeschlossenen Ringraum zwi- nach innen vorspringenden Kragen der Muffe zu bilschem dem glatten Schuß 26 der Muffe 12 und dem den.

glatten Einsteckende des Rohres 18. Die Löcher 15 Zur Abdichtung der ineinandergeschraubten Ge-

und 16 sind in Richtung der Längsachse der Muffe winde können diese bleibend oder zeitweise abge-12 sowie in radialer Richtung um 180° gegeneinan- 35 dichtet werden. Für eine bleibende Abdichtung kann der versetzt. eine der Gewindeoberflächen mit einem Plastikzement

Im Bereich des Innengewindes 13 der Muffe 12 überzogen werden, der bei der Aushärtung eine lecksetzt sich die durchgehende schraubenlinienförmige sichere Abdichtung und feste Bindung ergibt. Wenn Wicklung der Glasfaserfäden fort F i g. 2 zeigt als nur ein zeitweiliger Eingriff der Gewinde gewünscht Beispiel die Wicklung eines Glasfaserfadens 23 auf 40 ist, ist es häufig zweckmäßig, ein Abdichtmaterial einem Wickeldom zur Herstellung der Muffe am zwischen die ineinandergreifenden Gewinde einzu-Beispiel eines nicht konischen Gewindes. Der Glas- bringen, jedoch ohne Herbeiführung einer Verklefaserfaden 23 — dasselbe gilt für sämtliche, das In- bung der ineinandergreifenden Gewindeteile. Dazu nengewinde der Muffe bildende Glasfaserfäden — kann ein Ring aus Dichtungsmaterial dienen, der im hat einen ständig wechselnden radialen Abstand von 45 Umfang um den innersten Abschnitt der Innenfläche der Gewindemittelachse, so daß er sich einmal im der Muffe angeordnet ist und ein weiterer gleicharti-Kem 25 und dann auf dem Kamm 24 des Gewin- ger Ring, der rund um den inneren Abschnitt des des 4 befindet. DCf Fadenwickelwinkel Θ, d. h. das Außengewindes des Rohres angeordnet ist. Ats Dich-90°-Komplement des Steigungswinkels des Fadens tungsmaterial dient entweder eine defonnierbare ^;;2S (in bezog auf die Dornachse) ist bedeutend klei- 5<t Rohrabdichtungsverbindimg oder eine aushärtbare leralsdef Winkel Φ,ύΛ. das 90^o-Kömplement des Substanz, z.B. Polyurethan, die beispielsweise auf Steigungswinkels des Gewindes. Ein kleinerer Winkel entsprechende Oberflächenbereiche der Gewindeen- θ führt zu einer größeren Ganghöhe zwischen be- den aufgesprüht wird. Bei Verwendung eines flexinachbarten Fadenwindungen. In Fig.2 ist die Gang- blen Polyurethanschaums bindet dieser bei der Aufhöhe der Fadenwicklung durch die Strecke W ange- 55 bringang mit der Rohroberfläche; wenn er jedoch deutet, während die Gewindeganghöhe durch die einmal gehärtet ist, bindet er nicht mit dem eingrei-Strecke P bezeichnet ist f enden Ende des anderen Gewindes. Ein Dichtungs-

Wenn der Faden 23 die Gewindekämme 24 material auf dem Innengewinde der Muffe ist besonkreuzt, so besteht eine Neigung zur Streckung des ders zweckmäßig und wirksam, wenn es auf dem der Fadens zwischen den Gewindekämmen 24 über dem 60 Muffennritte zugewandten Gewindeteil aufgebracht Gewindekern 25. Der Fadenwickelwinkel θ ist je- wird. Entsprechend ist ein Dichtungsmaterial auf doch groß genug, so daß diese Brückenbildung nicht dem Außengewindeteil des Rohrschusses am wirkeintritt Wird der Fadenwickelwinkel β zu klein, so samsten, der dem Rohtmitteltea benachbart ist Derneigt der Faden 23 zu einer Brückenbildung zwi- artig behandelte und miteinander verbundene Gesehen benachbarten Gewindekämmen 24 und einem 65 winde weisen keinerlei Leckstellen m die oder aus Heraustreten aus dem Gewindekern 25. Bei einem der Verbindung auf. Die insbesondere zu verhin-Äufwidteln gemäß Fig.2 verringert die Tangential- dernde Beschädigungsquelle ist ein Reißen oder komponente der Fadenwicklung die Neigung zu einer Zerdrücken des Außengewindes des Rohrschusses,

entweder durch Gefrieren von Flüssigkeit in dem Raum zwischen den Gewinden oder durch einen im Vergleich zum Innendruck innerhalb der Rohrverbindung höhen Druck eines fluiden Mediums zwischen den ineinandergreifenden Gewinden.

Als Glasfaserfäden und als Harze können für die Muffe die gleichen Materialien verwendet werden, wie sie für die Herstellung von üblichen Fadenwik· kelkörpern bekannt sind. Geeignete Harze sind z. B. Polyester-Styrol-Gemische und Epoxyharze.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. fatvüi«ß?pracS3s bsisnat (SFS

   Patentanspruch: 2343967), welche to der Form hergestellt wurde,

   * daß eingebettete Glasfasern enthaltende Kunststoff-

   Ais Fadenwickelrohr ausgebildete Muffe for leminate um ein Gesenk; von fer Form dw Gewinde! die Verbindune von Robrsekussen. wobei die S heruragelegt wurden, wobei der Faserverlauf parallel Muffe an einer "Seite ein tonengewtade mit einem zur Achsrichtung der Muffe war. Die einzelnes aus einem dsrebphimdssi asiampragin^tsn Schichten des uaamats wurden godsDö mit ΗΠκ Glasfaserfaden, dessen Durchmesser nur einen eines Gesenkes unter Wanne und hohem Druck ii Bruchteil der Gewindeganghöbe betragt, gewik- die Gewindeg&nge eingepreßt und danach nit einem kelten Gewindeproffl aufweist, in welches das «> in den Gewmdegängenι verlaufenden Glasfaser«™^ Außengewinde des Einschraubendes eines Faden- umwickelt Lammat^icbten und Glasvaserstrange Wickelrohres einschraubbar ist, dadurch ge- wurden «»Atrfem^dCTfoI^ überlagert,,bis die gekennzeichnet, daß der Giasfaserfaden (23) wünschte Wandstarke der Muffe im Gewindebereict schraubenlinienfSrmig mit einer größere» Auf- erreicht war.

   wickelganghöhe (W) als die Gewmdeganghöhe »§ Diese bekannte Muffe hat den Nachteil, daß sie in (P) gewickelt ist, wobei der radiale Abstand des dem gewindelosen Bereich den übKchen schraubenli-Fadens in bezug auf die Muffenachse im Verlauf nienförmig gewickelten Fadenwickelrohren an Fedes Fadens alternierend ansteigt und abfSDt, stigkeit unterlegen ist Im Gewindebereich selbst is! während die Muffe (12) zur Verbindung mit dem ihre Elastizität gering, da einer Verflachung dei glatten Einsteckende eines anderen Rohres (18) ao Zick-Zack-Linie der achsparallelen i'aicm im Gein an sich iokannter Weise an der anderen Seite windebereich durch die in den Gewindegängen in einen von dem Innengewinde (13) durch einen Umfangsrichtung verlaufenden Fasern entgegengenach innen vorspringenden Anschlag (27) und wirkt wird, da diese unter Spannung aufgebracht am Muffenende durch einen nach innen vorsprin- wurden. Auch verträgt die bekannte Muffe gerade in genden Kragen (17), dessen Innendurchmesser as dem besonders beanspruchten Gewindebereich keigleich dem Außendurchmesser des Einsteckendes nerlei Wechselbelastungen, da dies wegen der starken ist, abgegrenzten glatten Schoß (26) mit zwei die Unterschiedlichkeit der Beanspruchung von achspar-Muffenwandung durchsetzenden Löchern (15, allel verlaufendem und in Umfangsrichtung verlau-16) zum Einbringen eines Bindemittels aufweist fenden Fasern zu einem Aneinanderreihen der sich

   30 kreuzenden Fasern und dementsprechend einem Brach der Fasern an diesen Stellen führen muß. Hinzu kommt schließlich noch, daß zur Herstellung dieser Muffe eine Spezialmaschine mit entsprechend

   _—_ aufwendigen und teueren Gesenken für das Pressen

   35 der Laminatschichten in die gewünschte Gewindefortn erforderlich ist.