DE69100831T2

DE69100831T2 - Verbindung zwischen Rohrelementen.

Info

Publication number: DE69100831T2
Application number: DE91470018T
Authority: DE
Inventors: Alain Percebois
Original assignee: Pont a Mousson SA
Current assignee: Pont a Mousson SA
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: ES2041638T1; FR2665509A1; FR2665509B1; CA2048207A1; JPH04236890A; US5193858A; IE67957B1; PT8774U; DK0470918T3; JP2611061B2; AU8164091A; DE69100831D1; AU636785B2; PT8774T; ES2041638T3; EP0470918B1; ATE99033T1; CA2048207C; EP0470918A1; BR9103369A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Sicherung von Rohrverbindungen, insbesondere die Sicherung sogenannter automatischer Verbindungen, d.h. bei welchen ein Einsteckende in ein Einschubrohr unter radialem Pressen einer in dieser Verbindung angeordneten Dichtung eingesteckt wird. In diesem Fall wird die Abdichtung unabhängig von der Sicherung erzielt, die lediglich das Auseinanderziehen der Rohrverbindungen verhindert, wenn Flüssigkeiten unter hohem Druck durch die Rohre gefördert werden.
Die Erfindung kann jedoch auch für die Sicherung der sogenannten mechanischen Verbindungen eingesetzt werden, d.h. in welchen die Abdichtung gleichzeitig mit der Sicherung durch axiales Pressen einer Dichtung erzielt wird.
Aus DE-U-8311636 ist eine gesicherte Verbindung zwischen einem Einsteckrohr und einem Muffenrohr bekannt, bei der ein Gegenflansch zur Sicherung auf der Muffe mittels zwischen dem Gegenflansch und der Muffe eingesetzer Keile befestigt wird. Der Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, daß eine genaue Anpassung des inneren Umfangs des Gegenflansches an den äußeren Umfang der Keile erforderlich ist, so daß die Einstellung dieser Keile schwierig ist, und zwar umso mehr, wenn sie in einer wenig bequemen Umgebung eingebaut werden müssen, wie z.B. auf dem Grund eines engen Grabens.
Aus FR-A-2540223 ist ebenfalls eine gesicherte Rohrverbindung bekannt, bei der die Sicherungsvorrichtung nur für Rohre mit großem Durchmesser anwendbar ist und aus mehreren ringförmigen Sicherungssegmenten besteht, die unmittelbar hinter der Muffe zur Anlage kommen und durch Bolzen mit einem das Einsteckende umschließende Bundflansch verbunden sind.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine zuverlässige und kostengünstige Sicherung von Rohrverbindungen zu erzielen.
Zur Lösung dieser Aufgabe gibt die Erfindung eine gesicherte Verbindung zwischen Rohrelementen an, die einen zusammengesetzten Flansch aufweisen, der auf einem Endstück angebracht wird, das komplementär zu einem der Elemente geformt ist und als Auflagefläche für eine Sicherungsvorrichtung der Verbindung dient. Diese Verbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der zusammengesetzte Flansch auf mindestens einem Teil seines Umfangs im halben Meridianschnitt einen L-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der konkave Bereich des L radial nach innen gerichtet ist, und auf seiner konvexen Außenseite eine schräge Auflagefläche aufweist, auf welche in der gesicherteren Stellung Stützorgane der Sicherungsvorrichtung anliegen.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung:
- sind die Arme des L radial bzw. parallel zur Flanschachse ausgerichtet;
- erstreckt sich die Auflagefläche des L in Richtung der Flanschachse bis zur Höhe des radialen Arms des L;
- der radiale Arm des L endet als zylindrische Innenfläche;
- ist die innere Form des Flansches komplementär zu der äußeren Form des Endstücks des Rohrelements geformt, auf welchem der Flansch angebracht ist.
Das Endstück kann insbesondere eine Muffe sein, und das System enthält zudem eine Dichtung, die zum Einsetzen in die Muffe angepaßt ist, sowie ein Einsteckende eines zweiten Rohrelements, das unter radialem Pressen der Dichtung in die Muffe eingesetzt werden kann, wobei dieses Einsteckende Stützorgane trägt, die mit der Sicherungsvorrichtung zusammenwirken. In einer Ausführungsform einer solchen Verbindung weisen die Stützorgane einen auf das Einsteckende aufgesetzten Haltering sowie eine auf diesem Einsteckende angebrachte Schweißnaht auf, und/oder die Dichtung enhält Gewindeeinsätze für die Sicherung.
In den beiliegenden Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine halbe Längsschnittansicht einer Rohrverbindung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Vorderansicht des Flansches dieser Verbindung im freien Zustand;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Variante dieses Flansches und
Fig. 4 eine weitere Variante des Flansches gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine gesicherte automatische Verbindung zwischen einer Muffe 1, die ein Endstück eines ersten Rohrelements A, zum Beispiel eines Anschlußstutzens oder eines Rohres, und dem Einsteckende 2 mit zylindrischer Außenfläche eines zweiten Rohrelements B bildet, das aus einem Rohr besteht. Die Elemente A und B werden zum Beispiel aus Gußeisen durch Schleuderguß hergestellt. Die Verbindung weist zudem eine Dichtung 3, die radial zusammengedrückt wird, einen zusammengesetzten Flansch 4, eine Sicherungsvorrichtung 5 und Organe 6 auf, durch welche die Vorrichtung 5 am Einsteckende anliegt.
Die Muffe 1 enthält im Inneren einen Sitz 7 für die Dichtung 3 und ist an ihrem Ende durch eine innere radiale Wand 8 begrenzt. Diese Wand weist eine Öffnung 9 der Muffe auf, durch welche das Einsteckende mit einem deutlichen radialen Spiel in die Muffe eingeführt werden kann, um die Dichtung radial zusammenzudrücken und somit die Dichtigkeit der Verbindung zu gewährleisten, wie in Fig. 1 dargestellt.
Äußerlich weist die Muffe ausgehend von der Endschnittfläche 10 nacheinander eine zylindrische Fläche 11 mit großem Durchmesser, eine radiale Fläche 12, eine zylindrische Fläche 13 mit kleinem Durchmesser, einen Absatz 14 zur Verbindungsachse und eine gekrümmte Fläche 15 mit progressiv abnehmendem Durchmesser auf.
Der in Fig. 1 dargestellte Flansch 4 ist ein geschlitzter Haltering, dessen meridianer halber Querschnitt konstant ist. Dieser halbe Querschnitt weist im allgemeinen die Form eines L auf mit einem zur Verbindungsachse parallelen Arm 16 und einem radialen Arm 17. Dieser Flansch weist somit im Inneren eine zylindrische Fläche 18 mit großem Durchmesser, eine radiale Fläche 19 und eine zylindrische Fläche 20 mit kleinem Durchmesser auf, wobei diese drei Flächen zusammen ein S bilden, das zu der S-Form komplementär ist, die durch die Flächen 11 bis 13 der Muffe gebildet wird. Der Flansch ist nach vorne durch eine flache Endschnittfläche 21 und durch eine hintere kegelstumpfförmige Fläche 23 begrenzt, die sich von der Fläche 22 zur Fläche 20 erstreckt. Die Ubergänge zwischen der Flächen 18 und 21, 21 und 22, 22 und 23, 23 und 20 sind abgerundet.
Wie in Fig. 2 ersichtlich, ist auf jedem Ende des Flansches 4 ein axialer Stift auf seiner Rückseite befestigt. Wenn der Flansch auf die Muffe 1 in der Art eines Sicherungsrings angebracht wird, werden die beiden Stifte durch eine Verbindung, wie einen Gummiring (nicht dargestellt), miteinander verbunden.
Die Stützorgane 6 weisen einerseits eine kreisförmige Schweißnaht 32 in einem oder in mehreren Teilen, die auf das Einsteckende 2 aufgebracht wird und außerhalb der Muffe angeordnet ist, wenn die Verbindung zusammengesetzt ist, und andererseits einen auf das Einsteckende aufgesetzten geschlitzten Haltering 33 auf. Auf der Seite der Muffe weist dieser Haltering eine flache Stützfläche auf der Schweißnaht 32 und auf der anderen Seite eine der Flächen 26 des Flansches 25 komplementäre sphärische Fläche 35 auf.
Zur Ausführung der gesicherten Verbindung der Fig. werden zunächst die Vorrichtung 5 und der Haltering 33 über das Einsteckende jenseits der Schweißnaht 32 aufgesetzt, dann wird der Flansch 4 auf der Muffe angebracht, so daß die Fläche 21 des Flansches zurückversetzt zur Endschnittfläche 10 der Muffe in Stellung gebracht wird. Dann wird das Einsteckende in die Muffe eingesetzt, so daß beide Rohrelemente ihre endgültige Stellung einnehmen.
Um die somit erzielte Verbindung sichern zu können, werden die Organe 27 in die Öffnungen 28 eingeführt, nachdem sie um 90º zu der in Fig. 1 dargestellten Position gedreht wurden, so daß die Wulst 29 über den Flansch 4 gestülpt werden kann.
Nun werden die Organe 27 so gedreht, daß sie in die dargestellte Sicherungsstellung kommen. Dann werden die Muttern auf die Gewinde aufgeschraubt 30, so daß die schräge Stützfläche 36 der jeweiligen Wülste mit der komplementären Fläche 23 des Flansches auf deren ganzer axialer Länge in Kontakt kommt, wobei die Fläche 26 des Rohrflansches 25 sich gleichzeitig auf die Fläche 35 stützt und die Fläche 34 des Halterings 33 sich zudem auf die Schweißnaht 32 stützt. Somit wird die Sicherung der Verbindung gewährleistet und das Auseinanderziehen der Verbindung unter der axialen Beanspruchung vermieden, wenn die Rohre eine Flüssigkeit unter Druck fördern.
Die Verwendung des zusammengesetzten Flansches 4 hat mehrere Vorteile:
- Die Muffe 1 ist weniger schwer, als wenn diese selbst die Stützfläche 23 tragen müßte, was die Probleme der Lunkerbildung beim Schleudern des Gußeisens vermindert;
- durch die oben beschriebene Form des Flansches wird die Zuhaltekraft wirksam an die Muffe weitergegeben, ohne daß der Flansch zu kippen droht;
- für den Flansch kann als geeignetes Material, z.B. Gußeisen, Stahl oder auch ein Kunststoff ausgewählt werden, wobei letzterer die elektrische Isolierung der aufeinanderfolgenden Rohrabschnitte gewährleistet;
- identische Rohrelemente A können als zu sichernde und nicht zu sichernde Verbindungen hergestellt werden. So können bei der gesamten Produktion erhebliche Einsparungen beim Guß erzielt werden.
In einer weiteren, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform kann der Flansch 4A aus zwei Hälften bestehen, die jeweils an jedem Ende mit einem Stift 24 versehen sind, wobei jeweils zwei dieser Stifte miteinander, z.B. durch einen Gummiring, verbunden sind, wenn der Flansch auf der Muffe angeordnet ist. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für Rohre mit kleinen Durchmessern, z.B. kleiner als 200 mm.
In einer weiteren Ausführungsform (Fig. 4) kann der Flansch aus einer Anzahl von Abschnitten 4B bestehen, die durch biegsame Elemente wie Verbindungsgummischläuche 4C verbunden sind.
Wie in FR-A-2 621 376 der Anmelderin beschrieben kann die Dichtung 3 Gewindeeinsätze für die Sicherung enthalten.

Claims

1. Gesicherte Verbindung zwischen Rohrelementen (A; B) mit einem zusammengesetzten Flansch (4; 4A; 4B, 4C), der auf einem Endstück (1) angebracht wird, das komplementär zu einem der Elemente geformt ist und als Auflagefläche für eine Sicherungsvorrichtung (5) der Verbindung dient, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammengesetzte Flansch (4; 4A; 4B; 4C;) auf mindenstens einem Teil seines Umfangs einen L-förmigen halben meridianen Querschnitt aufweist, wobei die Konkavität des L radial nach innen gerichtet ist, und auf seiner Außenseite eine schräge Auflagefläche (23) aufweist, auf welche in der gesicherteren Stellung Stützorgane (27) der Sicherungsvorrichtung (5) zur Auflage kommen.

2. Gesicherte Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (16, 17) des L des Flansches (4; 4A; 4B; 4C;) radial, bzw. parallel zur Achse des Flansches gerichtet sind.

3. Gesicherte Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auflagefläche (23) des Flansches (4; 4A; 4B; 4C;) in Richtung der Flanschachse bis zur Höhe des radialen Arms (17) des L erstreckt;

4. Gesicherte Verbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Arm (17) des L des Flansches (4; 4A; 4B; 4C) in einer zylindrischen Innenfläche (20) endet;

5. Gesicherte Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Form (18 bis 20) des Flansches (4; 4A; 4B; 4C) komplementär zu der äußeren Form (11 bis 13) des Endstücks (1) des Rohrelements (A) geformt ist, auf welchem der Flansch angebracht ist.

6. Gesicherte Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher das Endstück (1) eine Muffe ist, und die zudem eine Dichtung (3), die so ausgebildet ist, daß sie in die Muffe eingesetzt werden kann, sowie ein Einsteckende (2) eines zweiten Rohrelements (B) enthält, das unter radialem Pressen der Dichtung in die Muffe eingesetzt werden kann, wobei dieses Einsteckende Stützorgane (6) trägt, die mit der Sicherungsvorrichtung (5) zusammenwirken.

7. Gesicherte Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützorgane (6) einen auf das Einsteckende (2) aufgesetzten Haltering (33) und eine auf diesem Einsteckende angebrachte Schweißnaht (32) aufweisen.

8. Gesicherte Verbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung Gewindeeinsätze für die Sicherung enthält.