DE1034432B

DE1034432B - Gelenkige Rohrverbindung

Info

Publication number: DE1034432B
Application number: DEK27599A
Authority: DE
Inventors: Hans Kreidel; Hans Kreidel Jun
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-12-14
Filing date: 1955-12-14
Publication date: 1958-07-17

Description

Gelenkige Rohrverbindung Die Erfindung betrifft eine gelenkige Rohrverbindung, bei welcher die als Kugelschalen ausgebildeten Rohrenden mit Hilfe eines beidendig in Kugelköpfe auslaufenden Verbindungsrohres miteinander verbunden sind.
Bei den bekannten derartig aufgebauten Rohrverbindungen ist die Dichtung die schwache Stelle und kann erhöhten Anforderungen nicht standhalten.
Bei einer bekannten Bauart erfolgt die Dichtung durch einen in einer am Kugelkopf eingearbeiteten Rille eingelegten Gummidichtring mit rundem bzw. ovalem Querschnitt. Dieses lediglich elastische Material ist verhältnismäßig weich und wenig widerstandsfähig, so daß ein derartiger Dichtungsring nur für geringe Drücke und untergeordnete Zwecke benutzt werden kann. Auch füllt er zufolge der beim Einlegen des Ringes in die Aufnahmenut erforderlichen Vorspannung die Ringnut voll aus. Es besteht daher für (las Leitungsmedium keine Möglichkeit, zum Dichtungsring zuzutreten und dadurch die Dichtwirkung mit steigendem Innendruck zu erhöhen.
Bei einer anderen bekannten gelenkigen Rohrverbindung besteht die Dichtung aus einem Kolbenring, der in bekannter Weise ähnlich den Kolbenringen hei Verbrennungskraftmaschinen ausgestaltet ist und aus einem hierfür in Frage kommenden metallischen Werkstoff besteht. Da jeder Kolbenring geschlitzt ausgebildet ist, besteht in jedem Falle eine Liderungsmöglichkeit für den Druck, auch dann, wenn mehrere derartige Kolbenringe hintereinander vorgesehen sind. Unter der Einwirkung immer höher werdender Drücke wird eine derartige Kolbenringdichtung nicht dichter. Das Gegenteil tritt ein. Es wächst die Gefahr des Durchtritts von Leitungsmedien, so daß auf diese Weise eine den praktischen Bedürfnissen entsprechende Abdichtung der Kugelköpfe der gelenkigen Rohrverbindung nicht gewährleistet werden kann.
Bei einer weiteren bekannten gelenkigen Rohrverbindung ist eine metallische Dichtung zwischen einem jeweils aus zwei Hälften bestehenden, im Profil keilförmig ausgebildeten Ring einerseits gegenüber einem weiteren metallischen Ring mit kugeliger Oberfläche andererseits vorgesehen. Auch hier treten zwangläufig mindestens an einem Teil des aus zwei miteinander in Wirkungsverbindung stehenden metallischen Ringen durch die vorgesehenen beiden Trennfugen Undichtigkeiten auf, so daß auch diese Dichtung nur für geringe Leitungsdrücke und möglicherweise schwerflüssige Leitungsmedien Verwendung finden kann.
Mit der Erfindung werden diese Mängel der Dichtungen beseitigt. Erfindungsgemäß bestehen die in die Aufnahmenuten der Kugelköpfe eingelegten Dichtringe aus einem elastischen, hochabriebfesten, nichtmetallischen Werkstoff, wobei diese Dichtringe derart in den zugeordneten Nuten eingelagert sind, daß sie im drucklosen Zustand mindestens mit einer der Druckeinwirkungsseite zugewandten Kante die zugeordneten Kugelschalen gerade berühren. Der Dichtring liegt demnach praktisch ohne Vorspannung im drucklosen Zustand im Kugelkopf, wobei ein Teil des Ringes, insbesondere eine Kante, gerade die erforderliche Abdichtung des Kugelkopfes bewirkt. Erst dann, wenn die Leitung unter Druck gesetzt wird, kommen die noch nicht beanspruchten elastischen Eigenschaften unter der Einwirkung des Leitungsdruckes zur Auswirkung und ergeben eine proportional mit dem Innendruck steigende Dichtwirkung.
Nur so ist es möglich, die durch die beiden Kugelgelenkköpfe des Verbindungsrohres sich ergebenden Verlagerungsmöglichkeiten zweier Rohre gegeneinander voll auszunutzen und dabei unter allen Umständen eine stets sicher wirkende Dichtung zu erreichen, und diese Dichtung auch bei länger andauerndem Betrieb unter den verschiedensten Druckverhältnissen zu gewährleisten, weil der Dichtwerkstoff nicht nur elastisch, sondern insbesondere auch hochabriebfest ist, so daß selbst dann, wenn durch äußere Einflüsse oder Alterungserscheinungen ein Abarbeiten des Dichtmaterials oder aber eine Veränderung in den Abmessungen eintritt, diese durch die elastischen Eigenschaften unter der steten Einwirkung des Druckes aus dem Leitungsmedium immer wieder ausgeglichen werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 ein zum Verbinden zweier Rohre bestimmtes Ausführungsbeispiel schematisch im Längsschnitt, Fig. 2 einen Teilausschnitt der Fig. 1 im vergrößerten Maßstab im drucklosen Zustand, Fig. 3 den gleichen Teil der Rohrverbindung unter Druck und in Fig. 4 eine weitere Ausbildungsform der Dichtringanordnung ebenfalls im vergrößerten Maßstab als Teilausschnitt.
Die in bekannter Weise mit Doppelkugelgelenk ausgerüstete Rohrverbindung besteht aus den zwei Anschlußenden 1 und 2, die in beliebiger, nicht dargestellter Weise mit den anzuschließenden Rohren verbunden werden, also beispielsweise mit Hilfe von Schneidringverbindungen, Muffenverbindungen, Flanschverbindungen usw. Die Anschlußenden 1 und 2 sind auf ihrer Außenfläche mit Außengewinde 3 versehen, auf welche jeweils eine Überwurfmutter 4 aufgeschraubt ist. Beide Teile sind im Inneren als Hohlkugelfläche ausgebildet. Das Verbindungsrohr 5, 6 trägt an den beiden Enden Kugelköpfe 7, B. Um beim gewählten Ausführungsbeispiel die Montage der Rohrverbindung vornehmen zu können, ist das Verbindungsrohr zweiteilig ausgebildet. Die Verbindung beider Teile erfolgt mit Hilfe des Schraubringes 9. Diese Verbindung kann auch mit Hilfe anderer Mittel bewerkstelligt werden. Im übrigen kann das Verbindungsrohr auch einteilig sein.
Zur Abdichtung der beiden Teile 5 und 6 kann zwischen deren Stirnflächen ein- Dichtring eingesetzt sein. Im Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck eine Schneidkantenverbindung vorgesehen. Diese besteht darin, daß Teil 5 an seiner vorderen Stirnfläche eine harte, im Querschnitt keilförmig verlaufende Dichtkante 10 aufweist, die beim Zusammenschrauben beider Teile in die weiche Stirnseite des Teiles 6 einschneidet.
Zum Abdichten der Kugelgelenke dient erfindungsgemäß ein in je eine Nut 11, 12 der Kugelköpfe 7, 8 lose, also mit Spiel eingebrachter Dichtring 13 aus elastischem, hochabriebfestem und nichtmetallischem Werkstoff.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 4 zu ersehen ist, ragt dieser Dichtring 13 im Anlieferungszustand bzw. vor der Montage mit einer Kante etwas über die Kugeloberfläche 7, 8 heraus, so daß schon bei der Montage, also ohne Einwirkung des inneren Druckes des Leitungsmediums eine Dichtwirkung eintritt.. Der Dichtring selbst kann verschiedene Formen aufweisen. Zweckmäßig ist er als Flachring ausgebildet, dessen Breite größer ist als die Ringstärke. Vorzugsweise kommen rechteckige Querschnitte in Frage.
Um die gelenkige Rohrverbindung vor einer zu starken Belastung zu schützen, ist der Schwenkbereich zweckmäßig begrenzt. Zu diesem Zweck sind einerseits an den Anschlußenden 1, 2 Anschläge in Form von zylindrischen Eindrehungen 14 vorgesehen und andererseits am Verbindungsrohr 5, 6 hinter den Kugelköpfen Absätze 15.
An den Fig. 2 und 4 ist zu erkennen, daß einerseits der Dichtring 13 vor der Montage mit einem Vorsprung über die Kugelfläche hinausragt. Bei der Montage, nach welcher die Kugelflächen der Kugelpfannen und diejenigen der Kugelköpfe dicht aufeinanderliegen, wird der Dichtring 13 zusammengepreßt. Somit ist die Gelenkverbindung auch im unbelasteten Zustand einwandfrei dicht. Die Dichtringe sitzen innerhalb der Aufnahmenut mit Spiel, so daß im Betrieb eine Verformung des Dichtringmaterials unter dem Einfluß des Druckes der Leitung eintritt, wie in Fig. 3 angedeutet. Die feinen Punkte sollen die Druckeinwirkung darstellen. Es ist ersichtlich, daß mit wachsendem Druck in der Leitung auch die Druckeinwirkung auf den Dichtring wächst und damit dessen Dichtwirkung im Kugelgehäuse. Bei der Aus-Bildungsform nach Fig. 4 ist der stirnseitige Abschluß der Dichtring-Lagernut als abnehmbarer Ring 16 ausgebildet. In diesem Fall können Dichtringe 13 Verwendung finden, deren Elastizität nicht ausreicht, um ohne weiteres das zum Einlagern in den Aufnahmenuten 11 erforderliche Aufweiten auszuhalten. Der Abschlußring kann in an sich bekannter Weise selbstschließend aufsetzbar ausgebildet sein, Beispielsweise nach Art eines Federringes. Es ist ohne weiteres möglich, die Abmessungen der Kugelflächendurchmesser der beiden Kugelgelenke der Rohrverbindung unterschiedlich zu halten. Zweckmäßig sind diese Abmessungen jedoch gleich, um nicht nur eine rationelle Fertigung zu gewährleisten, sondern auch die Austauschbarkeit der Einzelteile der erfindungsgemäßen gelenkigen Rohrverbindung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gelenkige Rohrverbindung, bei welcher die als Kugelschalen ausgebildeten Rohrenden mit Hilfe eines beidendig in Kugelköpfe auslaufenden Verbindungsrohres miteinander verbunden sind und wobei die Kugelköpfe in Nuten eingelegte Dichtringe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe aus einem elastischen, hochabriebfesten, nichtmetallischen Werkstoff bestehen und lose in der Nut der Kugelköpfe des Verbindungsrohres derart gelagert sind, daß sie im drucklosen Zustand mindestens mit einer der Druckeinwirkungsseite zugewandten Kante die zugeordnete Kugelschale gerade berühren.
2. Gelenkige Rohrverbindung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring jedes Kugelgelenks einen vorzugsweise rechteckigen Querschnitt aufweist und mindestens mit einer Ecke den Kugelgroßkreis überragt.
3. Gelenkige Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnseitige Abschluß der Lagernut für die Dichtringe als Ring ausgebildet und aufsetzbar ist, z. B. nach Art eines Federringes. I
4. Gelenkige Rohrverbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr zweiteilig ausgebildet ist und nachträglich miteinander z. B. durch Verschweißen, Verschrauben usw. verbunden ist.
5. Gelenkige Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Schraubverbindung die Stirnflächen beider Teile des Verbindungsrohres gegeneinander abgedichtet sind, z. B. durch einen zwischengelegten Dichtring oder eine Einschneiddichtung zwischen einer Schneid'kante mit keilförmigem Querschnitt und der gegenüberliegenden Stirnfläche. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 922 562, 847 538; britische Patentschrift Nr. 484 838.