DE2122793C3 - Mit Flanschen versehenes Kunststoffrohr - Google Patents

Description

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res achsparallelen Verlaufs sich anschließenden Be- der verspannten Flanschen eine auf die inneren

reich unter sanfter radialer Erweiterung zwischen Flanschringe in genau axialer Richtung wirkende

den konischen Flächen des Flanschrings und des äu- Kraft ein. Außerdem wird die Herstellung und der

Heren Flanschteüs aufgenommen ist. Der Übergang Aufbau von zwei sich gegenüberliegenden Flansrh-

vom achsparallelen Bereich in die xonische Aufwei- 5 ringen besonders einfach.

tung erfolgt hierbei mit minimaler Krümmung, so Zur Erleichterung der Montage ist der an der axial daß die hieraus resultierenden Biegespannungen nur äußeren Stirnseite anliegende Bereich des Endstücks einen sehr kleinen Anteil an der Gesamtspannung der Innenschicht mittels eines am äußeren Flanschausmachen. Der große Krümmungsradius ist mög- teil festgelegten Halterings lagegesichert. Dadurch Hch, da sich ein sehr schlanker konischer Bereich an- xo sind sämtliche Teile des Flansches vor dem Anschluß schließt. In diesem konischen Bereich wird bei Be- an den Gegenflansch des anschließenden Rohrschusaufschlagung der fertigen Rohrleitung der Hauptteil ses in der vorgesehenen Weise gegeneinander festgeder Längsspannungen durch Keil-Klemmwirkung ab- legt.

gebaut. Infolge der relativ großen Fläche können die Der für die Aufweitung des Endstücks der thermo-Normalspannungen in diesem Bereich verhältnismä- 15 plastischen Innenschicht erforderliche Aufwand wird Big niedrig sein. Erst in einem hieran sich anschlie- dadurch begrenzt, daß das Endstück in Richtung der ßenden Bereich schon stark reduzierter Spannungen eingebetteten Faserstränge mehrfach am Umfang geerfolgt eine nochmalige Umlenkung der Innenschicht schlitzt ist. Aus der USA.-Patentschrift 3 453 008 ist radial nach innen. Auch hierbei kann ein sehr großer. es an sich bekannt, entlang der Oberfläche eines Krümmungsradius vorgesehen werden, da in diesem 20 Flanschrings nach außen gebogene Elemente einer äußeren Bereich keine Rücksicht auf den ungestörten Rohrschichl mit Schlitzen zu versehen. Ein weiterge-Durchflußquerschnitt im Bereich der Flanschverbin- hender Hinweis kann dieser Vorveröffentlichung jedung genommen werden muß. Durch die Reibum- doch nicht entnommen werden,
tchlingung in diesem Bereich erfolgt ein weiterer Nachstehend sind einige Ausführungsbeispiele der Längskraftabbau. Die noch verbleibenden sehr klei- »5 Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, nen Restspannungen werden anschließend durch Es zeigen

reine Klemmwirkung im Bereich der Stirnseite des F i g. 1 bis 3 Querschnitte durch Ausführungsforinneren Flanschrings aufgenommen. Durch die Reib- men von Flanschen nach der Erfindung,
umschlingung sowie die stirnseitige Einklemmung F i g. 4 teilweise im Schnitt eine Vorderansicht des wird zudem die Erhaltung einer ständig au> den inne- 3° Flansches nach Fi g. 3.

ren Flanschring wirkenden Axialkraft sichergestellt, Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 übergreift ein die die Erzeugung einer ausreichenden Keil-Klemm- Endstück 26 einer längsverstärkten thermoplastiwirkung im Bereich der konischen Außenfläche auch sehen Innenschicht 27, das axial über eine in Umfür den Fall gewährleistet, daß die Dicke der Innen- fangsrichtung verstärkte duroplasüsche Außenschicht schicht durch ein bestimmtes Fließen im Material ab- 35 28 hinausragt, einen inneren Flanschring 29 von nimmt. Die hiermit crzielbaren Vorteile sind dem- außen. Eine Anlagefläche 30 ist hierbei Teil eines nach insbesondere in einem funktionsgerechten Ab- äußeren Flanschteils 31, der mit einer Zunge 32 das bau der reinen Längsspannungen derart, daß an kei- Ende 33 des duroplastischen Außenschicht 28 überner Stelle die Summe der zusammengesetzten Span- greift und so gegen eine Aufweitung unter Innennuncen die maximale Zugspannung überschreitet, zu 40 druck sichert. Das Endstück 26 der längsverstärkten sehen. Außerdem läßt sich der erfindungsgemäße thermoplastischen Innenschicht 27 liegt an einem in Flansch auch nach Fertigstellung des Rohrkörpers Richtung auf die axiale Mitte des zugehörigen Rohrbeispielsweise erst bei der Verlegung, ohne weiteres Schusses konisch zulaufenden Bereich 34 des inneren anbringen. Durch das Vorsehen von zwei Rohr- Flanschrings 29 an und wird dort durch eine entspreschichten, von denen jede ihrer speziellen Aufgabe 45 chende Gegenfläche 35 des äußeren Flanschteüs 31 optimal gerecht wird, ergibt sich ein denkbar einfa- festgelegt. Die konische Erweiterung ist dabei sehr eher Rohraufbau und zudem eine übersichtliche Be- sanft ausgeführt. Hierdurch ergibt sich cir.e sehr rechnungsgrundlage. Die Verwendung einer thermo- weiche Richtungsänderung der Innenschicht 27 und plastischen Matrix für die Verstärkungseinlagen zur damit in dickem Bereich der noch voll wirksamen Aufnahme der Längskräfte im Bereich der Innen- 50 Längskräfte geringe zusätzlich überlagerte Biegeschicht ist mit dem Vorteil einer leichten Uniform- spannungen. Die erforderliche Anpreßkraft wird barkeit verbunden. durch nicht näher dargestellte, in Bohrungen 36 ge-

Aus d'T deutschen Patentschrift 1 287 876 ist zwar führte Spannschrauben aufrechterhalten. Der innere

ein Kunststoffrohr mit wenigstens einer Innenschicht, Flanschring 29 weist eine axial äußere Stirnseite 37

die eingebettete Längsverstärkungen aufweist, und 55 auf, die senkrecht zur Achse des Rohrschusses an-

wenigstens einer Umfangsverstärkungen aufweisen- geordnet ist. Der dort anliegende Bereich des End-

den Außenschicht bekannt. Hinsichtlich der Ausbil- Stücks 26 der thermoplastischen Innenschicht 27 liegt

dung von Flanschverbindungen zwischen zwei Rohr- im vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch nicht

fchüssen konnte dieser Vorveröffentlichung jedoch unmittelbar am entsprechenden Bereich des gleichar-

fcein Hinweis entnommen werden. 60 tig ausgebildeten und nicht mehr näher dargestellten

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung Gegenflansches des benachbarten Rohrschusses an, Ist die axial äußere Stirnseite des inneren Flansch- sondern mittelbar über einen zusätzlichen Dichtungsrings im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse an- ring 38. vorzugsweise aus einem verformbaren Mategeordnet. Hierbei ergibt sich in vorteilhafter Weise rial. Dei innere Flanschring 29 wird demnach vom bei fertiggestellter Rohrleitung ein Abbau der Rest- 65 Endstück 26 der Innenschicht 27 zum weitere.! Abspannungen in den Längsverstärkungseinlagen ein rc- bau der Längskräfte rcibsehlüssig umschlungen. '<■ lativ großer Umschlingungswinkcl. Zudem stellt sich Durch die Anpressung des letzten Endstücks 26 der tiierbei durch die Anpreßkraft von zwei gegeneinan- Innenschicht 27 im Bereich der senkrecht zur Achse

des Rohrschusses verlaufenden Stirnseite 37 des in- dieser zusammen mit der inneren Hülse 43 gegen-

neren Flanschrings 29 ergibt sich in vorteilhafter über dem äußeren Flanschteil 50 festgelegt und si-

Weise eine auf den inneren Flanschring 29 wirkende chert dabei die Lage des Endstücks 46 der längsver-

Axialkraft, die ein ständiges Nachrücken des inneren stärkten thermoplastischen Innenschicht 48 gegen-

Flanschrings in axialer Richtung und damit die Auf- 5 über einer axial äußeren Stirnseite 53 des inneren

rechterhaltung der Keil-Klemmwirkung an den Fla- Flanschrings 44.

chen 34 und 35 sicherstellt und ein Herausrutschen Eine Erleichterung der Verformbarkeit des End-

des Endstücks 26 verhindert. Stücks 46 der thermoplastischen Innenschicht 48

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist dem nach kann beispielsweise durch das Anbringen von in F i g. 1 vollkommen analog aufgebaut. Für gleiche io Richtung der Längsverstärkungen 47 verlaufenden Teile finden deshalb gleiche Bezugszeichen Verwen- Schlitzen 54 im Endstück 46 erreicht werden. Die dung. Es ist jedoch zusätzlich ein dem äußeren Schlitze 54 weiten sich bei einem radial nach außen Flanschteil 31 angepaßter Haltering 39 vorgesehen, gehenden Verlauf des Endstücks 46 auf, so daß die der mittels versenkt angeordneter Befestigungs- verbleibende Wandstärke des thermoplastischen schrauben 40 gegen den äußeren Flanschteil 31 fest- 15 Endstücks 46 im Bereich der zwischen den Schlitzen gelegt ist und dabei das Endstück 26 der längsver- 54 entstehenden Laschen nicht wesentlich verändert stärkten thermoplastischen Innenschicht 29 im Be- wird. Es wäre auch denkbar, bei den Ausführungsreich der axial äußeren Stirnseite 37 an den inneren beispielen nach den F i g. 1 und 2 Schlitze vorzuse-Flanschring 29 andrückt. Dem Haltering 39 liegt hen.

nach vollzogener Verbindung zweier benachbarter 20 Eine weitere Verbesserung der Festigkeit der

Rohrschüsse ein gleichartig aufgebauter Haltering Flanschverbindung vor allem gegen ungleichmäßig

gegenüber, wobei eine Abdichtung dieser Verbin- auftretende Längskräfte ergibt sich dadurch, daß ins-

dungsstelle beispielsweise durch eine in einer Ring- besondere bei einem Vorsehen von Schlitzen 54 an

nut 41 angeordnete Dichtung erfolgen kann. das Material des Endstücks 46 der thermoplastischen

F i g. 3 ist eine Schnittdarstellung gemäß der Linie 25 Innenschicht 48 angrenzende und nach dem Zusam-I1I-III in Fig.4. Der grundsätzliche Aufbau beim menbau des Flansches, also nach dem Festlegen des Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3 und 4 ent- Halterings 42 durch die Befestigungsschrauben 52, spricht dem Beispiel nach F i g. 2. Ein äußerer schei- verbleibende Hohlräume mit einem Füllmittel 55 benförmiger Haltering 42 ist hier jedoch mit einer in- ausgefüllt werden. Durch das Ausfüllen der keilförneren Hülse 43 verschweißt. An der Außenfläche der 30 mig zulaufenden Schlitze 54 im Endstück 46 im Beinneren Hülse 43 liegt ein innerer Flanschring 44 reich der axial äußeren Stirnseite 53 und der konisch auf, dessen Außenfläche einen in Richtung auf die zulaufenden Fläche 45 des inneren Flanschrings 44 axiale Mitte des Rohrschusses konisch zulaufenden wird insbesondere durch Verhindern einer seitlichen Bereich 45 aufweist. An dem Bereich 45 der Außen- Ausweichmöglichkeit eine Stabilisierung der Dicke fläche des mneren Flanschrings 44 liegt ein Endstück 35 der zwischen den Schlitten 54 entstehenden Laschen 46 einer mit Längsverstärkungen 47 versehenen ther- erreicht. Bei einer Verwendung von selbstaushärtenmoplastischen Innenschicht 48, welche die starre dem Kunstharz als Füllmittel 55 kann dessen Einfül-Außenschicht 60 überragt, auf und wird dort durch lung durch Bohrungen 56 im Haltering 42, Bohruneine entsprechend geformte Gegenfläche 49 eines au- gen 57 in der inneren Hülse 43 und Bohrungen 58 im ßeren Flanschteils 50 festgelegt. Die hierzu erforder- 40 inneren Flanschring 44 bzw. durch Bohrungen 59 im liehe Anpreßkraft wird wiederum über nicht näher äußeren Flanschteil 50 vorgenommen werden,
dargestellte und in Bohrungen 51 geführte Spann- Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die schrauben eingeleitet. Mittels im Haltering 42 ver- vorliegende Erfindung über die beschriebene Aussenkt angeordneter Belestigungsschrauben 52 wird führungsbeispiele hinaus vielfach anwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

allel zur Rohrachse, sondern sind in Kreuzwicklungs- Patentansprüche: weise jeweils in entgegengesetzter Richtung unter einem gleichen Winkel zur Rohrachse geneigt an-

1. Mit Flanschen versehenes Kunststoffrohr geordnet. Infolgedessen ergibt sich eine gleichzeitige mit Verstärkungseinlagen zur Aufnahme von 5 Aufnahme von Längs- und Umfangskräften durch Längs- und Umfangskräften, die wenigstens teil- die Verstärkungseinlagen und damit ein unübersichtweise mit einem Endstück um eine dem angren- licher Kräfteverlauf. Im Flanschbereich sind diese zenden Rohr zugewandte Stirnfläche sowie eine Verstärkungseinlagen zunächst an der Innenseite in Richtung auf die axiale Mitte des Kunststoff- eine» mit einem achsparalleien Rohrstutzen verseherohres konisch zulaufende Außenfläche eines in- io nen Inneren Flanschrings entlanggeführt, dann im neren Flanschrings herumgreifen, dem ein äuße- Bereich der dem benachbarten Rohr zugewandten rer Flanschteil mit einer entsprechenden, koni- Stirnfläche des inneren Flanschrings unter scharfer sehen Gegenfläche zugeordnet ist, dadurch Abknickung radial nach außen geführt, hierauf unter gekennzeichnet, daß die Verstärkungsein- nochmaliger scharfer Umlenkung entlang einer in lagen zur Aufnahme der Längskräfte in der aus 15 Richtung auf die axiale Mitte des Kunststoffrohres thermoplastischem Material gebildeten Innen- konisch zulaufenden Außenfläche des inneren schicht (27, 48) angeordnet sind, deren Endstück Flanschrings wieder radial nach innen gebogen und (26, 46) die starre Außenschicht (28, 60) mit den schließlich an der Außenseite des Rohrstutzens mit Verstärkungseinlagen zur Aufnahme der Um- Hilfe eines Bindedrahtes gegen den inneren Flanschfangskräfte überragt und in dem unmittelbar an 20 ring festgelegt. Hieraus ist erkennbar, daß bei der beden Bereich ihres achsparallelen Verlaufs sich kannten Anordnung im Flanschbereich den dort in anschließenden Bereich unter sanfter radialer Er- den Verstärkungseinlagen zumindest vorhandenen Weiterung zwischen den konischen Flächen (34, Längsspannungen ganz erhebliche Biegespannungen 45, 35, 49) des Flanschrings (29, 44) und des au- sowie Flächenpressungen überlagert sind, die die ßeren Flanschteils (31, 50) aufgenommen ist. 25 Tragfähigkeit der gesamten Anordnung wesentlich

2. Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch beschränken. Die Verstärkungseinlagen sind noch im gekennzeichnet, daß die axial äußere Stirnseite Bereich der vollen Zugkraft etwa rechtwinklig in (37, 53) des inneren Flanschrings (29, 44) im we- einem sehr kleinen Biegeradius radial nach außen um semlichen senkrecht zur Rohrachse angeordnet den inneren Flanschring herumgebogen. Schon allein ist. 30 die hierdurch überlagerten Biegespannungensetzen

3. Kunststoffrohr nach Anspruch 2, dadurch die Übertragungsfähigkeit der Verstärkungscinlagen gekennzeichnet, daß der an der axial äußeren für die Zugkräfte wesentlich herab. Unmittelbar hin-Stirnseite (37. 53) anliegende Bereich des End- ter der scharfen radialen Umlenkung werden bei der Stücks (26, 46) der Innenschicht (27, 48) mittels bekannten Anordnung die Verstärkungscinlagcn aui eines am äußeren Flanschteil (31, 50) festgelegten 35 einer relativ kleinen Fläche durch direkte Klemmwir-Halterings (39. 42) lagegesichert ist. kung behalten. Hierbei treten sehr große Normal-

4. Kunststoffrohr nach einem der vorhergehen- kräfte in !".scheinung, die die Verstärkungseinlagen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ebenfalls zusätzlich belasten. Die Belastung der Ve:-- Endstück (46) der Innenschicht (48) in Richtung stärkungscinlagen ist deshalb im 1 ianschbereich sehr der eingebetteten Faserstränge (47) mehrfach an; 40 viel höher als iu übrigen Rohrbereich, so daß /ur Umfang geschlitzt ist. Gewährleistuni: einer ausreichenden Betriebs¹-:. her-

5. Kunststoffrohr nach Anspruch 4, dadurch heit der gesamten Rohrleitung div Dimensionierung gekennzeichnet, daß an das Material des End- der VeiStärkungseinlagen nach den Belastungen im Stücks (46) der lnnenschichi (48) angrenzende Flanschbereich erfolgen muß. Dies bedeutet jedoch Hohlräume mit einem Füllmittel (55) ausgefüllt 45 eine erhebliche Überdimensionierung !iißerhalb des sind. Flanschbeieichs und damit eine schlechte Austritt. Kunststoffrohr nach Anspruch 5, gekenn- zung der M'.lerialfestigkeit sowie eine schlechte

zeichnet durch ein selbstaushärtcndes Kunstharz Wirtschaftlichkeit. I ist in einem Bereich schon wci-

als Füllmittel (55) testgeh^nd abgebauter Längsspannungen umfassen

50 die Verstärkungseinlage η einen nach innen konisch

zulaufenden Bereich des inneren Flanschrings und

sind dort durch den äußeren Flanschring angedrüekt.

Die Erfindung bezieh' sich aui ein mit Flanschen Hinsichtlich eines maßvollen Abbaus der Längsspan-Vcrsehenes Kunststoffrohr mit Verstärkungseinlage nungcn in den Verstärkungseinlagen hat diese Maßtur Aufnahme von längs- und Umfangskräften. die 55 nähme jedoch keine Bedeutung mehr.
Wenigstens teilweise mit einem Endstück um eine Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegendem angrenzenden Rohr zugewandte Stirnfläche so- den Erfindung, die Verbindung der Flansche mit Wie eine in Richtung aui die axiale Mitte des Kunst- dem Rohrkörper an einem Rohr der eingangs bestofirohres konisch zulaufende Außenfläche eines in- zeichneten Art so auszubilden, daß hierdurch eine neren Flanschrings herumgrciien, dem ein äußerer 60 Verminderung der zulässigen Belastung der Rohrlei-Flanschtei! mit einer entsprechenden, konischen Ge- lung möglichst weitgehend vermieden wird,
genflächc zugeordnet ist. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch Eine derartige Anordnung ist aus der USA.-Ph- gelöst, daß die Verstärkungseinlage!! zur Aufnahme lentschrift 2 911 236 bekannt. Diese Entgegenhaltung der Längskräfte in der aus thermoplastischem Matezeigt ein mit Flanschen versehenes, halb flexibles 65 rial gebildeten Innenschicht angeordnet sind, deren Hochdruckrohr au:, wisiiirktcn Elastomeren. Die Endstück die starre Außenschicht mit den Vcrstiir-Verstärkungscinlagen uns dem mittleren Bereich der kungsein'lage zur Aufnahme der Umfangskräfte einschichtigen Rohrwand \ erlaufen hierbei nicht par- überragt und in dem unmittelbar an den Bereich ih-