DE29508895U1

DE29508895U1 - Rohrleitungsmolch

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Description

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Rohrleittingsmolch

Die Neuerung betrifft einen Rohrleitungsmolch, an dessen Molchkörper zwei axial beabstandete kugelförmige Dichtflächen vorgesehen sind, wobei der Durchmesser der Dichtflächen im wesentlichen dem Durchmesser der den Rohrleitungsmolch aufnehmenden Rohrleitung entspricht.

Ein Rohrleitungsmolch der einleitend gekennzeichneten Gattung ist beispielsweise aus der DE-OS 21 21 784 bekannt. Die in dieser Druckschrift beschriebenen Molchformen sind einerseits infolge ihrer mehrteiligen und zerklüfteten Ausgestaltung schlecht zu reinigen und daher beispielsweise im Nahrungsmittel- und Getränkebereich aus sanitären Gründen nicht einsetzbar, und andererseits verfügen diese bekannten Molchkörper aufgrund ihrer frei verformbaren Dichtflächenkanten in vielen Anwendungsfällen nicht über die erforderliche Festigkeit und Stabilität. Die in Figur 4 der vorgenannten Druckschrift dargestellte Molchgeometrie betrifft keine konkrete Molchausgestaltung, sondern diese Zeichnung zeigt lediglich andere die Gestaltung des Molchkörpers bestimmende Faktoren (vgl. Seite 10). Darüber hinaus erlaubt der kürzeste in der Tabelle auf Seite 13 definierte Rohrleitungsmolch mit einem Abstand B=I,5D zwischen den Mittelpunkten der kugelförmigen Dichtflächen (vgl. auch Figur 4) eine Kurvengängigkeit, die auf Rohrbögen beschränkt ist, bei denen der auf die Mittellinie bezogene Krümmungsradius nicht kleiner als das 1,5-fache des Rohrleitungsdurchmessers ist.

Des weiteren ist in der DE 30 32 532 Al ein Rohrleitungsmolch beschrieben (vgl. Figuren 1 und 2), bei dem zwei axial beabstandete Kugelelemente mit gleichem Durchmesser über verschiedene Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Dabei soll der axiale Abstand der kugelförmigen Dichtflächen etwa gleich oder kleiner als der Durchmesser

der Rohrleitung sein. Die vorgenannte axiale Bemessung erfordert an Abzweigungungen der Rohrleitung besondere Maßnahmen, damit dieser Kugelmolch nicht in den Abzweigstutzen steckenbleibt. Darüber hinaus ist der bekannte Kugelmolch nur für Rohrbogen geeignet, deren Radius, bezogen auf die Mittellinie des Rohrbogens, das 1,5-fache des Rohrdurchmessers nicht unterschreitet. Die Ausgestaltung des bekannten Kugelmolches im Verbindungsbereich zwischen seinen kugelförmigen Dichtflächen stellt eine reinigungskritische Problemzone dar, die beim Einsatz eines derartigen Molches im Nahrungsmittel- und Getränkebereich, insbesondere aber auch im Bereich der Chemie und Pharmazie, unerwünscht ist und dort nicht toleriert wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, einen Rohrleitungsmolch der einleitend gekennzeichneten Gattung derart weiterzuentwickeln, daß er allseits einwandfrei reinigungsfähig ist, Lauf- und Reibungseigenschaften aufweist, die mindestens jenen bekannter Rohrleitungsmolche entsprechen, und daß das Durchfahren engster handelsüblicher Rohrbogen mit geringstem Übermaß zwischen Rohrleitungsmolch und Innendurchmesser der Rohrleitung bzw. des Rohrbogens möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch Anwendung der Kennzeichenmerkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Rohrleitungsmolches sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Rohrleitungsmolch gemäß der Neuerung weist zunächst alle Vorzüge bekannter Kugelmolche auf. Er kann unter anderem in beiden Richtungen durch die Rohrleitung gefahren werden, und er verliert, selbst beim Durchfahren engster handelsüblicher Rohrbogen, nicht die vollständige Berührung zwischen seinen kugelförmigen Dichtflächen und der gekrümmten Innenwandung des Rohrbogens. Dies wird dadurch sichergestellt, daß die Längsabmessung jeder Teilkugel

hinreichend lang ausgeführt ist, wobei sich die kugelförmigen Dichtflächen symmetrisch zum Mittelpunkt der Teilkugeln erstrecken. Der Verbindungskörper zwischen den beiden Teilkugeln ist in seinem Mittelteil so weit eingeschnürt, daß zwischen seinem Taillendurchmesser und der Innenwandung des Rohrbogens ein hinreichender Sicherheitsabstand vorliegt. Darüber hinaus schließt sich der Verbindungskörper beiderseits tangential an die Teilkugeln an, und zwar jeweils an einer Durchmesserstelle der Teilkugeln, die durch die vollständige Abdichtung des Rohrleitungsmolches beim Durchfahren des zur Anwendung kommenden engsten Rohrbogens determiniert ist.

Die charakteristischen Abmessungen des Rohrleitungsmolches gemäß der Neuerung sind der Abstand A der Mittelpunkte der Teilkugeln, die minimale Molchlänge B, sein Taillendurchmesser T und sein Taillenradius Rl im Mittelteil seines Verbindungskörpers. Gemäß einer vorteilhaften Bemessungsvorschrift, die Gegenstand des vorliegenden Vorschlages ist, stehen die vorgenannten charakteristischen Größen teilweise untereinander und teilweise mit vorzugebenden Größen in einem kausalen Zusammenhang. Vorzugebende Größen sind der notwendige minimale Molchdurchmesser D, der Krümmungsradius R eines in der Rohrleitung angeordneten Rohrbogens größter vorkommender Krümmung und gegebenenfalls der größte Abgangsdurchmesser d eines in der Rohrleitung verwendeten Abzweiges. In Grenzen frei wählbar sind einerseits ein Ausrundungsradius r zwischen Rohrleitung und einem gegebenenfalls vorzusehenden Abzweig mit dem Abgangsdurchmesser d und ein Abstandsmaß t zwischen der gekrümmten Rohrwand und dem Taillendurchmesser D des Rohrleitungsmolches. Eine minimale Molchkörperlänge B erhält man dann, wenn bei einem vorzusehenden Abzweig der Abgangsdurchmesser d des Abzweiges eine Nennweite kleiner als die Nennweite der Rohrleitung ausgeführt ist.

Werden die Teilkugeln des Rohrleitungsmolches, wie dies eine andere vorteilhafte Ausgestaltung gemäß der Neuerung vorsieht, jeweils im endseitigen Bereich des Molchkörpers als vollständige Halbkugeln ausgeformt, so kann sich der Rohrleitungsmolch selbständig aus einem T-Abzweig befreien; ein Verkeilen ist unter keinen Umständen möglich.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Rohrleitungsmolches gemäß der Neuerung sieht vor, daß der Molchdurchmesser D derart bemessen ist, daß sein minimaler Durchmesser dem maximalen Innendurchmesser der Rohrleitung bzw. der zur Anwendung kommenden Rohrbogen entspricht. Bekanntlich können Rohre und Rohrbogen aus grundsätzlichen aber auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht absolut maßgenau hergestellt werden. Sie sind mit mehr oder weniger großen Toleranzen in Bezug auf Durchmesser und Wandstärke behaftet. Zur Sicherstellung einer einwandfreien Abdichtung des Rohrleitungsmolches muß daher eine Bemessung in der vorgenannten Weise erfolgen. Abweichungen der Rohrleitungen und der Rohrbogen im Rahmen der zulässigen Toleranzen führen bei einer diesbezüglichen Bemessung des Rohrleitungsmolches zwar zu einer erhöhten Reibung und einem erhöhten Vortriebsdruck, nicht jedoch zu einem Verlust der notwendigen vollständigen Abdichtung.

Wird der Abgangsdurchmesser d eines in der Rohrleitung verwendeten T-Abzweiges eine Nennweite kleiner als die Nennweite der den T-Abzweig aufnehmenden Rohrleitung ausgeführt, so findet der Rohrleitungsmolch gemäß der Neuerung seine kürzest mögliche axiale Länge, wobei darüber hinaus ein selbsttätiges Befreien aus dem Abzweigstutzen des T-Abzweig sichergestellt ist.

Eine weitere Ausfuhrungsform des Rohrleitungsmolches gemäß der Neuerung sieht vor, daß im Molchkörper wenigstens ein Permanentmagnet angeordnet ist. Der Permanentmagnet oder die Permanentmagnete dienen der Lokalisierung des Molches in der Rohrleitung oder der Molchstation, in der er sich befindet. Dabei ist bei der Auswahl und der Anordnung des Magneten bzw. der Magnete dafür Sorge zu tragen, daß die Molchoberfläche zur Umgebung hin von einem signifikanten und von außen ortbaren Magnetfeld durchsetzt ist. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich der beiden kugelförmigen Dichtflächen jeweils ein Permanentmagnet angeordnet, der die Form einer zylindrischen Scheibe aufweist, wobei die Scheibenachsen und die Rotationsachse des Molchkörpers koaxial angeordnet und gleichnamige Pole einander zugewandt sind. Diese Ausgestaltung erlaubt die Ortung des Molchkörpers innerhalb einer Leitung, wobei die vorgeschlagene Polanordnung ein in der Ebene der Symmetrieachse des Molchkörpers besonders starkes, von außen gut lokalisierbares Magnetfeld ausbildet.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß im Bereich wenigstens einer der beiden kugelförmigen Dichtflächen mehrere über den Umfang verteilte Permanentmagnete angeordnet sind. Mit dieser Magnetanordnung ist es möglich, ein besonders starkes resultierendes Magnetfeld im Umfangsbereich des Molchkörpers auszubilden, da die einzelnen Magnete jeweils relativ klein gehalten werden können und damit eine Vielzahl dieser Magnete am Umfang des Molchkörpers im Bereich seiner Dichtfläche vorgesehen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel des Rohrleitungsmolches gemäß der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Ansicht des Rohrleitungsmolches mit seinen charakteristischen Abmessungen und

Figur 2 den Rohrleitungsmolch gemäß der Neuerung beim Durchfahren durch einen relativ stark gekrümmten

Rohrbogen nach DIN 11852 (R=I,125D), wobei die vollständigen Abdichtungsverhältnisse in allen Bereichen und die Freigängigkeit des Rohrleitungsmolches verdeutlicht sind. 10

Unterhalb des Rohrleitungsmolches 1 (Figur 1) ist ein T-Abzweig mit einem Abgangsdurchmesser d angedeutet. Letzterer ist eine Nennweite kleiner als die Nennweite D der den T-Abzweig aufnehmenden Rohrleitung ausgeführt. Der Abzweig ist zur Rohrleitung hin mit einem Ausrundungsradius r ausgerundet. Aus der Darstellung ergibt sich, daß der Abstand A der Mittelpunkte der Teilkugeln 2 nach Formel (1) mit

A = d + 2r (1)

zu bemessen ist, damit ein Abtauchen und Verkeilen des Rohrleitungsmolches 1 im Abzweig sicher vermieden wird.

Falls der Abgangsdurchmesser d jenem der Rohrleitung D entspricht, ergibt sich das Abstandsmaß A mit

d = D (la)

aus Formel (1) zu

A=D+ 2r. (1)

Die minimale Molchkörperlänge B errechnet sich nach Formel (2) zu

B >. A(I + D/(2R) ) , (2)

wobei mit R der auf die Mittellinie bezogene Krümmungsradius eines in der Rohrleitungs angeordneten Rohrbogens größter verwendeter Krümmung bezeichnet ist.

Der Taillendurchmesser T ergibt sich aus Formel (3) zu

T=D- 2(R -"]/ R² - A3/4 + t), (3)

wobei das Abstandsmaß t zwischen gekrümmter Rohrwand und

Taillendurchmesser T in Grenzen frei wählbar ist. Zweck mäßigerweise wird man hier t = 1 bis 2 mm vorsehen.

Der Taillenradius Rl ergibt sich aus der Formel (4)
a² - 2Da + A2

Rl = , (4)

4a
wobei nach Formel (4a)

a = 2(R+t ~Yr2 - A2/4 ) (4a)

zu setzen ist. Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß der Taillenradius Rl aus den vorgenannten Größen zwingend resultiert.

Figur 2 verdeutlicht, welche Bedingungen hinsichtlich der axialen Längenbemessung B-A der Teilkugeln 2 erfüllt sein müssen, damit der vorgeschlagene Rohrleitungsmolch 1 in einem vorgegebenen Rohrbogen eine durchgehende Abdichtungslinie auf jeder Dichtfläche 2a der Teilkugeln 2 aufweist.
20

Zur Verdeutlichung konkreter Molchabmessungen werden die Formel 1 bis 4a auf einen Rohrleitungsmolch 1 der Nennweite DN 80 angewendet; dabei wird von Rohren aus nichtrostenden Stählen für Lebensmittel nach DIN 11850 und von Rohrbögen zum Einschweißen, 90 Grad, nach DIN 11852 ausgegangen.

Aus DIN 11850 für Rohre und aus DIN 11852 für Rohrbögen zum Einschweißen ergibt sich jeweils ein maximaler Innendurchmesser der Rohrleitung bzw. des Rohrbogens von D(R,max) = 81,7 mm. Daraus resultiert nach der vorstehenden Bemessungsregel ein minimaler Molchdurchmesser D(M,min) = 81,7 mm. Es sei angenommen, daß ein T-Abzweig zur Anwendung kommt, dessen Abgangsdurchmesser d eine Nennweite kleiner aus die Nennweite der den T-Abzweig aufnehmenden Rohrleitung ausgeführt ist. Der maximale Innendurchmesser der eine Nennweite kleineren Rohrleitung

beträgt D(R,max) = d = 66,7 mm. Bei einem gewählten Ausrundungsradius r =5 mm (Bedingung la) ergibt sich nach Formel (1) für den Abstand A = 76,7 mm und für einen Rohrbogen mit R = 90 mm in Verbindung mit Formel (2) für die minimale Molchkörperlänge B = 111,5 mm. Der Taillendurchmesser T des Rohrleitungsmolches 1 bestimmt sich dann mit einem angenommenen Abstandsmaß t = 2 mm nach Formel (3) zu T = 60,5 mm. Schließlich resultiert aus den Formeln (4) und (4a) mit den vorstehenden Werten ein Taillenradius Rl = 33,9 mm.

Da auch für die Maße des Rohrleitungsmolches 1 in Abhängigkeit vom infrage kommenden Herstellverfahren Maßabweichungen hinzunehmen sind, sind die vorstehend berechneten charakteristischen Abmessungen des Rohrleitungsmolches 1 vom Fachmann in der notwendigen Weise maßlich zu tolerieren.

Im Molchkörper 1 ist im Bereich seiner beiden kugelförmigen Dichtflächen 2a jeweils ein Permanentmagnet 5 angeordnet, der die Form einer zylindrischen Scheibe aufweist, wobei die Scheibenachse und die Rotationsachse des Molchkörpers 1 koaxial angeordnet und gleichnamige Pole einander zugewandt sind. Die Permanentmagnete 5 werden von dem elastomeren Vollmaterial des Molchkörpers 1 vollständig umschlossen, und die vorgeschlagene Polanordnung bildet in der Ebene der Symmetrieachse des Molchkörpers 1 ein besonders starkes, von außerhalb der Rohrleitung gut lokalisierbares Magnetfeld aus.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform sind im Bereich wenigstens einer der beiden kugelförmigen Dichtflächen 2a mehrere über den Umfang des Molchkörpers 1 verteilte Permanentmagnete 6 angeordnet, wobei letztere vorzugsweise zylindrische Form haben und der Durchmesser kleiner als die axiale Erstreckung ist. Je nach Ausge-

staltung der Positionsmeldeeinrichtung genügt ein Kranz aus derartigen Permanentmagneten. Darüber hinaus ist es
jedoch auch möglich, im Bereich beider kugelförmigen Dichtflächen 2a derartige Magnetanordnungen vorzusehen. Es ist jedoch auch möglich, den Kranz der Permanentmagnete 6 in der Symmetrieebene des Molchkörpers l_r die senkrecht zur Rotationsachse orientiert ist, vorzusehen.

Claims

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- 11 -

Schutzansprüche

1. Rohrleitungsmolch, an dessen Molchkörper zwei axial beabstandete kugelförmige Dichtflächen vorgesehen sind, wobei der Durchmesser der Dichtflächen im wesentlichen dem Durchmesser der den Rohleitungsmolch aufnehmenden Rohrleitung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Molchkörper (1) einteilig aus elastomerem Material ausgebildet ist, daß die Dichtflächen (2a) jeweils wenigstens aus symmetrischen Teilkugeln (2) gebildet werden, die durch einen Verbindungskörper (3), der in seinem Mittelteil gegenüber dem Durchmesser (D) der Dichtflächen (2a) eingeschnürt ist und sich beiderseits tangential an die Teilkugeln (2) anschließt, miteinander verbunden sind, daß die Längsabmessung der Teilkugeln (2) jeweils so gewählt ist, daß am Umfang der Dichtflächen (2a) jeweils eine Berührung mit der Rohrleitungswand bestehen bleibt, wenn sich der Molchkörper (1) durch gekrümmte Abschnitte der Rohrleitung bewegt, und daß ein Abstand (A) der Mittelpunkte der Teilkugeln (2) und ein Taillendurchmesser (T) des Mittelteils des Verbindungskörpers (3) so gewählt sind, daß der Mittelteil die Rohrleitung nicht berührt, wenn der Molchkörper (1) deren gekrümmten Abschnitt passiert.

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1, dadurch gekenn

- 12 &tgr;

Rohrleitungsmolch nach Anspruch zeichnet, daß sich

- der Abstand (A) nach den Formeln (1,1a),

- eine minimale Molchkörperlänge (B) nach den Formeln (2,1,1a),

- der Taillendurchmesser (T)

nach den Formeln (3,1,1a), und daß sich

- die Einschnürung des Mittelteils des Verbindungskörpers (3) auf den Taillendurchmesser (T) durch einen Taillenradius Rl nach den Formeln (4,4a,1,1a)

bemißt:

(1) A = d + 2r

(la) mit d <. D

B > A(I + D/(2R))

T = D- 2(R -

- A²/4 + t)

- 2Da +

Rl =

4a

mit a = 2 (R+t -]/ R² - A²/4'),

(4a)
wobei

- mit D der größte Durchmesser der Teilkugeln (2) (D = D(M,min) = minimaler Molchdurchmesser),

- mit d der größte Abgangsdurchmesser eines in der Rohrleitung verwendeten Abzweiges und

- mit R der auf die Mittellinie bezogene Krümmungsradius eines in der Rohrleitung angeordneten Krümmers größter Krümmung

bezeichnet sind und wobei

- ein Ausrundungsradius r zum Abzweig in der Rohrleitung und

- ein Abstandsmaß t zwischen gekrümmter Rohrwand und Taillendurchmesser T

in Grenzen fei wählbar sind.

- 13 -

3. Rohrleitungsmolch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkugeln (2) jeweils im endseitigen Bereich des Molchkörpers (1) als vollständige Halbkugeln (2,4) ausgeformt sind.

4. Rohrleitungsmolch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Molchdurchmesser D derart bemessen ist, daß der minimale Molchdurchmesser D(M,min) dem maximalen Innendurchmesser der Rohrleitung bzw. des Krümmers D(R,max) entspricht.

5. Rohrleitungsmolch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgangsdurchmesser d eines in der Rohrleitung verwendeten T-Abzweiges eine Nennweite kleiner als die Nennweite der den T-Abzweig aufnehmenden Rohrleitung ausgeführt ist.

6. Rohrleitungsmolch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Molchkörper (1) wenigstens ein Permanentmagnet (5;6) angeordnet ist.

7. Rohrleitungsmolch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der beiden kugelförmigen Dichtflächen (2a) jeweils ein Permanentmagnet (5) angeordnet ist, der die Form einer zylindrischen Scheibe aufweist, wobei die Scheibenachsen und die Rotationsachse des Molchkörpers (1) koaxial angeordnet und gleichnamige Pole einander zugewandt sind.

8. Rohrleitungsmolch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich wenigstens einer der beiden kugelförmigen Dichtflächen (2a) mehrere über den Umfang verteilte Permanentmagnete (6) angeordnet sind.