DE3025279A1 - Korrosionsbestaendige rohrverbindung - Google Patents
Korrosionsbestaendige rohrverbindungInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
- F16L58/18—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation specially adapted for pipe fittings
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Description
Korrosionsbeständige Rohrverbindung
Die Erfindung betrifft eine korrosionsbeständige Rohrverbindung, die aus einem ersten metallischen, ein Außengewinde
aufweisenden und einem zweiten metallischen, ein Innengewinde aufweisenden Bauteil gebildet ist.
Der Gegenstand der Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet
der Rohrverbindungen und Rohrkupplungen unter Einschluß von Mänteln und Schutzeinrichtungen für diese.
Schraub- oder Gewindeverbindungen werden weithin zur Herstellung von lecksicheren Zusammenschlüssen zwischen Rohrabschnitten
verwendet, ob es sich nun um eine Leitungsverbindung, Kupplungsverbindung oder eine andere Art eines Verbindungsstücks
handelt. Beispielhafte Klemmkupplungen für diesen Zweck sind Gegenstand der USA-Patentschrift 3 Ι9Ί 592, wobei
eine Mutter auf eine Muffe geschraubt wird, um eine Abdichtung mit einem darin aufgenommenen Rohrende zu bewirken.
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Kleminkupplungen werden häufig im Zusammenhang mit unterirdisch
verlegten Rohrleitungen verwendet, wobei nach allgemeiner Praxis
ein chemisch schützender Überzug an den Kupplungsbauteilen
entweder vor oder nach der Montage angebracht wird.
Bisherige Schutzverfahren oder -techniken haben sich im Betrieb
als recht brauchbar erwiesen, wenn außerordentliche
Sorgfalt aufgewendet wird, um sicherzustellen, daß keinerlei Lücke in den offenen und gefährdeten Flächen, einschließlich derjenigen der im Eingriff befindlichen Gewinde, vorhanden ist. Ein Mangel in der notwendigen Sorgfalt kann jedoch irgendeinen offenen Bereich einem korrosiven Angriff
aussetzen und damit den Zweck, dem dei» auf gebrachte Schutzmantel dienen sollte, zunichte machen. Eine Bedeckung oder Bemäntelung nach der Montage kann, insbesondere bei unterirdischen Anlagen, bei denen solche Kupplungen gemeinhin
angeivendet werden, nut äußerst schwierig mit einem gewissen Grad an Zuverlässigkeit bewerkstelligt werden, meist ist das sogar unmöglich. Auch wenn die Bauteile - einschließlich der Gewinde - vorher beschichtet oder ummantelt worden sind, so bestellt immer die Gefahr, daß die Bemäntelung, wenn sie zu stark ist, den Verschraubungvorgang stört, und wenn sie zu schwach ist, dann abblättert oder auch durch Abreiben im
Verlauf der Herstellung der Verbindung beschädigt wird. Mit dem Aufkommen von Kunststoffmänteln oder -beschichtungen
wurden verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen, um den gewünschten Schutz zu verbessern. Hierfür ist die USA-Patentschrift 3 799 5&k zu nennen, wonach die zusammengebaute Metallkupplung vollständig in einen Schutzmantel aus polynierem Kunststoff eingehüllt wird. Ein anderer Vorschlag in dieser Richtung zielt darauf ab, eine Kunststoff/Kunststoff-Gewindeausbildung in der zusammengebauten Verbindung zu verwenden, wie die USA-Patentschrift 3 915 ^73 beschreibt.
Sorgfalt aufgewendet wird, um sicherzustellen, daß keinerlei Lücke in den offenen und gefährdeten Flächen, einschließlich derjenigen der im Eingriff befindlichen Gewinde, vorhanden ist. Ein Mangel in der notwendigen Sorgfalt kann jedoch irgendeinen offenen Bereich einem korrosiven Angriff
aussetzen und damit den Zweck, dem dei» auf gebrachte Schutzmantel dienen sollte, zunichte machen. Eine Bedeckung oder Bemäntelung nach der Montage kann, insbesondere bei unterirdischen Anlagen, bei denen solche Kupplungen gemeinhin
angeivendet werden, nut äußerst schwierig mit einem gewissen Grad an Zuverlässigkeit bewerkstelligt werden, meist ist das sogar unmöglich. Auch wenn die Bauteile - einschließlich der Gewinde - vorher beschichtet oder ummantelt worden sind, so bestellt immer die Gefahr, daß die Bemäntelung, wenn sie zu stark ist, den Verschraubungvorgang stört, und wenn sie zu schwach ist, dann abblättert oder auch durch Abreiben im
Verlauf der Herstellung der Verbindung beschädigt wird. Mit dem Aufkommen von Kunststoffmänteln oder -beschichtungen
wurden verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen, um den gewünschten Schutz zu verbessern. Hierfür ist die USA-Patentschrift 3 799 5&k zu nennen, wonach die zusammengebaute Metallkupplung vollständig in einen Schutzmantel aus polynierem Kunststoff eingehüllt wird. Ein anderer Vorschlag in dieser Richtung zielt darauf ab, eine Kunststoff/Kunststoff-Gewindeausbildung in der zusammengebauten Verbindung zu verwenden, wie die USA-Patentschrift 3 915 ^73 beschreibt.
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Die bekannten Verbindungen mit einem Korrosionsschutz genügen den Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, einfacher
und kostengünstiger Konstruktion sowie einfacher Herstellung
der Verbindung selbst nicht.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Gewindeverbindung
für Rohre mit gesteigertem, verbesserten Korrosionsschutz zu schaffen, die auch für eine Klemmkupplung
geeignet ist, und wobei eine vorher aufgebrachte Ummantelung oder Beschichtung von hoher Zuverlässigkeit, doch
relativer Einfachheit und - im Vergleich zu bisherigen Techniken zum gleichen Zweck - äußerster Billigkeit zur Anwendung
lcominen kann.
Diese Aufgabe wird für Gewinde-Rohrverbindungen und insbesondere für Rohrklemmkupplungen mit Korrosionsbeständigkeit
durch Verwendung von Kunststoffmänteln gemäß der Erfindung
gelöct. Hiernach werden die Mäntel an den zusammenarbeitenden
Enden der miteinander in Eingriff befindlichen Teile im zusammengebauten
Zustand in einer dichten, schützenden Lagebeziehung zueinander überlappt, indem ein O-Iiing am einen
Bauteil mit einer Rampe am anderen Bauteil zusammenwirkt, wobei O-Iiing und Rampe jeweils einstückig an ihrem jeweiligen
Mantel ausgebildet sind.
Das wird für die bevorzugte Ausführungsforni erreicht, indem
der Mantel als flexibler Rand über die Stirnflache des Innengewindebauteils
hinaus verlängert wird, wobei dieser Rand an seiner Innenfläche einen damit einstückigen O-Ring oder
gleichartig ausgebildeten Wulst aufweist. Der Mantel des Innengewindebauteils endet hinter dem Gewinde, d.h. dieses
bleibt frei, in Form einer kreisförmigen Rampe oder Erhebung, gegen die sich im zusammengebauten Zustand der O-Ring
anlegt. In diesem Zustand arbeiten der O-Ring und die Rampe
zusammen, um eine lecksichere Abdichtung gegen ein Einsickern
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oder einen anderen korrosiven Angriff seitens der Umgebung der Anlage bzw. Verbindung zu schaffen.
Eine solche Konstruktion beseitigt nicht nur die vorerwähnten Probleme, die mit Voreinbau- oder Nacheinbau-Beschichtungs-
bzw. Ummantelungstechniken gegenwärtiger Praxis verbunden sind, sondern hat sich zugleich auch als wesentlich
wirksamer bezüglich einer Abdichtung der Metallgewinde gegen ein Einsickern gegenüber bekannten Konstruktionen, die dem
gleichen Zweck dienen, erwiesen. Es hat sich auch gezeigt, daß die damit erreichte Abdichtung nicht nur wirksamer im
Hinblick auf den erstrebten Abdichtungsgrad ist, sondern auch mit weniger Kasten im Vergleich zu dem gleichen Zweck dienen-
> den bekannten Konstruktionen zu erstellen ist.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand von in den Zeichnungen
dargcsbellten Aus führung s formen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Kupplung im zusammengebauten Zustand;
Fig. 2 und 3 Teilschnittdarstellungen der voneinander getrennten Kupplungsbauteile von Fig. 1;
Fig. k und 5 TeilschnittdarStellungen - ähnlich denen von
Fig. 2 und 3 - einer ersten Alternativausführung;
Fig. 6 und 7 TeilschnittdarsteEungen - ähnlich denen von Fig. 2 und 3 - einer zweiten Alternativausführung.
Die Fig. 1-3 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in Gestalt einer Klemmkupplung 10 zur Verbindung von Rohrenden 12 und 1^. Die Kupplung an sich besteht
aus einer länglichen, rohrförmigen Muffe l6 aus geschmiedetem Metall und weist gegenüberliegende Enden 18
mit Außengewinde 20 auf. Am Ende 18 ist die Muffe l6 innen mit einer kegelstumpfförmigen Abschrägung 22 versehen, die
eine Nische bildet, in der eine nachgiebige Ringdichtung 2'±
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von einer Materxalzusaminensetzung, die sich mit dem Inhalt der Rohrleitung verträgt, bei der die Kupplung zur Anwendung
kommt, aufgenommen ist. Die Dichtung 2k kann beispielsweise
von der in der USA-Patentschrift 3 259 koß beschriebenen Art
sein und einen Metallring 26 haben, der zum Zweck eines kathodischen Schutzes einen elektrischen Kontakt zwischen dem
Rohrende und der Muffe herstellt.
Eine Hohlmutter 28 mit einem üblichen topfförmigen Metallkörper
30, der eine mittige Bohrung 32 zur Aufnahme des Rohrendes
12 aufweist, dient der Zusammenarbeit mit der Muffe l8,
um die Ringdichtung 2k innerhalb der Nische zwischen Muffe
und Rohr druckdicht zusammenzupressen. Die Mutter 28 ist mit einem Innengewinde 3^ versehen, das mit dem Außengewinde 20
der Muffe in Eingriff zu bringen ist, um die gezeigte feste Verbindung herstellen oder lösen zu können.
Ein äußerer Korrosionsschutz, sowohl für die Muffe l6 wie die Mutter 28, wird mittels eines feuchtigkextsundurchlässigen,
nachgiebigen Mantels 36 aus polymer ein Kunststoff geschaffen,
der mit der jeweiligen Mptallunterlage durch Beschichten
oder Pressen bzw. Gießen in üblicher Weise fest verbunden ist. Obwohl es nicht ausgesprochen notwendig ist,
so besteht der Mantel 56 an der Muffe bzw. 36' an der Mutter
aus demselben feuchtigkeitsundurchlässigen, gegen Chemikalien resistenten und schlagfesten Polymermaterial, beispielsweise
Polyvinylchlorid (PVC). Der eine Mantel oder auch beide kann bzw. können gleicherweise auch aus anderen Materialzusammensetzungen
bestehen, wie z.B. Nylon, Polyäthylen, Polypropylen, Polyurethan od.dgl. Der Mantel hat im allgemeinen eine
gleichförmige Stärke sowohl an der Muffe wie an der Mutter
und dient dazu, die ansonsten freiliegende Peripherie eines
jeden der Bauteile, wenn sie zur Verbindung zusammengbaut sind, zu umschließen.
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Urn die angestrebte dichte Verbindung zu bewirken, erstreckt
sich der Mantel 56' an der Mutter 30 rund um diese von einem
hülsenartigen Endstück 371 das mit einer Verengung oder einem
aufgeschrumpften Teil 39 am Rohrende 12 anliegt, bis zur Mutterstirnfläche
dl und radial über diese. Axial vor der Stirnfläche dl verläuft der aus einem Stück bestehende Mantel mit
einem nach außen geneigten Rand 3O , an dem ein radial einwärts
gerichteter Randwulst dO ausgebildet ist. An der Muffe l6 ist
für ein Zusammenwirken mit dem Wulst dO eine kreisförmige Rampe oder Erhebung d2 aus dem Material des Mantels 36 angeordnet,
die hinter dem Außengewinde 20 endet und im Vergleich zum übrigen Mantel diametrisch erweitert ist. Im zusammengebauten
Zustand, der in Fig. 1 gezeigt ist, wirkt der Wulst dO flexibel mit der Oberfläche der Rampe '±2 zusammen, um zwischen
diesen Teilen einen feuchtigkeitsdichten Abschluß herzustellen.
Bei einem Vergleich der Fig. 1 und 2 ist zu erkennen, daß der
Rand 30 in seinem ursprünglichen Zustand (Fig. 2) kegelstumpfförtnig
nach innen zum Wulst dO hin verläuft, daß er aber im
zusammengebauten Zustand kegelstumpfförnig nach außen gedrückt
ist, um die gewünschte einwandfreie Abdichtung zwischen dem Wulst dO und der Oberfläche der Rampe 42 zu bieten. In dieser
Beziehung arbeitet der Wulst dO nach Art eines nachgiebigen O-Dichtungsringes, der im Zusmmenwirkon mit der Rampenoberfläche
eine dichtende Anlage an dieser bewirkt. Bei geeigneter Wahl der beeinflussenden oder einwirkenden Parameter kann ersichtlich
die angestrebte Dichtungsbelastung in Anpassung an
die jeweilige Anwendung verändert worden, beispielsweise die Fähigkeit, Sickerdrücken od.dgl. zu widerstehen, die normalerweise
bei in die Erde eingegrabenen Einrichtungen, für die diese Kupplungen üblicherweise verwendet werden, in Erscheinung
treten.
Bei der Ausführungsforin nach den Fig. d und 5 hat der Rand 38
im Vergleich zu dem von Fig. 2 eine größere axiale Länge
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und weist zwei axial beabstandote innere Hingwulste 44, die
an im mittleren Dereich des Randes liegenden Stellen, also nicht am Ende, ausgebildet sind. Beide Wulste können entweder
mit der ausgezogen in Fig. 5 gezeigten geneigten Fläche
der Rampe 42 oder mit der gestrichelt dargestellten
konzentrischen Fläche der Erhebung 42'- zur Anlage kommen.
Die Anwendung dieser Konstruktion bietet eine vermehrte Vielseitigkeit für Produkte oder Installationen, für die
die Konstruktion nach Fig. 1 sich nicht gut eignet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7ist das hülsenartige
Endstück 57 des Mantels 36 nicht verengt, wie es bei den vorherigen
Beispielen der Fall ist, vielmehr weist es ein Paar von inneren Ringwulsten 44 auf, die innen am Mantelendstuck
37 und einstückig mit diesem ausgebildet sind, um sich im*
mittelbar an die Oberfläche eines aufgenommenen Rohrstücks eng anzulegen. Bei Anlage an der Rohroberflache in dieser
Weise bringen die Wulste 44 eine sichere Abdichtung gegen eine Leckage zum Mutterinneren hin hervor. Am gegenüberliegenden
Mantelende ist die O-Ringdichtungsanlage gegenüber den
vorherigen Beispielen verändert. liier weist auch die Rampe 42, wie zu sehen ist, einstückige liingwulste 46 auf, die
von der Ilampenoberflache radial nach außen ragen, um sich
gegen den innen glatten Rand 38 anzulegen, welcher sich
axiaJJnach außen über die Stirnfläche 4l der Mutter 30 er»
streckt. Durch diese Ausbildung wird die Vielseitigkeit der hier erläuterten grundsätzlichen Abdichtmethode für die Vielzahl
von Produkten, für die ein Anwendungsfall gegeben ist,
erweitert.
Es ist klar, daß bei jedem der erwähnten Beispiele eine Befestigung
der Mutter 28 auf dem Ende der Muffe l6 ermöglicht, daß die Gewinde 20 und 34 miteinander in Eingriff kommen
und in üblicher Weise miteinander verbunden werden können, um die Dichtung 24 in eine abdichtende Anlage mit dem Rohr-
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3Q25279
ende 12 zu pressen. Im Zuge der Verbindung werden die Ringwulste
40 oder -i6 aus dem abdeckenden Mantelraaterial an
einem der bemäntelten Bauteile mit der dazu passenden, vom anderen Bauteil dargebotenen Materialoberfläche zur Anlage
kommen. Da die Anlage- oder Eingriffskraft durch das Verschrauben
des Gexiindes erhöht wird, wird eine Druckverbindung
bzw. -anlage zwischen den zusammenarbeitenden Flächen gefördert. Wenn die chemische Zusammensetzung des Mantels
durch nachgiebige, federnde Eigenschaften gekonnzeichnet ist,
so dient die endgültige Druckanlage dazu, eine ringförmige Abdichtung herbeizuführen, die bestens geeignet ist, irgendeinem
Eindringen von Bodenfeuchtigkeit bei vergrabenen Installationen
entgegenzuwirken. Das kann selbstverständlich passend verändert werden, indem irgendeine geeignete Anzahl
von Abdichtwulsten verwendet wird, um einem speziellen Erfordernis
gerechtzuwerden, und selbstverständlich werden
auch die spezifischenplastomeren Eigenschaften des gewählten
Mantelmaterials entsprechend geändert.
Wie aus Obigein hervorgeht, wird eine neuartige Mantelausbildung
für eine Rohrverbindung geschaffen, die für das Abdichten der metallischen Rohrgewinde der Verbindung zuverlässig
wirksam ist. Dank der relativen Einfachhheit, d.h. dank der
unkomplizierten Ausbildung ist r.ian mit dem Erfindungsgegenstand
prinzipiell in der Lage, einen im wesentlichen betriebssicheren Zusammenbau der Anlagenteile zu gewährleisten, und
zwar auch unter höchst ungünstigen Baustellen- oder Einbaubedingungen. Bei Einbau in herkömmlicher Weise werden die
Bauteile, z.B. die Mutter 28, wenn sie auf das Muffengewinde
20 geschraubt wird, bewirken, daß der O-Ring des Mantels mit
der zugeordneten Rampe in dichte Anlage kommt, wobei die Teile so zusammenarbeiten, daß eine den vorgesehenen Bedingungen
gorechtwerdendo Abdichtung bewirkt wird, ohne daß die Notwendigkeit einei- Prüfung oder anderweitigen Feststellungjdes
Vorhandenseins der erforderlichen dichten Berührung
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zwischen den Teilen besteht. Die Konstruktion gemäß der Erfindung läßt nicht nur die hier erwähnten Ergebnisse
erreichen, sondern die besonderen Eigenschaften, durch
die diese Ki~gebnisse erhalten werden, bieten eine relativ
billige Konstruktion dar, welche aus sich heraus als vollkommen
neuartig anszuschen ist. Es ist klar, daß der Erfindungsgegenstand
selbstverständlich für eine Vielzahl von Schraubverbindungen über die beschriebenen Beispiele
hinaus anwendbar ist.
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Leerseite
Claims (8)
- PatentanwälteDipl.Hng. W. Meissner DipHng. P. E. Mepissner DlplHng. H.-J. PrestingHerberte. 2Z 1000 Berlin 33Dresser Industries, Inc. 01.07.1980Dallas, Texas 75221, USA 421-MD-76-14Korrosionsbeständige RohrverbindungPatentansprüche!.Korrosionsbeständige Rohrverbindung, die aus einem ersten metallischen, ein Außengewinde aufweisenden und einein zweiten metallischen, ein Innengewinde aufweisenden Bauteil gebildet ist, gekennzeichnet durch einen ersten Mantel (36) aus polymerem Kunststoff, der rund um den Außenumfang des ersten Bauteils (l6) mit Außengewinde (20) ausgeformt ist und hinter dem Außengewinde endet, durch einen zweiten Mantel (361) aus polymerem Kunststoff, der rund um den Außenumfang des zweiten Bauteils (30) mit Innengewinde (3^) ausgeformt ist und in einem kreisförmigen Rand (38) endet, der sich über das verbindungsseitige Ende (4l) des zweiten Bauteils (30) hinaus erstreckt und bei hergestellter Gewindeverbindung zwischen dem ersten sowie zweiten Bauteil in Umfangsrichtung einen Abschnitt des Mantels (36) übergreift, und durch wenigstens eine ringförmige Wulst (40; 46) aus polymerem Kunststoff, die einstückig mit und an einer gegenüberliegenden Fläche von wenigstens030064/0880einem der einander übergreifenden Teile (36, 38) ausgebildet ist und zwischen diesen eine die Gewindeverbindung einschließende Abdichtung herstellt.
- 2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ringförmige Wulst (40) an der einen der einander gegenüberliegenden Flächen befindet, während die andere dieser Flächen an einer ringförmigen Rampe (42), gegen die sich die Wulst (40) im zusammengebauten Zustand der Rohrverbindung anlegt, ausgebildet ist.
- 3. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ringförmige Wulst (40) an der Innenoberfläche des Randes (38) befindet und der überdeckte Mantel (36) des Außengewindebauteils (l6) die ringförmige Rampe (42) aufweist.
- Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wulst (46) aufweisende Fläche als geneigte Rampe (42) ausgebildet ist.
- 5· Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigte Rampe (42) zwei in deren Längsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete ringförmige Wulste (46) aufweist.
- 6. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbauteile (l6, 30) eine Klemmkupplung bilden.
- 7· Rohrverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der am Innengewindebauteil (30) ausgeformte Mantel (36·) ein vom verbindungsseitigen Ende (4l) hinweg gerichtetes kreisförmiges Endstück (37) besitzt.G30Q64/0880
- 8. Rohrverbindung nach Anspruch 7 t dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (37) wenigstens eine ringförmige Wulst (kk) aus polymer ein Kunststoff, die einstückig mit und radial an der Innenfläche des Endstücks ausgebildet ist sowie sich abdichtend gegen eine in diesem aufgenommene Rohrwandfläche eines (12) der zu verbindenden Rohrabschnitte (12, lA) anlegt, aufweist.030064/0880
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