DE3830874A1 - Rohrkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung zum dichten Ver­ binden der Spitzenden von zwei Rohre, bestehend aus einer Dichtmanschette, die sich aus einer Elastomermanschette, einer Hülse und aus ein oder mehreren durchmesserredu­ zierenden Spannelementen zusammensetzt, sowie aus einer radial zwischen der Außenwand der Spitzenden und der Dichtmanschette angeordneten Zwischenschicht aus einem Werkstoff, der gegenüber dem in der Rohrleitung zu för­ dernden Medium besonders beständig ist, und der in die­ ser Hinsicht beständiger ist als das Material der Elasto­ mermanschette.

Derartige Rohrkupplungen kommen notwendigerweise zur An­ wendung, wenn das elastomere Material der Dichtmanschette gegen das in der Rohrleitung zu fördernde Medium nicht mehr ausreichend beständig ist, und wenn deswegen ein Undichtwerden oder die Zerstörung der Elastomermanschette droht.

Bekannte Dichtmanschetten, die zur Lösung dieses Problems entwickelt wurden, weisen eine im unmontierten Zustand in die Elastomermanschette eingefügte Einlage aus einem Werkstoff auf, der inert ist gegenüber einem in den Roh­ ren zu leitenden aggressiven Fördergut, wie zum Beispiel gegenüber einem mit chlorierten Kohlenwasserstoffen ver­ setzten Industrie-Abwasser. Da eine solche Einlage in der Regel aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus PTFE, besteht, der relativ steif und unnachgiebig ist, darf die axiale Breite der Einlage aus Abdichtungsgründen nur so lang bemessen sein, daß sie zwar den Ringspalt zwischen den beiden Spitzenden überdeckt, nicht aber bis unter die beiden Spannbänder reicht (DE-PS 12 11 045). Hierbei wird die eigentliche Dichtung gegen das aggres­ sive Medium selbst durch radiales Verpressen der Elasto­ mermanschette bewirkt, die dabei nach wie vor mit diesem Medium in Berührung kommt und von ihm im Laufe der Zeit zerstört werden kann.

Um dies zu verhindern, erstreckt sich die Einlage bei einer anderen Ausführungsart derartiger Dichtmanschetten unter den beidseitigen Spannbändern hindurch zumindest im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Elasto­ mermanschette, wobei die Einlage aus Verformungsgründen unter den Spannbändern nicht mit dem Elastomer verbunden ist (DE-OS 36 32 164). Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Dichtmanschette zwar die - heute z.B. bei CKW-beständigen Steinzeugrohren infolge ihrer gleichmä­ ßigen Glasur nur noch geringe - Oberflächenrauhigkeit an den Außenwandungen der Spitzenden dieser Rohre auszu­ gleichen und damit Rohre mit derart geringen Wandrauhig­ keiten ausreichend sicher abzudichten vermag. Wegen der relativ großen Steifheit und Unnachgiebigkeit der Einlage können mit derartigen Dichtmanschetten jedoch die, z.B. bei Spitzenden von Steinzeugrohren DN 250 normenmäßig bereits ± 6 mm betragenden radialen Außendurchmesser- Toleranzen nicht mehr zuverlässig zum Ausgleich gebracht werden. Es besteht hierbei die Gefahr, daß es bei im Durchmesser etwas kleineren Spitzenden beim Anziehen der Spannbänder zu einer Wellung der vergleichsweise steifen Einlage und damit zur Bildung von axial verlaufenden Leckkanälen zwischen der Einlage und der Außenwand eines solchen Spitzendes kommt. Aus diesem Grunde ergab sich die Notwendigkeit, die radialen Außendurchmesser der Spitzenden solcher toleranzbehafteter Rohre generell durch Abdrehen zu egalisieren (s. Fachzeitung "Korre­ spondenz Abwasser" Nr. 2/88, Seite 175, sowie Sonderpro­ spekt der Steinzeug-Ges.m.b.H., Bild 7). Durch das beid­ endige Abdrehen der Spitzenden dieser Rohre entstehen erhebliche Kosten, welche eine mit derartigen Dichtman­ schetten abgedichtete Rohrverbindung zusätzlich verteu­ ern. Darüber hinaus ergibt sich an den abgedrehten Rohr­ abschnitten eine starke und aus Haltbarkeitsgründen uner­ wünschte Schwächung der radialen Wandstärke der Rohre, die in der Praxis durch eine generelle, die Rohrferti­ gung stark verteuernde, radiale Wandverstärkung der Roh­ re - analog wie bei Vortriebsrohren - auszugleichen versucht wird.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der bekann­ ten Dichtmanschetten zu vermeiden und insbesondere auch den dichtsicheren Ausgleich der zulässigen radialen Außendurchmesser-Toleranzen von nicht nachegalisierten Spitzenden der beiden, miteinander zu verbindenden Roh­ re zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenschicht als eigenständige Auflage ausgebil­ det ist, die bei der Montage der Rohrkupplung auf die beiden Spitzenden aufgezogen ist, bevor die Dichtman­ schette axial über die Auflage geschoben oder um diese herumgelegt und mittels der Spannelemente über der Stoßstelle der beiden Rohre befestigt ist. Da sich als eigenständige Auflagen bereits Kunststoff-Folien, vor­ zugsweise aus PTFE, mit Wandstärken von 0,5-2 mm eig­ nen, können zum Herstellen der erfindungsgemäßen Rohr­ kupplungen die bekannten serienmäßigen und daher preis­ günstigen Dichtmanschetten ohne jede Änderung ihres axialen Querschnittsprofils verwendet werden. Wegen der Möglichkeit, die eigenständige Auflage ohne die Dicht­ manschette auf die Spitzenden der beiden Rohre aufziehen zu können, braucht beim Festlegen des radialen Innen­ durchmessers der Auflage an ihr kein radiales Spiel zum axialen Verschieben der Dichtmanschette wie bei bekannten, mit Einlagen ausgestatteten Dichtmanschetten vorgesehen zu werden. Für den Transport wird die eigenständige Auflage z.B. mit Klebeband oder dergl. an oder in der Dichtmanschette lösbar befestigt. Bei der Montage der Rohrkupplung werden Dichtmanschette und Auflage zunächst auf einem oder jede für sich auf je einem der beiden Spitzenden angebracht. Anschließend wird das zweite Spitzende in die frei überstehende Hälfte der relativ steifen Auflage eingefahren, oder die vorübergehend zu­ rückgeklappte Hälfte der Auflage wird auf die Außen­ wand des herangefahrenen Spitzendes umgelegt. Danach wird die Dichtmanschette axial über die eigenständige Auflage geschoben und mittels der Spannelemente über der Stoßstelle der beiden Rohre befestigt. Da die Auflage kein radiales Spiel zur Außenwand der Spitzenden be­ sitzt bzw. zu besitzen braucht, ist beim Anziehen der Spannelemente die Möglichkeit einer Wellenbildung an der Auflage und damit des Entstehens von axialen Leck­ kanälen ausgeschlossen. Ein teueres egalisierendes Ab­ drehen der Dichtabschnitte der Spitzenden und eine Rohrwandverstärkung sind bei Verwendung der erfindungs­ gemäßen Rohrkupplung ebenfalls nicht erforderlich.

Um die eigenständige Auflage radial noch enger an der Außenwand der Spitzenden anbringen und um die radialen Außendurchmesser-Toleranzen der Spitzenden noch sicherer mit der erfindungsgemäßen Rohrkupplung abdichten zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Umfang einer ringförmig ausgebildeten Auflage im unmontierten Zustand kleiner bemessen ist als zumindest derjenige von Spitzenden mit großen oder größten radia­ len Außendurchmessern, vorzugsweise von solchen mit zu­ lässigen radialen Plustoleranzen, einer bestimmten Nenn­ weite von Rohren. Die Anwendung dieses Konstruktions­ merkmals setzt voraus, daß der Werkstoff der Auflage dehnbar beschaffen ist, damit die Auflage auf diese Spitzenden aufgezogen werden kann. Diese Dehnbarkeit ist zum Beispiel bei den für die Herstellung der eigenstän­ digen Auflagen vorgesehenen PTFE-Folien gegeben.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die eigenständige Auflage aus elastischem Werkstoff hergestellt ist, und daß diese wenigstens in der Anfangszeit nach ihrer Montage zumindest auf den große und größte radiale Außendurchmesser aufweisenden Spitzenden von Rohren unter elastischer Vorspannung steht. Durch diese elastische Vorspannung der Auflage lassen sich auch die größten zulässigen Unterschiede an den radialen Außendurchmessern der Spitzenden von Rohr zu Rohr ausgleichen, ohne daß es an dem radial dünneren Rohr zu einer unerwünschten Wellenbildung der Auflage beim Anziehen des Spannelementes kommt.

Zum Sicherstellen eines ausreichend festen radialen An­ pressens der Auflage an die Außenwände beider Spitzenden im Bereich der Spannelemente bei bzw. nach der Montage wird nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Dichtmanschette im wesentlichen die gleiche axi­ ale Breite wie die eigenständige Auflage besitzt.

Um die eigenständige Auflage auf der Außenwand zunächst des einen Spitzendes in ihrer richtigen Axialposition anbringen zu können und um zu verhindern, daß diese Axi­ alposition beim Anfahren des zweiten Spitzendes durch axiales Verschieben der spitzenden-einseitig anmontier­ ten Auflage nachteilig verändert wird, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Dicht­ manschette auf der Außenwand eines der beiden Spitzen­ den mit definiertem Abstand von dessen Stirnwand axial­ schubsicher aber lösbar vormontiert ist, wobei dieser definierte Abstand des stirnwandseitigen Randes der Dichtmanschette der axialen Breite entspricht, mit der die eigenständige Auflage in ihrer Endmontageposition auf der Außenwand dieses Spitzendes aufliegt. Durch Anziehen zumindest des einen Spannelementes läßt sich die Dichtmanschette auf einfache Weise auf der Außen­ wand des Spitzendes axialschubsicher provisorisch be­ festigen und später durch Aufdrehen der Spannschraube wieder leicht von der Außenwand des Spitzendes ablösen.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiele wird die Erfindung näher erklärt. Es zeigen im ausschnittsweisen axialen Längsschnitt

Fig. 1 die beiden Spitzenden von zwei Rohren und dazwi­ schen die eigenständige Auflage einer Rohrkupplung;

Fig. 2 die koaxial zusammengefahrenen Spitzenden mit anmontierter Auflage und vormontierter Dichtmanschette und

Fig. 3 die Rohrkupplung in ihrer Endmontageposition auf den Spitzenden der beiden Rohre.

In Fig. 1 weisen die beiden Spitzenden 1 und 1′ von zwei Rohren toleranzbedingt etwas unterschiedliche radiale Außendurchmesser 2 und 2′ auf. Der radiale lnnendurchmes­ ser 3 der eigenständigen, z.B. aus etwas elastischer Kunststoff-Folie bestehenden Auflage 4 ist absichtlich etwas kleiner bemessen als die beiden radialen Außen­ durchmesser 2 und 2′ der beiden Spitzenden 1 und 1′, was die Voraussetzung dafür bildet, daß die Auflage 4 nach Vordehnung und Montage fest an den Außenwänden der beiden Spitzenden 1 und 1′ anliegt. Zur Kennzeich­ nung der verschiedenen, gegen unterschiedliche aggres­ sive Medien beständigen Werkstoffe, aus denen die Aufla­ gen 4 bestehen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die­ se Auflagen 4 verschiedenfarbig auszuführen oder zu­ mindest die Vulkanisationsstelle in einer bestimmten Farbe zu gestalten.

Nach Fig. 2 besteht die eigentliche und vorzugsweise hergebracht-serienmäßige Dichtmanschette 5 aus einer Elastomermanschette 6, aus den beiden Spannelementen 7 und 7′ und aus einer hinreichend steifen, jedoch noch ausreichend biegsamen Hülse 8. Die Dichtmanschette 5 ist auf der Außenwand des Spitzendes 1 mit definiertem Ab­ stand 9 von der Stirnwand 10 des Spitzendes 1 axial­ schubsicher aber lösbar vormontiert. Zum Erzielen die­ ser Axialschubsicherheit wurde das Spannelement 7′ vorübergehend festgezogen. Der definierte Abstand 9 des stirnwandseitigen Randes 11 der Dichtmanschette 5 entspricht zumindest annähernd der axialen Breite, mit der die eigenständige Auflage 4 in ihrer späteren End­ montageposition auf der Außenwand des Spitzendes 1 auf­ liegt. Der über die Stirnwand 10 des Spitzendes 1 vor­ stehende Teil 12 der unter elastischer Vorspannung ste­ henden Auflage 4 kann bis zum Abschluß der Montage des zweiten Spitzendes 1′ auf das erste Spitzende 1 zurück­ geklappt sein, um später auf das zweite Spitzende 1′ umgelegt zu werden. Durch die axialschubsichere und mit definiertem Abstand 9 erfolgende Vormontage der Dicht­ manschette 5 auf dem Spitzende 1 wird gewährleistet, daß die Auflage 4 in der richtigen Axialposition auf der Außenwand des Spitzendes 1 montiert wird, und daß sich diese Axialposition der Auflage 4 bei der späteren Mon­ tage des zweiten Spitzendes 1′ nicht nachteilig verän­ dert. Bei wandstärkeren Auflagen 4 von z.B. 2 mm öffnet sich nach ihrer Montage auf dem Spitzende 1 ihr vorste­ hender Teil 12 aufgrund seiner relativen Materialsteif­ heit erfahrungsgemäß bereits so weit, daß das zweite Spitzende 1′ infolge der Abrundung seiner radialen Außenkante 13 bei seiner Montage in die Öffnung des vorstehenden Teils 12 der Auflage 4 problemlos einge­ fahren werden kann.

Fig. 3 zeigt die Rohrkupplung 14 in ihrer Endmontagepo­ sition über der Stoßstelle 15 der beiden Spitzenden 1 und 1′, von zwei als Teil einer Rohrleitung dienenden Rohren. Nach dem seitlichen Verschieben der Dichtmanschette 5 aus ihrer Vormontagelage über die Auflage 4 und dem Anziehen der beiden Spannelemente 7 und 7′ wird die besonders be­ ständige Auflage 4 aufgrund ihrer elastischen Vorspannung ohne jede unerwünschte Wellenbildung gegen die Außenwände der beiden, unterschiedliche radiale Außendurchmesser 2 und 2′ aufweisende Spitzenden 1 und 1′ gepreßt. Das Er­ reichen einer dauerhaft dichten und aggressivbeständigen Abdichtung derartiger Spitzenden 1 u. 1′ ist damit sicher.

Bezugszeichenliste:

 1 + 1′ = Spitzenden
 2 + 2′ = radiale Außendurchmesser von 1 + 1′
 3 = radialer Innendurchmesser von 4
 4 = eigenständige Auflage
 5 = Dichtmanschette
 6 = Elastomermanschette
 7 + 7′ = Spannelemente
 8 = Hülse
 9 = definierter Abstand
10 = Stirnwand von 1
11 = stirnwandseitiger Rand von 5
12 = vorstehender Teil von 4
13 = radiale Außenkante von 1′
14 = Rückkupplung
15 = Stoßstelle zwischen 1 und 1′

In der Patentanmeldung angegebener Stand der Technik:
DE-PS 12 11 045 v. 24.02.1958 - Sc. Agricultural I. Ltd./Edinburgh
DE-OS 36 32 164 v. 22.09.1986 - WOCO/Bad Soden-Salmünster
Fachzeitschrift "Korrespondenz Abwasser" 2/88, Seite 175
Prospekt der Steinzeug-Ges.mbH., Bild 7.

Claims (5)

1. Rohrkupplung zum dichten Verbinden der Spitzenden von zwei Rohren, bestehend aus einer Dichtmanschette, die sich aus einer Elastomermanschette, einer Hülse und aus ein oder mehreren durchmesserreduzierenden Spannelemen­ ten zusammensetzt, sowie aus einer radial zwischen der Außenwand der Spitzenden und der Dichtmanschette ange­ ordneten Zwischenschicht aus einem Werkstoff, der gegen­ über dem in der Rohrleitung zu fördernden Medium beson­ ders beständig ist, und der in dieser Hinsicht beständi­ ger ist als das Material der Elastomermanschette, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwi­ schenschicht als eigenständige Auflage (4) ausgebildet ist, die bei der Montage der Rohrkupplung (14) auf die beiden Spitzenden (1, 1′) aufgezogen ist, bevor die Dichtmanschette (5) axial über die Auflage (4) geschoben oder um diese herumgelegt und mittels der Spannelemente (7, 7′) über der Stoßstelle (15) der beiden Rohre be­ festigt ist.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Umfang einer ringför­ mig ausgebildeten Auflage (4) im unmontierten Zustand kleiner bemessen ist als zumindest derjenige von Spitz­ enden (1, 1′) mit großen oder größten Außendurchmessern (2, 2′), vorzugsweise von solchen mit zulässigen radia­ len Plustoleranzen, einer bestimmten Nennweite von Rohren.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die eigenständige Auflage (4) aus elastischem Werkstoff hergestellt ist, und daß diese wenigstens in der Anfangszeit nach ihrer Montage zumindest auf den große und größte radiale Außendurch­ messer (2, 2′) aufweisenden Spitzenden (1, 1′) von Roh­ ren unter elastischer Vorspannung steht.

4. Rohrkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dicht­ manschette (5) im wesentlichen die gleiche axiale Brei­ te wie die eigenständige Auflage (4) besitzt.

5. Rohrkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dicht­ manschette (5) auf der Außenwand eines der beiden Spitz­ enden (1, 1′) mit definiertem Abstand (9) von dessen Stirnwand (10) axialschubsicher aber lösbar vormontiert ist, wobei dieser definierte Abstand (9) des stirnwand­ seitigen Randes (11) der Dichtmanschette (5) der axialen Breite entspricht, mit der die eigenständige Auflage (4) in ihrer Endmontageposition auf der Außenwand dieses Spitzendes (1, 1′) aufliegt.