DE60320226T2

DE60320226T2 - Verankerungsvorrichtung für rohrkupplung

Info

Publication number: DE60320226T2
Application number: DE60320226T
Authority: DE
Inventors: Ian Richard Webb; Neil John Taylor
Original assignee: Taylor Kerr Couplings Ltd
Current assignee: Taylor Kerr Couplings Ltd
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: GB2401157B; CA2476861C; ATE391879T1; GB2401157A; US20050104369A1; GB0204003D0; CA2476861A1; AU2003209988B2; DE60320226D1; US7490866B2; WO2003071178A1; EP1476689B1; EP1476689B8; EP1476689A1; AU2003209988A1; ES2303902T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Rohrkupplungen und behandelt ein System zum Verankern von Rohren, um sie axial aneinander zu sichern. Es hat besondere Anwendung dort, wo es notwendig ist, vorhandene Rohrverbindungsverfahren, beispielsweise Klemmen, Manschetten oder Muffenenden, dazu anzupassen, Mittel zu berücksichtigen, um sie axial zu halten.
Es wurden einige bekannte Rohrkupplungen konstruiert, die keine Vorkehrung für axiale Rückhaltung haben. Änderungen der Umstände können erfordern, dass solche Kupplungen sich gemäß einer anspruchsvolleren Spezifikation verhalten, als derjenigen der ursprünglichen Ausführung. Das führt dazu, dass axiales Sichern der Rohre zu der Kupplung hinzugefügt werden muss. Versuche, die vorhandene Kupplung mit einem externen Greifmittel zu umhüllen, waren teuer, unhandlich, sperrig und schwer, was in Anwendungen, wie beispielsweise Entwässerungsrohren für Gebäude, wo Leitungen häufig sichtbar sind, nicht zulässig ist. Externe Greifmittel dieser Art sind in DE 3 926 626 offenbart. Es besteht ein Bedarf an einer unabhängigen Verankerungsvorrichtung, die mit verschiedenen vorhandenen Ausführungen von Rohrverbindungssystemen eingesetzt werden kann, damit die Rohre axial gehalten werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verankerungsvorrichtung für eine Rohrkupplung bereitgestellt, umfassend einen ringförmigen Kanal mit allgemein U-förmigem Querschnitt mit einem Stegabschnitt mit Flanschen, die von den Längsenden des Stegabschnitts radial nach innen ragen, und einen in dem Kanal angeordneten stumpfkegeligen Greifring, wobei der äußere Rand des Greifrings im Stegabschnitt des ringförmigen Kanals angrenzend an einen der radial nach innen ragenden Flansche angeordnet ist und der innere Rand des Greifrings an den anderen radial nach innen ragenden Flansch angrenzt und über den genannten anderen Flansch hinaus radial nach innen ragt, wobei der ringförmige Kanal in Umfangsrichtung zusammendrückbar ist, so dass wenn die Verankerungsvorrichtung um ein Rohr mit entsprechender Größe platziert wird und der ringförmige Kanal zusammengedrückt wird, der innere Rand des stumpfkegeligen Greifrings an der Außenfläche des Rohrs angreift.
Der ringförmige Greifring der vorliegenden Erfindung stellt ein unabhängiges Mittel zum Greifen eines Rohrs bereit. Es ist unabhängig von der anderen Hauptfunktion einer Rohrverbindung, dem Dichten. Es widersteht Endbelastung und widersteht Innendruck.
Die meisten bekannten Rohrkupplungen mit axialer Rückhaltung sind in der Form von einem Gusseisen- oder Metallblechgehäuse mit einem Flansch unter 90° zur Rohroberfläche, der entweder selbst an einer entsprechenden Rille oder Schulter an der Rohroberfläche angreift oder eine Fläche bereitstellt, gegen die eine Verankerungsvorrichtung platziert wird, die die Rohrstirnfläche greift. In beiden Fällen ist die Festigkeit des Materials des Gehäuses beim Bestimmen der Festigkeit der eigentlichen Rückhaltung entscheidend. So kann in vielen Fällen die bekannte Klemmvorrichtung im Verhältnis zu den Rohrleitungen, die sie verbindet, unverhältnismäßig sperrig sein.
In der vorliegenden Erfindung werden die vom axialen Rückhaltesystem, wo der Greifring an dessen Innenumfang am Rohr angreift und vom Flansch und dem Stegabschnitt an seinem äußeren Umfang unterstützt wird, erzeugten Kräfte vollständig vom Kanalring eingeschlossen, der, außer an der Innenseite des Kanals, wo der Kanal offen ist, um zuzulassen, dass der innere Rand des Greifrings aus dem Kanal ragen kann, um die Rohroberfläche zu greifen, den Greifring umschließt.
Eine Verankerungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann beispielsweise zusammen mit leichten Rohrverbindungsklemmen verwendet werden, die früher ausschließlich für Fallanwendungen, wie beispielsweise Entwässerungsrohre, konstruiert wurden, um sie zu einem System umzuwandeln, das in der Lage ist, Arbeitsdrücke, wie beispielsweise 16 bar und Prüfdrücke bis 64 bar auszuhalten. Verbindungssysteme, wie beispielsweise Steckmuffensysteme können nun mittels einer einfachen Metallblechklemme, die eine Verankerungsvorrichtung gemäß der Erfindung enthält, zu axialen Rückhaltesystemen umgewandelt werden. Früher wäre es notwendig gewesen, die Enden des Rohrs abzutrennen, damit ein gerader Verbinder mit einfachen Enden verwendet werden kann oder eine spezielle Klemme vorzusehen, die wesentlich größer ist als das Profil der Steckmuffe, die darüber geklemmt werden kann und die Rohre festhält. Aufgrund der Sperrigkeit und unterschiedlichen Länge solcher Systeme hat sich eine einfache Umwandlung derartiger Rohrverbindungen von nicht zurückgehalten zu zurückgehalten über einen Bereich von von der Leitungsbaubranche benötigten Rohrdurchmessern auf wirtschaftlich machbare Weise als unmöglich erwiesen.
Vorzugsweise ist der ringförmige Kanal ein unvollständiger Ring. Der Innendurchmesser des Stegabschnitts des ringförmigen Kanals ist kleiner als der Außendurchmesser des Greifrings im unbelasteten Zustand, so dass der Greifring mit fester Passung im Kanal sitzt. Der ringförmige Kanal hat einen Umfangsspalt, damit er im Gebrauch zusammengedrückt werden kann, damit der innere Rand des Greifrings am Rohr angreifen kann. Die innere radiale Höhe der Flansche vom Stegabschnitt ist kleiner als die in der radialen Richtung gemessene Gesamtbreite des Greifrings, so dass der Greifring über die Flansche hinaus nach innen ragt.
Der innere Rand des Greifrings kann mit einer Reihe von Zähnen geformt sein, um in die äußeren Oberflächen des Rohrs zu beißen, wenn der Ring zusammengedrückt wird. Der Greifring kann sich mehr als 360° um die Achse der Verankerungsvorrichtung erstrecken, so dass die Enden des Greifrings überlappen. Die Zähne können flach in der konischen Ebene des Greifrings liegen, so dass sie sich dort, wo sie überlappen, wenn die Verankerungsvorrichtung zusammengedrückt wird, nicht gegenseitig stören.
Die Verankerungsvorrichtung kann in jede geeignete Klemmvorrichtung eingebaut werden, die über die Rohrkupplung passt. Wenn die Klemmvorrichtung festgezogen wird, wird der Spalt im ringförmigen Kanal verkleinert, wodurch der Greifring um das Rohr festgezogen und veranlasst wird, an der Rohroberfläche anzugreifen.
Wenn Druck auf die Rohre aufgebracht wird, entweder in der Form eines Totgewichts oder durch hydrostatischen Druck, versucht das Rohr, sich aus der Armatur herauszuziehen, was bewirkt, dass der Greifring versucht, sich in dem ringförmigen Kanal zu drehen oder flach zu legen. Es wurde festgestellt, dass solchen Dreh- oder Flachlegungskräften durch herkömmliche Klemmmittel, die zum Klemmen von für die Verwendung in Fallrohrsystemen bestimmten Rohren verwendet werden, leicht widerstanden werden kann.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielhaft unter Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine Seitenansicht einer Verankerungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
2 eine Ansicht von unten der Rohrverankerungsvorrichtung von 1 zeigt;
3 eine teilweise geschnittene Frontansicht der Verankerungsvorrichtungen von 1 und 2 zeigt; und
4 eine perspektivische Ansicht einer Verankerungsvorrichtung gemäß 1, 2 und 3 zeigt, die in einer Klemmvorrichtung mit einer Steckmuffen-Rohrkupplung eingebaut ist.
Wie in 1 zu sehen, umfasst eine Verankerungsvorrichtung 10 einen ringförmigen Kanal 11, der als unvollständiger Ring mit einem Umfangsspalt 12 ausgebildet ist. Der Kanal hat einen Stegabschnitt 13 mit Flanschen 14 und 15, die von den axialen Enden des Stegabschnitts radial nach innen ragen. Der Kanal 11 ist aus Stahlblech geformt.
Ein ringförmiger Greifring 16 hat eine stumpfkegelige Form mit einem äußeren Rand 17 und einem inneren Rand 18. Der Ring 16 umschließt an der Achse 19 der Vorrichtung einen Winkel von mehr als 360°, um in der Region 20 zu überlappen. Der innere Rand des Greifrings 16 ist mit Zähnen 21 ausgebildet, die durch Lücken 22 voneinander getrennt sind. Die inneren Ränder der Zähne sind bearbeitet, um scharfe Kanten vorzusehen, die in die äußere Oberfläche eines Rohrs beißen können. Die Zähne sind nicht gebogen, sondern flach, so dass sie in der konischen Ebene des Greifrings liegen, so dass sie ungehindert übereinander gleiten können, wenn der Ring zusammengedrückt wird. Der ringförmige Greifring ist aus Stahl.
Wie insbesondere in 3 zu sehen, ist der Greifring 16 in den ringförmigen Kanal geschnappt und passt mit seinem äußeren Rand 17 in den zwischen dem Stegabschnitt 13 und dem Flansch 14 gebildeten Winkel. Das radiale Gesamtmaß h des Greifrings 16 ist größer als das radiale Maß r der Flansche 14 und 15, so dass der innere Rand 18 des ringförmigen Rings mit seinen Greifzähnen 21 über die Flansche 14 und 15 hinaus nach innen ragt. Der innere Rand 18 des Greifrings liegt angrenzend an den Flansch 15 und wird von diesem unterstützt.
4 zeigt eine Steckmuffen-Rohrkupplung, umfassend ein Rohr 30 mit einem Buchsenende 31 und ein Rohr 32 mit einem einfachen Zapfenende 33. Eine Gummidichtung 35 ist in das Buchsenende 31 eingelegt und das Zapfenende 33 des Rohrs 32 kann in die Dichtung 35 des Rohrs 32 eingeschoben werden, um eine durch Schiebepassung gedichtete Rohrkupplung zu bilden.
Eine Verankerungsvorrichtung 10 gemäß 1 bis 3 befindet sich in einer aus Pressmetall gebildeten Klemmvorrichtung 40, die um die Muffenkupplung passt. Die Verankerungsvorrichtung ist so angeordnet, dass der innere Rand des Greifrings zur Mitte des Klemmrings weist. Die Klemmvorrichtung ist in zwei Teilen ausgebildet, die entlang einer Diametralebene getrennt sind und ist allgemein zylindrisch mit einem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 41, der um das Rohr 30 passt, einem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 42, der um den Buchsenabschnitt 33 mit vergrößertem Durchmesser des Rohrs 30 passt und einem weiteren vergrößerten Abschnitt 43, der die Verankerungsvorrichtung 10 aufnimmt. Spannmittel in der Form von Mutter und Schrauben 50 verlaufen durch Flansche 51 entlang den Rändern der zwei Teile der Klemmvorrichtung 40 und können festgezogen werden, um die Klemmvorrichtung mit der Verankerungsvorrichtung um die Rohrkupplung zu klemmen. Wenn die Klemmvorrichtung festgezogen wird, beißen die Zähne 21 am Greifring in die Oberfläche des Rohrs 32, so dass die Verankerungsvorrichtung das einfache Ende des Rohrs 32 greift, um es gegen axiale Verschiebung zu sichern. Die zwischen dem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 42 und dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 41 gebildete Schulter 44 greift an der Schulter zwischen dem Buchsenabschnitt 33 und dem Rest des Rohrs 30 an, um das Rohr 30 gegen axiale Verschiebung festzuhalten. So sichert die Klemmvorrichtung die zwei Rohre gegen axiale Verschiebung aneinander.
Der innere Rand des Greifrings weist zum Ende des Rohrs 32, so dass wenn Axialkraft auf die Rohre aufgebracht wird, die dazu neigt, sie auseinander zu ziehen, der Greifring dazu neigt, sich flachzulegen und die Zähne weiter in die Rohroberfläche beißen und sie fester greifen.

Claims

Verankerungsvorrichtung (10) für eine Rohrkupplung, umfassend einen ringförmigen Kanal (11) mit allgemein U-förmigem Querschnitt mit einem Stegabschnitt mit Flanschen, die von den Umfangsrändern des Stegabschnitts radial nach innen ragen, und einen in dem Kanal (11) angeordneten stumpfkegeligen Greifring (16), wobei der äußere Rand (17) des Greifrings (16) im Stegabschnitt des ringförmigen Kanals (11) angrenzend an einen der radial nach innen ragenden Flansche (14, 15) angeordnet ist und der innere Rand (18) des Greifrings (16) an den anderen nach innen ragenden Flansch (14) angrenzt und über den genannten anderen Flansch (15) hinaus radial nach innen ragt, wobei der ringförmige Kanal (11) in Umfangsrichtung zusammendrückbar ist, so dass wenn die Verankerungsvorrichtung (10) um ein Rohr mit entsprechender Größe platziert wird und der ringförmige Kanal (11) zusammengedrückt wird, der innere Rand (18) des stumpfkegeligen Greifrings (16) an der Außenfläche des Rohrs angreift.
Verankerungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ringförmigen Kanal (11) um einen unvollständigen Ring handelt.
Verankerungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei der Innendurchmesser des Stegabschnitts des ringförmigen Kanals (11) kleiner ist als der Außendurchmesser des Greifrings (16) im unbelasteten Zustand, so dass der Greifring (16) mit fester Passung im Kanal sitzt.
Verankerungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die innere radiale Höhe der Flansche (14, 15) von dem Stegabschnitt kleiner ist als die in der radialen Richtung gemessene Gesamtbreite des Greifrings (16), so dass der Greifring über die Flansche hinaus nach innen ragt.
Verankerungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der innere Rand (18) des Greifrings (16) mit einer Reihe von Zähnen (21) geformt ist, um in die Außenfläche des Rohrs zu beißen, wenn der Ring (16) zusammengedrückt wird.
Verankerungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich der Greifring (16) mehr als 360° um die Achse der Verankerungsvorrichtung (10) erstreckt, so dass die Enden des Greifrings (16) überlappen.
Verankerungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Zähne (21) flach in der konischen Ebene des Greifrings (16) liegen, so dass sie sich, dort, wo sie überlappen, wenn die Verankerungsvorrichtung (10) zusammengedrückt wird, nicht gegenseitig stören.
Einheit zum Montieren um eine Rohrkupplung, umfassend eine Klemmvorrichtung, die um die Kupplung passt und einen Abschnitt hat, der eine Verankerungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufnimmt, und Spannmittel zum Festspannen der Klemmvorrichtung mit der Verankerungsvorrichtung (10) um die Rohrkupplung.