DE821890C

DE821890C - Rohrgelenk

Info

Publication number: DE821890C
Application number: DEP40818A
Authority: DE
Inventors: Karl Peter May
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-04-26
Filing date: 1949-04-26
Publication date: 1951-11-22

Description

Rohrgelenk Es sind bewegliche Rohrkupplungen bekannt, bei welchen an einem Ende ein kugeliges Verbindungsstück aufgeschraubt oder aufgeschweißt ist, während am anderen Rohrende ein Verbindungsstück mit einem Hohlkegel ebenso befestigt ist, in welchen das Kugelstück tangential eingepaßt und wobei die Verbindungsstücke in sonst bekannter Art etwa durch Überwurfmutter oder Flanschverbindung axial zusammengespannt werden.
Da bei einer solchen Verbindung die metallische Abdichtung auf kleiner, an der Kugelfläche tangential anliegenden Berührungsstelle allein nicht genügen kann, so sind die verschiedensten Versuche gemacht worden, innerhalb solcher Verbindungsstücke etwa in den Hohlkegel zusätzlich eine Weichdichtung einzubauen. Solche insbesondere im Bergbau auch heute noch üblichen Rohrkupplungen haben infolge deren Verlagerungen bei Bodensenkungen durchaus nicht befriedigt. Starre Rohrverbindungen führen zu Rohrbrüchen und zu' Verletzungen an den Verbindungsstellen. Der hohe Luftdruck an solchen undichten Stellen, die zudem schwer auffindbar und reparierbar sind, verursachen den Bergbaubetrieben hohe Betriebsunkosten durch den Ersatz der verlorengegangenen Druckluft.
Eine gelenkige Rohrverbindung, welche diese Mängel beseitigt, ist somit insbesondere für den Bergbau von ganz erheblicher technischer und wirtschaftlicher Bedeutung.
Gegenstand dieser Erfindung ist eine elastisch bewegliche Rohrverbindung, durch welche die vorbeschriebenen Mängel beseitigt werden. Das Rohrgelenk nach der Erfindung besteht aus zwei ineinandergreifenden Kugelstücken, welche je mit einem Rohrende zugfest und dicht verschraubt oder verschweißt sind. Alle Berührungsstellen der Kugelstücke miteinander sowie mit allen Teilen der Verspannung sind auf konzentrisch zueinander liegenden Kreisumfängen verschiedener Durchmesser angeordnet, desgleichen auch die Anschlagflächen, durch welche die Beweglichkeit des Rohrgelenkes fest begrenzt wird. Dazu greifen die beiden Kugelstücke auf metallisch eingeschliffenen Dichtflächen ineinander, welche durch die Verspannung des Gelenkes gegeneinander angepreßt gehalten werden und jederzeit nachgespannt werden können. Solche lletalldichtflächen können auch ganz oder teilweise durch in Ringnuten innerhalb derselben eingespannte Dichtkörper, aus anderen elastischen oder nachgiebigen Werkstoffen hergestellt, unterbrochen werden. Dieselben dienen alsdann als zusätzliche Abdichtung zu den Metalldichtflächen.
In der Zeichnung ist beispielsweise ein Rohrgelenk nach der Erfindung dargestellt. Abb. i zeigt ein solches Rohrgelenk im Längsschnitt in ungefähr natürlicher Größe aus der Geraden radial ausgeflogen. Abb. 2 zeigt ein gleiches Rohrgelenk im Längsschnitt in gerader Richtung der Rohrleitung.
Die Rohrenden 3 und 4 haben je ein Kugelstück 5 und 6 aufgeschweißt, und es greifen die Kugelstücke auf den Kugelflächen 15 und 16 ineinander. Die Spannhülse 7 in Verbindung mit einem Spannring 8 und einer Überwurfmutter 9 ermöglicht die Verspannung der Kugelstücke in axialer Richtung. Alle Berührungsflächen der Kugelstücke miteinander und mit den Einzelteilen der Verspannung io, 11, 12, 15, 16, 17, 18 und die Anschlagflächen 13, 14 zur Begrenzung der Gelenkbewegungen sind auf konzentrisch zueinander liegenden Kreisumfängen verschiedener Durchmesser angeordnet. Die Kugelflächen 15 und 16 an den Kugelstücken 5 und 6 können metallisch aufeinander eingeschliffene Dichtflächen bilden. Es kann auch, wie gezeichnet, ein Dichtungsring i9 innerhalb einer Ringnut aufgespannt die Metalldichtflächen unterbrechen. Sinngemäß, wie dies zur Metalldichtfläche 16 in der Zeichnung dargestellt ist, kann auch ein Dichtungsring innerhalb einer Ringnut eingespannt sein, welche die Metalldichtfläche 15 im Kugelstück 6 unterbricht. In die Räume 2olund 21 zwischen der Spannhälse 7 und den äußeren Umfängen 17 und 18 der Kugelstücke 5 und 6 können ebenfalls zusätzlich Dichtungskörper eingebaut werden, welche infolge der Verspannung diese Räume dicht auspressen. Auch kann zu gleichem Zweck der Spannring 8 aus Dichtungsmaterial hergestellt sein oder es wird dessen Berührungsfläche io mit dem äußeren Umfange des Kugelstückes 5 auf diesen eingeschliffen, so daß auch hier eine eingeschliffene Dichtfläche vorhanden ist. Die Fuge 22 zwischen den Rohrenden ist somit durch mehrere hintereinander angeordnete Abdichtungen gesichert. Das Kugelstück 5 kann trompetenförmig ausgebildet sein, so daß in keiner Stellung des Rohrgelenkes eine. Verengung des lichten Rohrdurchmessers eintritt. Abb. 3 zeigt im Längsschnitt ein Rohrgelenk nach der Erfindung mit metallischen Dichtflächen am äußeren und am inneren Umfange der Kugelstücke. Abb.4 zeigt im Längsschnitt ein Rohrgelenk nach der Erfindung mit einem im Innern der Kugelstücke eingespannten Dichtkörper.
Nach Abb. 3 ist die innere Kugelfläche 25 der Spannhülse z4 auf die äußere Utnfangfläche 18 des Kugelstückes 6 eingeschliffen und bildet auf diese Weise eine der metallischen Dichtfläche 15, 16 nachgeschaltete zusätzliche Abdichtung der Verbindungsfuge 22. Desgleichen bildet auch die am Spannring 23 eingeschliffene Kugelfläche 26 mit der äußeren Umfangsfläche 17 am Kugelstück 5 eine solche zusätzliche "'11)diclltung der Verbindungsfuge 22 nach dieser Seite des Rohrgelenkes. Während die metallische Abdichtung auf den Flächen i5 und 16 nur unter dem Druck der Verspannung steht, stehen die Dichtflächen 18, 25 und 17, 26 außerdem unter dem Betriebsdruck. Dies ist von besonderer 13edeututig, wenn in die metallischen Dichtflächen Diclitk<irller aus anderem elastischen oder nachgiebigen Werkstoff wie bei i9 eingebaut werden und auf diese Weise die metallischen Dichtflächen unterbrechen und dem Gelenk auch in axialer Richtung eine gewisse Beweglichkeit gellen. Das Rohrgelenk nach Abb. 3 ist in gerader Richtung gezeichnet. Abb.4 zeigt ein Rohrgelenk nach der Erfindung in radial ausgebogener Stellung. Die beiden Rohrenden 3 und 4 haben je ein Kugelstiick 29ttn<i 28 zugfest und dicht aufgesetzt, welche mit ihrem äußeren Umfange durch die Spannhülse 24 und den Spannring 23 in jeder Stellung des Gelenkes zusammengehalten werden., wobei dieselben durch eine Verzahnung ineinandergreifen. Die Bewegung der Röhre ist begrenzt durch deren Anschlag in der Spannhülse und im Spannring. Jedes der Rohre kann sich innerhalb dieser Berenzung radial nach allen Richtungen bewegen.' Im Innern der Kugelstücke ist auf eingeschliffenetl Kugelflächen ein Dichtkörper 3o aufgesetzt, der auf eine Sprenghülsen 31 aufgezogen ist, so claß derselbe nicht nur aus eigener Elastizität, sondern außerdem aus der Spannkraft der Sprenghülse und zuletzt infolge Einwirkung des Betriebsdruckes gegen die Anliegeflächen in den Kugelstücken und am Dichtkörper angepreßt gehalten wird und die Fuge zwischen diesen Flächen abdichtet. Werden dazu die Anliegeflächen an der Spannhülse und am Spannring passend zum Umfange der Kugelstücke eingeschliffen, so entsteht auch auf diesen Flächen eine zusätzliche Alldichtung der Verbindungsstufe zwischen den Kugelstücken 28 und 20. Eine Verlagerung des Dichtkörpers 30, 31 infolge der Bewegung der Kugelstücke ist nicht zu befürchten, da sich solche Einwirkungen gegeneinander aufheben. Es kann dazu auch eine zwangsläufige Begrenzung solcher Bewegungen vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Rohrgelenk, -dadurch gekennzeichnet, daß auf die beiden zu verbindenden Rohre (3, 4) Kugelstücke (5, 6) zugfest und dicht angebracht sind, deren Berührungsflächen miteinander und mit allen Teilen der Verspannung (7, 8, 9) auf konzentrisch zueinander liegenden Kreisumfängen verschiedener Durchmesser angeordnet sind und desgleichen auch die Anschlagflächen für die Begrenzung der Gelenkbewegungen.
2. Rohrgelenk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, claß ineinandergreifende Kugelflächen ( i_ 5, 16) an den Kugelstücken (5, 6) als metallische Dichtflächen aufeinander eingeschliffen sind. @@-elche durch die Verspannung (7, 8, 9) axial zusammengepreßt gehalten werden.
3. Rohrgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Metalldichtflächen (i5, 16) eine oder mehrere Ringnuten eingearbeitet sind, in welche entsprechend. geformte Dichtungskörper (i9), aus anderen Werkstoffen hergestellt, auf- oder eingespannt werden.
4. Rohrgelenk nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Räume (2o, 21) zwischen der Spannhülse (7) und den äußeren Umfangsflächen (i7,: 18) der Kugelstücke (5, 6) Dichtungskörper eingebaut sind, welche durch die Verspannung und infolge ihrer Abmessung diese Räume dicht ausfüllen.
5. Rohrgelenk nach Anspruch i his 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche (io) des Spannringes (8) auf die Umfangsehe (17) des Kugelstückes (5) einfl ä t' geschliffen ist.
6. Rohrgelenk nach @'lnspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (8) aus 1>ichtungswerkstoff hergestellt ist.
7. Rohrgelenk nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung der Kugelstücke (5, 6) in axialer Richtung durch eine Spannhülse (7) in Verbindung mit einem Spannring (8) durch eine Überwurfmutter (9) geschieht. B.
Rohrgelenk nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verspannung der Kugelstücke (5, 6) durch eine zweiteilige Spannhülse mit Flanschaerschraubung erfolgt.
9. Rohrgelenk nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kugelstück (5) trompetenförmig aufgeweitet ist. io.
Rohrgelenk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß alle gegeneinander anliegenden Berührungsflächen an den Kugelstück:ii und an Teilen der Verspannung als metallische Dichtflächen aufeinander eingeschliffen sind. i i.
Rohrgelenk nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß in die metallischen Dichtflächen Dichtkörper aus elastischem oder nachgiebigem Werkstoff eingebaut sind.
12. Rohrgelenk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Kugelstücke (28, 29) ein elastischer Dichtkörper (30) Vorgesehen ist, der durch d-en Betriebsdruck fest gegen die Innenflächen der Kugelstücke angepreßt gehalten wird und diese abdichtet.
13. Rohrgelenk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, d.aß der Dichtkörper (3o) auf eine Sprenghülse (3i) aufgespannt ist.