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Hochdruck-Dichtung für Rohrverbindungen Es sind Dichtungen für Rohrverbindungen
bekannt, bei welchen zwischen einem mit Innenkonus versehenen Anschlußstück und
einem damit zusammenwirkenden Anpreßstück, etwa einer Überwurfmutter, einem Flansch
od. dgl., ein Dichtungsring über das anzuschließende Rohrende eingelegt ist. Dieser
Dichtungsring ist beim Herstellen der Verbindung durch Anziehendes Anpreßstückes
auf das Anschlußstück in Richtung der Rohrachse verschiebbar. Dabei kommt der vordere,
schneidwerkzeugartig wirkende Teil des Dichtungsringes an der Konuswand des Anschlußstückes
zur Anlage. Die äußere Mantelfläche des Dichtungsringes gleitet an der Wand des
Innenkonus entlang, während die als Schneidkante von härterer Beschaffenheit als
der Rohrwerkstoff ausgebildete Innenkante der Stirnfläche unter dem Einfluß der
sowohl radial wie auch axial wirkenden Schubkraft, die von dem Anpreßstück ausgeübt
wird, unter Materialaufwurf in den Rohraußenmantel einschneidet. Derartige mit Hilfe
eines Schneidringes abgedichtete Rohrverbindungen haben sich in der Praxis bewährt
und werden in großem Umfang angewendet. Die Anwendungsmöglichkeiten finden jedoch
Grenzen an der Abscherfestigkeit des jeweiligen Rohrwerkstoffes und an der Anzugskraft
derjenigen Person, welche die Montage der Rohrverbindung durchführt.
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Einerseits ist es nicht möglich, Drücke in einem Rohrleitungssystem
an den Anschlußstellen zu übertragen, deren Krafteinwirkungen auf die Stirnflächen
der angeschlossenen Rohre größer als die Abscherfestigkeit des betreffenden Rohrwerkstoffes
in Höhe der Eindringtiefe der Schneidkante des Dichtungsringes ist.
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Andererseits muß bei der Montage derartiger Rohrverbindungen das axiale
Verschieben des Schneidkantendichtungsringes und dessen Einschneiden in den Rohrmantel
durch Anziehen des Anpreßstückes gegenüber dem Anschlußstück
mittels
eines Schraubenschlüssels von Hand erfolgen, Dabei sind am Ring außer der Verformungsarbeit,
die Reibung desselben an dem Innenkonus des Anschlußstückes, der Rohroberfläche
und gegenüber dem Anpreßstück sowie die Reibung an-den aufeinander festzuziehenden
Druckflächen und Gewindeflächen am Anpreßstück und Anschlußstück zu überwinden.
Mit wachsendem Rohrdurchmesser und damit wachsenden Abmessungen auch der aufeinanderreibenden
Teile und insbesondere der Gewinde der Verbindungsglieder erreichen diese Reibungskräfte
schließlich Größen, die nicht mehr von der menschlichen Anzugskraft überwunden werden
können. Zwar lassen sich .die menschlichen Anzugskräfte in ihrer Wirkung durch große
Hebelarme an den beispielsweise bei Verwendung von Überwurfmuttern als Anpreßstücke
erforderlichen Schraubenschlüsseln steigern oder durch Anwendung von Flanschen mit
mehreren Schraubenbolzen, doch finden sich auch in diesen Fällen Grenzen der Anzugskräfte,
die nicht überschritten werden können.
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Söllen -in einem Leitungssystem Verbindungs-bzw. Anschlußstellen für
große Rohrabmessungen mit entsprechend großen Verbindungselementen geschaffen oder
Hoch- und Höchstdrücke übertragen werden, müssen andere Wege als die bisherigen
beschritten werden.
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Die Erfindung schlägt zu diesem Zweck vor, bei Rohrverbindungen der
geschilderten Art an Stelle des einen Dichtungsringes zwei oder mehrere hintereinanderliegende,
voneinander unabhängige und mit 'Schneidkanten von härterer Beschaffenheit als der
Rohrwerkstoff versehene Ringe zu verwenden. Jeder dieser Ringe steht unter der Einwirkung
j e eines. mit dem Anschlußstück unmittelbar oder mittelbar zusammenwirkenden Anpreßstückes.
Jedes dieser Anpreßstücke bewirkt beim Anziehen das Einschneiden des zugehörigen
Ringes unter Materialaufwurf in den Rohraußenmantel.
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Auf diese Weise wird,die Möglichkeit geschaffen, mit der an sich begrenzten
menschlichen Anzugskraft auszukommen, indem mehrere mittelbar oder unmittelbar zusammenwirkende
Anpreßstücke zum nacheinander und unabhängig voneinander erfolgenden Einschneiden
je eines Dichtungsringes in den Rohraußenmantel verwendet werden. Darüber hinaus
ergeben sich - zwei oder mehrere Anlageflächen der vorderen mit Schneidkanten versehenen
Ringstirnflächen im- Rohrwerkstoff und damit eine Vergrößerung derjenigen Querschnitte,
die vom Innendruck im Rohr auf Abseherung beansprucht werden. Der Abscherwiderstand
wird auf diese Weise verdoppelt oder bei Verwendung mehrerer Ringe vervielfacht
und kann theoretisch durch Summierung der Einzelwerte jedes Ringes auf beliebige
Werte gebracht werden.
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Durch diese Maßnahme wird eine außerordentliche Steigerung der Abscherfestigkeit
an der Rohrverbindungsstelle erreicht, so daß praktisch jeder mögliche Innendruck
im Rohrleitungssystem beherrscht w_ erden kann und somit eine Rohrverbindung für
Hoch- und Höchstdrücke geschaffen ist. Dabei ist es von ganz besonderer Bedeutung,
daß sich derartige Hoch- und Höchstdruckrohrverbindungen durch einfache Montage
von Hand herstellen lassen.
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Für die zur Zeit vorkommenden Höchstdrücke genügen bereits zwei hintereinander
und unabhängig voneinander angeordnete Dichtungsringe mit Schneidkanten von härterer
Beschaffenheit als der Rohrwerkstoff. Zweckmäßig ist dabei der zwischen dem mit
Innenkonus. versehenen Anschlußstück und dem zugehörenden Anpreßstück angeordnete
erste Ring an seinem dem Anschlußstück abgekehrten Ende mit einem Innenkonus versehen,
der dem vorderen Teil des zweiten Ringes zur Aufnahme und Anlage dient. Jeder der
beiden Ringe wird von einem besonderen Anpreßstück beim Anziehen auf dem Rohr axial
verschoben und schneidet dabei unter Materialaufwurf in den Rohraußenmantel ein.
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Eine aus zwei hintereinanderliegenden Dichtungsringen mit Schneidkanten
von härterer Beschaffenheit als der Rohrwerkstoff bestehende Verbindung kann beispielsweise
auch so ausgestaltet sein, däß das auf den ersten Ring einwirkende Anpreßstück gegen
einen Druckring preßt, der mit seiner dem Anschlußstück zugekehrten Anlagefläche
den Vorschub auf den ersten Ring überträgt, wobei das dem Anschlußstück abgekehrte
Ende dieses Druckringes einen Innenkonus aufweist, der dem vorderen Teil des zweiten
Ringes zur Aufnahme und Anlage dient. Dieser zweite Ring wird seinerseits durch
ein weiteres vom ersten Anpreßstück unabhängig wirkendes Anpreßstück axial zum Rohr
bewegt und schneidet dabei mit seiner Schneidkante in dessen Oberfläche unter Materialaufwurf
,ein. Die den Vorschub der unabhängig voneinander und hintereinander angeordneten
Dichtungsringe bewirkenden Anpreßstücke können beliebig ausgestaltet sein und je
nach den vorliegenden Erfordernissen unmittelbar oder mittelbar mit dem Anschlußstück
zusammenwirken. So kann das mit dem Anschlußstück unmittelbar zusammenwirkende,
den Vorschub des ersten Dichtungsringes übernehmende Anpreßstück solcherart ausgebildet
sein, daß das den Vorschub des zweiten Dichtungsringes bewirkende weitere Anschlußstück
mit dem erstgenannten verschraubt werden kann. Das zweite Anpreßstück kann aber
ebensogut einen Flansch aufweisen, der gegenüber dem entsprechenden Flanschansatz
am Anschlußstück verschraubt wird, während das erste Anpreßstück an einem Gewindeansatz
des Anschlußstückes unmittelbar aufgeschraubt werden kann.
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Die einmal hergestellten Rohrverbindungen können beliebig oft gelöst
und auch wieder zusammengeschraubt werden. Falls erforderlich, können die dem ersten
Schneidkantenring nachgeordneten weiteren Ringe aus zwei in .der Längsrichtung geteilten
Hälften bestehen, was in manchen Fällen die Demontage erleichtert.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Rohrverbindung für Hoch-und Höchstdrücke dargestellt. Es zeigt Fig. z zur. Hälfte
in Ansicht und zur Hälfte im Schnitt eine mit zwei hintereinander angeordneten
Dichtungsringen
arbeitende Verbindung bei Beginn der Montage und Fig. 2 als Teilquerschnitt die
Verbindung gemäß Fig. i nach Beendigung der Montage; Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer derartigen Rohrverbindung vor Beginn der Montage, ebenfalls im Teilquerschnitt.
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Bei beiden Rohrverbindungsbeispielen sind zwei Dichtungsringe i und
2 mit Schneidkanten 3 und ¢ von härterer Beschaffenheit als -der Werkstoff des an
das Anschlußstück 5 anzuschließenden Rohres 6 auf dessen Anschlußende hintereinander
vorgesehen. Der Dichtungsring i liegt mit seinem schneidwerkzeugartig wirkenden
Vorderteil 3 am Innenkonus 7 des Anschlußstückes 5 an und erhält seinen Vorschub
vom Anpreßstück 8, das unmittelbar auf das Außengewinde 9 des Anschlußstückes 5
aufgeschraubt wird und beim Anziehen das Einschneiden des ersten Dichtungsringes
i mit der Schneidkante 3 in den Außenmantel des Rohres 6 bewirkt. (Vgl. Fig. 2).
Der erste Dichtungsring i weist an seinem rückwärtigen Ende einen Innenkonus io
auf, der dem vorderen Teil des zweiten Dichtungsringes 2 zur Aufnahme und Anlage
dient. Dieser zweite Dichtungsring :2 erhält seinen Vorschub durch ein weiteres
Anpreßstück i i, welches in ein entsprechendes Gewinde am rückwärtigen Ende 12 des
anderen Anpreßstückes 8 eingeschraubt wird, nachdem das Anziehen des Anpreßstückes
8 vollendet und somit das Einschneiden des ersten Dichtungsringes i in den Außenmantel
des Rohres 6 beendet ist. Beim Anziehen des Anpreßstückes i i wirkt der zweite Dichtungsring
2 mit dem Innenkonus io am rückwärtigen Ende des ersten Dichtungsringes i zusammen,
wobei die Schneidkante q. dieses zweiten Dichtungsringes 2 in den Außenmantel des
Rohres 6 einschneidet. (Vgl. Fig.2).
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Damit ist die Montage beendet und eine dichte sowie hochdruckfeste
Verbindung dadurch erzielt, daß die Abscherquerschnitte verdoppelt worden sind,
ohne daß es besonderer Anstrengungen des Monteurs oder zusätzlicher Einrichtungen
zur Montage bedarf.
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Auch bei dem in
[email protected] dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel
sind lediglich zwei Dichtungsringe i und 2 mit ihren Schneidkanten 3 und q. von
härterer Beschaffenheit als der Werkstoff des am Anschlußstück 5 anzuschließenden
Rohres 6 vorgesehen. Hierbei ist zwischen den beiden Dichtungsringen i und 2 ein
Druckring 13 eingelegt. Dieser liegt mit seiner vorderen Stirnfläche 1q. dem rückwärtigen
Ende des ersten Dichtungsringes i und mit seiner rückwärtigen Stirnfläche 15 dem
einen Anpreßstück 16 an, während sein Innenkonus 17 dem Vorderteil des zweiten Dichtungsringes
2 zur Anlage und Aufnahme dient. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. i und 2 dargestellt,
besorgt den Vorschub dieses Dichtungsringes ein weiteres, in das andere Anpreßstück
16 einschraubbares Anpreßstück i8.
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Falls erforderlich, kann der zweite Dichtungsring 2 aus zwei in Richtung
der Achse des Rohres 6 geteilten Hälften gebildet sein, was das Lösen der Verbindung
erleichtern kann.