DE8805087U1

DE8805087U1 - Pumpensteigeleitung

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Publication number: DE8805087U1
Application number: DE8805087U
Authority: DE
Original assignee: Schaubstahl-Silobau und Metallwaren & Co Kg 5910 Kreuztal De GmbH
Current assignee: Schaubstahl-Silobau und Metallwaren & Co Kg 5910 Kreuztal De GmbH
Priority date: 1988-04-16
Filing date: 1988-04-16
Publication date: 1988-06-01

Description

Schäubstahl - Silobau und Metallwaren GmbH & Go. KG,
Austraße 28a, 5910 Kteuztal

Pumpensteigeleitung

Die Neuerung betrifft eine Pumpensteigeleitung mit durch ineinandergreifende Innen- und Außengewinde verbindbaren Rohrabschnitten, die jeweils an ihren Enden Verbindungsstücke, z.B. Hülsen, tragen, von welchen die eine das Innengewinde und die andere das Außengewinde aufweist.

Derartige Pümpensteigeleitüngen finden u.a. in Brunnenbetrieben Verwendung und werden dort in unterschiedliche tiefe Brunnenschächte abgesenkt, um aus diesen däis Wasser hochzüfördern.

Die jeweilige Länge der Pumpensteigeleitung wird dabei durch die notwendige Förderhöhe bestimmt, so daß auch die Anzahl der miteinander zur Bildung der Pumpensteigeleitung zu verbindenden Rohrabschnitte von Fall zu Fall variiert. Bewährt hat es sich dabei, wenn zur Bildung der Putmpensteigeleitungen Rohrabschnitte zum Einsatz gelangen, deren Länge bei etwa 3000 mm liegt. Rohrabschnitte mit einer solchen Längenabmessung lassen sich nämlich noch relativ problemlos handhaben.

Bei den bekannten Pumpenstiegeleitungen sind die einzelnen Rohrabschnitte jeweils mit vorzugsweise Whitworth-Rohrgewinden nach DIN 2999 versehen und dabei so ausgelegt, daß eine

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gegenseitige Dichtung im Eingriffsbereich der Gewinde bewirkt wird, indem dort geeignete Dichtmittel, wie bspw. Werggarn oder Dichtungsband, zum Einsatz gelangen.

Die Praxis hat dabei gezeigt, daß eine ausreichende Dichtwirkung zwischen den zusammenwirkenden Innen- Und Außengewinden selbst bei Mitbenutzung der Dichtmittel nur danji erreicht werden kann, wenn dis Vsrbindür.gsgewinde durch große Kraftentfaltung, also mit Hilfe besonderer Spannwerk-Beuge, miteinander verschraubt werden.

Hieraus resultiert aber wiederum der Nachteil, daß die Gewindeverbindung schon nach relativ kurzer Gebrauchszeit oft nicht mehr demontierbar ist. Die zwischen den Gewindegängen eingeschlossenen und verspannten Dichtmittel führen zu einer großflächigen Verbackung, die auch durch Anwendung der herkömmlichen Hilfswerkzeuge nicht mehr ohne weiteres zerstört werden kann. Eine Demontage und Wiederverwendung einzelner Rohrabschnitte ist daher in vielen Fällen nicht mehr möglich.

Ziel der Neuerung ist die Schaffung einer Pumpensteigeleitung der anfangs spezifizierten Art, bei welcher die Möglichkeit gegeben ist, die einzelnen Rohrabschnitte rein manuell, also ohne Benutzung zusätzlicher Hilfswerkzeuge, so miteinander zu kuppeln, daß eine vollkommen dichte Verbindung entsteht, die aber jederzeit nachträglich und mit geringem Kraftaufwand auch wieder demontiert werden kann.

Erreicht wird dieses Ziel nach der Neuerung grundsätzlich dadurch, daß das mit dem Außengewinde versehene erste Verbindungsstück im Anschluß an das hintere Ende seines Gewindeabschnitts einen in ümfangsrichtung verlaufenden Sitz zur Aufnahme eines Dichtungsrings aufweist, während das das

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Innengewinde enthaltende zweite Verbindungsstück vöif dem vorderen Ende seines Gewindeabschnitts einen koaxialen Haitii-, ansatz trägt, dessen inhenümfang eine radiale Gegendicht-Üiäche für den Dichtungsring bildet.

Aufgrund dieser Maßnahmen sind der Gewinde-Verbindüngfsbetreich und der Abdichtungsbereich zwischen den zusammenwirkenden Vetbindungsstücksn, s.S. Sälssn eder Muffen^ baulich und funktionell voneinander getrennt und können sich deshalb hinsichtlich ihrer Wirkung nicht gegenseitig beeinträchtigen. Insbesondere ist es nicht möglich, eine Überbeänspruchung des Dichtungsbereiches herbeizuführen, so daß auch nach einem mehrfachen Lösen und Wiederverbinden der Gewindekupplurig eine Beeinträchtigung der Dichtwirkung nicht eintreten kann. Da keine zusätzlichen Dichtmittel benötigt werden, können auch keine Einbaufehler derselben vorkommen»

Es hat sich nach der Neuerung besonders bewährt/ wenn der Sitz zur Aufnahme des Dichtungsrings am ersten Verbindungsstück aus einer ümfangsnut besteht, wahrend als Dichtungsring ein Rundschnur-Dichtungsring - ein sogenannter O-Ring vorgesehen ist.

Der Außendurchmesser des ersten Verbindungsstücks kann gegebenenfalls im Sitzbereich des Dichtungsrings wenigstens geringfügig _v-:5ßer bemessen werden als der größte Außen · durchmesser des an ihm ausgebildeten Außengewindes.

Einer guten und gleichmäßigen Abdichtung ist es dabei zu— träglich, wenn nach der Neuerung der Innendurchmesser <?es Halsansatzes am zweiten Verbindungsstück nur um das funktionsnotwendige Radialspiel größer bemessen L--" als der Außendurchmesser des ersten Verbindungsstücks im Sitzbereich des Dichtungsringes.

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unerwünschten überbeanspruchungen des Rundschnur-Dichtungsringes in Radialrichtung wird so auf besonders einfache Art und Weise entgegengewirkt.

Damit bei einem Zusammenführen der Verbindungsstücke Beschädigungen am Rundschnur-Dichtungsring weitestgehend vermieden werden können, ist beim Gegenstand der Neuerung des weiteren vorgesehen, daß das freie Ende des Halsansatzes am zweiten Verbindungsstück mit einer an seinen Innenumfang anschließenden Anfasung versehen ist, deren Neigungswinkel zur Längsachse etwa bei 15° liegt und deren größter Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Dichtungsringes.

Beim Zusammenführen der beiden Verbindungsstücke zwecks Herstellung der Gewindeverbindung wird auf diese Art und Weise im wesentlichen nur eine radial nach einwärts gerichtete, elastische Verformung des Rundschnur-Dichtungsrings herbeigeführt, d.h., stärkere, axial wirkende Scherkräfte können am Rundschnur-Dichtungsring nach dem Zusammenführen der beiden Verbindungsstücke praktisch nicht mehr auftreten.

Ein Wesensmerkmal der Neuerung wird auch noch darin gesehen, daß Rohrabschnitte und Verbindungsstücke aus nichtrostendem Material, insbesondere Edelstahl, bestehen, wobei Rohrabschnitte und Verbindungsstücke miteinander fest verschweißt sind. Die Wandstärke der Rohrabschnitte kann hierdurch geringer gewählt werden als diejenige der Verbindungsstücke.

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Auch nach der Neuerung können die Gewinde der Verbindungsstücke als Whitworth-Rohrgewinde ausgeführt sein, wobei es vorteilhaft sein kann, daß dann wenigstens das Außengewinde | des ersten Verbindungsstücks als ein kegeliges Gewinde aus- * geführt ist. jj

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Neuerung in einem Ausführungsbeispisl zu sehen. Dabei zeigt

Figur 1 teilweise im Längsschnitt die Endbereiche zweier zu einer Pumpensteigeleitung miteinander verbindbarer Rohrabschnitte,

Figur 2 den in Fig. 1 mit II gekennzeichneten Teilbereich in größerem Maßstab zu Beginn des Verbindungsvorgangs zwischen den beiden Rohrabschnitten und

Figur 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch nach endgültiger Herstellung der Rohrverbindung.

In Fig. 1 der Zeichnung sind zwei Rohrabschnitte 1 und 2 einer Pumpensteigeleitung 3 zu sehen, deren einander zugewendete Enden durch Verbindungsstücke 4 und 5 lösbar miteinander gekuppelt werden können, welche z.B. aus Hülsen oder Muffen bestehen.

Jedes der Verbindungsstücke 4 und 5 ist dabei so ausgeführt, daß es das zugeordnete Ende des jeweiligen Rohrabschnitts 1 bzw. 2 über einen gewissen Längenbereich hinweg zentrierend umfaßt sowie mit diesem durch eine ümfangsschweißnaht 6 bzw« 7 fest und druckdicht verbunden ist.

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Das Verbindungsstück 4 am Rohrabschnitt 1 ist mit einem Außengewinde 8 versehen, während das Verbindungsstück 5 am Rohrabschnitt 2 ein hierzu passendes Innengewinde 9 enthält.

Das Außengewinde 8 und das Innengewinde 9 können dabei vorteilhaft als Whitworth-Rotrgewinde, bspw. gemäß DIN 2999, ausgeführt sein. Dabei bestehen verschiedene Möglichkeiten. So kann das Außengewinde 8 des Verbindungsstücks 4 als kegeliges Gewinde ausgeführt werden, welches bspw. einem Kegel 1:16 entspricht.

Mit dem kegeligen Außengewinde 8 des Verbindungsstücks 4 kann entweder ein entsprechend kegeliges Innengewinde 9 der Muffe 5 oder aber auch ein zylindrisches Innengewinde 9 desselben in Wirkverbindung treten. Es ist aber ebenfalls möglich, sowohl das Außengewinde 8 als auch das Innengewinde 9 als zylindrische Gewinde zusammenwirken zu lassen.

Jedes Verbindungsstück 4 an den Rohrabschnitten 1 und 2 weist im Anschluß an das hintere Ende seines Außpngewindeabechnitts 8 einen in Umfangsrichtung verlaufenden Sitz 10 zur Aufnahme eines Dichtungsrings 11 auf, wobei dieser Sitz 10 aus einer in e'en Außenumfang desselben 4 eingeschnittenen Umfangsnut besteht, die bspw. einen rechteckigen oder auch trapezförmigen Querschnitt erhalten kann.

Als Dichtungsring 11 kann ein Rundschnur-Dichtungsring, nämlich ein sogenannter O-Rir.g, verwendet werden, welcher so in den als umfangsnut ausgeführten Sitz 10 eingesetzt ist, daß er nur mit einem Teil seines Querschnitts den Außenumfang des Verbindungsstücks 4 in Radialricntung überragt.

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Jedes Verbindungsstück 5 der Rohrabschnitte 1 und 2 weist vor dem vorderen Ende seines Innengewindeabschnitts 9 einen koaxialen Halsansatz 12 auf, der einen Innendurchmesser hat, welcher nur um das funktionsnotwendige Radialspiel größer bemessen ist, als der Außendurchmesser des Verbindungsstücks 4 im Bereich des Sitzes 10 für den Dichtungsring 11.

Der Innenumfang 13 des Halsansatzes 12 bildet dabei eine Gegendichtf lache, die mit dem Dichtungsring 13 in Wirkverbindung tritt, W;nn die beiden Verbindungsstücke 4 und 5 über ihre Gewindeabschnitte 8 und 9 miteinander verschraubt werden, wie das die Fig. 2 und 3 erkennen lassen. Der Wirkbereich des Dichtringes 11 zwischen den beiden Verbindungsstücken 4 und 5 liegt dabei in jedem Falle eußerhalb des gegenseitigen Eingriffsbereichs zwischen dem Außengewinde 8 und dem Innengewinde 9, so daß die Dichtungsfunktion durch die Gewindebereiche der beiden Verbindungsstücke 4 und 5 nicht in nachteiliger Art und Weise beeinträchtigt werden kann.

Damit der die Gegendichtf lache bildende Innenumfang 13 des Halsansatzes 12 am Verbindungsstück 5 beim axialen Verschrauben mit dem Verbindungsstück Muffe 4 über dan Dichtungsring 11 unter elastischer Verformung desselben hinwegtreten kann, ohne daß dabei Beschädigungen desselben hervorgerufen werden, ist das freie Ende des Halsansatzes 12 mit einer an seinen Innenumfang 13 anschließenden Anfasung 14 versehen, deren Neigungswinkel zur Längsachse bspw. bei 15° liegt und deren größter Durchmesser dabei größer ausgeführt ist, als der Außendurchmesser des Dichtungsringes 11 in Beinern entspannten Zustand.

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Durch die gegenseitige Verschraubung der beiden VerbindUngsstüdke 4 und 5 beim Zusammenwirken deö Außengewindes 8 und des Innengewindes 9 Wird der Dichtungsring Il zwischen seinem Sitz 10 im Verbindungsstück 4 sowie dem Innenumfang 13 im Halsansatz 12 des Verbindungsstückes 5 in Rädiairichtung unter Dichtungs-Vorspannung gesetzt/ so daß hierdurch eine vollkommen dichte Verbindung zwischen den beiden Rohrabschnitten 1 Und 2 der Pumpensteigeleitung 3 erreicht wird.

Die Praxis hat dabei gezeigt, daß eine solche vollkommen dichte Verbindung schon durch einfaches, kräftiges Zusammenschrauben der beiden Verbindungsstücke 4 und 5 von Hand erreicht werden kann, also ohne daß hierzu besondere Hebelwerkzeuge verwendet werden müssen. Die erzielbare Dichtwirkung ist dabei so gut, daß sie sogar Drücken von mehr als 25 bar ohne weiteres und dauerhaft standhält.

Da das Außengewinde 8 des Verbindungsstückes 4 mit dem Innengewinde 9 des Verbindungsstücks 5 keine wesentlichen Dichtungsfunktionen zu erfüllen haben, sondern lediglich der Aufrechterhaltung der Kupplungsverbindung dienen, können hiermit Zugbelastungen aufgenommen werden, die z*5* bei einem 1 1/4·'-Whitworth-Gewinde einen Wert von 4000 kp überschreiten.

Erwähnenswert ist noch, daß selbstdichtende Pumpensteigeleitungen der vorstehend beschriebenen Art sich in besonders vorteilhafter Weise aus nichtrostendem Werkstoff, bspw. aus Edelstahl 1.4301 oder 1.4571 herstellen lassen und sich dann insbesondere zum Einsatz in Brunnen eignen. Durch mechanische Bearbeitung sämtlicher Funktionsteile können herstel-^ lungsbedingte Oxidschichten des Ausgangsmaterials entfernt werden, so daß eine optimale chemische Beständigkeit erreicht wird.

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Bei ordnungsgemäßem Zusammenbau der Rohrverbindungen könrien diese auch nach jahrelangem Betrieb noch problemlos auseinandergeschraübt werden, so daß nach einer Demontage der Pumpensteigeleitüng 3 deren Rohrabschnitte 1 und 2 auch nach | langer Gebraüchszeit noch wiederverwendbar sind*

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Schaubstahl-Silobau und Metallwaren GmbH 5 co. KG,
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Sc&utzansprüche

1. Purapensteigeleitung mit durch ineinandergreifende Innen- und Außengewinde verbindbaren Rohrabschnitten, die jeweils an ihren Enden Verbindungsstücke, z.B. Hülsen, tragen, von welchen das eine das Innengewinde und das andere das Außengewinde aufweist,

dadurch gekennzeichnet,
daß das mit dem Außengewinde (8) versehene Verbindungsstück (4, im Anschluß an das hintere Ende seines Gewindeabschnitts einen in ümfangsrichtung verlaufenden Sitz

(10) zur Aufnahme eines Dichtungsrings (11) aufweist, während das das Innengewinde (9) enthaltende Verbindungsstück (5) vor dem vorderen Ende ihres Gewindeabschnitts einen koaxialen Halsansatz (12) trägt, dessen Innenumfang (13) eine radiale Gegendichtflache für den Dichtungsring

(11) bildet.

2. Pumpensteigeleitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Sitz (10) zur Aufnahme des Dichtungsrings (11) an dem Verbindungsstück (4) aus einer ümfangsnut besteht, während als Dichtungsring (11) ein Rundschnur-Dichtungsring - ein sogenannter O-Ring - vorgesehen ist.

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Pumoensteigeleitung nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Außendurchmesser des Verbindungsstücks (4) im Bereich des Sitzes (10) für den Dichtungsring (11) wenigstens geringfügig größer bemessen ist als der größte Außendur-jhmesser des an ihm ausgebildeten Außengewindes (8).

4. Pumpensteigeleitung nach einem der Anspreüc.-.a I bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Innendurchmesser des Halsansatzes (12) am Verbindungsstück (5) um das funktionsnotwendige Radialspiel größer bemessen ist als der Außendurchmesser des Verbindungsstücks (4) im Bereich des Sitzes (10) für den Dichtungsring (11) .

5. Pumpensteigeleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß das freie Ende des Halsansatzes (12) am Verbindungsstück (5) mit einer an seinen Innenumfang (13) anschließenden Anfasung (14) vergehen ist, deren Neigungswinkel zur Längsachse etwa bei 15° liegt und deren größter Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des entspannten Dichtungsringes (11).

6. Pumpensteigeleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß Rohrabschnitte (1, 2) und Verbindungsstücke (4, 5) aus nichtrostendem Material, insbesondere Edelstahl, bestehen, wobei Rohrabschnitte (1, 2) und Verbindungsstücke (4, 5) miteinander fest verschweißt sind.

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7. pumpensteigeleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6/ dadurch gekennzeichnet, daß die GeWittde (8 und 9) der Verbindungsstücke (4 Und 5) als Whitwörth-Röhrgewinde ausgeführt sind·

8. Pumpensteigeleitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Außengewinde (8) des Verbindungsstücks (4) ein kegeliges Gewinde, bspw. mit einem Kegel Iil6_r ist.