DE19750120C1

DE19750120C1 - Rohrdichtschelle

Info

Publication number: DE19750120C1
Application number: DE1997150120
Authority: DE
Inventors: Martin Schuettler
Original assignee: HOT HOCHDRUCK TECHNIK GmbH
Current assignee: HOT HOCHDRUCK TECHNIK GmbH
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2017-11-14

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Rohrdichtschelle der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Während die Ringdichtungen die Schelle in den Endbereichen mediendicht gegenüber der Mantelfläche des Rohres verschließen, sollen die im Fugenbereich vorgesehenen Längsdichtungen die Mediendichtigkeit im Längsrandbereich zwischen den beiden durch die Verbindungsmittel gegeneinander gespannten Schellenhälften erzeugen. Derartige Schellen werden vor allem als Hochdruckschellen eingesetzt, also an Rohren angewendet, die unter sehr hohem Mediendruck stehen. Derartige Schellen können zum Reparieren eines defekten Rohres, zur Verbindung von zwei Rohren oder zum Ansetzen von Anbohrgeräten und Anschluß von Abzweigleitungen dienen.

Bei der bekannten Schelle dieser Art (DE 25 01 889 C3 oder DE 38 07 063 A1) liegt eine unzureichende Mediendichtigkeit der Schelle vor, die sich zumindest nach einiger Gebrauchsdauer bemerkbar macht. Beim Fest ziehen der Verbindungsmittel, die für einen Zusammenhalt der beiden Schellenhälften am Rohr sorgen, wird zugleich die im Fugenbereich zwischen den beiden Schellenhälften verlaufende Längsdichtung zusammengepreßt. Das ergibt eine unkontrollierte Verformung der Längsdichtung, die nicht nachgebessert werden kann. Außerdem gibt es bei der Pressung Kollisionen zwischen den Längsdichtungen einerseits und den endseitigen Ringdichtungen andererseits. Es kommt im Bereich der endseitigen Ringdichtungen zu Dichtungsproblemen. Diese entstehen z. B., wenn man nach dem Festziehen der Verbindungsmittel zwar die Längsdichtungen gut zusammenpreßt, aber zwischen der Mantelflä che des Rohres und der Ringinnenfläche im Endbereich der Schelle ein Spalt verbleibt, der durch Betätigung der Radialspannmittel von den Ring dichtungen verschlossen werden soll. Bei hohem Mediendruck im Schellenin neren kann dann die den Spalt überbrückende Ringzone der Ringdichtung im Laufe der Zeit herausgedrückt werden, was zu Leckagen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrschelle der im Oberbe griff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, die sich durch hohe Mediendichtigkeit auszeichnet. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Bei der Erfindung können die Verbindungsmittel beliebig fest gespannt werden, ohne daß dadurch die Güte der Abdichtung an den Längsdichtungen bereits feststeht. Die Erfindung sieht, außer den Verbindungsmitteln, auch noch Tangentialspannmittel vor, welche für eine gezielte, individuelle Ver pressung der Längsdichtungen im Fugenbereich sorgen. Durch die unabhängi ge Betätigung der Tangentialspannmittel lassen sich ohne weiteres auch Nachbesserungen der Dichtigkeit im Fugenbereich der beiden Schellenhälften bequem erzielen. Diese Unabhängigkeit zwischen der Verbindung einerseits und Abdichtung andererseits läßt sehr effektive Hochdruckschellen entstehen, die selbst nach längerem Gebrauch bei höchsten Drücken mediendicht sind.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung und teilweise nur schematisch eine Rohrdichtschelle nach der Erfindung in einer gegenüber den nachfolgenden Figuren axial verkürzten Version,

Fig. 2 die Seitenansicht einer längeren Version der im Prinzip bereits in Fig. 1 gezeigten Rohrschelle mit stellenweisen Ausbrüchen, vor Betätigung von noch näher zu erläuternden Tangentialspannmit teln,

Fig. 3 die Draufsicht auf die untere Schellenhälfte der in Fig. 2 gezeig ten Schelle,

Fig. 4 einen Querschnitt längs der versprungenen Schnittlinie IV-IV von Fig. 3 durch die über Verbindungsmittel aneinander hängenden Schellenhälften, die ein Rohr umschließen, vor dem Wirksamsetzen von Tangentialspannmitteln,

Fig. 5 in einer vergrößerten, teilweise längsgeschnittenen Darstellung das mit V gekennzeichnete ausgebrochene Teilstück von Fig. 3, und

Fig. 6 in einem ausgebrochenen Querschnitt Längs der Schnittlinie VI- VI von Fig. 2 ein vergrößertes Teilstück der Schelle nach dem Wirksamsetzen der Spannmittel.

Die Rohrdichtschelle besteht aus einem in den Zeichnungen nur strichpunk tiert angedeuteten Rohr 10, das von zwei Schellenhälften 11, 12 umschlossen wird. Diese sind an ihren Längsrandbereichen 13, 14 mit zwei Randflanschen 15, 16 versehen, die als Durchbrüche ausgebildete Angriffsstellen 17 für Verbindungsmittel 20 besitzen, die aus Muttern, Buchsen und Schrauben bestehen. Im Fugenbereich 18 der beiden Schellenhälften 11, 12 verlaufen Längsdichtungen 30 aus elastischem Material, die ggf. die aus Fig. 6 er sichtlichen stabilisierenden Armierungen 31 beinhalten.

Die Flanschinnenflächen 25, 26 besitzen die am besten aus Fig. 5 ersichtli chen Längsnuten 21 bzw. Gegen-Längsnuten 22. In die Bodenfläche der Längsnut 21 ist eine Vertiefung 23 eingelassen, in welcher eine Druckleiste 24 mit abgeschrägten Endstücken sitzt. Wie Fig. 5 erkennen läßt, ist die Druckleiste 24 etwas kürzer als die Längsdichtung 30, welche beidendig jeweils bis zu einer in den beiden Endbereichen 27 befindlichen Ringkam mern 28 reicht. In der Ringkammer 28 befinden sich Ringdichtungen 40, die durch Radialspannmittel 43 gegen die Mantelfläche 19 des Rohres 10 preßbar sind. Diese Radialspannmittel 43 bestehen aus in Gewindebohrun gen geführten Spannschrauben 41 und segmentartigen Klemmbacken 42, die im Spannzustand auf den Umfangsbereich der Ringdichtung 40 drücken.

Wie aus Fig. 4 erkennbar, sind die Radialspannmittel 43 über den Umfang der beiden Schellenhälften 11, 12 gleichförmig verteilt angeordnet.

Wie am besten aus Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, sind im Längsrandbereich 13 der einen Schellenhälfte 11 tangential zum Rohr 10 verlaufende Spann mittel 43 vorgesehen, die nachfolgend kurz "Tangentialspannmittel" bezeich net werden sollen. Diese bestehen aus einer Schar von miteinander achspa rallel ausgerichteten Gewindebohrungen 32, in denen Spannschrauben 34 verschraubbar sind. Diese besitzen endseitige Stößel 35, mit denen sie über abgesetzte Bohrungsabschnitte an den mit 37 gekennzeichneten An griffsstellen auf die Innenflächen der bereits erwähnten Druckleisten 24 drücken. Durch eine leichte Preßpassung der Längsdichtungen 30 in den Nuten 21 sind die Druckleisten 24 in ihrer Position in den damit konformen Vertiefungen 23 unverlierbar gehalten. Wie Fig. 1 und 4 erkennen läßt, sind die Angriffsstellen 17 für die Verbindungsmittel 20 einerseits und die Angriffsstellen 37 für die Radialspannmittel 43 andererseits zwar an den gleichen Längsrandbereichen 13, aber sowohl im radialen als auch im axialen Versatz zueinander angeordnet. Die Tangentialspannmittel 33 liegen radial näher zum Rohr 10 als die Angriffsstellen 17 für die Verbin dungsmittel 20. Die Angriffsstellen 37 liegen jeweils "auf Lücke" mit den Verbindungsstellen 17, wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist.

Die Handhabung der Schelle nach der Erfindung läuft in folgender Weise ab. Nachdem die beiden Schellenhälften 11, 12 in der gewünschten Axialzone des Rohres 10 positioniert worden sind, werden zunächst die Verbindungsmit tel 20 angezogen, bis es möglichst zu einer Berührung der beiden Flanschin nenflächen 25, 26 kommt. In dieser ersten Verfahrensstufe sind zunächst sowohl die Radialspannmittel 43 als auch die Tangentialspannmittel 33 in ihrem Entspannungszustand; eine Dichtwirkung liegt also noch nicht vor. Dann werden die endseitigen Radialspannmittel 43 in ihren Spannzustand überführt, wodurch die Ringdichtung 40 in ihre aus Fig. 2 und 4 erkennbare Abdichtposition an der Mantelfläche 19 des Rohres 10 gebracht wird. In dieser Verfahrensstufe ist die Längsdichtung 30 noch nicht mit ihrer Kontaktstelle 22 an der gegenüberliegenden Flanschinnenfläche 26 in medien dichter Berührung. Dann erst, in einer dritten Verfahrensstufe, werden die Tangentialspannmittel 33 wirksam gesetzt, indem die Spannschrauben 34 eingeschraubt werden. Die Druckleiste 24 schiebt die Längsdichtung 30 aus der Längsnut 21 heraus und teilweise in die Gegen-Längsnut 22 der Gegen-Schellenhälfte 12 hinein.

Das Ergebnis vom Spannzustand dieser Tangentialspannmittel 33 ist aus Fig. 6 zu erkennen. Beide Nuten 21, 22 sowie die Längsdichtung 30 haben einen aufeinander abgestimmten Rechteckquerschnitt. Von der gegebenen Querschnittshöhe 35 greift die Längsdichtung 30 mit einer aus Fig. 6 er kennbaren Teilhöhe 36 in die Gegennut 22, so daß eine Resthöhe 38 in der Nut 21 der oberen Schellenhälfte 11 verbleibt. In dem dazwischen liegenden Übergangsbereich 29 sollte zweckmäßigerweise die vorbeschriebene längsverlaufende Armierung 31 im elastomeren Material 39 der Längsdich tung 30 angeordnet sein. Eine solche Armierung befindet sich auch in der Ringdichtung 40, wie Fig. 2, 3 und 5 erkennen lassen. Wenn auf die im Spannzustand befindliche Längsdichtung 30 von Fig. 6 ein hoher Medien druck im Sinne des Pfeils 44 von Fig. 6 wirkt, dann verhindert die Armie rung 31 mehr oder weniger die strichpunktiert angedeutete Ausbeulung des elastischen Materials 39 in diesem Übergangsbereich 29. Es liegt eine einwandfreie Dichtigkeit vor.

Wie am besten anhand der Druckleisten 24 von Fig. 4 erkennbar ist, sind die Tangentialspannmittel 33 an den beiden Längsrandbereichen 13 des gleichen Schellengehäuses 11 angeordnet. Das hat den Vorteil, daß von der gleichen Seite aus eine Betätigung der beidseitig angeordneten Spann schrauben 34 möglich ist.

Im vorliegenden Fall ist im mittleren Bereich der Schelle ein Rohrstutzen 45 an der oberen Schellenhälfte 11 vorgesehen. Ein solcher Rohrstutzen 45 könnte auch fehlen oder in analoger Weise auch an der unteren Gegen- Schellenhälfte 12 vorgesehen sein. Ein Endflansch am Rohrstutzen 45 dient zur Anbringung von Schleusen, Bohrgeräten oder Blasensetzvorrichtun gen und/oder zum Anschluß von Abzweigleitungen oder Kontrollgeräten.

Bezugszeichenliste

10

Rohr

11

eine Schellenhälfte

12

andere Schellenhälfte, Gegen-Schellenhälfte

13

Längsrandbereich von

11

14

Längsrandbereich von

12

15

Randflansch von

11

16

Randflansch von

12

17

Angriffsstelle für

20

an

15

,

16

, Durchbruch

18

Fugenbereich zwischen

25

,

26

19

Mantelfläche von

10

20

Verbindungsmittel für

11

,

12

21

Längsnut in

25

22

Gegen-Längsnut in

26

; Kontaktstelle

23

Vertiefung in

21

, Druckstück

24

Druckleiste in

23

, Längsrandinnenzone

25

Flanschinnenfläche von

15

, Längsrandinnenzone

26

Flanschinnenfläche von

16

27

Endbereiche von

11

,

12

28

Ringkammer in

27

29

Übergangsbereich von

35

(

Fig.

6)

30

Längsdichtung zwischen

11

,

12

31

Armierung in

30

32

Gewindebohrung für

34

von

33

Tangentialspannmittel

34

Spannschraube von

33

35

Gesamt-Querschnitthöhe von

34

36

Teilhöhe von

35

in

22

(

Fig.

6)

37

Angriffsstelle von

33

38

Resthöhe von

25

in

21

(

Fig.

6)

39

elastisches Material von

30

(

Fig.

6)

40

Ringdichtung

41

Spannschraube von

43

42

Klemmbacken-Segment von

43

Radialspannmittel in

27

44

Pfeil des Mediendrucks auf

29

(

Fig.

6)

45

Rohrstutzen an

11

Claims

1. Rohrdichtschelle, bestehend aus mindestens zwei das Rohr (10) um schließenden Schellenhälften (11, 12),
mit zwischen den beiden Schellenhälften (11, 12) verlaufenden Verbin dungsmitteln (20) zum Gegeneinanderspannen der beiden Schellenhälften (11, 12),
mit im Fugenbereich (18) zwischen den beiden Schellenhälften (11, 12) verlaufenden Längsdichtungen (30)
und mit radial zum Rohr (10) verlaufenden Spannmitteln (Radialspann mitteln 43) in den beiden Endbereichen (27) der Schelle für an der Mantelfläche (19) des Rohres (10) anpreßbare Ringdichtungen (40),
dadurch gekennzeichnet,
daß im Längsrandbereich (13, 14) der einen Schellenhälfte (11) tangen tial zum Rohr (10) verlaufende Spannmittel (Tangentialspannmittel 33) angeordnet sind und im Fugenbereich (18) an der Längsdichtung (30) enden,
und daß die Längsdichtung (30) durch die Tangentialspannmittel (33) unabhängig von der durch die Verbindungsmittel (20) erzeugten Spannkraft gegen eine Längsrandinnenzone (26) der anderen Gegen- Schellenhälfte (12) anpreßbar ist.

2. Schelle nach Anspruch 1 mit in der Längsrandzone (13) der einen Schellenhälfte (11) befindlichen Längsnut (21), in welche die Längsdich tung (30) eingreift, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nuttiefe größer/gleich der Querschnittshöhe (35) des Längsdich tung (30) ist
und daß im Entspannungszustand der Tangentialspannmittel (33) die Längsdichtung (30) ihre Kontaktstelle (22) an der Längsrandinnenzone (25) der Gegen-Schellenhälfte (12) auch dann nicht bzw. unzureichend dichtwirksam berührt, wenn die Verbindungsmittel (20) festgezogen sind.

3. Schelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Längsrandinnenzone (26) der Gegen-Schellenhälfte (12) eine Gegen- Längsnut (22) angeordnet ist,
die als Kontaktstelle für die in der Längsnut (21) befindliche Längs dichtung (30) dient,
und daß die Längsdichtung (30) im Spannzustand der Tangentialspann mittel (33) jeweils mit einem Teil (38) ihrer Querschnittshöhe (35) in die Längsnut (21) und mit einer Resthöhe (38) in der Gegen- Längsnut eingreifen.

4. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutlänge der Längsnut (21) und/oder der Gegen-Längsnut (22) kleiner/gleich dem Axialabstand zwischen den Ringdichtungen (40) in den beiden Schellen-Endbereichen (27) ist.

5. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdichtung (30), die Längsnut (21) und/oder die Gegen-Längsnut (22) einen Rechteckquerschnitt aufweisen.

6. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialspannmittel (33) aus einer Schar von im Längsrandbereich (13) der einen Schellenhälfte (11) angeordne ten Gewindebohrungen (32) und aus darin verschraubbaren Spannschrau ben (34) bestehen.

7. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tangentialspannmitteln (33) und der Längsdichtung (30) ein Druckstück (24) angeordnet ist.

8. Schelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück aus einer formsteifen Druckleiste (24) besteht.

9. Schelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleiste (24) in einer Vertiefung (23) in der Längsrandinnenzone (25) der Schellenhälfte (11) angeordnet ist und daß die Innenwand der Vertiefung (23) zur Leistenführung beim Betätigen der Tangentialspannmittel (33) dient.

10. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (23) sich im Nutboden der Längsnut (21) befindet, welche zugleich zur Aufnahme der Längsdichtung (30) dient.

11. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialspannmittel (33) für die Längsdich tung (30) einerseits und die Verbindungsmittel (20) zwischen den bei den Schellenhälften (11, 12) andererseits jeweils punktuell (37, 17) im Längsrandbereich (13, 14) der Schellenhälften angreifen und daß diese beiden Sorten von Angriffsstellen (37, 17) zueinander radial und/oder axial versetzt sind.

12. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 mit im Längsrandbereich (13, 14) der beiden Schellenhälften (11, 12) angeord neten Randflanschen (15, 16) für den Angriff der Verbindungsmittel (20), dadurch gekennzeichnet,
daß die Randflansche (15, 16) zugleich die Angriffsstellen (37) für die Tangentialspannmittel (33) sind
und daß in die Flanschinnenflächen (25, 26) die Längsnuten (21), Gegen-Längsnuten (22), Längsdichtungen (30), die Druckstücke und/oder die Druckleisten (24) integriert sind.

13. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tangentialspannmittel (33) und die beiden Längsdichtungen (30) für die beidseitig des Rohres (10) liegen den beiden Fugenbereiche (18) jeweils in der gleichen Schellenhälfte (11) angeordnet sind.

14. Schelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdichtung (30) und/oder die Ringdichtung (40) in ihrem elastischen Material (39) eine Armierung aufweist, wie einen Draht.

15. Schelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (31) in Längsrichtung der Längsdichtung (30) bzw. in Umlaufrichtung der Ringdichtung (40) verläuft.

16. Schelle nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (31) im Übergangsbereich (29) zwischen den beiden Teilhöhen (36, 38) vom Querschnitt (35) der Längsdichtung (30) ange ordnet ist, von denen die eine Teilhöhe (38) in der Längsnut (21) der einen Schellenhälfte (11) und die andere Teilhöhe (36) in der Gegen-Längsnut (22) der Gegen-Schellenhälfte (12) eingreifen.