DE3329004A1 - Rohrverbindung - Google Patents

Description

• "Rohrverbindung"
• Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden, auf die jeweils ein Flansch, ein Klemmelement und ein Kammerteil lose aufgeschoben sind, die durch eine Verschraubung gegeneinander verspannbar sind, wobei eine Dichtung den Verbindungsstoß umschließt und mit ihren beiden axialen Enden jeweils in eine Dichtungskammer der beiden Kammerteile ragt, während Flansch und Kammerteil zwischen sich jeweils eine Klemmkammer bilden, in die das Klemmelement eintaucht, das sich mit einem radial innenliegenden Klemmrand auf dem Rohrende abstützt, hinsichtlich eines radial außenliegenden Klemmrandes von einer Klemmfläche der Klemmkammer übergriffen wird und in axialer Richtung so aus der Klemmkammer herausragt, daß eine das Klemmelement beaufschlagende axiale Druckkraft zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers und zu einer Verkleinerung des Innendurchmessers des Klemmelementes führt (nach Patent 32 06 570).
• Die gebräuchlichsten Rohrverbindungen sind als Flanschverbindungen ausgebildet, bei denen die Flansche mit den Rohrenden durch Anschweißen, Anlöten, Anschrauben und/oder sonstige mechanische Bearbeitungen befestigt werden. Bekannt sind ferner Fittings und andere Rohrverschraubungen, bei denen die Abdichtung durch die Gewinde selbst oder aber durch zusätzliche Dichtungen erfolgt.
• Insbesondere bei der Herstellung von Hochdruck-Rohrverbindungen erweist sich das Verschweißen der Flansche mit den Rohrenden als besonders arbeitsintensiv und damit teuer. Die Schweißarbeiten können nur von einem besonderen Fachmann ausgeführt werden, so daß plötzlich notwendig werdende Reparaturen, z.B. auf einem Schiff, nicht kurzfristig durchgeführt werden können. In bestimmten Umgebungen sind Schweißarbeiten überhaupt nicht durchführbar, so daß sich derartige Hochdruck-Verbindungen vor Ort überhaupt nicht herstellen lassen, sondern vorgefertigt angeliefert werden müssen. Dann aber erweist sich die Montage von bereits mit dem Flansch verschweißten Rohrteilen häufig als besonders aufwendig, z.B. wenn derartige Rohrteile durch Trennwände durchgeführt werden müssen.
• Der Erfindung gemäß Hauptpatent lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung zu schaffen, bei der Schweißarbeiten, das Herstellen von Verschraubungen oder sonstige mechanische Bearbeitungsvorgänge an den Rohrenden entfallen, die dennoch aber absolut betriebssicher abdichtet, alle auftretenden Kräfte sicher aufnimmt und somit auch als Hochdruck-Rohrverbindung geeignet ist.
• Bei der Rohrverbindung gemäß Hauptpatent ist die Klemmkammer jeweils im Flansch angeordnet und zum Verbindungsstoß hin offen.
• Dadurch müssen die Flansche verhältnismäßig breit ausgebildet sein. Als Verschraubung sind bei der Ausführungsform gemäß Hauptpatent Schraubbolzen vorgesehen, die nur durch die beiden Flansche hindurchgesteckt sind. Zusätzlich können bei der Ausführungsform gemäß Hauptpatent die beiden Kammerteile durch eine eigene Verschraubung gegeneinander verspannbar sein.
• Die Rohrverbindung gemäß Hauptpatent läßt sich auf glatten, lediglich entgrateten Rohrenden montieren, wobei als einzige Montagehilfen passende Schlüssel für die Verschraubungen benötigt werden. Ein wesentliches Merkmal der Rohrverbindung liegt in der Trennung der beiden Funktionen "Abdichtung" und "Kraftschlüssigkeit". Die Rohrverbindung läßt sich nicht nur sehr leicht montieren, sondern ebenso leicht auch demontieren und kann mit Ausnahme der Dichtung mit allen übrigen Einzelteilen mehrfach verwendet werden. Da bei der Montage die Einzelteile lediglich aufgesteckt und über Schraubverbindungen gegeneinander verspannt werden müssen, können alle in explosionsgeschützter Umgebung vorgeschriebenen Schutzmaßnahmen entfallen. Die Rohrverbindung baut verhältnismäßig klein und führt gegenüber herkömmlichen geschweißten Flanschverbindungen zu Gewichtseinsparungen von über 40 %. Da die Flansche mit dem durch die Rohre geführten Medium nicht in Berührung kommen, ist es auch bei bestimmten aggressiven Medien nicht erforderlich, die Flansche aus nicht-rostendem Stahl herzustellen. Bei der Montage der Rohrverbindung ist es nicht erforderlich, daß die beiden Rohrenden aneinander anliegen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Rohrverbindung gegemäß Hauptpatent etwas preiswerter zu gestalten.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die .Klemmkammer im Kammerteil vorgesehen ist, und daß die beiden Flansche als plane Deckel ausgebildet sind.
• Während die Flansche und Kammerteile der Rohrverbindung gemäß Hauptpatent vorzugsweise aus metallischen Werkstoffen und durch teuere zerspanende Bearbeitung hergestellt werden, können die Kammerteile nunmehr aus z.B. NE-Metallen in einem Druckguß-Fertigungsverfahren hergestellt werden, was nicht nur preisgünstiger ist, sondern auch zu Gewichtseinsparungen führt. Die flachen Flanschdeckel können ebenfalls aus NE-Druckguß bestehen oder aber als Stanzteil ausgebildet sein. Auch Kunststoffe lassen sich verwenden.
• Die Verschraubung der Rohrverbindung kann - wie bei der AusfUhrungsform gemäß Hauptpatent - aus Schraubbolzen bestehen, die aber nicht nur durch die Flansche, sondern auch durch die beiden Kammerteile gesteckt sind, wobei zumindest drei Schraubverbindungen erforderlich sind. Auf eine separate Verschraubung der beiden Kammerteile kann verzichtet werden. Die neue Rohrverbindung ist daher vorzugsweise für niedrige und mittlere Betriebsdrücke geeignet.
• ;In einer abgewandelten Ausführungsform kann die Verschraubung auch aus einem die beiden Kammerteile übergreifenden, mit einem Innengewinde versehenen Rohrstück bestehen, in dessen beiden Enden die ein Außengewinde tragenden Flansche eingeschraubt sind Dabei ist es zweckmäßig, wenn im Rohrstück im Bereich der Verbindungsstoßes Sichtöffnungen vorgesehen sind.
• Jedes Klemmelement kann aus zumindest einer konvex ausgebildeten Scheibe bestehen, die z.B. eine Tellerfeder sein kann. Als störunanfälliger haben sich jedoch gezahnte scheibenförmige Klemmelemente erwiesen. Der radial innenliegende Klemmrand jedes Klemmelementes kann angeschärft sein, um so beim Verspannen der Rohrverbindung zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung einen leichten Formschluß zwischen Klemmelement und Rohraußenwandung zu bilden.
• Die Dichtung kann eine Elastomer-Formdichtung sein, in die ein Innenring aus hartem Werkstoff, insbesondere Metall und/oder plastischem Werkstoff eingebettet und die von konusförmig ausgebildeten Dichtungskammern umschlossen ist. Der Innenring liegt dann bei der montierten Rohrverbindung unmittelbar über dem Verbindungsstoß. Durch die konusförmige Ausbildung der Dichtungskammern wird beim Gegeneinanderdrücken der beiden Kammerteile auf die Dichtung ein Druck in axialer und radialer Richtung ausgeübt.
• In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 eine in der Montage befindliche Rohrverbindung; Figur 2 die Rohrverbindung gemäß Figur 1 in fertig montiertem Zustand; Figur 3 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Darstellung gemäß Figur 1 und Figur 4 die Rohrverbindung gemäß Figur 3 in fertig montiertem Zustand.
• Zur Herstellung einer Rohrverbindung gemäß Figur 1 werden auf zwei stumpf miteinander zu verbindende Rohrenden 1,2 jeweils zuerst ein Flansch 3, ein Klemmelement 4, ein Kammerteil 5 sowie für beide Rohrenden 1,2 gemeinsam eine Dichtung 6 aufgeschoben.
• Jedes Kammerteil 5 weist eine zum Flansch 3 hin offene, kreisringförmige Klemmkammer 7 auf in die das Klemmelement 4 eingeschoben wird, das aus einer konvex ausgebildeten Scheibe besteht, die sich mit einem radial innenliegenden Klemmrand 4a auf dem Rohrende 1 bzw. 2 abstützt und hinsichtlich ihres radial außenliegenden Klemmrandes 4b von einer ringförmigen Klemmfläche 7a der Klemmkammer 7 übergriffen wird. In entlastetem Zustand ragt das Klemmelement 4 über die Stirnfläche des zugeordneten Kammerteils 5 hinaus. Die Ausbildung der Klemmelemente 4 ist dabei so gewählt, daß eine die Klemmelemente in axialer Richtung gegen die Rückseite der zugeordneten Klemmkammer 7 drückende Kraft zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers und gleichzeitig zu einer Verkleinerung des Innendurchmessers des Klemmelementes führt.
• Das Kammerteil 5 ist mit einer jeweils zum Verbindungsstoß 8 hin' offenen Dichtungskammer 9 versehen, die konusförmig ausgebildet ist, sich also in Richtung auf den benachbarten Flansch 3 verjüngt Der Verbindungsstoß 8 wird von der Dichtung 6 umschlossen, die als Elastomer-Formdichtung ausgebildet ist, in die ein Innenring 10 eingebettet ist. Die Außenkontur der Dichtung 6 entspricht etwa der der beiden Dichtungskammern 9 in den Kammerteilen 5, weist jedoch ein Obermaß auf, so daß ein Gegeneinanderdrücken der beiden Kammerteile 5 die Dichtung mit einem Druck beaufschlagt, der axial und radial nach innen gerichtet ist.
• Die Verspannung erfolgt über vier gleichmäßig am Flanschumfang verteilt angeordnete Schraubbolzen 11, die durch die Flansche 3 sowie die Kammerteile 5 hindurchgesteckt sind.
• Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und 4 besteht die Verschraubung aus einem die beiden Kammerteile 5 übergreifenden Rohrstück 21, das in seinen beiden Endabschnitten mit jeweils einem Innengewinde 22 versehen ist. Die Verspannung der Verbindungsteile gegeneinander erfolgt durch Einschrauben der beiden jeweils mit einem Außengewinde 23 versehenen Flansche 3 in die Enden des Rohrstücks 21.
• Im Rohrstück 21 sind im Bereich des Verbindungsstoßes 8 Sichtöffnungen 24 vorgesehen.
• - L e e r s e i t e -

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden (1,2), auf die jeweils ein Flansch (3), ein Klemmelement (4) und ein Kammerteil (5) lose aufgeschoben sind, die durch eine Verschraubung (11;21,22,23) gegeneinander verspannbar sind, wobei eine Dichtung (6) den Verbindungsstoß (8) umschließt und mit ihren beiden axialen Enden jeweils in eine Dichtungskammer (9) der beiden Kammerteile (5) ragt, während Flansch (3) und Kammerteil (5) zwischen sich jeweils eine Klemmkammer (7) bilden, in die das Klemmelement (4) eintaucht, das sich mit einem radial innenliegenden Klemmrand (4a) auf dem Rohrende (1,2) abstützt, hinsichtlich eines radial außenliegenden Klemmrandes (4b) von einer Klemmfläche (7a) der Klemmkammer (7) übergriffen wird und in axialer Richtung so aus der Klemmkammer (7) herausragt, daß eine das Klemmelement beaufschlagende axiale Druckkraft zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers und zu einer Verkleinerung deslnnendurchmessers des Klemmelementes führt (nach Patent 32 06 570), d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Klemmkammer (7) im Kammerteil (5) vorgesehen ist, und daß die beiden Flansche (3) als plane Deckel ausgebildet sind.
2. 2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschraubung (21,22,23) aus einem die beiden Kammerteile (5) übergreifenden, mit einem Innengewinde (22) versehenen; Rohrstück (21) besteht, in dessen beiden Enden die ein Außen-.

   gewinde (23) tragenden Flansche(3) eingeschraubt sind.
3. 3. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohrstück (21) im Bereich des Verbindungsstoßes (8) Sichtöffnungen (24) vorgesehen sind.
4. 4. Rohrverbindung nach Anspruch 1,,2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß jedes Klemmelement (4) aus zumindest einer konvex ausgebildeten Scheibe besteht.
5. 5. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (6) eine Elastorner-Formdichtung ist, in die ein Innenring (10) eingebettet und die von konusförmig ausgebildeten Dichtungskammern (9) umschlossen ist.