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Die Erfindung bezieht sich auf eine bewegliche Muffenverbindung zwischen duktilen Gussrohren mit alternierenden Längsbewegungen, insbesondere für Fernwärmeleitungen, in deren innerem Muffenraum ein elastischer Dichtungsring zur Abdichtung des Ringraumes zwischen dem Spitzende des Einsteckrohres und der Muffe angeordnet ist, wobei das Spitzende des Einsteckrohres mit einem gegen das Transportmedium beständigen Überzug mit niedrigem Reibungskoeffizienten für die Werkstoff-Flächenpaarung Dichtungsring/Einsteckrohr versehen ist.
Erdverlegte Leitungen zum Transport vornehmlich flüssiger und gasförmiger Medien werden vielfach aus Gussrohren mit Muffenverbindungen hergestellt, die eine schnelle und einfache Montage am Verlegeort ermöglichen, insbesondere wenn eine Steckverbindung verwendet wird. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die einzelnen Rohre der Leitung gegeneinander abwinkelbar und in ihrer Längs- und Querrichtung beweglich sind und somit Lageveränderungen vollziehen können, die als Folge von Erdbewegungen, Verkehrsbelastungen und Temperaturänderungen auftreten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wie sie beispielsweise aus DE-PS Nr. 1153577, FR-PS Nr. 1. 168. 647 und aus DIN 28603-März 76 bekannt ist, stützt sich der elastische Dichtungsring gegen einen das Spitzende des Einsteckrohres mit Spiel umfassenden Haltebund an der Muffenstirnseite ab und greift in eine an den Haltebund angrenzende Ringnut ein.
Die genannten Muffenverbindungen sind abgestellt auf die Verwendung von Dichtungselementen mit sehr guten dauerelastischen Eigenschaften, vornehmlich mit einem angemessen geringen Druckverformungsrest und mit einer möglichst hohen Alterungsbeständigkeit. Zumeist besteht deshalb der Dichtungsring aus Naturkautschuk, der sich als Dichtungswerkstoff in dem weitaus grössten Anwendungsbereich der Gussrohre, nämlich Trinkwasserleitungen, uneingeschränkt bewährt und weltweit durchgesetzt hat.
Nach einem älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlag gemäss DE-OS 2714870 sind Gussrohrleitungen mit beweglicher Muffenverbindung zwischen den Rohren auch für den Transport aggressiver Medien, insbesondere Heisswasser und Dampf, entwickelt worden, bei denen am Haltebund der Muffe auf die Toleranz der ineinandergesteckten Verbindungsteile abgestimmte Zentrierrippen angebracht sind und vorzugsweise an Stelle von Naturkautschuk als Dichtungswerkstoff synthetische Elastomeren, beispielsweise Äthylen-Propylen-Kautschuk, verwendet werden.
Besonders hohe Anforderungen hinsichtlich alternierender Längsbeweglichkeit infolge axialer Ausdehnung und Schrumpfung sind bei Fernwärmeleitungen gegeben. Diese werden bisher aus zusammengeschweissten Stahl-Rohrschüssen erstellt, was eine umständlichere Montage und einen aufwendigeren Aufbau der Leitung bedingt. Abgesehen von den im Rohrgraben erforderlichen Schweissungen sind unter anderem Rohrschleifen als Längenkompensatoren erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Muffenverbindung zwischen duktilen Gussrohren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass auch bei alternierenden Längsbewegungen der Einzelrohre, insbesondere infolge axialer Ausdehnung und Schrumpfung durch häufigen Temperaturwechsel des Transportmediums, die hohe Zuverlässigkeit der Dichtung erhalten bleibt, mit dem Ziel, aufwendige Kompensatoren und die dafür erforderlichen Baumassnahmen einzusparen, ohne die Vorzüge der gummigedichteten Verbindung, wie schnelle Verlegbarkeit und Abwinkelbarkeit, aufzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Überzug aus Polytetra-Fluor- - Äthylen (Teflon) besteht, vorzugsweise mit einer Schichtdicke von etwa 40 11m.
Beim Transport aggressiver Medien, insbesondere Heisswasser von Fernleitungen, ist nicht nur die Verwendung eines gegen das Medium beständigen Dichtungswerkstoffes erforderlich ; darüber hinaus kann die langzeitige Betriebssicherheit der Dichtung noch dadurch wesentlich gefördert werden, dass an der Berührungsfläche zwischen Einsteckrohr und Dichtungsring ein verschleissarmes Gleiten ermöglicht wird. Es hat sich gezeigt, dass nicht nur die Gleitreibung, sondern auch die starke Flächenhaftung des Dichtungsringes bei den auftretenden alternierenden Längsbewegungen der Rohre zu Verschleisserscheinungen führt und die Abdichtung beeinträchtigt.
Als besonders wirksam hat sich der erfindungsgemässe Überzug aus Polytetra-Fluor-Äthylen (Teflon) gezeigt, wenn der elastische Dichtungsring aus Äthylen-Propylen-Kautschuk besteht. Bei dieser Werkstoff-Flächenpaarung des Einsteckrohr-Spitzendes und des Dichtungsringes werden nicht nur unerwartet günstige Voraussetzungen bezüglich verschleissfreier Haft- und Gleitreibung, sondern
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auch hinsichtlich der Beständigkeit des Dichtungsringes selbst gegen das aggressive Heisswasser, insbesondere von Fernwärmeleitungen erreicht.
Wie eingangs bereits erwähnt, haben sich bei Druckrohren für Trinkwasserleitungen solche Muffenverbindungen besonders bewährt, bei denen der Dichtungsring sich gegen einen das Spitzende des Einsteckrohres mit Spiel umfassenden Haltebund abstützt und in eine an dem Bund angrenzende Ringnut eingreift. Die Erfindung ermöglicht es, diese bewährte Ausführungsart für Gussrohrleitungen zum Transport aggressiver heisser Medien, insbesondere Fernwärmeleitungen anzuwenden, insbesondere wenn nach DE-OS 2714870 der Haltebund an der Muffe über seinen Innenumfang verteilte, axial verlaufende Zentrierrippen aufweist, deren radiale Höhe auf die das Spiel beeinflussende Toleranz der ineinandergesteckten Verbindungsteile abgestimmt ist.
Diese Massnahme ermöglicht es, solche Werkstoffpaarungen für den Dichtungsring und den Überzug des Einsteckrohr-Spitzendes auszuwählen, die die Anforderungen hinsichtlich dauerelastischer Eigenschaften des Dichtungsringes, dessen Beständigkeit gegen das zu transportierende Medium und hinsichtlich der Gleiteigenschaften optimal erfüllen. Dabei wird zweckmässig die radiale Höhe der Zentrierrippen auf das zulässige Kleinstmass der lichten Haltebund-Weite und/oder das zulässige Grösstmass des Aussendurchmessers des Einsteckrohres abgestimmt.
Dadurch bleibt die Querbeweglichkeit benachbarter Rohre (Abwinkelung ; Dezentrierung infolge Erdbewegungen) so weitgehend erhalten, als es der im Einzelfall günstigste Dichtungsring-Werkstoff unter Berücksichtigung seiner jeweiligen dauerelastischen Eigenschaften (Druckverformungsrest ; Druckrelaxation) zulässt, ohne die Abdichtung zu beeinträchtigen.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen mit Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Steck-Muffenverbindung mit beschichtetem Spitzende im Querschnitt oberhalb ihrer Mittelachse, Fig. 2 eine entsprechende Schraub-Muffenverbindung, Fig. 3 die Muffenverbindung nach Fig. l mit Zentrierrippen am Muffeneingangsinnendurchmesser und Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 3.
Fig. 1 zeigt eine Muffe --1--, deren Hohlraum --2-- einen elastischen Dichtungsring --3-aus zwei Elastomeren aufnimmt, der stirnseitig durch einen Haltebund --4-- begrenzt ist. Das Einsteckrohr --5-- ist aussen über eine der Muffentiefe entsprechenden Länge mit einem gegen das Transportmedium beständigen Überzug --6-- mit niedrigem Reibungskoeffizienten für die Flächenpaarung Dichtungsring --3--/Einsteckrohr --5-- versehen.
Der Überzug --6-- besteht aus Polytetra-Fluor-Äthylen (Teflon) mit einer Schichtdicke von etwa 40 11m. Dieser hitzebeständige Überzug wird auf die Rohroberfläche in der Weise aufgebracht, dass auf die feingeschliffene, feinstsandgestrahlte, entfettete und mit einem Primer vorbehandelte Fläche die Teflonschicht in zwei Arbeitsgängen aufgespritzt und bei 350 C gesintert wird.
Mit den erfindungsgemäss beschichteten Einsteckrohren --5-- können auch bei andern Muffenverbindungen, beispielsweise bei einer Schraubverbindung nach Fig. 2 alternierende Längsbewegungen aufgenommen werden. Fig. 2 zeigt eine Muffe --7-- mit Innengewinde, deren Hohlraum --8-- einen elastischen Dichtungsring --9-- aufnimmt, der sich stirnseitig gegen einen Schraubring --10-- abstützt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Muffenverbindung wie in Fig. l, bei der jedoch am Innenumfang des Haltebundes --4-- vier Zentrierrippen --11-- angeordnet sind, die sich über die Bundbreite rohraxial erstrecken.
Die lichte Weite "D" des Haltebundes --4-- (einschliesslich der radialen Höhe der Zentrierrippen --11--) und der Aussendurchmesser "d" des Einsteckrohres --5-- ergeben die Begrenzung für die mögliche radiale Dezentrierung zweier Rohre einer Verbindung, z. B. infolge von Erdbewegungen. Die Weite "D" und der Aussendurchmesser "d" werden dementsprechend aufeinander abgestimmt, zweckmässig unter Berücksichtigung der für die geforderte Beweglichkeit zulässigen To- leranzwerte.
Die Muffe-l-lässt sich in einfacher Weise dadurch herstellen, dass die aufgeschweissten oder an den Haltebund angegossenen Zentrierrippen --11-- mit einem radialen Übermass hergestellt und auf ihre erforderliche radiale Höhe abgearbeitet werden.
Bei einer dementsprechenden Ausführungsform der Muffenverbindung für besonders hohe Anforderungen ist die radiale Höhe der Zentrierrippen --11-- auf das zulässige Grösstmass d-max des
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