DE1218233B

DE1218233B - Device for the subsequent sealing of leaking pipe joints in accessible pipelines from the inside

Info

Publication number: DE1218233B
Application number: DEE21631A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Nikolaus Groeber
Original assignee: Eisenbau Albert Ziefle KG
Current assignee: Eisenbau Albert Ziefle KG
Priority date: 1961-09-06
Filing date: 1961-09-06
Publication date: 1966-06-02

Description

Vorrichtung zum nachträglichen Abdichten uftdichtgewördener Rohrstöße begehbarer Rohrleitungen von innen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für das nachträgliche Abdichten undicht gewordener Rdhrstöße begehbärer Rohrleitungen von innen aus, mit einer die Stoßfüge überbrückenden elastischen Ringmanschette, die beiderseits der Stoßfuge durch eine ringför-mige Anpreßvorrichtung abdichtend gegen die Rohrinnenwand gepreßt ist. Bisher bekannte Einrichtungen dieser Art benutzten z. B. eine ringförmig geschlossene, verhältnismäßig breite Dichtungsmuffe aus Stahlblech mit elastischen Gummirändern Und einem aushärtenderl Kun.ststoffmittelteil (USA.-Patentschr-ift 2 07994). Die Abdichtung an beiden Seiteii der Stoßfuge ist dabei aber nur in den seltensten Fällen einwandfrei, weil der Anpreßdrück der Stahlblechmuffe an den Rändern nicht ausreicht, um auch bei unregelmäßigen und zuweilen beschädigten Rohrstoßenden, wie sie bei alten schon vor langer Zeit verlegten Leitungen oft vorgefunden werden, einen Ausgleich solcher Unregelmäßigkeiten des Innenprofils herbeizuführen und auf die Dauer eine sichere Abdichtung zu gewährleisten. Ebenso versagt das Abdichtvermögen bei versetzten Stößen, wie bei Auftreten von Senkungen, kleinen Abwinklungen und sonstigen leicht zu Durchlässigkeit füh- renden Beanspruchungen durch schweren Verkehr oberhalb solcher unter dem Straßenniveau verlegter Leitungen.The invention relates to a device for the subsequent sealing of leaky pipes accessible from the inside, with an elastic ring collar bridging the butt joint and sealing against both sides of the butt joint by means of an annular pressing device the inner wall of the pipe is pressed. Previously known devices of this type used z. B. a ring-shaped closed, relatively wide sealing sleeve made of sheet steel with elastic rubber edges and a hardening plastic middle part (USA.-Patentschrift-ift 2 07994). The sealing on both sides of the butt joint is only flawless in the rarest of cases, because the contact pressure of the sheet steel sleeve at the edges is not sufficient to deal with irregular and sometimes damaged pipe joints, such as those often found in old pipes that were laid a long time ago to compensate for such irregularities in the inner profile and to ensure a reliable seal in the long term. Likewise, the sealability failed to offset shocks, such as in the event of cuts, bends and other small easy to permeability's leading stresses caused by heavy traffic above those laid below street level lines.

Für andere, von innen anzubringende Abdichtungen mittels einer die Fuge benachbarter Rohrstöße überbrückenden Pingmanschette, die beiderseits dieser Fuge gegen die Rohrinnenwand abdichtend gepreßt ist, benutzte man als Anpreßvörrichtung einen mindestens eine Trennstelle aufweisenden, über beide Rohrenden greifenden Metallring, der in eine ihn aufnehmende Aussparung der beiden zusammenstoßenden Röhrenden eingesetzt ist und mittels eines Spannappatates auseinandergetrieben wird (schweizerische Patentschrift 136 459). Auch diese Innendichtung setzte genau fluchtende Rohrenden voraus, war außerdem auf Ringnuten in der Nähe der Rohrenden angewiesen, in die die Packungsringe gepreßt wurden, und war schließlich auch dadurch begrenzt, daß der genannte Metallring nicht über ein bestimmtes vorge g gebenes Maß aüfweitbar, also auch nicht nachstellbar war, so daß bei Abweichungen im Profil und in der Läge der einander gegenüberliegenden Rohrenden keine Ausgleichsmöglichkeit bestand, die bei solchen Dichtungen für Druckwasserleitungen üb- licher Betriebsdrücke tetriebssicherheit gewährleistet hätte.For other seals to be applied from the inside by means of a ping sleeve bridging the joint of adjacent pipe joints, which is pressed sealingly against the inner wall of the pipe on both sides of this joint, a metal ring with at least one separation point, reaching over both pipe ends and engaging in a recess of the pipe receiving it, was used as a pressing device is inserted into both tube ends and is driven apart by means of a tensioning device (Swiss patent specification 136 459). This inner seal also required precisely aligned pipe ends, was also dependent on ring grooves near the pipe ends into which the packing rings were pressed, and was ultimately also limited by the fact that the metal ring mentioned could not be expanded beyond a certain predetermined amount, i.e. also could not be readjusted, so that in the event of deviations in the profile and in the length of the opposing pipe ends there was no possibility of compensation which would have ensured operational reliability with such seals for pressurized water pipes at normal operating pressures.

Ähnliches gilt für eine weitere bekannte Innendichtung mit -elftem -aber die Rohrfuge greifenden, eine Trennstelle aufweisenden breiten Anpreßring, der eine elastische Dichtungsmuffe beiderseits der Fuge gegen die dortigen, mit besonderen Lagerstellen für die Dichtungsgarnitur ausgestatteten Rohrenden pres-Sen sollte (französische Patentschrift 858 033). Ab- gesehen davon, daß auch hier das Aufweiten des Anpreßringes nur in gewissen, durch eine Schlitzführung mit Klemmschrauben gegebenen Grenzen möglich ist und eine allein durch Klemmwitkung gesicherte Spannung der Anpreßvorrich#tung bei längerer und nicht ühb-edingt ersChütterungsfreier Lagerung keine zuverlässige Dichtung ergibt, so fehlt auch dieser bekannt ten Innenabdichtung mit ihrem starren breiten Druckring, der über beide Rohrenden greift, jede Möglichkeit, Unregelmäßigkeiten und Durchmesserabweichungeft der Rohrstoßenden sowie Versetzungen der beiden Rohrstöße zueinander auszugleichen und aufzunehmen.The same applies to another known inner seal with - the eleventh - but the pipe joint gripping, a separation point having a wide pressure ring, which should press an elastic sealing sleeve on both sides of the joint against the pipe ends there, equipped with special bearing points for the sealing set (French patent specification 858 033 ). Aside from the fact that the expansion of the Anpreßringes is also possible only in certain, given by a slot guide with clamping screws boundaries and a secured solely by Klemmwitkung voltage of Anpreßvorrich # tung prolonged and not ühb-edingt vibration-free storage does not provide reliable sealing, so this well-known th inner seal with its rigid wide pressure ring, which engages over both pipe ends, every possibility to compensate for irregularities and diameter deviations of the pipe joint ends as well as offsets of the two pipe joints to each other and absorb.

Ziel der Erfindung ist es, diese Mängel der bekannten, vom Innern aus anzubringenden Abdichtvorrichtungen zu beheben und eine Vorrichtung zum Nachdichten undicht gewordener Packungen von alten, bereits verlegten Muffenrährleitungen mit alten Stemmuffen zu schaffen, deren Stoßstellen durch Erschütterungen, Korrösionen und Erdbewegungen beschädigt und undicht geworden sind. Dazu soll e inmal ein stärkerer Anpreßdruck auf die elastische Ringmanschette ausgeübt werden, weiter sollen dichtungsschädigende UngleichrnÜßigkeiten an den Flächen der R#ohreilden öder Profilabweichungen und Kaliberunterschiede unschädlich gemacht werden und schließlich sollen dreidimensionale Verlagerung ge n sowie Winkel- und Niveau-Unterschiede ausgeglichen und aufgenommen werden, die z. B. durch Bodensetzungen oder sonstige, auf die Rohrstöße beiderseits der zu dichtenden Fuge einwirkende Einflüsse entstanden sind und deren Ausgleich durch die bisher vorgeschlagenen, die Fuge überbrückenden Innendichtungen nicht oder höchstens sehr mangelhaft möglich war.The aim of the invention is to address these shortcomings of the known, from the inside to fix from sealing devices to be attached and a device for re-sealing Packings that have become leaky from old, already laid socket pipes to create old socket sleeves whose joints are caused by vibrations, corrosion and earth moving damaged and leaking. A stronger one should be used for this Contact pressure should be exerted on the elastic ring collar, furthermore seal-damaging Irregularities on the surfaces of the tube shapes or profile deviations and Differences in caliber should be rendered harmless and ultimately three-dimensional Displacement ge n as well as angle and level differences compensated and recorded be that z. B. by subsidence or other, on the pipe joints on both sides the joint to be sealed has arisen and its compensation not because of the previously proposed inner seals bridging the joint or at most was very poorly possible.

Zu diesem Zweck wird bei einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß als ringförmige Anpreßvorrichtung an beiden Manschettenrändem je ein besonderer, mindestens einmal geteilter Spreizring verwendet, der ausschließlich vom Innern der Leitung aus durch stufenlos nachstenbare, die Enden des Spreizringes beiderseits der Trennstelle auseinandertreibende Spannorgane aufspreizbar ist. Dadurch, daß also der elastischen Ringmuffe über der Fuge selbst ihre für den Ausgleich der verschiedensten Abweichungen wichtige Nachgiebigkeit weitgehend erhalten bleibt, andererseits aber beiderseits dieser Fuge die Manschettenränder je für sich mit kräftigem Druck gegen die Innenwand der Rohrstöße gepreßt werden, ist in jedem Fall eine einwandfreie und dauerhafte Abdichtwirkung gewährleistet.For this purpose, according to the invention, in a device of the type described above , a special, at least once divided expansion ring is used as a ring-shaped pressing device on each of the two cuff edges, which can be expanded exclusively from the inside of the line by steplessly adjacent clamping elements that drive the ends of the expansion ring apart on both sides of the separation point . Because that is the elastic ring sleeve itself its important for balancing the various deviations compliance is largely maintained over the joint, on the other hand, both sides of this joint the sleeve edges are ever pressed for itself with a strong pressure against the inner wall of the pipe joints, is in any case a Perfect and permanent sealing effect guaranteed.

Die spreizringförinigen Anpreßorgane für die Dichtungen können entweder in einteiliger (dann natürlich mit einer Trennstelle ausgerüsteter) oder in mehrteiliger (dann also aus zwei oder mehr Einzelsegmenten zusammengesetzter) Form ausgeführt sein. Als Spannorgane können in an sich bekannter Weise flache Spannkeile dienen, die auf ihrer Außenseite einen auf die Ringmanschette drückenden Vorsprung aufweisen und zusammen mit ihren Gegenflächen an den Spreizringenden derart schwalbenschwanzförmig abgeschrägt sind, daß die Keile bei ihrem in Achsrichtung der Rohrleitung erfolgenden Eintreiben radial nach außen gepreßt werden. Auf diese Weise wird eine lückenlose Abdichtung auf dem ganzen Umfang der Ringmanschetten beiderseits der Rohrfuge erreicht, Es ist zwar an sich bekannt, für Muffendichtungen einen in Segmente unterteilten Anpreßring zu verwenden, der durch stufenlos nachstellbare Spannorgane in Form flacher Spannkeile, die zwischen die benachbarten Segmente gesetzt sind, aufspreizbar ist (britische Patentschrift 376 562). Dieser Anpreßring wird aber von außen aufgespreizt und dient als Spann- und Haltering für eine Muffendichtung in axialer Richtung.The spreizringförinigen pressing members for the seals can be designed either in one-piece (then of course equipped with a separation point) or in multiple-piece (then composed of two or more individual segments) form. Flat clamping wedges can serve as clamping elements in a manner known per se, which have a projection on their outside that presses onto the annular collar and, together with their counter surfaces at the ends of the expansion ring, are beveled in such a way that the wedges are driven radially outward when they are driven in the axial direction of the pipeline be pressed. In this way, a complete seal is achieved over the entire circumference of the ring collars on both sides of the pipe joint, although it is known per se to use a pressure ring subdivided into segments for socket seals, which is supported by continuously adjustable clamping elements in the form of flat clamping wedges between the adjacent segments are set, is expandable (British patent 376 562). This pressure ring is spread open from the outside and serves as a clamping and retaining ring for a socket seal in the axial direction.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellt dar F i g. 1 im Querschnitt sowie im Achsschnitt eine Innendichtung nach der Erfindung, bei der das Spannen durch Keile erfolgt, die in Achsrichtung der Leitung zwischen die Segmente von zu diesem Zweck aufgeteilten Anpreß-Spreizringen eingetrieben werden, und F i g. 2 eine Ansicht in Achsrichtung sowie eine Aufsicht einer dabei verwendeten Spann- und Verkeilungsstelle in etwas größerem Maßstab.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. It represents F i g. 1 in cross section and in axial section an inner seal according to the invention, in which the tensioning is carried out by wedges which are driven in the axial direction of the line between the segments by pressure expansion rings divided for this purpose, and FIG . 2 a view in the axial direction and a plan view of a clamping and wedging point used in this case on a somewhat larger scale.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Innenabdichtung nach der Erfindung handelt es sich um das Abdichten der in F i g. 1 unten sichtbaren Stoßfuge zwischen dem Muffenspiegel A' und dem Spitzende B' des Einsteckrohres. Diese Stoßfuge wird überdeckt durch eine elastische Ringmanschette 1 aus Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff. Auf die beiden Ränder dieser zu einem geschlossenen Ring zusammengeschlossenen Manschette sind beiderseits der Stoßfugen Anpreßspreizringe 2 gelegt, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus je vier Segmenten zusammengesetzt sind und die durch Eintreiben von schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Keilen 3 gespannt werden. Diese Spannkeile tragen dabei schwalbenschwanzförmige Keilnuten, die zwischen die einzelnen Segmente selbst oder zwischen Verstärkungsauflagen 4 eingetrieben werden, die auf die beiderseitigen Segmentenden fest aufgesetzt sind, z. B. durch Aufschweißen. Die Anpreßringe können aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Bei Ausführung aus Stahl können die Ringsegmente verzinkt oder mit einem anderen Korrosionsschutz versehen werden. Die quer zur Strömungsrichtung liegenden Kanten können zur Verminderung der Strömungswiderstände abgeschrägt werden.In the illustrated embodiment of the inner seal according to the invention, it is the sealing of the in F i g. 1 butt joint visible below between the socket face A ' and the spigot end B' of the insert pipe. This butt joint is covered by an elastic ring collar 1 made of rubber or rubber-like material. The two edges of these into a closed ring along a closed cuff Anpreßspreizringe 2 are placed on both sides of the butt joints, which are assembled in the illustrated embodiment, each consisting of four segments and which are tensioned by driving dovetailed wedges. 3 These clamping wedges carry dovetail-shaped keyways that are driven between the individual segments themselves or between reinforcement pads 4 that are firmly attached to the segment ends on both sides, e.g. B. by welding. The pressure rings can be made of different materials. In the case of steel construction, the ring segments can be galvanized or provided with another type of corrosion protection. The edges that are transverse to the direction of flow can be bevelled to reduce the flow resistance.

Durch das Auseinandertreiben der Enden der Spreizringe wird die unter den Segmenten liegende elastische Weichdichtungsmanschette 1 so an die innere Rohrwand C gepreßt, daß auf dem ganzen Umfang eine gleichmäßige Dichtungswirkung erzielt wird. Die Keile 3 tragen an ihrer Außenseite wiederum einen keilförmig ausgebildeten Vorsprung 5, der den freiliegenden Teil der Dichtungsmanschette 1 auch an den Segmenttrennstellen D beim Eintreiben der Keile anpreßt, so daß auch an diesen Trennsteffen keine Undichtigkeit auftritt.By driving the ends of the expansion rings apart, the elastic soft sealing sleeve 1 lying under the segments is pressed against the inner pipe wall C in such a way that a uniform sealing effect is achieved over the entire circumference. The wedges 3 in turn have a wedge-shaped projection 5 on their outside, which presses the exposed part of the sealing sleeve 1 against the segment separation points D when the wedges are driven in, so that no leakage occurs at these separation joints either.

Für die Montage können die einzelnen Segmente der Anpreßringe durch Hilfsscharniere zusammengehalten werden, die eine gewisse Steifigkeit besitzen. Diese Scharnierverbindungen bestehen aus einer Ose 6 als Drehpunkt, einer Langlochöse 7 als Dreh- und Gleitpunkt und einem Bügel 8, der zunächst von der öse 6 getragen wird und für die Montage dann auch in die Langlochöse 7 eingehängt wird. Nach Fertigstellung und Anbringung der Innendichtung können die im dargestellten Ausführungsbeispiel von den Verstärkungsauflagen 4 getragenen Scharnierteile dann wieder entfernt werden, z. B. durch einfaches Abschlagen.For the assembly, the individual segments of the pressure rings can be held together by auxiliary hinges that have a certain rigidity. These hinge connections consist of an eyelet 6 as a fulcrum, an elongated eyelet 7 as a pivot and sliding point and a bracket 8 which is initially carried by the eyelet 6 and is then hooked into the elongated eyelet 7 for assembly. After completion and attachment of the inner seal, the hinge parts carried by the reinforcement layers 4 in the illustrated embodiment can then be removed again, e.g. B. by simply knocking off.

Claims

Patent claims: 1. Device for the subsequent sealing of leaky pipe joints from accessible pipelines from the inside, with an elastic ring collar bridging the butt joint, which is pressed sealingly against the pipe inner wall on both sides of the butt joint by a ring-shaped pressing device, which is indicated by g e, that serves as an annular pressing device at both cuff edges depending on a special, at least once a split expanding ring (2) solely by continuously adjustable, the ends of the expansion ring on both sides of the separation point apart from the driving innem the line clamping members can be expanded.

2. Device according to claim 1, characterized in that flat clamping wedges (3) are used as clamping elements in a manner known per se, which have on their outside a projection (5) which presses on the annular collar and which, together with their mating surfaces on the expanding ring ends, saw off in a dovetail shape are that the wedges are pressed radially outward when they are driven in in the axial direction of the pipeline. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that when the expansion ring is subdivided into several individual segments, auxiliary devices (6, 7, 8) are provided as an assembly aid for temporarily connecting the segment ends.

Considered publications: German Patent Specifications Nos. 829 390, 72 679; Swiss Patent No. 136 459; Belgian Patent No. 522 902; French Patents No. 1,084,115, 999,415, 858,033. British Patent Nos. 376 562, 166 719; USA. Pat. No. 2,977,994.