DE19532550A1

DE19532550A1 - Process to produce rigid gas and liquid seal between hollow cylinders

Info

Publication number: DE19532550A1
Application number: DE1995132550
Authority: DE
Inventors: Hartmut Krueger
Original assignee: Brugg Rohrsysteme GmbH
Current assignee: Brugg Rohrsysteme GmbH
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 1997-03-06

Abstract

The process produces a rigid connection with a gastight and liquid-tight seal between two hollow cylindrical components, which are preferably a pipe (1) and a flange (2), and of which the first has an external diameter which corresponds closely to the internal diameter of the second. The first component is inserted so far into the second, that a region of the latter is left uncovered. An annular sealing element (3) with a U-shaped cross section is inserted into the components, and has a chamber (3c) which is filled with a compressible sealant. One U-limb (3b) rests against the inner surface of the first component, while the other rests against that of the second. The element is then deformed radially against the inner surfaces while the limbs remain supported against them, so that the volume of the chamber is reduced in order to compress the sealant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mechanisch festen und gas- bzw. flüssigkeitsdichten Verbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a mechanically solid and gas or liquid-tight connection according to the preamble of claim 1.

Zur Herstellung einer Verbindung von Metallrohren miteinander bzw. einer Verbindung zwischen einem Metallrohr und einem Metallflansch gibt es mannigfaltige Lösungen.For connecting metal pipes to each other or a connection between a metal tube and a Metal flange there are various solutions.

So ist es üblich, die genannten Bauteile miteinander zu verlöten oder zu verschweißen oder auch miteinander zu verschrauben.So it is common to join the above components together solder or weld or also to each other screw together.

Problematisch ist die Herstellung einer Verbindung von dünnwandigen Rohren miteinander bzw. mit einem Flansch, da ein Verschrauben oder Verschweißen wegen der geringen Wanddicke nur schwer durchführbar ist und ein Verlöten nur bei wenigen Metallen sinnvoll ist.It is problematic to establish a connection from thin-walled tubes with each other or with a flange, because a Screw or weld due to the small wall thickness is difficult to carry out and soldering only for a few Metals makes sense.

Noch komplizierter gestaltet sich der Anschluß eines schraubenlinienförmig gewellten dünnwandigen Metallrohres an einen Flansch.Connecting one is even more complicated helically corrugated thin-walled metal pipe a flange.

Aus der CH-PS 589 249 ist es bekannt, das Ende des gewellten Metallrohres gegen die Innenfläche eines Flansches zu walzen, wobei die Wellung eingeebnet wird. Durch den beim Walzen entstehenden hohen Anpreßdruck entsteht zwischen dem ehemals gewellten Metallrohr und dem Metallflansch eine dichte Preßverbindung. Diese Art der Verbindung erfordert einen hohen maschinellen Aufwand an der Montagestelle und setzt dickwandige Flanschteile voraus.From CH-PS 589 249 it is known the end of the corrugated Rolling metal pipe against the inner surface of a flange, whereby the curl is leveled. By rolling resulting high contact pressure arises between the former corrugated metal pipe and the metal flange a dense Press connection. This type of connection requires a high one mechanical effort at the assembly site and sets thick-walled flange parts ahead.

Eine andere Verbindungsart für gewellte Metallrohre ist in der DE-PS 33 02 450 beschrieben. Auf das Ende des gewellten Rohres wird eine Stützbuchse geschraubt und ein Rohrstutzen in das Ende des gewellten Rohres eingeschraubt. Die Abdichtung wird dadurch hergestellt, daß die lichte Weite der Außenbuchse zum Ende hin zunimmt und/oder der Außendurchmesser des Rohrstutzens zum Ende hin abnimmt. Beim Einschrauben des Rohrstutzens in das durch ein Formwerkzeug der Innenkontur der Außenbuchse angepaßte Wellrohrende wird das Wellrohr zwischen dem Rohrstutzen und der Außenbuchse verspannt.Another type of connection for corrugated metal pipes is in the DE-PS 33 02 450 described. At the end of the corrugated pipe a support bush is screwed and a pipe socket into the Screwed in end of the corrugated tube. The seal will manufactured in that the clear width of the outer bush for End increases and / or the outer diameter of the Pipe socket decreases towards the end. When screwing the Pipe socket in the through a mold of the inner contour of the Corrugated pipe end adapted to outer bushing, the corrugated pipe is between the pipe socket and the outer bush clamped.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer mechanisch festen und gas- und flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen zwei Metallrohren bzw. zur Verbindung zwischen einem Metallrohr und einem Flansch anzugeben, welches sowohl für dickwandige als auch dünnwandige glatte oder gewellte Metallrohre ohne großen Aufwand auf der Baustelle durchführbar ist.The present invention is based on the object Process for producing a mechanically solid and gas and liquid-tight connection between two metal pipes or for the connection between a metal pipe and a flange specify which one for both thick-walled and thin-walled smooth or corrugated metal pipes on the Construction site is feasible.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.This object is achieved in the characterizing part of claim 1 recorded characteristics solved.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.Particularly advantageous embodiments of the invention are shown in the dependent claims.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren Verbindungen hergestellt werden können, die universell eingesetzt werden können. Dabei kann sowohl auf ein Schweißen oder Löten als auch auf große Kräfte an der Baustelle verzichtet werden. Das Dichtelement nach der Lehre der Erfindung ist relativ leicht verformbar. Das Dichtungsmittel dringt in enge Spalte ein und dichtet somit zuverlässig ab. Die mechanische Verbindung zwischen den Bauteilen wird durch das metallische ringförmige Dichtelement erreicht.The main advantage of the invention is that the process of the invention compounds are produced that can be used universally. It can both on welding or soldering and on large forces to be dispensed with at the construction site. The sealing element after the Teaching of the invention is relatively easily deformable. The Sealant penetrates into narrow gaps and thus seals reliably. The mechanical connection between the Components are made by the metallic ring-shaped sealing element reached.

Die Erfindung ist an Hand der in den Fig. 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown schematically in FIGS. 1 to 4.

In der Fig. 1 ist das Ende eines glatten Metallrohres 1 dargestellt, welches mit einem metallischen Flansch 2 gasdicht und mechanisch fest verbunden werden soll. Hierzu weist der Flansch 2, der nur zum Teil dargestellt ist, eine Ausnehmung 2a auf, die sich in etwa über die Hälfte des Flansches in axialer Richtung erstreckt. In radialer Richtung entspricht die Abmessung der Ausnehmung 2a in etwa der Wanddicke des Rohres 1. Die Oberfläche der Ausnehmung 2a kann mit einer Profilierung versehen sein. Das Ende des Metallrohres 1 wird in die Ausnehmung 2a eingeführt und anschließend ein Dichtelement 3 eingeschoben, welches aus einem Metallring 3a mit U-förmigem Querschnitt besteht. Die U-Stege 3b weisen an ihrer Stirnfläche Zacken oder eine Profilierung auf. Die U-Kammer 3c ist mit einem kompressiblen Dichtmittel vorzugsweise Graphit gefüllt. Das Dichtelement 3 wird so in den Flansch 2 und das Metallrohr 1 eingeführt, daß ein U-Steg 3b an dem Metallrohr 1 und der andere U-Steg 3b an dem Flansch 2 anliegt.In Fig. 1 the end of a smooth metal tube 1 is shown, which is to be gas-tight and mechanically firmly connected to a metallic flange 2 . For this purpose, the flange 2 , which is only shown in part, has a recess 2 a, which extends approximately over half of the flange in the axial direction. In radial direction, the dimension of the recess 2 a corresponds approximately to the wall thickness of the pipe. 1 The surface of the recess 2 a can be provided with a profile. The end of the metal tube 1 is inserted into the recess 2 a and then a sealing element 3 is inserted, which consists of a metal ring 3 a with a U-shaped cross section. The U-webs 3 b have serrations or a profile on their end face. The U-chamber 3 c is filled with a compressible sealant, preferably graphite. The sealing element 3 is inserted into the flange 2 and the metal tube 1 so that a U-web 3 b bears against the metal tube 1 and the other U-web 3 b against the flange 2 .

Mit einer nicht dargestellten an sich bekannten Einwalzvorrichtung wird der Dichtring 3 radial nach außen verformt. Dabei dringen zunächst die Zacken bzw. Profilierungen der U-Stege 3b in die innere Oberfläche des Metallrohres 1 und des Flansches 2 ein. Im Zuge der weiteren Verformung wird das Volumen der U-Kammer 3c verringert, wobei das Dichtmittel komprimiert wird und in die vorhandenen Spalte eindringt. The sealing ring 3 is deformed radially outward with a known rolling-in device (not shown ) . First, the serrations or profiles of the U-webs 3 b penetrate into the inner surface of the metal tube 1 and the flange 2 . In the course of the further deformation, the volume of the U-chamber 3 c is reduced, the sealant being compressed and penetrating into the existing gaps.

Um das zu komprimierende Volumen der U-Kammer 3c und damit des Dichtmittels zu vergrößern ist der Boden der U-Kammer 3c wie durch die gestrichelten Linien angedeutet vor der Verformung nach innen gewölbt.In order to increase the volume of the U-chamber 3 c to be compressed and thus the sealant, the bottom of the U-chamber 3 c is arched inwards before the deformation, as indicated by the broken lines.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Um ein seitliches Ausbrechen der U-Stege 3b während der Verformung zu verhindern, sind eine Ausdrehung 2b im Flansch 2 und eine Ausdrehung 1a im Metallrohr 1 vorgesehen, welche die Enden der U-Stege 3b aufnehmen. Fig. 2 shows another embodiment of the invention. A lateral breaking of the U-webs 3 b to prevent during deformation, are a recess 2b in the flange 2 and has a recess 1 a in the metal tube 1 is provided, which receive the ends of the U-webs 3 b.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind zwei Ausdrehungen 2b und 2c im Flansch 2 vorgesehen. Bei der Verformung dringt ein U-Steg 3b in die Ausdrehung 2b und der andere U-Steg 3b formt das Metallrohr 1 in die Ausdrehung 2c.In the embodiment of FIG. 3, two bores 2 b and 2 c are provided in the flange 2 . During the deformation, a U-web 3 b penetrates into the recess 2 b and the other U-web 3 b forms the metal tube 1 into the recess 2 c.

Die Fig. 4 zeigt ein Anwendungsbeispiel für gewellte Rohre. Auf das Ende des gewellten Metallrohres wird ein Flansch 2 mit einem der Wellung des Metallrohres 1 entsprechenden Gewindegang 2d soweit aufgeschraubt, daß das gewellte Metallrohr 1 die Hälfte der inneren Oberfläche des Flansches 2 überdeckt. Ein Dichtelement 3 wird dann in den Flansch 2 und das gewellte Metallrohr 1 eingeschraubt. Hierzu weisen die Enden der U-Stege 3b die Form eines Schraubenganges auf. Beim radialen Verformen werden zunächst die Enden der U-Stege 3b gegen das Flansch innere und das Wellrohrinnere gepreßt und gleichzeitig das gewellte Metallrohr 1 gegen das Flanschinnere gepreßt. Im Zuge der weiteren Verformung wird das in der U-Kammer 3c befindliche Graphit komprimiert und in die vorhandenen Spalte gepreßt. Wie vorher erwähnt, wird die Verformung vorteilhafterweise durch Einwalzen mit einer Rohrwalze vorgenommen, jedoch sind andere Verformungsarten nicht ausgeschlossen. So ist ein Aufweiten mit einem mechanischen oder hydraulischen Expander ebenfalls denkbar, wobei hier jedoch ein gewisses Rückfedern der verpreßten Teile befürchtet werden muß. Fig. 4 shows an application example for corrugated pipes. At the end of the corrugated metal tube, a flange 2 with a thread 2 d corresponding to the corrugation of the metal tube 1 is screwed so far that the corrugated metal tube 1 covers half of the inner surface of the flange 2 . A sealing element 3 is then screwed into the flange 2 and the corrugated metal tube 1 . For this purpose, the ends of the U-webs 3 b have the shape of a screw thread. In the radial deformation, the ends of the U-webs 3 b are first pressed against the inner flange and the corrugated tube interior, and at the same time the corrugated metal tube 1 is pressed against the inner flange. In the course of the further deformation, the graphite located in the U-chamber 3 c is compressed and pressed into the existing gaps. As mentioned previously, the deformation is advantageously carried out by rolling with a tube roller, but other types of deformation are not excluded. A widening with a mechanical or hydraulic expander is also conceivable, but here a certain springback of the pressed parts must be feared.

Wird beim Einwalzen eine entsprechend profilierte Walze verwendet, so kann der ursprünglich nach innen gewölbte Boden des Dichtrings 3a nach außen verformt werden, so daß dadurch eine noch stärkere Volumensverringerung der U-Kammer 3c erreichbar ist.If a correspondingly profiled roller is used during rolling, the originally inwardly curved bottom of the sealing ring 3 a can be deformed outwards, so that an even greater reduction in volume of the U-chamber 3 c can be achieved.

Das bei der Erfindung vorteilhaft verwendete Graphit hat im Einbauzustand eine Dichte von 1,25 ^g/cm³ bis 1,6 ^g/cm³ und im verpreßten Zustand eine Dichte, die um ca. 10 bis 25% höher liegt.The graphite advantageously used in the invention has a density of 1.25 ^g / cm³ to 1.6 ^g / cm³ in the installed state and a density in the compressed state which is approximately 10 to 25% higher.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß eine Verbindung von rohrförmigen Teilen hergestellt werden kann, ohne daß auf die Werkstoffe der Bauteile geachtet werden muß. So können beispielweise Edelstahlrohre mit Stahlflanschen aber auch Kupferrohre mit Stahlflanschen verbunden werden.The main advantage of the invention is seen in that a connection of tubular parts can be made can, without paying attention to the materials of the components got to. For example, stainless steel pipes with steel flanges but also copper pipes can be connected to steel flanges.

Claims

1. A method for producing a mechanically solid and gas-tight and liquid-tight connection between two hollow cylindrical components, the outer diameter of the first component approximately corresponding to the inner diameter of the second component, preferably characterized by the following features between a tube and a flange:

a) the first component is pushed into the second component to such an extent that an area of the second component remains uncovered,
b) an annular sealing element with a U-shaped cross section, the chamber of which is filled with a compressible sealant, is pushed into the first and second component, one U-web on the inner surface of the first component and the other U-web on the inner surface of the second component,
c) the annular sealing element is pressed against the inner surface of the first and second component by radial deformation, the U-webs being supported on the inner surface of the first and second component and the volume of the U-chamber being reduced, and that in the U Chamber sealing material is compressed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the surface facing the inner surface of the components U-ridges, cutting edges, serrations or similar are provided, which is a positive fit when radially deformed Connection to the inner surface of the first and second Component.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the inner surface of the first and second component a recess is made in which the U-webs intervention.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the contact area of the first and or second Component are profiled so that the radial Deform a positive connection between the first and second component in this area arises.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that in the inner surface of the second Component two recesses at an axial distance from each other be introduced, with a recess in Contact area of the first and the second component is located that the sealing element in the interior of the first and second component is introduced so that the U-webs are located in the area of the recesses that in the case of radial deformation, the U-webs into the recesses penetrate and that during the radial deformation of the wall of the first component in the corresponding recess of the second component is formed.

6. The method according to claim 1 for producing a Connection between a helically corrugated Metal pipe and a flange ring, characterized in that one with one of the corrugation of the metal pipe Flange ring on the end of the Corrugated tube is screwed on that a sealing element, the U-bars have a thread-like shape at their end have in the flange ring and the corrugated tube is screwed in and that the sealing ring by radial Deform is deformed such that the corrugation of the corrugated metal tube and the screw thread of the Flange be filled out by the sealant.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized that graphite as a compatible sealant is used.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the radial deformation by rolling by means of a tube roller.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the sealing element is an inward protruding curvature has the radial deformation is leveled.