DE8916031U1

DE8916031U1 - Rohrkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre

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Publication number: DE8916031U1
Application number: DE8916031U
Authority: DE
Original assignee: Rasmussen GmbH
Current assignee: Norma Germany GmbH
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 1999-08-12
Also published as: DE3926626A1

Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH DR.-ING. ANDREAS KNOBLAUCH _6Ooo frankfurt/ma.n &igr; 30. Okt. 1992

PATENTANWÄLTE ' kühhornshofweg 10 GK/B

POSTGIRO FRANKFURT/M. 34 2S-6O5 (BLZ 5OO1OO6O) TELEFON: (069) 563O1O

DRESDNER BANK, FRANKFURT/M. 23OO3O8OO (BLZ 5OO8OOOO) TELEFAX: (069) 563OO2

TELEGRAMM: KKIOPAT TELEX: 411877 KNOPA D

R 127A

RASMUSSEN GmbH

Rohrkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre, mit einer durch wenigstens eine Spanneinrichtung spannbaren Schelle aus Metall und mit einer ringförmigen Muffe aus einem EIastomer in einer axial mittleren Ringkammer auf der Innenseite der Schelle.

Bei einer bekannten Rohrkupplung dieser Art (DE 37 10 852 Cl oder DE 37 37 699 Cl oder DE 36 05 020 Al) dient die Muffe der Abdichtung des Spalts zwischen den Rohrenden. Obwohl diese Dichtungsmuffe auf ihrer Innenseite mit umlaufenden Dichtlippen versehen ist, die bei höherem Druck des durch die beiden miteinander verbundenen Rohre strömenden Fluids, das durch den Spalt zwisehen den Rohrenden auf der Innenseite der Dichtungsmuffe austritt, gegen die Außenseite der Endabschnitte der Rohre gedrückt werden, hat sich gezeigt, daß die Dichtfähigkeit der Dichtung bei höheren Umgebungstempe-

raturen, insbesondere bei wechselnden Temperaturen, nachläßt, was insbesondere dann der Fall sein kann, wenn das Fluid drucklos ist oder einen Unterdruck aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die auch höheren thermischen Belastungen ohne Leckagen standhält.

Erfindungsgemäß besteht eine erste Lösung dieser Aufgabe darin, daß die Muffe über ihren gesamten Umfang und ihre gesamte Länge von einer Luft enthaltenden thermischen Isolierschicht umgeben ist.

Eine zweite Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß bei einer Schelle mit wenigstens einem sich axial erstreckenden Spalt jeder Spalt durch eine sich über einen Teil des Umfangs der Schelle erstreckende, Luft 0 enthaltende thermische Isolierschicht überbrückt ist.

Bei diesen Lösungen bildet die Isolierschicht ein Hitzeschild für die gesamte Muffe gegen eine äußere thermische Belastung, so daß sie ihre Elastizität und damit ihre Dichtfähigkeit über einen größeren Temperaturbereich beibehält.

Wenn die Isolierschicht auf der Außenseite der Schelle angeordnet ist, läßt sie sich, unabhängig von der Quer-0 schnittsform der Schelle, die wie im bekannten Fall zur

besseren Abdichtung im Bereich der Endabschnitte der Rohre gewellt sein kann, einfach gestalten und montieren. Gleichzeitig trägt sie zur Abschirmung und thermischen Isolation der Schelle bei.
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Vorzugsweise besteht die Isolierschicht aus einem hitzebeständigen Streifen und einer von diesem eingeschlossenen Luftschicht. Dies ergibt eine besonders einfache Ausbildung der Isolierschicht. 5

Hierbei kann der Streifen (auch oder nur) an Umfangsrandabschnitten der Schelle anliegen. Wenn der Streifen aus thermisch leitfähigem Material besteht und nur an den Umfangsrandabschnitten anliegt, ergibt sich nur im Bereich der Umfangsrandabschnitte der Schelle eine thermische Brücke zum Streifen.

Sodann kann der Streifen nur mit seinen Umfangsrandabschnitten an den Umfangsrandabschnitten der Schelle anliegen. Dies ergibt einen materialsparenden axial kurzen bzw. schmalen Streifen.

Ferner kann der Streifen aus hitzebeständigem Stahlblech bestehen. Dieses läßt sich leicht in die ge-0 wünschte Form bringen.

So kann die axiale Querschnittsfläche des Streifens ein etwa U-förmiges, radial nach innen offenes Profil mit axialen Flanschen aufweisen. Hierbei kann das U-förmige Profil auf einfache Weise zur Ausbildung der Luftschicht einen radialen Abstand vom Umfang der Schelle aufweisen.

Sodann kann die axiale Querschnittskontur beiderseits des Spaltes liegender Endabschnitte des Überbrückungs-Streifens der axialen Querschnittskontur der Schelle weitgehend angepaßt sein und der Überbrückungs-Streifen innerhalb seiner Umfangsrandabschnitte einen radialen Abstand von der Schelle haben. Dies ergibt einen in Umfangsrichtung der Schelle relativ kurzen materialsparenden Streifen, der zumindest den am stärksten thermisch belasteten Spaltbereich der Muffe schützt.

Ferner kann der Streifen aus Wellblech bestehen, dessen Wellenberge und -täler sich in Axialrichtung der Schelle erstrecken. Ein Wellblechstreifen ist einfacher herstellbar und läßt sich leichter der kreisförmigen Umfangskontur der Schelle - unabhängig von ihrem jeweiligen Durchmesser - anpassen als ein im Querschnitt gewölbter Streifen. Insbesondere kann der Streifen aus einem "endlosen" Wellblechstreifenmaterial in der dem jeweiligen Schellenumfang entsprechenden Länge abgeschnitten werden. Obwohl dieser Wellblechstreifen die Schelle längs axialer Linien berühren kann, stellt er, insbesondere aufgrund der Lufteinschlüsse zwischen den Wellungen, einen sehr wirksamen Flammenschutz für die Muffe dar.

Die Enden des Wellblechstreifens können sich überlappen und miteinander verbunden sein, z.B. durch einen schraublosen Laschenverschluß. Dennoch paßt sich der Wellblechstreifen beim Spannen oder Entspannen der Schelle aufgrund seiner durch die Wellenform erzielten Federwirkung den Durchmesserunterschieden der Schelle selbsttätig an. Es ist aber auch möglich, die Enden des Wellblechstreifens durch einen lösbaren Verschluß zu verbinden.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung, durch die die Enden zweier Rohre verbunden sind,

Fig. 2 einen Teil eines axialen Querschnitts der Rohrkupplung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung,

Fig. 4 einen Teil eines axialen Querschnitts der Rohrkupplung nach Fig. 3,

Fig. 5 einen Teil eines radialen Querschnitts der Rohrkupplung nach Fig. 3,
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Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung,

Fig. 7 einen Teil eines axialen Querschnitts der Rohrkupplung nach Fig. 6 und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Stahlblechstreifens der Rohrkupplung nach Fig. 6.

Die Rohrkupplung nach den Fig. 1 und 2 dient zum dichten Verbinden der Enden zweier Rohre 1 und 2 und besteht aus einer spannbaren Schelle 3 aus Metall, vorzugsweise hitzebeständigem Stahlblech, einer ringförmigen, der Abdichtung des Spalts zwischen den einander zugekehrten Enden der Rohre 1 und 2 dienenden Muffe 4 aus einem Elastomer, d.h. einem gummielastischen Material, in einer axial mittleren Ringkammer 5 auf der Innenseite der Schelle 3 und einer thermischen Isolier-0 schicht, die aus einem hitzebeständigen Streifen 6 aus Stahlblech und einer von diesem eingeschlossenen Luftschicht 7 besteht. Die Isolierschicht 6, 7 umgibt die Schelle 3 auf ihrer Außenseite und damit auch die Muffe 4 über ihren gesamten Umfang und ihre gesamte Länge wie eine Isolierhülle. Der Streifen 6 bildet eine Hülse und liegt nur an Umfangsrandabschnitten 8 der Schelle 3 an, die axial außerhalb der Muffe 4 liegen und im vorlie-

genden Fall durch Spannbänder einer Spanneinrichtung der Schelle gebildet sind. Hierbei ist der Streifen 6 an der radial inneren Seite jedes Spannbands 8 durch Schweißpunkte 10 befestigt, und zwar an dem jeweils axial inneren Endabschnitt jedes Spannbandes 8. Die axiale Querschnittsfläche des Streifens 6 hat ein etwa U-förmiges, radial nach innen offenes Profil mit axialen Flanschen 11, die an den Spannbändern 8 befestigt sind, während der Zwischenraum zwischen dem Streifen und dem nach Art eines Wellrohres gewellten Schellenmantel 12 mit Luft gefüllt ist und auf diese Weise die Luftschicht 7 bildet. Die Enden des Streifens 6 überlappen sich in Umfangsrichtung und sind relativ zueinander verschiebbar.

Die Spanneinrichtung 9 enthält die Spannbänder 8, die durch Schweißpunkte 13 mit axial außerhalb der Muffe liegenden, Ringkammern bildenden Umfangsrandabschnitten 14 des Schellenmantels 12 verbunden sind. Die Spannbänder 8 sind am Rand einer Unterbrechung bzw. eines Spalts 12' der Schelle 3 bzw. des Schellenmantels 12 zu Schlaufen 15 umgebogen, in denen Rundbolzen 16 und 17 drehbar gelagert sind. Die Rundbolzen 16 haben Querbohrungen 18 zur Durchführung von Spannschrauben 19, während die Rundbolzen 17 mit Gewinde aufweisenden Querbohrungen 20 zur Aufnahme der Spannschrauben 19 versehen sind. Sodann sind die Schlaufen 15 mit Schlitzen oder Langlöchern 21 zur Durchführung der Spannschrauben versehen und mit ihren Enden durch Schweißpunkte 22 auf 0 der Außenseite des Spannbands 8 befestigt.

Die Schelle 3 kann zwei sich diametral gegenüberliegende Unterbrechungen bzw. Spalte 12' aufweisen. Gegebenenfalls wäre eine weitere Spanneinrichtung, die der 5 Spanneinrichtung 9 entspricht, der Spanneinrichtung 9 diametral in bezug auf die Achse der Schelle 3 gegenüberliegend ausgebildet. Statt der Spannbänder 8 mit

den Schlaufen 15 können alternativ an der Unterbrechung 12' des Schellenmantels 12 von den Umfangsrandabschnitten 14 radial nach außen abgewinkelte Spannbacken mit Durchgangslöchern für Spannschrauben mit Muttern vorgesehen sein. Gegebenenfalls würden dann die Flansche 11 des Streifens 6 am Umfangsrandabschnitt 14 befestigt.

Die Muffe 4 hat auf ihrer radial inneren Seite umlaufende Dichtlippen 23, die gegebenenfalls durch den Druck eines über den Spalt zwischen den Rohrenden austretenden, unter Druck stehenden Fluids von außen gegen die Rohre 1 und 2 gedrückt werden, um die Dichtwirkung der Muffe 4 zu erhöhen.

In den durch die Umfangsrandabschnitte 14 gebildeten, radial nach innen offenen Ringkammern sind Sicherungseinrichtungen 24 in Form von Bändern mit an ihren Rändern schräg nach innen abgewinkelten Krallen 25 mittels Schweißpunkten 26 befestigt. Die Krallen 25 jeder Sicherungseinrichtung bilden zwei umlaufende Kränze, wobei die Krallen in dem einen Kranz gegensinnig zu den Krallen im anderen Kranz geneigt sind. Die Krallen 25 greifen beim Spannen der Spanneinrichtung in den Umfang der Rohre 1 und 2 ein, um ein Auseinanderziehen der Rohre 1 und 2 zu verhindern.

Zwischen dem Schellenmantel 12 und der Muffe 4 ist eine Lasche 27 angeordnet, die den Spalt 12' des Schellenmantels 12 überbrückt und dem Profil des Schellenmantels 12 angepaßt ist.

Das Ausführungsbeispiel der Rohrkupplung nach den Fig. 3 bis 5 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen nur dadurch, daß anstelle des in Umfangsrichtung glatten Streifens ein um den axial mittleren Bereich des Schellenmantels 12 herumgelegter

Streifen 6' aus Wellblech verwendet wird, dessen Endabschnitte einander überlappen und durch einen nicht dargestellten schraublosen Laschenverschluß verbunden sind, der so ausgebildet ist, daß sich das eine Ende des Streifens 6' verjüngt, durch einen Querschlitz im anderen Endabschnitt des Streifens 6' hindurchgeführt und dann umgebogen ist. Alternativ können die Enden des Streifens 6' auch durch einen lösbaren Verschluß, z.B. einen Schraub- oder Schnellverschluß, oder durch eine Punktschweißung verbunden sein. Der Wellblechstreifen 6' berührt den Schellenmantel nur mit seinen radial inneren Wellenbergen. Dennoch stellt er, insbesondere aufgrund der Lufteinschlüsse zwischen den Wellungen, einen sehr wirksamen Flammenschutz für die Muffe 4 dar.

Hierbei trägt nicht nur die Luft 7 auf der radial inneren Seite zwischen den Wellungen, sondern auch die Luft auf der radial äußeren Seite zwischen den Wellungen zur thermischen Isolation bei, da bei tangentialer Beaufschlagung der Rohrkupplung durch Flammen 29, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, die Luft auf der Außenseite des Wellblechstreifens 6' zwischen den Wellungen weitgehend eingekammert bleibt und eine großflächige unmittelbare Berührung der Flammen mit dem Wellblechstreifen 6' verhindert wird. Andererseits kann die von dem Wellblechstreifen 6' bei örtlicher Beaufschlagung durch Flammen aufgenommene Wärme großflächig verteilt und abgeführt werden. Sodann hat der Wellblechstreifen 6' gegenüber der aus dem Streifen 6 gebildeten Hülse nach den Fig. 1 und 2 den Vorteil, daß er einfacher herstellbar ist und sich leichter der kreisförmigen Umfangskontur der Schelle 3 bzw. des Schellenmantels 12 anpassen läßt. Insbesondere kann er aus einem "endlosen" Wellblechstreifenmaterial in der dem jeweiligen Schellenumfang entsprechenden Länge zugeschnitten werden. Auch wenn die Enden des Wellblechstreifens 6' sich überlappen und miteinander verbunden sind, paßt sich der Wellblechstreifen 6' dennoch beim Spannen oder Entspannen der

Schelle 3 aufgrund seiner durch die Wellenform erzielten Federwirkung den Durchmesserunterschieden der Schelle 3 selbsttätig an.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 8 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen nur dadurch, daß anstelle des umlaufenden Blechstreifens 6 ein wesentlich kürzerer Streifen 6" aus Stahlblech vorgesehen ist, der lediglich den Spalt 12' zwischen den Enden des Schellenmantels 12 überbrückt, um die Muffe 4 in diesem am stärksten durch Hitzeeinwirkung gefährdeten Bereich zu schützen. Wenn ein weiterer Spalt entsprechend dem Spalt 12' auf der dem Spalt 12' diametral gegenüberliegenden Seite der Schel-Ie 3 vorgesehen ist, kann dieser Spalt ebenfalls durch einen dem Streifen 6" entsprechenden Streifen überbrückt sein. Der eine Endabschnitt 30 des Streifens 6' ist durch nichtdargestellte Punktschweißungen mit dem Schellenmantel 12 verbunden, während der andere Endab-0 schnitt 31 nicht mit dem Schellenmantel 12 verbunden, sondern relativ zu diesem in Umfangsrichtung verschiebbar ist, um das Spannen der Schelle 3 mittels der Spanneinrichtung 9 nicht zu behindern. Der Streifen 6' ist in seinem in Umfangsrichtung mittleren Bereich, der den Spalt 12' überbrückt, im axialen Querschnitt ebenso U-förmig, radial nach innen offen und mit axialen Flanschen 11 versehen, wie der Streifen 6 nach den Fig. 1 und 2. Dagegen sind die beiderseits des Spalts 12' liegenden Endabschnitte 3 0 und 31 des Streifens 6" der axialen Querschnittskontur der Schelle 3 weitgehend angepaßt, d.h. mit Eindrückungen 3 2 und 3 4 versehen, die in die Wellentäler des Schellenmantels 12 eingreifen, so daß die Luft 7 in dem Raum zwischen dem Streifen 6" und dem Schellenmantel 12 im Bereich des Spalts 12' weitgehend nach außen hin abgeschlossen ist und zusätzlich zu dem Streifen 6" zur thermischen Isolation beiträgt.

Der Streifen 6" ist aufgrund seiner in Umfangsrichtung kurzen Abmessung materialsparend und kann dennoch in
vielen Fällen einen ausreichenden Flammenschutz für die Muffe 4 im Bereich des Spalts 12' bieten.
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Eine Abwandlung der dargestellten Rohrkupplungen kann darin bestehen, daß die aus dem Streifen 6 bzw. 6' bzw. 6" und der Luftschicht 7 bestehende Isolierschicht
durch ein Vlies aus Keramikfasern ersetzt wird, wobei ein solches Vlies auch zwischen dem Schellenmantel 12 und der Muffe 4, sei es allein oder zusätzlich zu der Isolierschicht, vorgesehen sein kann. Aufgrund der Faserstruktur ist in einem solchen Vlies ebenfalls Luft eingeschlossen.

Claims

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH

DR.-ING. ANDREAS KNOBLAUCH &bgr;&ogr;&ogr;&ogr; frankfurt/ma.n , 30. Okt. 1992

PATENTANWÄLTE kühhornshofweg 10

POSTGIRO FRANKFURT/M. 3425-605 (BLZ 5O010060) TELEFON: (&Ogr;69) 563010

DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 23&Ogr;&Ogr;3&Ogr;8&Ogr;&Ogr; (BLZ 5&Ogr;&Ogr;8&Ogr;&Ogr;&Ogr;&Ogr;) TELEFAX: (&Ogr;69) 563002

TELEGRAMM: KNOPAT TELEX: 411877 KNOPA D

R 127A

Schutzansprüche

1. Rohrkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre, mit einer durch wenigstens eine Spanneinrichtung spannbaren Schelle aus Metall und mit einer ringförmigen Muffe aus einem Elastomer in einer axial mittleren Ringkammer auf der Innenseite der

Schelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (4) über ihren gesamten Umfang und ihre gesamte Länge von einer Luft (7) enthaltenden thermischen Isolierschicht (6, 6', 7) umgeben ist. 10
2. Rohrkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre, mit einer durch wenigstens eine Spanneinrichtung spannbaren Schelle aus Metall und mit einer ringförmigen Muffe aus einem Elastomer in einer axial mittleren Ringkammer auf der Innenseite der Schelle, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Schelle (3) mit wenigstens einem sich axial erstreckenden Spalt jeder Spalt (12') durch eine sich über einen Teil des Umfangs der Schelle (3) erstreckende, Luft

(7) enthaltende thermische Isolierschicht (6", 7) überbrückt ist.
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (6, 6', 6", 7) auf der Außenseite der Schelle (3) angeordnet ist.
4. Rohrkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (6, 6', 6", 7) aus einem hitzebeständigen Streifen (6, 6', 6") und einer von diesem eingeschlossenen Luftschicht (7) besteht.
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5. Rohrkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (6; 6") an Umfangsrandabschnitten (8; 14) der Schelle (3) anliegt.
6. Rohrkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (6; 6") mit seinen Umfangsrandabschnitten (11) an den Umfangsrandabschnitten (8; 14) der Schelle (3) anliegt.
7. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (6, 6', 6") aus hitzebeständigem Stahlblech besteht.
8. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Querschnittsfläche des Streifens (6, 6") ein etwa U-förmiges, radial nach innen offenes Profil mit axialen Flanschen (11) aufweist.
9. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Querschnittskontur beiderseits des Spalts (12') liegender Endabschnitte (30, 31) des Überbrückungs-Streifens (6") der axialen Querschnittskontur der Schelle (3) 5 weitgehend angepaßt ist und der Überbrückungs-Streifen (6¹¹) innerhalb seiner Umfangsrandabschnitte einen radialen Abstand von der Schelle (3) hat.
10. Rohrkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (6') aus Wellblech besteht,
dessen Wellenberge und -täler sich in Axialrichtung der Schelle (3) erstrecken.
11. Rohrkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Wellblechstreifens (6') sich überlappen und miteinander verbunden sind.