Die Erfindung betrifft eine form- und materialschlüssige, insbesondere elek- trisch isolierende Rohrverbindung zwischen a) einem überlappenden Rohr aus ver¬ stärktem Kunststoff, das in eine Anzahl von übereinander angeordneten, an ihren Enden jeweils mit einem gegen die Rohrachse gerichteten Flansch versehenen Rohr¬ schalen oder Rohrschichten unterteilt ist, die voneinander getrennt und damit unab¬ hängig voneinander in Axialrichtung des Rohres verformbar sind und b) wenigstens einem, vorzugsweise zwei von den Rohrschalen bzw. -schichten überlappten, insbes. aus Metall bestehenden Rohren, wobei das Ende des Kunststoffrohres durch Umwik- keln, Umpressen oder Umgießen auf das Ende des überlappten Rohres aufgebracht ist und die Flanschen der innersten Rohrschale oder -Schicht je eine am Ende des über¬ lappten Rohres ausgebildete Schulffer hintergreift und gegebenenfalls die äußerste Rohrschale oder -Schicht zumindest in ihrem Endbereich von einem Überwurf-Ring umschlossen ist.

Bei Verbindungen dieser Art wurde es bekannt (DE-OS 27 33 048), jedem Flansch der Rohrschale eine gesonderte Schulter an dem überlappten Rohr zuzuord¬ nen, wobei diese Schultern treppenartig angeordnet waren, wobei die Treppung vom Rohrende ausgehend anstieg. Diese Ausgestaltung bedingte eine Materialanhäufung an den Rohrenden und einen relativ langen verdickten Abschnitt ebenfalls am Ende des Rohres, was besonders bei großen Verbindungen eine erhebliche Materialanhäu¬ fung ergibt. Darüberhinaus ist auch die Herstellung der einzelnen Schultern am Roh¬ reende arbeitsaufwendiger und komplizierter. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung des Effektes der bekannten Verbindung hinsichtlich des gleichmäßigen und gleichzeitigen Tragens der Rohrschalen eine Vereinfachung der Ausbildung der Rohrverbindung zu erzielen. Erreicht wird dies, wenn gemäß der Erfindung die Flanschen der Rohrschalen bzw. -schichten gegeneinander abgestützt sind, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines vorzugsweise senkrecht zur Rohrachse angeordneten Ringes bzw. einer Ring-

wicklung, der beispielsweise mit einem Fortsatz versehen ist, . welcher zwischen den einander benachbarten, in axialer Richtung verlaufenden Flächen benachbarter Rohr¬ schalen oder -schichten angeordnet, jedoch vorzugsweise an einer dieser Rohrschalen fixiert ist. Durch die Abstützung der Flanschen der Rohrschalen gegeneinander reicht es selbst bei großen Dimensionen (Nennweiten über 1OOO mm), nur mehr eine Schulter an den Rohrenden vorzusehen, wodurch die Verdickung am Ende des Rohres und auch deren Erstreckung in axialer Richtung gegenüber der vorerwähnten Kon¬ struktion gering gehalten werden können. Die Rohrschalen sind aber nur mehr im Zylinderteil gegeneinander in Axialrichtung bewegbar, wobei jedoch die Rohrschalen ebenfalls gleichzeitig und gleichmäßig bei Belastung der Rohre zum Tragen kommen, ausführungsgemäß jedoch die Anbringung der Gleitschichten erheblich erleichtert ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rohrverbindung wird daher der her¬ stellungstechnische Aufwand vermindert und die Materialausnutzung gegenüber der vorerwähnten bekannten Kupplung verbessert. Darüberhinaus ermöglicht die erfin- dungsgemäße Ausbildung der Rohrverbindung für den Fall, daß das Kunststoffrohr durch Umwickeln hergestellt wird, den Winckelwinkel der äußeren Schale gegen die erzeugende Mantellinie zu verkleinern und damit die Steilϊgkeit der äußeren Schale zu erhöhen. Bedingt ist dieser Effekt durch die Verkleinerung der axialen Öffnung der äußeren Schale gegenüber den bekannten Konstruktionen, bei welchen die Auftrep- pung der Schultern einen relativ großen Außendurchmesser der äußeren Schale be¬ dingt. Der Wickelwinkel der einer Tragschale ergibt sich hiebei nach dem Gesetz von Clairaut aus dem Verhältnis der größten und kleinsten Durchmesser der Schale zuein¬ ander aus

r _ Durchmesser axiale Öffnung Durchmesser Zylinderteil

Durch die Möglichkeit, die axiale Öffnung der äußeren Schale zu verkleinern und die damit einhergehende Verkleinerung des Wickelwinkels ergibt sich eine Erhö¬ hung der Steifigkeit der äußeren Schale, womit eine Verdickung der .äußeren Schale und das Vorsehen von Gleitebenen zwischen den Schalen, in Fällen geringerer Bela-

stung vollständig entfallen könnte. Es ist allerdings zweckmäßig, im Zylinderteil der Schalen, zwischen den Schalen eine „Gleitebene vorzusehen, um etwaige Spannungen ausgleichen zu können.

Eine besonders günstige AbStützung der Rohrschalen ergibt sich, wenn in Wei- terbildung der Erfindung die der innersten Rohrschale bzw. -schichte folgende zweite Rohrschale oder -schichte mit ihrem Flansch sowohl am Flansch der innersten Rohr¬ schale bzw. -schichte als auch an der Schulter des Rohres anliegt, an der auch der Flansch der innersten Rohrschale anliegt, wobei die Schulter bevorzugt abgetreppt ist und die vorzugsweise achsnormalen Flächen der Abtreppung die Auflageflächen des Flansches der Rohrschalen bilden. Die Abtreppung ermöglicht es, daß bei der Her¬ stellung der Schalen durch Wickeln, die Wickelwinkel der einzelnen Schalen nach außen hin kontinierlich flacher werden können, was erwünscht ist, weil die Zugfestig¬ keit einer Schale umso besser wird, je mehr sich der Wickelwinkel der Axialrichtung der Schale nähert. Die Abtreppung der Schulter bildet die beste Möglichkeit einer kontinuierlichen Wicklung mit Verkleinerung des Wickelwinkels, wobei eine sprung¬ hafte Änderung des Wickelwinkels und ein dadurch bedingter Steifigkeitssprung vermieden wird, der einen ungünstigen Einfluß auf die Festigkeit hätte.

Die Verankerung benachbarter Schalungen kann verbessert werden, wenn in Weitergestaltung der Erfindung die Innenenden der Flanschen der innersten Rohr- schale bzw. -schichte von vorzugsweise in axialer Richtung verlaufenden Abwinke¬ lungen der Flanschen der auf die Innersten Schale folgenden zweiten Schale um¬ schlossen sind. Bei dieser Ausgestaltung wird der Flansch der innersten Schale durch den Flansch der folgenden Schale geschützt. Eine festigkeitsmäßig günstige Ausbil¬ dung des Flansches der innersten Rohrschale ergibt sich, wenn in besonderer Ausge- staltung der Erfindung die Außenfläche des Flansches der innersten Rohrschale bzw. -schicht einen stumpfen Winkel mit der vorzugsweise koaxial zur Rohrachse verlau¬ fenden Mantelfläche der Rohrschale bzw. -schicht einschließt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Aufla¬ gefläche des Flansches der innersten Rohrschalerbzw. -schicht an der Schulter gegen die Rohrachse unter einem spitzen Winkel geneigt ist und die Schulter des überlapp-

ten Rohres eine korrespondierende Hinterschneidung aufweist. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindung ergibt eine besonders günstige Verankerung der Rohrschalen am überlappten Rohr.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß in die Flanschen der Rohrschalen Verstärkungseinlagen, insbes. von L-förmigen Querschnitt aufweisenden Ringen, eingebettet sind, die aus einem Material erhöhter Festigkeit gegenüber dem Material der Schalen, insbes. aus Stahl oder Metallfeindrähten bzw. Hochmodulfasern und Gelege wie Bor-Kohlenstoff und Whiskersfasern bestehen. Diese Ausgestaltung dient der Versteifung und ermöglicht eine einwandfreie Beherrschung der in den Endteilen erhöht auftretenden Probleme der Krafteinleitung und -Überleitung.

Die Erfindung wird nachstrehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. 1 - 5 zeigen hiebei jeweils im Längsschnitt verschiedene Ausführungsfor¬ men von erfindungsgemäß ausgebildeten form- und materialschlüssigen Verbindun¬ gen. Für die Verbindung ist hiebei ein überlappendes Rohr aus verstärktem Kunst¬ stoff vorgesehen, das in eine Anzahl von übereinander angeordneten, an ihren Enden jeweils mit einem gegen die Rohrachse gerichteten Flansch l'-lO' versehenen Rohr¬ schalen 1 - 10 oder Rohrschichten unterteilt ist. Die Rohrschalen oder -schichten 1 - 10 sind vollkommen voneinander getrennt und können in diesem Fall unabhängig von- einander in Axialrichtung des Rohres sich verformen, z.B. wenn die form- und mate¬ rialschlüssige Verbindung unter Zugbeanspruchung eingesetzt wird. Die Rohrschalen 1 - 10 oder Rohrschichten überlappen wenigstens eines, in den dargestellten Ausfüh- rungsbeispielen, jedoch jeweils zwei insbesondere aus Metall bestehende Rohre 11, 12. Das Ende des Kunststoffrohres kann durch Umwickeln, Umpressen oder Umgie- ßen auf das Ende des überlappten Rohres 11, 12 aufgebracht werden. Die Flanschen der innersten Rohrschalen 1,3,5, 7 und 9 hintergreifen je eine am Ende des überlapp¬ ten Rohres 11 bzw. 12 ausgebildete Schulter 13-18. Die äußerste Rohrschale 2,4,6,8, 10 ist zumindest in ihrem Endbereich von einem Überwurfring 19 umschlossen.

Bei den dargestellten Ausfuhrungsbeispielen gemäß den Fig. 1 - 5 sind die Flanschen 1' - 10' der Rohrschalen 1 - 10 bzw. Rohrschichten gegeneinander abge-

stützt. Bei dieser Ausfuhrungsform nach den Fig. 4 und 5 ist zwischen den Flanschen T , 8' bzw. 9', 10' der einander benachbarten Rohrschalen 7, 8 bzw. 9,10 ein im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse angeordneter Ring 20 bzw. eine Ringwicklung aus Metallfeindrähten bestehend, angeordnet. Der Ring 20 kann hiebei mit einem Fortsatz 21 versehen sein, der zwischen den einander benachbarten, in axialer Rich¬ tung verlaufenden Flächen benachbarter Rohrschalert 7, 8 bzw. 9, 10 angeordnet ist, vorzugsweise jedoch nur an einer dieser Rohrschalen 7 bzw. 8, 9 bzw. 10 fixiert ist, um eine etwaige unter Belastung auftretende axiale Verschiebung der Rohrschalen 7, 8 bzw. 9, 10 gegeneinander nicht zu behindern. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 liegt die der innersten Rohrschale 1 folgende zweite Rohrschale 2 mit ihrem Flansch 2 der sowohl am Flansch l ¹ der innersten Rohrschale als auch an der Schulter 13, 14 des überlappten Rohres 11, 12 an, an der auch der Flansch 1' der innersten Rohrschale anliegt. Die Schulter 13, 14 ist hiebei abgetreppt und die im wesentlichen achsnormalen Flächen der Abtreppung bilden die Auflageflächen für die Flanschen 1', 2' beider Rohrschalen 1, 2. Die Ab¬ treppung erfolgt hiebei gegen das Ende des Rohres ansteigend, was eine besonders günstige Ausnützung des für die Bildung der Schulter am Ende des Rohres 11 bzw. 12 vorzusehenden Materials ergibt. Die beiden Rohre 11 und 12 sind in axialer Rich¬ tung durch einen im wesentlichen T-Querschrtitt aulweisenden Ring 25 aus isolieren- dem glasfaserverstärktem Kunststoff getrennt. Zur Abdichtung zwischen dem Di¬ stanzring 25 und den Rohren 11, 121_önnen O-Ringe 26, 27 vorgesehen sein. Analo¬ ge Konstruktionen der Distanzringe 25 und Anordnungen der O-Ringe 26, 27 zeigen auch die Ausführungsvarianten gemäß den Fig. 2 - 5, wobei in den geradlinigen Fig. jeweils eine linke Hälfte einer Rohrkupplung und in den ungeradzahligen jeweils die rechte Hälfte einer Rohrverbindung dargestellt ist.

Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausfuhrungsvarianten schließt die Außenfläche des Flansches 3', 5' def innersten Rohrschale 3, 5 einen stumpfen Win¬ kel mit der im wesentlichen koaxial zur Rohrachse verlaufenden Mantelfläche der Rohrschale 3, 5 ein.

Eine besonders günstige gegenseitige Verklammerung der benachbarten Rohr¬ schalen 5, 6 an ihren Enden läßt die Fig. 3 der Zeichnung erkennen. Hiebei sind die inneren Enden der Flanschen 5' der innersten Rohrschale 5 von im wesentlichen in axialer Richtung verlaufenden Abwinkelungen 6" der Flanschen 6 ¹ der auf die inner- 5 sten Schale 5 folgenden zweiten Schale 6 umschlossen. Hiebei ist die Auflagefläche des Flansches 5' der innersten Rohrschale 5 an der Schulter 16 gegen die Rohrachse unter einem spitzen Winkel geneigt. Die Schulter des überlappten Rohres 12 weist hiebei eine korrespondierende Hinterschneidung auf.

Zur Erzielung einer wesentlichen Annäherung können, wie dies in Fig. 1 darge-

10 stellt ist, auf die Mantelfläche der innersten Rohrschale 1 vor allem im Bereich von deren beiden Enden Ringe 22 aufgelegt werden, die aus einem Material von gegen¬ über dem Material der Rohrschale 1 bzw. 2 erhöhter Festigkeit bestehen, insbesonde¬ re aus Stahl oder einem anderen Metall oder auch aus Metallfeindrähten. Zum Zwek- ke der Armierung können jedoch auch alternativ oder zusätzlich in die Flanschen 9',

15 10' der Rohrschalen 9, 10 Verstärkungseinlagen, insbesondere in Form von L- Querschnitt aufweisenden Ringen 23, 24 eingebettet werden, die aus einem Material von gegenüber dem Material der Schalen erhöhter Festigkeit, insbesondere aus Stahl¬ oder Metallfeindrähten bestehen. Diese Verstärkungseinlagen tragen dazu bei, den Schalen im Bereich der Flanschen, wo die Beanspruchung am ungünstigsten ist (drei-

20 dimensionaler Spannungszustand), verbesserte Festigkeitseigenschaften zu geben.

Weitere Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 - 4 sind die Schultern 13, 14, 15, 16, 17, jeweils aus einem Stück mit dem Rohr 11 bzs. 12 gefertigt. Bei Verbin¬ dungen großen Durchmessers ist es jedoch günstig, wenn die Schulter für die AbStüt¬ zung der Rohrschalen 9 etwa auf einem vorgefertigten wulstartigen Rinr 18 ausgebil-

25 det ist, der mit dem Rohr 12 am Ende durch Schweißen, Kleben od.dgl. Verbindung unlösbar verbunden ist.

Selbstverständlich kann die Schulter auch als Schweißkonstruktion aus mehreren ringförmigen Teilen gebildet werden. Der Raum zwischen den beiden, jeweils auf die Enden der äußeren Schale 2,4,6,8,10 aufgeschobenen Ringe 19 kann durch Radial-

30 Wicklungen 28 überbrückt sein. Radialwicklungen 29 können auch zwischen den

Fortsätzen 21 der Scheiben 20 angeordnet sein, wie dies etwa die Fig. 4 und 5 zei¬ gen. Der Überwurfring 19 kann an seinem Umfang mit axial voneinander beabstande- ten Ringen 30 versehen sein, wobei der Zwischenraum zwischen diesen Ringen eben¬ falls durch Radial Wicklungen 31 ausgefüllt sein kann. Im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 5 besitzt der Überwurfring 19

T-Querschnitt und liegt mit dem Steg außen an der äußeren Schale 10 an. Der Raum zwischen der Außenfläche des Steges und dem Ende des T-Flansches kann mit einer Radial wicklung 32 ausgefüllt sein.

Die äußere Rohrschale 2 kann, wie dies Fig. 1 zeigt, mit mehreren durchlaufen- den Zwischengelegen bzw. Geweben 33 von Hoch modulfasern, beispielsweise aus Bor-Kohlenstoff oder Whiskers, versteift sein.