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Title:
PIPE COUPLING FOR PLASTIC PIPES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/043706
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pipe coupling for plastic pipes which comprises a glass-fiber reinforced plastic sleeve (2) and a membrane (4) which is produced from an elastic material. Said membrane is configured as a seal on at least one side and is provided with a jointing sleeve (8). In that portion of the membrane where it is configured as a seal, a short section (14) is shaped cylindrically at the margin of the membrane where the tube (20) is inserted (that is at the outer end of the membrane). In said cylindrical part the membrane has a constant wall thickness on which the glass-fiber reinforced sleeve part of the pipe coupling comes to rest.

Inventors:
CARLSTROEM BOERGE (SE)
Application Number:
PCT/EP2000/000405
Publication Date:
July 27, 2000
Filing Date:
January 19, 2000
Export Citation:
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Assignee:
C TECH LTD (BH)
CARLSTROEM BOERGE (SE)
International Classes:
B29C35/02; B29C41/04; F16L47/06; B29C41/36; B29C41/46; B29C41/52; B29C70/02; (IPC1-7): F16L47/06
Foreign References:
US5330238A1994-07-19
EP0787937A21997-08-06
US4174125A1979-11-13
FR2331737A11977-06-10
US4513996A1985-04-30
EP0651506A21995-05-03
US4642156A1987-02-10
Attorney, Agent or Firm:
König, Beate (König & Köster Morassistrasse 8 München, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Rohrkupplung mit einer Muffe (2) aus glasfaserverstärktem Kunststoff und einer Membrane (4) aus elastischem Material, welche auf wenigstens einer Seite als Dichtung ausgebildet ist und einen Hülsenteil (8) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß, wo die Membrane als Dichtung ausgebil det ist, bei dem Abschluß der Membrane, wo das Rohr eingeführt wird, ein kurzer Teil (14) zylindrisch vorliegt und wobei die Membrane (4) im zylindrischen Teil (14) eine konstante Wand dicke hat, über welche der glasfaserverstärkte Muffenteil der Rohrkupplung kommt.
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß außerhalb des zylindrischen Teils (14) die weitere Ausbildung der Rohrkupplung so gemacht ist, daß ein Winkel (V) eingebaut ist, welcher mindestens so groß wie die zulässige Abwinklung der Kupplung ist, und daß über diesem Win kelteil der Rohrkupplung die Membrane (4) in der Muffe (2) ver ankert ist.
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dimensionierung der Massen so erfolgt, daß bei einem Innendruck in dem Rohr von 1,0 x PN bis 1,5 x PN (0,98 bis 1,47 bar) das Rohr an dem zylindrischen Teil der Rohrkupplung ohne Pressung anliegt.
4. Rohrkupplung nach einer der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß nur eine Seite mit einer Ab winklung (V) nach Anspruch 2 ausgebildet ist und die andere Seite keine Abwinklung eines Rohrs erlaubt.
5. Rohrkupplung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Seite, wo keine Abwinkelung vor gesehen ist, die Dichtung durch einen Ring (24) aus elastischem Material mit Dichtungselementen (26) montiert auf dem vorderen Ende eines zu kuppelnden Rohres (20) vorgesehen ist und daß ei ne Dichtung der Dichtungselemente (26) gegen eine Membrane (4) aus elastischem Material in der Kupplung vorgesehen ist.
6. Rohrkupplung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Seite, wo keine Abwinkelung vor gesehen ist, als Dichtung eine Dichtlippe auf dem vorderen Ende eines zu kuppelnden Rohres vorgesehen ist und eine Dichtung der Dichtlippe gegen die Membrane aus elastischem Material in der Kupplung vorgesehen ist.
7. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Membrane (4) aus Gummi ist.
8. Rohrkupplung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die der mit Dichtungselementen versehene Ring (24) aus Gummi ist.
Description:
ROHRKUPPLUNG FÜR KUNSTSTOFFROHRE Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung aus glasfaserverstärk- tem Kunststoff und einer Membrane aus elastischem Material, wel- che auch als Dichtung wenigstens auf einer Seite ausgebildet ist.

Aus der EP 0 651 506 B1 ist eine mit einer Dichtungshülse ver- sehene Muffe zur Verbindung von zwei Kunststoffrohren bekannt, bei der von einem Stand der Technik gegangen wurde, bei dem die beiden identisch ausgebildeten Teilabschnitte zur Aufnahme von je einem Rohrende im wesentlichen gleich lang sind. Die bekann- te Muffe hat zwei deutlich unterschiedlich lange (z. B. vorzugs- weise mit Längenverhältnis 1 : 3 und kleiner) zylindrische Rand- abschnitte und zwischen diesen eine ringförmige Aussparung, in der die Dichtungshülse aufgenommen ist. Die Dichtungshülse hat an ihren Endabschnitten je eine Dichtungslippe, zwischen denen sich ein zylindrischer Abschnitt befindet. Dieser ist durch ei- ne in das Innere der Muffe ragende Rippe in einen dem längeren Randbereich zugewandten kürzeren Teil und in einen dem kürzeren Randbereich zugewandten längeren Teil unterteilt.

Aus der US 4 642 156 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtungshülse bekannt, die eine Stopp-Rippe, Dichtungslippen, jedoch keinen zylindrischen Abschnitt aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung zu schaffen, die bei hohen Drücken, insbesondere Innendrücken von 25 bis 50 bar, verwendet werden kann, ohne daß Beschädigungen der Kupplung bei Ausdehnung des Rohrs infolge erhöhten Innen- drucks auftreten, wobei die Rohrkupplung auch bei versetzten und/oder abgewinkelten Rohrachsen verwendet werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Rohrkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbil- dungen der erfindungsgemäßen Rohrkupplung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße Rohrkupplung umfaßt eine Muffe aus glas- faserverstärktem Kunststoff und eine Membrane aus elastischem Material, welche auf wenigstens einer Seite als Dichtung aus- gebildet ist und einen Hülsenteil aufweist. Da, wo die Membrane als Dichtung ausgebildet ist, liegt bei dem Abschluß der Mem- brane, wo das Rohr eingeführt wird (also am Außenende), ein kurzer Teil zylindrisch vor. Im zylindrischen Teil hat die Mem- brane eine konstante Wanddicke, über welche der glasfaserver- stärkte Muffenteil der Rohrkupplung kommt.

Die erfindungsgemäße Rohrkupplung eignet sich für den Einsatz bei hohen Drücken, etwa 15 bis 50 bar (abhängig von den Rohr- durchmessern). Mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Aufbau der Rohrkupplung ist eine sichere Verbindung und Abdichtung von Kunststoffrohren, insbesondere GFK-Rohren auf der Basis von glasfaserverstärkten Kunststoffen ermöglicht, indem der kurze zylindrische Teil den Dichtungsteil entlastet. Durch die kurze Erstreckung dieses Membranabschnitts kann dieser sich bei Aus- dehnung, d. h. Aufweiten des Rohrs im Durchmesser, in Reaktion hierauf in Längsrichtung ausdehnen, wodurch die Muffe durch die Rohraufweitung mechanisch nicht beansprucht wird. Der auf die Muffe gerichtete Dilatationshub des Rohrs wird so aufgefangen.

Wenn der zylindrische Abschnitt in einem kleinen Winkel ange- ordnet wird, ist zwar eine Abwinkelung eines Anschlußrohrs er- möglicht. Es wird dann jedoch ein nachteiliger Druck auf die Muffe ausgeübt.

Vorteilhaft kann außerhalb des zylindrischen Teils die weitere Ausbildung der Rohrkupplung so gemacht sein, daß ein Winkel eingebaut ist, welcher mindestens so groß wie die zulässige Ab- winklung der Kupplung ist, und daß über diesem Winkelteil der Rohrkupplung die Membrane in der Muffe verankert ist. Dies er- möglicht die Verbindung von Rohren auch mit zueinander versetzt und/oder abgewinkelt verlaufenden Längsachsen.

Es kann auch nur eine Seite mit einer vorstehend erwähnten Ab- winklung ausgebildet sein, wobei die andere Seite keine Ab- winklung eines Rohrs erlaubt. Dann wird hauptsächlich auf der einen Seite eine Abwinkelung zwischen Rohr und Kupplung aufge- nommen und auf der anderen Seite ist aber eine teleskopische Bewegung des dort befindlichen Rohrs möglich.

Vorteilhaft erfolgt die Dimensonierung der Massen so, daß bei einem Innendruck in dem Rohr von 1,0 x PN (0,98 bar) bis 1,5 x PN (1,47 bar) [Nenndruck] das Rohr an dem zylindrischen Teil der Rohrkupplung ohne Pressung anliegt.

Auf der Seite, wo keine Abwinklung vorgesehen ist, kann die Dichtung durch einen Ring aus elastischem Material mit Dich- tungselementen montiert auf dem vorderen Ende eines zu kuppeln- den Rohres vorgesehen sein, wobei die Dichtungselemente mit der Membrane aus elastischem Material der Kupplung eine Abdichtung bewirken.

Vorzugsweise ist die Membrane und/oder der mit Dichtungselemen- ten versehene Ring aus Gummi, das eine Abdichtung gegen Durch- treten jeglichen Materials besonders zuverlässig sicherstellt.

Die Erfindung wird untenstehend mittels Beispielen und anhand der Zeichnungen beschrieben, wobei diese Darstellung zur Erläu- terung der Erfindung dient, diese jedoch mit den Konkretisie- rungen nicht einschränken soll. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Rohrkupplung, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin- dung ausgeführt ist, und Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer Rohrkupplung, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Er- findung ausgeführt ist.

Fig. 1 zeigt eine Rohrkupplung, die auf beiden Seiten eine Ab- winkelung zwischen Rohr und Kupplung zuläßt. Die Rohrkupplung umfaßt eine im wesentlichen zylindrische Muffe 2 aus glasfaser- verstärktem Kunststoff. Die Muffe weist auf der Innenseite eine Aussparung auf, in der als Dichtung eine Membrane 4 aus elasti- schem Material, hier aus Gummi, aufgenommen ist. Die Membrane 4 ist mittels Ringwülsten 6 in der Muffe 2 verankert. Sie weist einen zentralen zylindrischen Hülsenabschnitt 8 auf, der durch eine nach innen ragende Rippe 10 in zwei im wesentlichen gleich lange Abschnitte 8a, 8b unterteilt ist. Der zentrale Hülsenab- schnitt 8 ist durch zwei Dichtungslippen 12 begrenzt. Außerhalb der Dichtungslippen 12 erstreckt sich jeweils ein kurzer zy- lindrischer Bereich 14 mit geringerer Wandstärke, der am Ende mit einem (6') der zuvor erwähnten Ringwülste 6 verankert ist.

Der Innendurchmesser des kurzen zylindrischen Bereichs 14 ist kleiner als derjenige des zentralen zylindrischen BerEichs 8.

Bereits im Bereich des äußersten Ringwulstes 6'verjüngt sich der Rand der Muffe in einem Winkel V, wobei die Muffe an den Übergängen zu den Stirnseiten 16 jeweils eine Fase 18 aufweist.

In Fig. 1 ist auf der rechten Seite ein Teil einer Rohrwand eines mit der Rohrkupplung zu verbindenden Rohrs bzw. Rohrendes 20 schematisch dargestellt.

Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, fluchtet die Außen- wandung des Rohrs 20 im wesentlichen mit der Wandung des kurzen zylindrischen Abschnitts 14. Beim Einschieben legt das Rohr 20 dann die Dichtungslippe 12 unter Erzielung einer Dichtungswir- kung um, wobei das Dichtungslippenmaterial komprimiert wird.

Sofern das Rohr 20 überhaupt so weit in die Rohrkupplung hin- eingeschoben wird, stößt es in der Endstellung mit seiner Stirnseite 22 an die Rippe 10. Durch die Abwinkelung um den Winkel V ist es möglich, beim Einschieben das Rohr 20 maximal mit einem entsprechenden Winkel zur Kupplungslängsachse einzu- führen, wodurch beispielsweise montagebedingte Toleranzen aus- geglichen werden können.

Bei der Ausbildung gemäß Fig. 2 ist eine der beiden Dichtungs- lippen 12 des zentralen Hülsenbereichs 8 der Membrane 4 des ersten Ausführungsbeispiels entfallen (hier die rechte Dich- tungslippe). Der der Dichtungslippe 12 gegenüberliegende Ab- schnitt 8b hat einen kleineren Innendurchmesser als der Ab- schnitt 8a zwischen der Dichtungslippe 12 und der Rippe 10. Die Außenwand der Membrane 4 im Bereich der Rippe verjüngt sich zu dem offenen Abschnitt 8b hin. Auf der Außenseite der Dichtungs- lippe 12 befindet sich ein kurzer zylindrischer Abschnitt 14 wie bei dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Be- nachbart zum offenen Abschnitt 8b des zentralen Hülsenbereichs befindet sich ein Innenwandbereich der Muffe 2, der mit der Innenwand des offenen Bereichs 8b fluchtet. Die Abwinkelungen der Muffe an der Außenseite (Winkel V) und die Fasen 18 sind wie bei dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Das Rohr 20, das hier wiederum lediglich schematisch darge- stellt ist, hat eine etwas größere Wandstärke. Etwas beabstan- det von der Stirnseite 22 befindet sich eine ringförmige Aus- sparung in der ein Dichtungsring 24 aus Gummi angebracht ist.

Der Dichtungsring 24 weist zwei beabstandet angeordnete Ring- wülste 26 als Dichtungselemente auf. Diese treten beim Ein- schieben in die lange Seite der Kupplung mit dem Abschnitt 8b des zentralen Hülsenabschnitts 8 abdichtend in Eingriff.

Wie erwähnt, wird die Abdichtung an der langen Seite der Kupp- lung durch den Gummiring 24 erhalten. Wie Fig. 2 zeigt, wird die Dichtung durch zwei massive Ringwülste erhalten. Auch Lippendichtungen oder eine Kombination von Halbzylindern und Lippen können verwendet werden. Der Gummiring 24 ist so posi- tioniert, daß die Dichtung gegen die Gummimembrane 4 in der Kupplung erfolgt. Der Grund dafür wird nachstehend erklärt.

An der kurzen Seite der Kupplung wird die Abdichtung durch die Lippe 12 erhalten, die ein Teil der Gummimembrane 4 ist. Die Gummimembrane 4 ist so weit verlängert, daß sie über den Hül- senteil 8 geht.

Die Dimensionierung wird so gemacht, daß bei einem Innendruck von 1,0 x PN bis 1,5 x PN (Nenndruck : 0,98 bis 1,47 bar) die Spalte zwischen dem Innendurchmesser des zylindrischen Ab- schnitts 14 und dem Außendurchmesser des Rohrs 20 (Fig. 1) bzw. zwischen dem Innendurchmesser des Hülsenabschnitts 8b und dem Rohraußendurchmesser (Fig. 2) Null sind. Bei dieser Dimensio- nierung wird angenommen, daß bei einem Nenndruck PN die Dehnung infolge Innendruck ein gewisses festgelegtes Maß hat. Leider ist so ein Wert nicht immer konstant, sondern hat große Streu- ungen. Dazu kommt auch das Kriechen mit der Zeit. Es kann vorkommen, daß beim Betrieb sich die Rohrenden satt an die Kupplung anpressen. Deswegen muß sich der Gummiring 24 am Rohrende gegen die Gummimembrane 4 anpressen, weil hier sonst zu große Spannungen in der Kupplung entstehen. Beim kleinen Ende (das die Dichtungslippe 12 aufweist) genügt es, wenn bei dem zylindrischen Teil 14 Gummi in genügend Dicke vorhanden ist. Die Dicke soll mindestens 2 mm sein. Wichtig ist, daß der zylindrische Teil 14 sehr kurz ist, so daß der Gummi sich in die Längsrichtung ausdehnen kann, wenn zu hart angepreßt wird.

Eine wichtige Dimensionierung ist auch der Winkel V. Dieser soll gleich der zulässigen Abwinklung der Kupplung sein. Die Gummimembrane 4 soll dann in dem Muffenteil in diesem Bereich verankert sein.

Es ist wichtig, daß die Verankerung des kurzen zylindrischen Abschnitts 14 im Winkelteil und nicht im zylindrischen Teil verankert ist, weil Harz bei den Winkeln unter dem Gummi ein- dringen kann, was gefährlich wäre, wenn solches Harz in dem zylindrischen Teil vorhanden wäre.

Um solches Eindringen zu verhindern ist es von Vorteil, daß der Winkel V im Profil kleiner als der vorgesehene Winkel ist.