DE2065045C3 - Als Fadenwickelrohr ausgebildete Muffe für die Verbindung von Rohrschüssen - Google Patents

Description

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eesscr bei senkrechter Aufhängung auszuhalten *· brückungen sind zweckmäßig τα vermeiden. Die

bei «dl die Muffe mit Hilfe der ablieben Fadenwik- obere Grenze für die Steigung der Fadenwick!ung Itelmaschine und ohne dte Zuhilfenahme besonderer steigt mit zunehmendem Flankeawinkel und zuneheit hohem Druck arbeitender Gesenke in einfacher mender Gewindesteigung, sowie nrit abnehmender Weise hersiellbar sind. ₅ Gewindetiefe. Der Flankenwinkd des Gewindes be-

Oiese Aufgabe wild gelöst durch eine Muffe ge- trägt vorzugsweise mehr ak 60°. _mäß dem anliegenden Patentuspruch. Es ergibt Die untere Grenze für die Steigung der Fadensieb eine Muffe, die eine besonders zugfeste und den- wicklung ist gleich der Gewindesteigung, ist die Stei-BOCb gut lösbare Verbindung zwischen zwei Rohr- gung der Fadenwicklung kleiner, so werden die Gecnden aus gleichen oder aus verschiedenen Werkstof- io winde ungenau und fehlerhaft. Es wurde gefunden. lea schafft. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen daß ein Winkel von 72° bezüglich der Gewindemit Muffe kann das glatte Einsteckende beispielsweise telachse einen ausgezeichneten Fadenwinkel für die auch einem Metallrohr angehören, und es ver- Bildung von Gewinden mit einem Fiankenwinkel von bleibt dennoch bei einer Verbindung von außeror- 120' darstellt. Die Ganghöhe der Fadenwicklung denüich hohe-/ Zugfestigkeit und dennoch leichter is wie auch des Gewindes sind vom Durchmesser der Lösbarkeit im Gewindebereich, da das Außenge- Muffe bzw. des einzuschraubenden Rohres abhängig, „node des Einschraubendes des Fadenwickelrohres Das Muffengewinde und der Durchmesser der

aod das Innengewinde der als Fadenwickelrohr aus- Durchtrittsöffnung des nach innen vorspringenden gebildeten Muffe aus dem gleichen Werkstoff beste- Kragens für das glatte Einsteckende des Rohres sind !en. Ein Verklemmen der Gewindeg*nge wegen ver- ao auf den Gewindedurchmesser des mit dem Einschiedener Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe schraubende versehenen Rohres bzw. den Außender Gewindepaarung infolge von Temperarurschwan- durchmesser des mit dem glatten Einsteckende versekuneen ist somit ausgeschlossen. Andererseits ist die henen Rohres abgestimmt.

Gewindeverbindung außerordentlich belastbar, da Muffengewinde und Gewinde des Einschraubendes

die nicht unterbrochenen Glasfasemränge im Gewin- 25 des Rohres sind vorzugsweise konisch ausgebildet, deberekrh einen großen Anteil der Zugkräfte aufnel.- wobei eine Standard-Konizität von 1 :16 Längeneinmen können. So ist das Gewinde der erfindungsee- heiten bevorzugt wird. Bei dieser Konizität reichen mäßen Muffe stark genug, um das Gewicht von normalerweise fünf volle Gewindegänge aus, um mehr als 250 Rohrschüssen von 6.1 m Länge und Zugkräfte auszuhallen, die den glatten Mittelab-10,2 cm Durchmesser bei senkrechter Aufuanguni» jj- schnitt des mit der Muffe verbundenen Rohres über auszuhalten. Dabei ergibt sich weder ein Sch)u( ,eine elastische Grenze hinaus beanspruchen würnoch ein Auseinandergleiten. den. Eine Rohrverbindung mit Hilfe der erfindungs-

Die erfmdungvgemäße Muffe im hinsichtlich «lues gemäßen Muffe wird in der Weise hergestellt, daß Gewindes Gewinden, bei denen die Fadenwickel- das Einschraubende des einen zn verbindenden Rohganghohe und die Gewindeganghöhe i '-misch sind. 35 res in das Muffengewinde eingeschraubt, und das bezüglich der Genauigkeit deutlich •!(■«erlegen So Einsteckende des anderen zu verbindenden Rohres in weist das Gewinde der erfindungsgemabcn Muffe bei die Durchtrittsöffnung des nach innen vorspringeneinem Rohrdurchmesser von mindestens 10.2 cm den Kragens der Muffe geschoben wird, bis es an eine Toleranz zwischen ineinandergreifenden Gewin- dem nach innen vorspringenden Anschlag der Muffe deßängen von nur 0.38 mm auf. Demgegenüber sind 4° anstoßt. Sodann wird durch eines der die Muffendie bekannten, entsprechend der Gewindeganghöhe wandung durchsetzenden Löcher ein Bindemittel, gewickelten Gewinde ungenau und mit großen ToIe- wie ein plastisches Harz, z. B. ein Epoxy- oder PoIyranzen behaftet, was zu einem axialen Schlupf zwi- esterhar?. gedrückt. Dieses Bindemittel füllt den sehen den verschraubten Teilen führt und ein voll- Hohlraum zwischen dem Einsteckende des Rohres ständiges Auseinandergleiten der * >iffe-Rohr-Ver- «5 und der Muffenwandung aus, wobei die verdrängte bindung nach sich ziehen kann. Luft durch das andere Loch in αετ Muffenwandung

Femer kaiin die erfindungsgemäße Muffe als Gan- entweicht. Ein Ausfließen des Bindemittels aus diezes mit derselben Wickelganghöhe hergestellt wer- sem anderen Loch zeigt an, daß der Hohlraum vollden. Wollte man eine gemäß der bekannten Faden- ständig mit Bindemittel ausgefüllt ist. Nach dem wickeltechnik ausgebildete Muffe erzeugen, die einen 50 Trocknen bzw. Abbinden des Bindemittels ergibt Gewindeteil und einen glatten Teil aufweist, so sich eine feste Verbindung der beiden Rohre. Die müßte die Fadenwkkc'maschine von der wegen der Schraubverbindung zwischen Muffengewinde und höheren Zugfe*">keit in dem glatten Teil größeren Einschraubende des einen Rohres ist jedoch ί Be-Wickelganghöhe auf eine im Gewindeteil mit der Ge- darfsfalle wieder lösbar, windesteigung identische Wickelganghöhe in aufwen- 55 Die Erfindung wird nachfolgend art Hand einer diger Weise umprogrammiert werden. bevorzugten Ausführungsform l'nter Bezugnahme

Bei aller Festigkeit ist das Gewinde der erfin- auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnunduftgsgemäßen Muffe so ungenau, daß es keine nach- gen zeigen in: tragliche Bearbeitung erfordert. F i g. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer

Die Steigung der Fadenwicklung beim Gewinde 60 Rohrverbindung mit der erfindungsgemäßen Muffe der erfindungsgemäßen Muffe ist größer als die Stei- und

gnng des Muffengewindes; sie ist so groß gewählt, F i g. 2 eine Teilansicht. eines Wicfceldorns für die

daß eine Brückenbildung der Glasfaserfäden zwi- Herstellung der erfindungsgemäßen Muffe, aus welschen den Gewindekämmen gerade nicht eintritt. Je ehem. das Prinzip der Wicklung in der Muffe hervorgrößer der Winkel zwischen benachbarten Gewinde- 65 geht.

flanken ist, desto größer kann in proportionalem In Fig. 1 sind zwei Rohre 18 und 19 durch die

Verhältnis die Steigung der Fadenwicklung sein. Muffe 12 miteinander verbunden, wobei das Rohr 18 Nicht mehr in die Gewindetoleranz fallende Über- ein glattes Einsteckende aufweist, während das Rohr

19, mit einem ein Außengewinde 14 aufweisenden Überbrückung der Gewindekerne 25 in hinreichen-Einschraubende versehen ist. Das mit dem Ein- dem Maße und führt dazu, daß der Faden den Geschraubende versehene Rohr 19 ist ein Fadenwickel- windekern 25 berührt und längs der Flanken der rohr. einzelnen Gewindegänge verläuft. Selbst wenn ein-

Die Muffe 12 hat zwei Seiten, nämlich eine mit 5 mal eine geringfügige Brückenbildung eintreten einem Innengewinde 13 versehene Seite und eine mit sollte, sickert überschüssiges Harz von den Fäden 23 einem glatten Schuß 26 versehene Seite. Der glatte in den Gewindekern 25 und bildet hierdurch eine Schuß 26 und das Innengewinde 13 sind durch einen Abstützung der Fäden. Eine geringe derartige Brüknach innen vorspringenden Anschlag 27 voneinander kenbildung kann geduldet werden, ohne daß die Geabgegrenzt, der durch einen radial schräg auswärts io windegänge für eine einwandfreie Funktion zu ungeverlaufenden Abschnitt 30 in den glatten Schuß 26 nau werden.

übergeht. An dem Anschlag 27 liegt die Stirnfläche Zur Herstellung der Muffe wird zunächst ein ent-

des glatten Einsteckendes des Rohres 18 an. sprechend ausgebildeter mehrteiliger Dorn mit einem

Der glatte Schuß 26 der Muffe 12 wird am Muffen- Trennmittel überzogen, um sicherzustellen, daß die ende durch einen nach innen vorspringenden Kra- 15 harzimprägnierten Glasfaserfäiden nach dem Aushärgen 17 begrenzt, dessen Innendurchmesser gleich ten nicht mehr am Dorn kleben. Anschließend werdem Außendurchmesser des glatten Einsteckendes den harzimprägnierte Glasfaserfäden schraubenlides Rohres 18 ist, so daß der Kragen 17 über das nienförrnig um den Dorn gewickelt, indem unter Einsteckende des Rohres 18 geschoben werden kann. gleichzeitiger Zuführung der Fäden zu dem Dorn mit-Statt am Ende des glatten Schusses 26 angeordnet zu an tels eines in Längsrichtung der Doms schwenkenden sein, kann der Kragen 17 auch weiter nach innen ge- Armes der Dorn gedreht wird,
rückt sein, wobei dann der Innendurchmessser des Die radialen Löcher in der Muffe nach der Erfin-

glatten Schusses 26 zu beiden Seiten des Kragens 17 dung werden vorzugsweise mittels zweier Stifte größer ist als der Außendurchmesser des glatten Ein- od. dgl. erzeugt, die radial von dem Mittelteil des steckendes des Rohres 18. »5 Doms vorstehen, so daß diese Löcher während des

Kragen 17 und Abschnitt 30 des Anschlages 27 er- Fadenwickelvorgangs ausgespart werden. Sie könngeben eine Führung für das glatte Einsteckende des ten auch nach der Herstellung der Muffe eingebohrt Rohres 18. Zwei Löcher 15 und 16 durchsetzen die werden; dadurch würde jedoch die Wand der Muffe Muffenwandung im Bereich des glatten Schusses 26 geschwächt. Der mehrteilige Dorn muß femer eine und erlauben das Einbringen eines Bindemittels in 30 um den Umfang verlaufende Nut aufweisen, um den den ansonsten dicht abgeschlossenen Ringraum zwi- nach innen vorspringenden Kragen der Muffe zu bilschem dem glatten Schuß 26 der Muffe 12 und dem den.

glatten Einsteckende des Rohres 18. Die Löcher 15 Zur Abdichtung der inemandergeschraubten Ge-

und 16 sind in Richtung der Längsachse der Muffe winde können diese bleibend oder zeitweise abge-12 sowie in radialer Richtung um 180° gegeneinan- 35 dichtet werden. Für eine bleibende Abdichtung kann der versetzt. eine der Gewindeoberflächen mit einem Plastikzement

Im Bereich des Innengewindes 13 der Muffe 12 überzogen werden, der bei der Aushärtung eine lecksetzt sich die durchgehende schraubenlinienförmige sichere Abdichtung und feste Bindung ergibt. Wenn Wicklung der Glasfaserfäden fort. F i g. 2 zeigt als nur ein zeitweiliger Eingriff der Gewinde gewünscht Beispiel die Wicklung eines Glasfaserfadens 23 auf 40 ist, ist es häufig zweckmäßig, ein Abdichtmaterial einem Wickeldorn zur Herstellung der Muffe am zwischen die ineinandergreifenden Gewinde einzu-Beispiei eines nicht konischen Gewindes. Der Glas- bringen, jedoch ohne Herbeiführung einer Verklefaserfaden 23 — dasselbe gilt für sämtliche, das In- bung der ineinandergreifenden Gewindeteile. Dazu nengewinde der Muffe bildende Glasfaserfäden — kann ein Ring aus Dichtungsmaterial dienen, der im hat einen ständig wechselnden radialen Abstand von 45 Umfang um den innerstem Abschnitt der Innenfläche der Gewindemittdachse, so daß er sich einmal im der Muffe angeordnet ist und ein weiterer gleicharti-Kern 25 und dann auf dem Kamm 24 des Gewin- ger Ring, der rund um den inneren Abschnitt des des 4 befindet. Der Fadenwickelwinkel Θ, d. h. das Außengewindes des Rohres angeordnet ist. Als Dich-90^c-Komplement des Steigungswinkels des Fadens tungsmaterial dient entweder eine deformierbare 23 (in bezug auf die Dornachse) ist bedeutend klei- 50 Rohrabdichtungsverbindung oder eine aushärtbare ner als der Winkel Φ, d. h. das 90°-Komplement des Substanz, z. B. Polyurethan, die beispielsweise auf Steigungswinkels des Gewindes. Ein kleinerer Winkel entsprechende Oberflächenbereiche der Gewindeen-Θ führt zu einer größeren Ganghöhe zwischen be- den aufgesprüht wird. Bei Verwendung eines flexinachbarten Fadenwindungen. In Fig. 2 ist die Gang- Wen Polyurethanschaums bindet dieser bei der Aufhöhe der Fadenwicklung durch die Strecke W ange- 55 bringung mit der Rohroberfläche; wenn er jedoch deutet, während die Gewindeganghöhe durch die einmal gehärtet ist, bindet er nicht mit dem eingrei-Strecke P bezeichnet ist. fenden Ende des anderen Gewindes. Ein Dichtungs-

Wenn der Faden 23 die Gewindekämme 24 material anf dem Innengewinde der Muffe ist besonkreuzt, so besteht eine Neigung zur Streckung des ders zweckmäßig und wirksam, wenn es auf dem der Fadens zwischen den Gewindekämmen 24 über dem 60 Muffenmitte zugewandten Gewindeteil aufgebracht Gewindekern 25. Der Fadenwickelwinkel θ ist je- wird. Entsprechend ist ein Dichtungsmaterial auf doch groß genug, so daß diese Brückenbildung nicht dem Außengewindeteil des Rohrschusses am wirkeintritt. Wird der Fadenwickelwinkel θ zu klein, so samsten, der dem Rohrmittelteil benachbart ist Derneigt der Faden 23 zu einer Brückenbildung zwi- artig behandelte und miteinander verbundene Gesehen benachbarten Gewiridekämmen 24 und einem 65 winde weisen keinerlei Ladestellen in die oder aus Heraustreten aus dem Gewindekern 25. Bei einem der Verbindung auf. Die insbesondere zu verhin-Aufwickeln gemäß F i g. 2 verringert die Tangential- dernde Beschädigungsquelle ist ein Reißen oder komponente der Fadenwicklung die Neigung zu einer Zerdrücken des Außengewindes des Rohrschusses,

entweder durch Gefrieren von Flüssigkeit in dem Raum zwischen den Gewinden oder durch einen im Vergleich zum Innendruck innerhalb der Rohrverbindung hohen Druck eines fluiden Mediums zwischen den ineinandergreifenden Gewinden.

Al«» Glasfaserfäden und als Harze können für die Muffe die gleichen Materialien verwendet werden, wie siie für die Herstellung von üblichen Fadenwikkelkö;rpem bekannt sind. Geeignete Harze sind z. B. Polyester-Styrol-Gemische und Epoxyharze.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

509631/133

Claims (1)

1. _ liegenden Patentanspruchs bekannt (US-PS

   Patentanspruch- 2943967), weiche ja der Form hergestellt wurde,

   daß eingebettete Glasfasern enthaltende Kunststoff-Ais Fadenwickelrohr ausgebildete Muffe für laminat« um ein Gesenk von der Form des, Gewindes die Verbindung von Rohrsehüssen, wobei die 5 hennngelegt wurden, wobei der Faserverlauf parallel Muffc an einer Seite ein Innengewinde mit einem zar Achsrichtung der Muffe war. Die einzelnen ims einem durchgehenden harzimprägnierten Schiebten des Laminats wurden sodann mit Hilfe Glasfaserfaden, dessen Durchmesser nur <:inen eines Gesenkes unter Wärme und hohem Druck in Bruchteil der Gewindeganghöhe beträgt, gewik- die Gewindegänge eingepreßt und danach nit einem kelten GewindeproQl aufweist, in welches das io in den ([iewindegängen verlaufenden Glasfaserstrang Außengewinde des Einschraubendes eines Faden- umwickelt Lanrinaischichten und Glasfaserstränge wickelroores einschraubbar ist, dadurch ge- wurden in Aufeinanderfolge überlagert, bis die gekennzeichnet, daß der Glasfaserfaden (23) wünschte Wandstärke der Muffe im Gewindebereich schraubenünieniörmig mit einer größeren Auf- erreich! war.

   wkkelganghöhe (W) als die Gewindeganghöhe i$ Diest bekannte Muffe bat den Nachteil, daß sie in (F) gewickelt ist, wobei der radiale Abstand des dem gewindelosen Bereich den üblichen schraubenli-Fadens in bezug auf die Muffrnachse im Verlauf nienfönaig gewickeltem Fadenwickelrohren an Fedes Fadens alternierend ansteigt und abfällt, stigkeh unterlegen isL Im Gewindebereich selbst ist während die Muffe (12) zur Verbindung mit dem ihre Elastizität gering, da einer Verflachung der glatten Einsteckende eines anderen Rohres (18) :» Zick-Zack-linie der achsparalielen Fasern im Gein an sich bekannter Weise an der anderen Seite windebereich durch die in den Gewindegängen in einen von dem Innengewinde (13) durch einen Umfangsrichtung verlaufenden Fasern emgegengenach innen vorspringenden Anschlag (27) und wirkt wird, da diese unter Spannung aufgebracht am Muffeuende durch einen nach innen vorsprin- wurden. Auch verträgt die bekannte Muffe gerade in genden Kragen (17), dessen Innendurchmesser as dem besonders beanspruchten Gewindeberetch keigleich dem Außendurchmesser des Einsteckendes nerlei Wechselbelastungen, da dies wegen der starken ist, abgegrenzten glatten Schuß (26) mit zwei die Unterschiedlichkeit der Beanspruchung von achspar-Muffenwandung durchsetzenden Löchern (15, alle! .erlaufenden und in Umfangsrichtung vcrlau-16) zum Einbringen eines Bindemittels aufweist. fenden Fasern zu einem Aneinanderreihen der sich

   :io kreuzenden Fasern und dementsprechend einem Bruch der Fasern an diesen Stellen führen muß Hinzu kommt schließlich noch, daß zur Herstellung dieser Muffe eine Spezialmaschine mit entsprechend

   aufwendigen und teueren Gesenken für das Pressen

   35 der Laminatschichten in die gewünschte Gewinde form erforderlich ist.

   Fs wurde auch versucht (US-PS 3 348 862), /m Losung der Aufgabe, ein Kunststoffende mit einem

   Die Erfindung betrifft eine als Fadenwickelrohr Metallrohrertde durch eine Kunststoffmuffe zu verausgebildete Muffe für die Verbindung von Rohr- «o binden, die Klebeverbindung der Muffe mit dem Schüssen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. glatten Einsteckende bei der Paarung Kunststoff— Die Verbindung des glatten Einsteckendes eines Kunststoff vorzunehmen und die lösbare Verschrau-Rohres, wie es beispielsweise beim Abschneiden von bung bei der Paarung Metall—Knaststoff vorzusehen. Rohren mit Außengewinde aufweisenden Einschraub- Bei dieser bekannten Muffe steht jedoch die Festigenden besteht, mit einer Muffe durch Verkleben ist 45 keit der Schraubverbindung der der Klebeverbindung bekannt (DTPS 939848, DT-AS 1219299, DL-PS weit nach und erreicht keine höheren Festigkeits-46 914). Ein Problem ist es jedoch, für diesen Zweck werte. Hinzu kommt, daß eine Gewindepaarung aus eine Muffe zur Verfugung zu stellen, die zur Hersiel- verschiedenen Werkstoffen bei Temperaturschv.anlung einer zwar leicht lösbaren, aber dennoch beson- kungen wegen der verschiedenen Ausdehnungskoefders zugfesten und mit der Zugfestigkeit der KIe- 50 fizienteh der Werkstoffe zu einem Verklemmen des beverbindung konkurrenzfähigen Rohrverbindung Gewindes führen kann. Die bekannte Muffe schafft geeignet ist. daher weder eine besonders zugfeste, noch gut lös-

   Für eine leichte und schnelle Lösbarkeit ist zwar bare Verbindung zwischen zwei Rohrenden aus vereine Schraubverbindung gut geeignet; bei bekannten schiedenen Werkstoffen.

   Fadenwickelrohren ergibt sich jedoch für das Ge- 55 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als winde ein Festigkeitsproblem. Ist, wie gewöhnlich, Fadenwickelrohr ausgebildete Muffe zu schaffen, mil das Gewinde in das Rohrende eingeschnitten, so er- deren Hilfe es möglich ist. das mit einem Außengegibt sich zwar ein scharfes und genaues Gewinde auf winde versehene Einschraubende eines Fadenwickel· dem Rohr, die Gewindekämme bestehen jedoch aus rohres an das glatte Einsteckende eines anderer im wesentlichen parallelen zerschnittenen Glasfaser- 60 Rohres derart anzuschließen, daß die Verbindung strängen, die in Harz eingebettet sind. Die Glasfaser- lösbar bleibt aber dennoch die erforderliche Festig stränge können daher von den auf die Schraubver- keit aufweist, um vorzugsweise bei dem Verbinder bindung wirkenden Beanspruchungen keine Zug- von als Bohrlochfutter dienenden Fadenwickelrohr kräfte aufnehmen, so daß für die Zugfestigkeit der die beim Absenken in ein Bohrloch aneinanderge Schraubverbindung letztlich die Scherfestigkeit der 65 kuppelten Fadenwickelrohr bei senkrechter Aufhän Molekularharzbindung entscheidend ist. Diese ist für gung auszuhalten. So muß die Muffe beispielsweisi höhere Beanspruchungen zu gering. stark genug sein, aas Gewicht von mehr als 25(

   Es ist eine Muffe gemäß dem Oberbegriff des an- Rohrschüssen von 6,1 m Länge und 10,2 cm Durch