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Title:
HIGH-PRESSURE WATER PROTECTION DEVICE FOR CORRUGATED PIPE CONNECTIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/069205
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a corrugated pipe connection, in which one end of a corrugated pipe (1) is inserted into a connecting part and fitting (2) and is fastened therein by means of fixing elements. An annular ancillary element (4) is located upstream of the connecting part (2) on the jacket of the corrugated pipe (1). Sealing gaps are configured between said ancillary element (4) and the corrugated pipe (1) and between said element and the connecting part (2), said gaps acting as labyrinth seals and preventing the infiltration of high-pressure water.

Inventors:
SCHWARZ ERNST (CH)
KLEEB RALF (CH)
Application Number:
PCT/CH2003/000032
Publication Date:
August 21, 2003
Filing Date:
January 20, 2003
Export Citation:
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Assignee:
PMA AG (CH)
SCHWARZ ERNST (CH)
KLEEB RALF (CH)
International Classes:
F16L25/00; (IPC1-7): F16L25/00
Foreign References:
CH645448A51984-09-28
DE29920972U12001-04-05
CH645448A51984-09-28
Attorney, Agent or Firm:
Bruderer, Werner (Pfäffikon, CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. HochdruckwasserSchutzvorrichtung für Wellrohrverbindungen, wobei eine Ende (6) eines Wellrohre (1) in einen Kernhohiraum (5) eines Verbin dungsund Anschlussstückes (2) eingeführt und mittels Befestigungsmit teln (3) in diesem festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer ge gen das Wellrohr gerichteten Stirnseite (7) des Anschlussstückes (2) um das Wellrohr (1) ein ringförmiges Zusatzelement (4) angeordnet ist, dieses Zusatzelement (4) am Innenmantel (8) mindestens eine umlaufende Rippe (9) aufweist, welche in eine Vertiefung (10) am Mantel des Wellrohre (1) eingreift und zwischen der Stirnseite des Anschlussstückes (2) und der daran anstossenden Stirnfläche (12) des Zusatzelementes ein Dichtungs spalt (14) ausgebildet ist.
2. HochdruckwasserSchutzvorrichtung für Wellrohrverbindungen nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Durchmesser des ringförmigen Zusatzelementes (4) mindestens so gross ist wie der Aussendurchmesser des Anschlussstückes (2) im Bereiche der Stirnseite (7).
3. HochdruckwasserSchutzvorrichtung für Wellrohrverbindungen nach Pa tentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Zu satzelement (4) in radialer Richtung aus zwei Teilen (18,19) besteht, wel che über Verbindungselemente (20,21) miteinander verbunden sind.
4. HochdruckwasserSchutzvorrichtung für Wellrohrverbindungen nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in der gegen des Anschlussstück (2) gerichteten Stirnfläche (12) des Zusatz elementes (4") mindestens eine Ringnute (22,23) angeordnet ist und am Dichtungsspalt (14) zwischen Anschlussstück (2) und Zusatzelement (4") eine Labyrinthdichtung ausgebildet ist.
5. HochdruckwasserSchutzvorrichtung für Wellrohrverbindungen nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die gegen des Anschlussstück (2) gerichteten Stirnfläche (12) des Zusatz elementes (4') eine Konusfläche (24) ist, wobei diese Konusfläche (24) ge gen das Zentrum des Zusatzelementes (4') geneigt ist.
6. HochdruckwasserSchutzvorrichtung für Wellrohrverbindungen nach Pa tentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (18,19) des Zusatzelementes (4) aus je einer Ringhälfte bestehen, diese beiden Ringhälften (18, 19) über Schnappverbindungen miteinander verbunden sind und jede der Ringhälften (18,19) an einem Endbereich (27) ein Steckelement (20) und am anderen Endbereich (26) eine Aufnahmeöffnung (21) für das Steckelement (20) aufweist.
7. HochdruckwasserSchutzvorrichtung für Wellrohrverbindungen nach Pa tentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Ringhälfte (18,19), am Endbereich (26) mit der Aufnahmeöffnung (21), eine Zusatzöffnung (28) zum Entriegeln der Schnappverbindung angeordnet ist.
Description:
Hochdruckwasser-Schutzvorrichtung für Wellrohrverbindungen Die Erfindung betrifft eine Hochdruckwasser-Schutzvorrichtung für Wellrohrver- bindungen, wobei ein Ende eines Wellrohre in einen Kernhohiraum eines Ver- bindungs-und Anschlussstückes eingeführt und mittels Befestigungsmitteln in diesem festgelegt ist.

Verbindungs-und Anschlussstücke, bzw. Anschlussarmaturen dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Die Patentschrift CH 645 448 be- schreibt beispielsweise eine Anschlussarmatur für einen flexiblen Wellschlauch.

Diese Anschlussarmatur verfügt über ein Gehäuse mit einem Kernhohlraum, wo- bei ein Ende des Wellschlauches, bzw. Wellrohre in diesen Kernhohlraum ein- geschoben ist. Am Gehäuse ist im weiteren ein Durchbruch vorgesehen, in wel- chen eine Sperreinrichtung eingeschoben wird und mittels welcher das Ende des Wellrohre im Kernhohlraum festgelegt wird. An dem vom Kernhohlraum abge- wendeten Ende des Gehäuses ist ein Verbindungsteil in der Form eines Schraub- stutzens angeordnet, wobei auch ein anderes bekanntes Verbindungselement angeordnet sein kann. Dieser Schraubstutzen dient dazu, um die Armatur durch Einschrauben in eine Gewindebohrung an einer Wandung eines Gehäuses mit diesem Gehäuse zu verbinden. Der Schraubstutzen kann aber auch durch eine Bohrung durchgesteckt und an der Innenseite mit einer Mutter festgespannt wer- den. Derartige Wellrohre und Wellrohrverbindungen finden beispielsweise Ver- wendung, um Kabel oder Kabelbäume zu führen und zu schützen. Im Bereiche des Überganges des Endes des Wellrohre zum Verbindungs-und Anschluss- stück ist bei der erwähnten bekannten Lösung eine Dichtung eingelegt, welche das Eindringen von Wasser unter normalen Bedingungen verhindert. Wenn der-

artige Wellrohre und Wellrohrverbindungen in Bereichen eingesetzt werden, wel- che starker Verschmutzung ausgesetzt sind, werden zur Reinigung oft Hoch- druckreinigungsgeräte eingesetzt. Dies trifft beispielsweise für Strassen-und Ei- senbahnfahrzeuge zu. Um bei diesen Anwendungsfällen das Eindringen von Wasser während des Reinigungsvorganges zu verhindern, müssen derartige Wellrohrverbindungen Testbedingungen gemäss DIN 40050, z. B. dem Schutz- grad IP 69 entsprechen. Dieser Schutzgrad verhindert das Eindringen von Was- ser bei Hochdruck-/Dampfstrahl-Reinigungsverfahren. Die bekannten Wellrohr- verbindungen mit den entsprechenden Dichtungen vermögen diesen Anforderun- gen nur teilweise zu entsprechen.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wellrohrverbindung zu schaffen, welche Schutz gegen das Eindringen von Wasser bei der Anwendung von Hochdruck-/Dampfstrahl-Reinigungsverfahren bietet und die entsprechenden Industrienormen für Strassen-und Eisenbahnfahrzeuge zu erfüllen vermag. Im weiteren soll die Einrichtung auch bei bereits bestehenden Wellrohrverbindungen angebaut werden können und wie die dazu gehörenden Verbindungs-und An- schlussstücke lösbar mit dem Wellrohr verbindbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.

Das ringförmige Zusatzelement, welches an der gegen das Wellrohr gerichteten Stirnseite des Anschlussstückes angeordnet ist, vermag das Eindringen von Spritzwasser und auch das Eindringen von Wasser bei der Anwendung von Hochdruck-/Dampfstrahl-Reinigungsverfahren durch den Verbindungsbereich zwischen dem Ende des Wellrohre und dem Kernhohiraum im Anschlussstück wirksam zu verhindern. Das ringförmige Zusatzelement greift dabei mit einer um- laufenden Rippe, welche am Innenmantel angeordnet ist, in eine Vertiefung am Mantel des Wellrohre ein. Dabei wird das Zusatzelement so angebracht, dass zwischen der Stirnfläche, welche gegen das Anschlussstück gerichtet ist, und der

Stirnseite dieses Anschlussstückes ein Dichtungsspalt entsteht. Durch diese An- ordnung kann sowohl bei einem in Achsrichtung des Wellrohre aufprallenden Wasserstrahl wie auch bei einem radial aufprallenden Wasserstrahl kein Wasser direkt in den Kernhohlraum des Anschlussstückes eindringen. Aufprallende Was- serstrahlen werden abgelenkt oder der Druck wird durch die Dichtungsspalte zwi- schen Zusatzelement einerseits und Wellrohr sowie Anschlussstück andererseits soweit abgebaut, so dass die in das Anschlussstück eingelegte bekannte Innen- dichtung das Eindringen von Wasser zu verhindern vermag. Indem der Durch- messer des ringförmigen Zusatzelementes mindestens so gross ausgebildet ist wie der Aussendurchmesser des Anschlusselementes im Bereich der Stirnseite, wird die Schutzwirkung zusätzlich verstärkt.

Dadurch, dass das ringförmige Zusatzelement in radialer Richtung aus zwei Tei- len besteht, ergibt sich der Vorteil, dass das Zusatzelement nach dem Zusam- menfügen der Verbindung zwischen Wellrohr und Anschlussstück angebracht werden kann. Die beiden Teile werden über Verbindungselemente miteinander verbunden. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der beiden Teile des Zu- satzelementes in der Form von zwei gleichen Ringhälften, welche über Schnapp- verbindungen miteinander verbunden werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn an jeder der Ringhälfte an einem Endbereich ein Steckelement und am anderen Endbereich eine Aufnahmeöffnung für das Steckelement ange- ordnet ist. Dadurch sind die beiden Ringhälften identisch ausgebildet und es kön- nen beliebige Hälften zu einem Paar zusammengesetzt werden. Dies führt zu ei- ner Kosteneinsparung bei der Herstellung der Teile. Durch die Anordnung einer Zusatzöffnung am Endbereich der Ringhälfte mit der Aufnahmeöffnung können miteinander verbundene Ringhälften mittels eines Hilfswerkzeuges wieder entrie- gelt und voneinander getrennt werden.

Die Anordnung von mindestens einer Ringnute an der gegen das Anschlussstück gerichteten Stirnfläche des Zusatzelementes führt zu einem verbesserten Druck- abbau und damit einer verbesserten Dichtwirkung. Diese Vorteile resultieren dar- aus, dass am Dichtungsspalt zwischen Anschlussstück und Zusatzelement eine

Labyrinthdichtung ausgebildet wird. Je nach Abmessung, bzw. Durchmesser des Zusatzelementes können beispielsweise zwei oder mehrere konzentrische Ring- nuten angeordnet sein. Eine weitere Verbesserung der Dichtwirkung ergibt sich, wenn die gegen das Anschlussstück gerichtete Stirnfläche des Zusatzelementes eine Konusfläche ist. Dabei ist diese Konusfläche gegen das Zentrum des Zusatz- elementes geneigt, was zur Folge hat, dass der Dichtungsspalt zwischen An- schlussstück und Zusatzelement nach innen divergiert. Diese Anordnung führt ebenfalls zu einem verstärkten Druckabbau und damit zu einer Verbesserung der Dichtungswirkung. Wenn an der Konusfläche zusätzlich die erfindungsgemässen Ringnuten angeordnet werden, so entsteht eine Kombination mit einer Labyrinth- dichtung, welche auch extremen Anforderungen standzuhalten vermag. Bei zweiteiliger Ausführung des Zusatzelementes ist es zweckmässig, die beiden Stirnflächen des Zusatzelementes jeweils gleichartig auszubilden, damit gleich geformte Teile entstehen. Dies vereinfacht den Zusammenbau des Zusatzele- mentes.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug- nahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ende eines Wellrohre und ein damit verbundenes Anschlussstück, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Wellrohrverbindung gemäss Fig. 1, wobei ein Teil des ringförmigen Zusatzelementes abge- hoben ist, Fig. 3 eine Ausführungsvariante eines ringförmigen Zusatzelementes mit konischen Stirnflächen, und Fig. 4 eine Ausführungsform eines ringförmigen Zusatzelementes mit Ringnuten an den Stirnflächen.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Ende 6 eines Wellrohre 1, welches in den Kernhohlraum 5 eines Anschlussstückes 2 eingesteckt ist. Diese Wellrohr- verbindung ist an sich bekannt und entspricht einer Anordnung gemäss CH 645 448. Das Anschlussstück 2 weist einen Gewindestutzen 16 auf, welcher

dazu dient, das Anschlussstück mit einem nicht dargestellten Gehäuse oder ei- nem anderen Verbindungs-bzw. Anschlussstück zu koppeln. Das Ende 6 des Wellrohre 1 ist im Anschlussstück 2 mit Hilfe eines Befestigungsmittels 3 festge- legt. Dieses Befestigungsmittel 3 wird nach dem Einschieben des Wellrohrendes 6 in das Anschlussstück 2 eingesteckt und hält das Wellrohrende 6 im Anschluss- stück 2 fest. Im Kernhohlraum 5 des Anschlussstückes 2 ist am inneren Endbe- reich eine Dichtung 17 eingelegt. Diese Dichtung 17 ist im dargestellten Beispiel in den Kernhohlraum 5 eingespritzt und besteht beispielsweise aus einem Poly- esterelastomer. Diese Dichtung 17 zwischen der Mantelfläche des Kemhohlrau- mes 5 und dem Aussenmantel des Wellrohrendes 6 ergibt eine dichte Verbin- dung, welche beispielsweise die Norm EN 60529 gegen das Eindringen von Was- ser erfüllt. Wie bereits erwähnt, genügt diese Dichtungsanordnung jedoch nicht, wenn bei Reinigungsvorgängen mittels Wasser-, bzw. Dampfhochdruckgeräten ein Hochdruckwasserstrahl in den Kernhohiraum 5 eindringen kann. Um die Dichtwirkung der Wellrohrverbindung zu verbessern, ist an der gegen das Well- rohr 1 gerichteten Stirnseite 7 des Anschlussstückes 2 um das Wellrohr 1 ein ringförmiges Zusatzelement 4 angeordnet. Dieses Zusatzelement 4 besteht aus zwei Teilen 18,19, wie aus Fig. 2 erkennbar ist. Am Innenmantel des ringförmi- gen Zusatzelementes 4 ist eine ringförmige Rippe 9 angebracht. Diese Rippe 9 greift in eine Vertiefung 10 im Mantel 11 des Wellrohres 1 ein und positioniert so das Zusatzelement 4 gegenüber dem Wellrohr 1 und dem Anschlussstück 2. Der äussere Durchmesser des Zusatzelementes 4 ist mindestens so gross wie der äussere Durchmesser des Anschlussstückes 2 im Bereiche der gegen das Well- rohr 1 gerichteten Stirnseite 7. Zwischen dem Anschlussstück 2 und dem ringför- migen Zusatzelement 4 ist ein Dichtungsspalt 14 ausgebildet, welcher einerseits durch die Stirnseite 7 des Anschlussstückes 2 und andererseits durch die daran angrenzende Stirnfläche 12 des Zusatzelementes 4 begrenzt wird. Durch diese Anordnung verhindert das Zusatzelement 4 einerseits wirksam das direkte Ein- dringen eines Hochdruckwasserstrahles in den Kernhohlraum 5, und in allfällig umgelenkten Druckwasserstrahlen wird im Bereiche des Dichtungsspaltes 14 und entlang des Mantelbereiches um die Rippe 9 der Druck so stark abgebaut, dass die Dichtwirkung der inneren Dichtung 17 nicht mehr überwunden werden kann.

Aus Fig. 2 ist der Aufbau des Zusatzelementes 4 aus zwei Teilen 18,19 ersicht- lich. Bei den beiden Teilen 18 und 19 handelt es sich jeweils um ein halbkreisför- miges Ringelement, wobei die beiden Elemente identisch ausgeformt sind. An jeder der beiden Ringhälften 18,19 ist an einem Endbereich 27 ein Steckelement 20 angeformt und am anderen Endbereich 26 ist eine Aufnahmeöffnung 21 ange- ordnet. Diese beiden Steckelemente 20 und die beiden Aufnahmeöffnungen 21 bilden die Verbindungselemente, über welche die beiden Ringhälften 18,19 durch Zusammenstecken in radialer Richtung miteinander verbunden werden. Dabei ist das Steckelement 20 hakenförmig und in radialer Richtung federnd ausgebildet.

Ein nach aussen stehender Nocken 29 rastet beim Zusammenstecken der beiden Teile 18,19 in der Aufnahmeöffnung 21 ein und bildet eine formschlüssige Ver- bindung. Im Endbereich 26 mit der Aufnahmeöffnung 21 jedes Teiles 18,19 ist eine nach aussen gerichtete Zusatzöffnung 28 angeordnet. Über diese Zusatzöff- nung 28 kann das hakenförmige Steckelement 20 mittels eines Hilfswerkzeuges nach innen gedrückt und damit die Steckverbindung zwischen den beiden Teilen 18,19 gelöst werden. Diese zweiteilige Ausgestaltung des Zusatzelementes 4 mit den erfindungsgemässen Verbindungselementen ermöglicht ein Anbringen des Zusatzelementes 4 an einer Wellrohrverbindung, nachdem das Wellrohr 1 mit dem Anschlussstück 2 verbunden und darin festgelegt ist. Die erfindungsgemässe Hochdruckwasser-Schutzvorrichtung mit dem Zusatzelement 4 kann auch bei be- reits vorhandenen Wellrohrverbindungen zusätzlich angebracht werden, ohne dass an den bestehenden Anschlussstücken etwas geändert werden muss. Das Zusatzelement 4 lässt sich bei Bedarf auch wieder entfernen, so dass die Verbin- dung zwischen Anschlussstück 2 und Wellrohr 1 durch Lösen der Befestigungs- mittel 3 wieder getrennt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Zusatzelementes 4'in einem Teilquerschnitt. Das Zusatzelement 4'ist ebenfalls aus zwei Ringhälften, bzw.

Teilen 18, 19 zusammengebaut, welche formschlüssig miteinander verbunden sind. Mindestens eine der Stirnflächen 12,13 des Zusatzelementes 4, und zwar mindestens diejenige, welche gegen das Anschlussstück 2 gerichtet ist, bildet eine Konusfläche 24. Dabei ist diese Konusfläche gegen das Zentrum des Zusat-

elementes geneigt und schliesst zu einer Radialebene einen Winkel 25 ein. Die- ser beträgt im dargestellten Beispiel 15°. Durch diese Ausgestaltung der Stirnflä- chen 12 und 13 entsteht zwischen der Stirnseite 7 des Anschlussstückes 2 und dem Zusatzelement 4'ein Dichtungsspalt 14, welcher sich von aussen nach innen erweitert. In allfällig eindringenden Hochdruckwasserstrahlen wird dadurch der Druck abgebaut und die Schutzwirkung gegen eindringendes Spritzwasser wird erhöht. Im Endbereich 26 des unteren Teiles 19 ist die Zusatzöffnung 28 sichtbar, welche den Zugang zum Nocken 29 am Steckelement 20 mittels eines Hilfswerk- zeuges ermöglicht. Das Steckelement 20 gehört dabei zum oberen Teil 18.

Fig. 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Lösung, bei welcher an einem Zusatzelement 4"Labyrinthdichtungselemente ausgebildet sind. Dazu sind an mindestens einer der Stirnflächen 12,13 mindestens eine Ringnute 22, bzw. 23 angeordnet. Im dargestellten Beispiel sind zwei Ringnuten 22,23 vorhanden, welche konzentrisch zueinander liegen. Derartige Ringnuten 22,23 können auch bei der Ausfüh- rungsform gemäss Fig. 3 angeordnet sein und deren Wirksamkeit noch zusätzlich verbessern. Durch diese Anordnung von Ringnuten 22, bzw. 23, an der gegen das Anschlussstück 2 gerichteten Stirnseite 12 des Zusatzelementes 4"entsteht im Bereiche des Dichtungsspaltes 14 eine Labyrinthdichtung, welche das Eindrin- gen von Druckwasser wirksam verhindert.

Alle Ausführungsformen des Zusatzelementes 4, 4', bzw. 4"weisen zwei iden- tisch geformte Teile 18,19 auf. Dadurch wird die Montage der beide Teile 18,19 zu einem ringförmigen Zusatzelement 4, bzw. 4', bzw. 4"vereinfacht, da es keine unteren oder oberen Teile gibt, sondern die beiden Teile 18,19 identisch sind. Es ist deshalb auch vorteilhaft, die beiden Stirnflächen 12,13 gleichartig auszubilden, damit auch in Bezug auf die Stirnflächen 12,13 ein beliebiger Einbau möglich ist.