Трубное соединение для пластмассовых труб

1 Изобретение относится к трубному соединению из армированной стекловолокном пластмассы и мембраны из упругого материала, которая выполнена также в виде уплотнения, по меньшей мере, на одной стороне. Из ЕР 0 651 506 В 1 известна снабженная уплотнительной втулкой муфта для соединения двух пластмассовых труб, в случае которой исходили из уровня техники, в котором оба идентично выполненных частичных участка, каждый для приема одного конца трубы, имеют в основном одинаковую длину. Известная муфта содержит два имеющие явно различную длину(например, предпочтительно с соотношением длин 1:3 и меньше) цилиндрических краевых участка и между ними кольцевую выемку, в которую установлена уплотнительная втулка. Уплотнительная втулка имеет на своих концевых участках по одной губке (рабочей кромке) уплотнения, между которыми находится цилиндрический участок. Последний подразделен за счет выступающего внутрь муфты ребра на более короткую часть, обращенную к более длинной краевой области, и на более длинную часть,обращенную к более короткой краевой области. Из US 4 642 156 известен способ для изготовления уплотнительной втулки, которая содержит стоп-ребро, уплотнительные губки, но не содержит цилиндрического участка. Из US-A-5 330 238 известно трубное соединение из муфты в основном с цилиндрическим внешним слоем 22 из армированной стекловолокном пластмассы и с внутренним слоем 23, состоящим из полиуретана. При надвигании труб внутренность муфты деформируется и полиуретановый слой 23, в частности, в области двух предусмотренных проходящих по окружности плоских уплотнительных утолщений 28 и 29 в конически расширяющейся поверхности муфты 27 сжимается. На одном конце находится цилиндрический участок 33, который на своем внешнем конце еще может быть снабжен скосом 34. Закрепление внутреннего слоя 23 не предусмотрено так, что стабильность положения трубного соединения зависит от адгезии внутреннего слоя 23 на наружном слое 22. Трубное соединение поэтому не может быть использовано в случае высоких внутренних давлений, а только в безнапорных системах. Известная из ЕР 0 787 937 А муфта выполнена в виде уплотнительной манжеты из упругого материала с общей цилиндрической формой, которая на обоих сторонах снабжена уплотнительным утолщением 35 и содержит в центре ребро 32. Уплотнительные утолщения служат для местного повышения давления и обеспечения достаточного уплотнительного контакта. В US 4 513 996 описано трубное соединение, муфтовая часть которого заканчивается расширяющимся наружу кольцевым фланцем. Мембрана согласована в соответствии с формой 2 муфты и снабжена ребрами, взаимодействующими с муфтовыми канавками. Ни толщина стенки мембраны, ни диаметр не является постоянным, за счет чего в некоторых областях возникают пиковые нагрузки муфты. Так как мембрана соединена с муфтой только посредством ребер и канавок, однако, не закреплена там жестко и также не имеет опоры в концевых областях, то при более высоких внутренних давлениях легко появляется расслоение и выдувание мембраны. В основе изобретения лежит задача создания трубного соединения, которое может использоваться при высоких давлениях, в частности, внутренних давлениях от 2,5 до 5,0 МПа (25- 50 бар), без появления повреждений соединения при расширении трубы вследствие повышенного внутреннего давления, причем трубное соединение может использоваться также при взаимно смещенных и/или расположенных с изломом осях труб. Эта задача решается согласно изобретения в трубном соединении с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные формы дальнейшего развития трубного соединения,соответствующего изобретению,являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения. Соответствующее изобретению трубное соединение содержит муфту из армированной стекловолокном пластмассы и мембрану из упругого материала, которая по меньшей мере на одной стороне выполнена в виде уплотнения и содержит втулочную часть. Там, где мембрана выполнена в качестве уплотнения, в завершении мембраны, где вводится труба (то есть на наружном конце), имеет место цилиндрическая короткая часть. В цилиндрической части мембрана имеет постоянную толщину стенки, над которой проходит армированная стекловолокном часть муфты трубного соединения. Вне цилиндрической части трубное соединение выполнено таким, что образован угол, который является по меньшей мере настолько большим,как и допустимый излом соединения, причем над этой угловой частью трубного соединения мембрана жестко закреплена в муфте. Это позволяет производить соединение труб также с продольными осями, проходящими относительно друг друга смещенно и/или с изломом. Соответствующее изобретению трубное соединение является пригодным для использования при высоких давлениях, порядка 1,5 - 5,0 МПа (15 - 50 бар) (в зависимости от диаметров труб). С предусмотренной согласно изобретения конструкцией трубного соединения является возможным надежное соединение и уплотнение пластмассовых труб, в частности, труб на основе армированных стекловолокном пластмасс,таким образом, что короткая цилиндрическая часть разгружает уплотнительную часть. За счет малой протяженности этого участка мембраны 3 он может при расширении, то есть при увеличении трубы в диаметре, в реакции на это удлиняться в продольном направлении, за счет чего,муфта расширением трубы механически не нагружается. Направленный к муфте ход дилатации трубы таким образом поглощается. Если цилиндрический участок располагается под малым углом, то излом соединяемой трубы является возможным. Однако на муфту тогда оказывается невыгодное давление. Можно также только одну сторону выполнять с выше упомянутым изломом, причем вторая сторона не позволяет никакого излома трубы. Тогда излом между трубой и соединением воспринимается главным образом на одной стороне, а на другой стороне возможно телескопическое движение находящейся там трубы. Предпочтительно выбор параметров масс происходит так, что при внутреннем давлении в трубе 1,0 х PN (0,098 МПа [0,98 бар]) до 1,5 хPN (0,147 МПа [1,47 бар]) [номинальное давление] труба прилегает к цилиндрической части трубного соединения без смятия. На той стороне, на которой не предусмотрено никакого излома, может быть предусмотрено уплотнение за счет кольца из упругого материала с уплотнительными элементами, смонтированное на переднем конце подлежащей соединению трубы, причем уплотнительные элементы с мембраной из упругого материала соединения производят уплотнение. Предпочтительным образом мембрана и/или снабженное уплотнительными элементами кольцо выполнено из резины, которая особенно надежно обеспечивает уплотнение от проникания любого материала. Изобретение описывается ниже посредством примеров и с помощью чертежей, причем это представление служит для пояснения изобретения, однако, не должно ограничивать его конкретными формами выполнения. При этом показывают: на фиг. 1 - схематический вид в разрезе трубного соединения, которое выполнено согласно первому примеру выполнения изобретения, и на фиг. 2 - схематический вид в разрезе трубного соединения, выполненного согласно второму примеру выполнения изобретения. Фиг. 1 показывает трубное соединение, которое допускает на обоих сторонах излом между трубой и соединением. Трубное соединение содержит в основном цилиндрическую муфту 2 из армированной стекловолокном пластмассы. Муфта содержит на внутренней стороне выемку, в которой в качестве уплотнения установлена мембрана 4 из упругого материала, здесь из резины. Мембрана 4 жестко закреплена в муфте 2 посредством кольцевых утолщений 6. Она содержит центральный цилиндрический втулочный участок 8, который посредством выступающего внутрь ребра 10 разделен на два участ 002538 4 ка 8 а, 8b, в основном одинаковой длины. Центральный цилиндрический втулочный участок 8 ограничен двумя уплотнительными губками 12. Вне уплотнительных губок 12 проходит соответственно короткая цилиндрическая область 14 с меньшей толщиной стенки, которая на конце жестко закреплена посредством одного (6') из ранее упомянутых кольцевых утолщений 6. Внутренний диаметр короткой цилиндрической области 14 является меньше, чем таковой центральной цилиндрической области 8. Уже в области крайнего кольцевого утолщения 6' край муфты сужается под углом V, причем на переходах к торцовым сторонам 16 муфта содержит соответственно по фаске 18. На фиг. 1 схематически представлена на правой стороне часть стенки трубы, или, соответственно, конца трубы 20, подлежащей соединению трубным соединением. Как видно из представления, внешняя стенка трубы 20 в основном лежит на одной линии со стенкой короткой цилиндрической области 14. При вдвигании труба 20 тогда отгибает уплотнительную губку 12 с достижением уплотняющего действия, причем материал уплотнительной губки сжимается. Когда труба 20 вообще вдвигается внутрь трубного соединения,она в конечном положении упирается своей торцовой стороной 22 в ребро 10. За счет излома под углом V, является возможным при вдвигании вводить трубу 20 максимально с соответствующим углом относительно продольной оси соединения, за счет чего, например, могут компенсироваться монтажно обусловленные допуски. При выполнении согласно фиг. 2 одна из двух уплотнительных губок 12 центральной цилиндрической области 8 (здесь правая уплотнительная губка 12) опущена. Участок 8b, противоположный уплотнительной губке 12, имеет меньший внутренний диаметр, чем участок 8 а между уплотнительной губкой 12 и ребром 10. Внешняя стенка мембраны 4 в области ребра сужается в направлении к открытому участку 8b. На внешней стороне уплотнительной губки 12 находится короткий цилиндрический участок 14, как в ранее описанном примере выполнения. По соседству с открытым участком 8b центральной втулочной области находится область внутренней стенки муфты 2, которая находится на одной линии с внутренней стенкой открытого участка 8b. Скосы муфты на внешней стороне(угол V) и фаски 18 являются такими же, как в ранее описанном примере выполнения. Труба 20, которая здесь опять-таки представлена только схематически, имеет несколько большую толщину стенки. На некотором расстоянии от торцовой стороны 22 находится кольцевая выемка, в которой установлено уплотнительное кольцо 24 из резины. Уплотнительное кольцо 24 содержит в качестве уплот 5 нительных элементов два расположенных с зазором кольцевых утолщения 26. Последние при вдвигании в длинную сторону соединения входят с уплотнением в зацепление с участком 8b центрального втулочного участка 8. Как уже упомянуто, уплотнение на длинной стороне соединения получается за счет резинового кольца 24. Как показывает фиг. 2, уплотнение получается за счет двух массивных кольцевых утолщений. Можно применять также манжетные уплотнения или комбинацию полуцилиндров и губок. Резиновое кольцо 24 позиционировано таким образом, что в соединении происходит уплотнение относительно резиновой мембраны 4. Причина этого поясняется в последующем. На короткой стороне соединения уплотнение получается за счет уплотнительной губки 12, которая является частью резиновой мембраны 4. Резиновая мембрана 4 удлинена настолько, что она выходит за пределы втулочной части 8. Выбор размеров производят таким образом, что при внутреннем давлении от 1,0 х PN до 1,5 х PN (номинальное давление: 0,098 до 0,147 МПа [0,98 до 1,47 бар]) зазоры между внутренним диаметром цилиндрического участка 14 и внешним диаметром трубы 20 (фиг. 1) или, соответственно, между внутренним диаметром участка втулки 8b и внешним диаметром трубы (фиг. 2) равны нулю. При таком выборе размеров предполагается, что при номинальном давлении PN расширение вследствие внутреннего давления имеет определенную фиксированную величину. К сожалению, эта величина не является всегда постоянной, а имеет большие разбросы. К этому добавляется со временем также ползучесть. Может случиться,что при эксплуатации концы труб сильно прижимаются к соединению. Вследствие этого резиновое кольцо 24 должно прижиматься на конце трубы к резиновой мембране 4, поскольку иначе здесь в соединении возникают слишком большие напряжения. На малом конце (который содержит уплотнительную губку 12) достаточно, если в цилиндрической части 14 имеется резина достаточной толщины. Толщина должна составлять по меньшей мере 2 мм. Важным является, что цилиндрическая часть 14 является очень короткой так, что резина может расширяться в продольном направлении, если прижимание слишком большое. Другим важным выбором размера является угол V. Он должен быть равным допустимому излому соединения. Резиновая мембрана 4 тогда должна жестко крепиться в муфтовой части в этой области. Является важным, чтобы жесткое крепление короткого цилиндрического участка 14 находилось в угловой части, а не в цилиндрической части, поскольку смола в углах может проникать под резину, что было бы опасным, если 6 бы такая смола находилась в цилиндрической части. Для предотвращения такого проникновения, является выгодным, если угол V в профиле является меньше, чем предусмотренный угол. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Трубное соединение с муфтой (2) из армированной стекловолокном пластмассы и мембраной (4) из упругого материала, которая, по меньшей мере, на одной стороне выполнена в качестве уплотнения и содержит втулочную часть (8), причем там, где мембрана выполнена в качестве уплотнения, в завершении мембраны,где вводится труба, цилиндрическая часть (14) короткая и мембрана (4) в цилиндрической части (14) имеет постоянную толщину стенки, над которой проходит армированная стекловолокном муфтовая часть трубного соединения, отличающееся тем, что вне цилиндрической части(14) трубное соединение выполнено так, что образован угол (V), который является, по меньшей мере, настолько большим, как и допустимый излом соединения, и что мембрана (4) жестко закреплена в муфте (2) над этой угловой частью трубного соединения. 2. Трубное соединение по п.1, отличающееся тем, что только одна сторона выполнена с изломом (V), а другая сторона не позволяет никакого излома трубы. 3. Трубное соединение по п.2, отличающееся тем, что на стороне, где не предусмотрено никакого излома, предусмотрено уплотнение за счет кольца (24) из упругого материала с уплотнительными элементами (26), смонтированного на переднем конце подлежащей соединению трубы (20), причем в соединении предусмотрено уплотнение уплотнительных элементов (26) относительно мембраны (4) из упругого материала. 4. Трубное соединение по п.3, отличающееся тем, что на стороне, где не предусмотрено никакого излома, в качестве уплотнения предусмотрена уплотнительная губка на переднем конце подлежащей соединению трубы и в соединении предусмотрено уплотнение уплотнительной губки относительно мембраны из упругого материала. 5. Трубное соединение по любому из пп.14, отличающееся тем, что мембрана (4) выполнена из резины. 6. Трубное соединение по п.4 или 5, отличающееся тем, что снабженное уплотнительными элементами кольцо (24) выполнено из резины.