Die Erfindung betrifft eine Dichtung, insbesondere für eine Muffenverbindung, welche Dichtung - im Querschnitt gesehen - zwei aus unterschiedlichen Materialien bestehende Teile aufweist.
Derartige bekannte Muffenrohrdichtungen werden zur Dichtung von Stahlgussmuffenrohren, die dem Wassertransport dienen, verwendet.
Hier tritt das Problem auf, dass beim Einschieben des Rohrspitzes in die Muffe des anderen Rohres die Dichtung infolge der notwendigen engen Passung aus der richtigen Lage geschoben wird. Die bekannte Lösung sieht nun vor, dass der dem Muffenende näherliegende Teil der Dichtung härter ist und somit einen wesentlich höheren Deformationswiderstand aufweist als der andere Teil der Dichtung. Dadurch ist beim Einschieben des Rohrspitzes ein Verrutschen des Dichtringes verhindert. wobei trotzdem jener Teil der Dichtung, der für die Dichtigkeit zu sorgen hat, die dafür optimale Elastizität aufweisen kann.
Die Herstellung dieser bekannten einteiligen, aus zwei Materialien unterschiedlichen Deformationswiderstandes bestehenden Dichtung erfolgt derart, dass die beiden - hinsichtlich ihrer Zusammensetzung verschiedenen - Rohrgummimischungen getrennt extrudiert und anschliessend in ihrer richtigen Lage zueinander in einer Form zusammenvulkanisiert werden. Ein Nachteil dieser Dichtung ist, dass sie z. B. nicht für die Fernwärmeübertragung verwendet werden kann.
Das in den Rohren transportierte heisse Wärmeträgermedium, wie z. B. Heisswasser, erfordert spezielle Eigenschaften des inneren Dichtungsteiles sowie etwa hohe Temperaturbeständigkeit, Hydrolysenfestigkeit und gering bleibende Verformung. Der äussere, dem Muffenrohrende näher liegende Teil der Dichtung sollte jedoch neben einem höheren Deformationswiderstand besonders gute Sauerstoffbeständigkeit bei hohen Temperaturen aufweisen. Eine Verbindung dieser hinsichtlich ihrer Eigenschaften gänzlich unterschiedlichen Teile durch Vulkanisation ist oft nur unter schwierigen Bedingungen, manchmal überhaupt nicht erreichbar. Dieser Nachteil erstreckt sich auf alle jene Fälle, wo die Anpassung der spezifischen Eigenschaften der Teile an das jeweils angrenzende Medium durch eine schlechte Verträglichkeit dieser Teile hinsichtlich einer Verbindung bei der Vulkanisation erkauft werden muss.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, unter Vermeidung der oben angeführten Nachteile eine Dichtung, Muffenrohrdichtung, zu schaffen. die durch wahlweise Kombinationsmöglichkeit der beiden, die Muffenrohrdichtung bildenden Teile für verschiedene an die Dichtung angrenzende Medien und Bedingungen verwendet werden kann.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass die beiden Teile getrennt ausgeführt sind. Daraus ergibt sich die mit wirtschaftlichen Vorteilen verbundene Möglichkeit, auch bei geändertem Verwendungszweck der Rohre oder veränderter Umgebung der Rohre jeweils einen Teil der Dichtung weiterzuverwenden.
Der an die veränderte Umgebung angrenzende Teil der Dichtung kann somit mühelos mit einem den geänderten Umständen in den Eigenschaften angepassten Teil ausgewechselt werden.
Die beiden, getrennt ausgeführten Teile bestehen vorzugsweise aus einem Dichtring aus Gummi und einer einen Teil des Dichtringes umfassenden ringförmigen Klammer, z. B. aus Gummi, Kunststoff oder Metall. Diese erfindungsgemässe Ausführungsform ermöglicht im Einbauzustand eine feste Verbindung der in ihren Eigenschaften völlig unterschiedlichen Teile, unabhängig von möglichen grossen Temperaturdifferenzen der jeweils an einen Teil angrenzenden Medien. Sowohl Dichtring als auch Klammer können gezielt und wirksam mit den erforderlichen Eigenschaften ausgestattet werden, ohne dass dabei durch Zusätze etwa oder Einschränkungen hinsichtlich ihrer spezifischen Eigenschaften Rücksicht auf eine bessere Vulkanisationsverbindung genommen werden muss.
Weiters bietet die getrennte Ausführung den Vorteil, dass die ringförmige Klammer ausser aus Gummi auch aus Metall oder Kunststoff bestehen kann. Eine Klammer aus Metall beispielsweise könnte den zum Teil umfassten Dichtring vor Feuereinwirkung schützen und infolge der hohen Steifigkeit eine genauere Zentrierung des Rohrspitzes in der Rohrmuffe ermöglichen. Bei Verwendung von Gummi kann besonders die Härte in einem relativ grossen Bereich durch verschieden hohen Gehalt an Vulkanisationsmitteln oder Füllstoffen variiert und den jeweiligen Bedingungen angepasst werden. Auch die chemische Beständigkeit der Klammer kann bei Anwendung von verschiedenen Gummimischungen den Eigenschaften der angrenzenden Medien in gewünschter Weise angepasst werden.
Als Kunststoff kann beispielsweise Polytetrafluoräthylen in einem Temperaturbereich von -200 bis + 3000 C eingesetzt werden. Eine ausgezeichnete Chemikalien- und Wetterbeständigkeit ermöglichen die Anwendung dieses Kunststoffes in nahezu sämtlichen Bereichen. Doch auch andere Kunststoffe zeichnen sich durch Chemikalienbeständigkeit und hohe Festig keit aus, jedoch sind der Verwendung durch die geringe Temperaturbeständigkeit fast aller Kunststoffe Schranken gesetzt.
Von Vorteil ist es, wenn die ringförmige Klammer aus einem fluorhaltigen, synthetischen Polymer, vorzugsweise einem Fluorelastomer und der Dichtring aus einem Kautschuk auf Äthylen-Propylen-Basis besteht. Durch die Verwendung eines fluorhaltigen, synthetischen Polymers wird sowohl eine gute Temperaturbeständigkeit als auch eine Beständigkeit gegen Sauerstoff, Kohlenwasserstoffe, Säuren und Alkalien erreicht.
Als Beispiel dafür ist das unter dem Markenzeichen Viton registrierte Fluorelastomer anzuführen. Es handelt sich dabei um ein lineares Copolymer aus Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen, das mit Polyamiden, organischen Peroxiden oder Strahlung vulkanisierbar ist.
Ein Vorteil bei der Verwendung von Kautschuk auf Äthylen-Propylen-Basis als Dichtring besteht darin, dass bei Abwesenheit von Sauerstoff bei hohen Temperaturen in Dampf oder Wasser hohe Rückstellkräfte und hohe Wasserdampfbeständigkeit erreicht werden. Ein derartiger Kautschuk würde beispielsweise die bei der Fernwärmeübertragung auftretenden Probleme der hohen Temperaturen und der gleichzeitigen Anwesenheit von Wasser lösen. Sollte jedoch beispielsweise Öl in den Rohren transportiert werden. ist es von Vorteil, wenn der Dichtring aus Nitrilkautschuk, die ringförmige Klammer aus Äthylen-Propylen-Butylkautschuk oder Viton besteht.
Weich eingestellter Nitrilkautschuk hat neben einer guten Dichtwirkung hervorragende Beständigkeit gegen Kohlenwasserstoffe, wie sie z. B. in Erdgas enthalten sind.
Die hier angeführten, von den jeweils an die Dichtung angrenzenden Medien abhängigen Kombinationsmöglichkeiten von zwei Teilen aus verschiedenartigem Gummi für eine Muffenrohrdichtung sollen keinesfalls eine Einschränkung der Erfindung darstellen, sondern nur ein Beispiel der vielseitigen Einsatzmöglichkeit der Dichtung aufzeigen.
Es ist von Vorteil, wenn die ringförmige Klammer um mindestens 200 Shore A, vorzugsweise um 300 Shore A, härter ist als der Dichtring, da dadurch eine für die Umklammerung eines Teiles des Dichtringes nötige Steifigkeit vorhanden ist.
wodurch auch ein Ausschlüpfen des beim Einschieben des Rohrspitzes beanspruchten Dichtringes aus der Umklammerung vermieden wird.
Zweckmässigerweise kann die ringförmige Klammer einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise kann durch die Vorspannung der beiden U-Schenkel der ringförmigen Klammer im eingebauten Zustand zwischen Klammer und Dichtring eine formschlüssige Verbindung er reicht werden. In einer weiteren möglichen Ausbildung der im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen Klammer können die beiden Enden der U-Schenkel bis etwa 900 nach innen umgebogen sein. Die so entstehende Hinterschneidung ermöglicht eine feste Verbindung der beiden Dichtungsteile. Ein weiterer Vorteil der U-förmigen Klammer besteht darin, dass bei allen Ausführungsmöglichkeiten der Dichtring zur Gänze von der
Klammer gegenüber dem an dieser angrenzenden Medium ab getrennt wird.
Um die Verbindung der beiden, die Muffen rohrdichtung bildenden Teile nicht zu beeinträchtigen, sollte der von der ringförmigen Klammer umgebene Teil des Dicht ringes an der Innenfläche der Klammer anliegen. Infolge des relativ geringen Deformationswiderstandes des Dichtringes ist dies durch entsprechend grössere Dimensionierung des Quer schnittes im uneingebauten Zustand leicht möglich.
Ein Abgleiten der den Dichtring umfassenden und mit die sem formschlüssig verbundenen Klammer wird verhindert, wenn der von der ringförmigen Klammer umgebene Teil des
Dichtringes im Einbauzustand in einer an der Innenfläche des
Muffenrohres angebrachten, nutförmigen Ausnehmung angeordnet ist. Es ist dabei von Bedeutung, dass der im eingebau ten Zustand an die Robrspitzoberfläche angrenzende Teil der
Klammer an dieser anliegt, wodurch ein durch hohe Reibungs kräfte des Dichtringes am Rohrspitz bedingtes Abgleiten der
Dichtung aus der Ausnehmung verhindert wird.
Um die Verbindung zwischen ringförmiger Klammer und dem Dichtring noch zu erhöhen, können die getrennt ausge führten Teile miteinander auch verklebt sein.
Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der Dichtring besonders weichelastisch ist und somit bei grösseren Rei bungskräften während der Montage ein Ausschlüpfen aus der teilweisen Umklammerung der ringförmigen Klammer be fürchtet werden muss.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnun gen beispielhaft näher erläutert:
Es zeigen Fig. 1, 2, 3 und 4 jeweils einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Ausführungsform der Dichtung.
In dem durch Rohrspitz 4 und Muffenrohr 3 gebildeten
Muffenspalt ist die Muffenrohrdichtung 1, 2 angeordnet. Die
Gestaltung des Dichtringes 1 ist dabei, wie die verschiedenen
Figuren zeigen, abhängig vom jeweiligen Verwendungszweck.
Ebenso ist die Gestaltung der härteren Klammer 2 hauptsäch lich von der Art der Rohre und des zu verwendenden Dicht tringes 1 abhängig. Die durch die beiden unter Vorspannung stehenden U-Schenkel der im Querschnitt etwa U-förmigen
Klammer 2 gebildeten Hinterschneidung 6 ermöglicht eine formschlüssige Verbindung zwischen Klammer 2 und Dichtring
1, die jedoch im uneingebauten Zustand durch die Elastizität der beiden Teile mittels relativ geringer Krafteinwirkung lös bar ist. In Fig. 2 wird die Hinterschneidung 6 durch eine Abwinkelung der Klammerenden bis etwa 900 erreicht. Sie kann jedoch auch, wie Fig. 3 zeigt, durch einen kreissegmentförmigen Querschnitt der Klammer erreicht werden.
Damit die mit dem Dichtring 1 lösbar verbundene Klammer 2 während des Einschiebens von Rohrspitz in Rohrmuffe nicht mit dieser abgleitet, ist diese zum Teil in einer muffeninnenseitig angeordneten, nutförmigen Ausnehmung 5 angeordnet. Der in Fig. 4 gezeigte Querschnitt einer Muffenrohrdichtung zeigt eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform der im Querschnitt etwa U-förmigen Klammer, die durch einen schwalbenschwanzförmigen Vorsprung 7 mit der eigentlichen Dichtung
1 lösbar verbunden ist. Bei allen Ausführungsformen ist es wesentlich, dass die ringförmige Klammer 2 den Dichtring 1 an der dem Muffenrohrende näher gelegenen Seite derart abgrenzt, dass von aussen eine Berührung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums mit dem Dichtring 1 unmöglich ist.
The invention relates to a seal, in particular for a socket connection, which seal - seen in cross section - has two parts made of different materials.
Known socket pipe seals of this type are used to seal cast steel socket pipes which are used to transport water.
Here the problem arises that when the pipe point is pushed into the socket of the other pipe, the seal is pushed out of the correct position due to the necessary tight fit. The known solution now provides that the part of the seal closer to the socket end is harder and thus has a significantly higher resistance to deformation than the other part of the seal. This prevents the sealing ring from slipping when the pipe tip is pushed in. nevertheless that part of the seal that has to ensure the tightness that can have optimal elasticity for it.
The production of this known one-piece seal consisting of two materials with different deformation resistance takes place in such a way that the two pipe rubber mixtures - different in terms of their composition - are extruded separately and then vulcanized together in their correct position in relation to one another in a mold. A disadvantage of this seal is that it can e.g. B. cannot be used for district heating transmission.
The hot heat transfer medium transported in the pipes, such as. B. hot water, requires special properties of the inner sealing part as well as high temperature resistance, hydrolysis resistance and low permanent deformation. The outer part of the seal, which is closer to the socket pipe end, should, however, have particularly good oxygen resistance at high temperatures in addition to a higher deformation resistance. A connection of these parts, which are entirely different in terms of their properties, by vulcanization can often only be achieved under difficult conditions, sometimes not at all. This disadvantage extends to all those cases where the adaptation of the specific properties of the parts to the respective adjoining medium has to be bought at the cost of poor compatibility of these parts with regard to a connection during vulcanization.
The aim of the present invention is to create a seal, a socket pipe seal, while avoiding the disadvantages set out above. which can be used for various media and conditions adjacent to the seal due to the option of combining the two parts forming the socket pipe seal.
This goal is achieved in that the two parts are designed separately. This results in the possibility, which is associated with economic advantages, of continuing to use a part of the seal in each case even if the purpose of the pipes is changed or the surroundings of the pipes have changed.
The part of the seal adjoining the changed environment can thus easily be replaced with a part that is adapted in terms of properties to the changed circumstances.
The two, separately executed parts preferably consist of a sealing ring made of rubber and a part of the sealing ring encompassing annular bracket, for. B. made of rubber, plastic or metal. In the installed state, this embodiment according to the invention enables a fixed connection of the parts, which are completely different in their properties, regardless of possible large temperature differences of the media adjoining a part. Both the sealing ring and the clip can be equipped with the required properties in a targeted and effective manner, without having to take into account a better vulcanization compound through additives or restrictions with regard to their specific properties.
Furthermore, the separate design offers the advantage that the ring-shaped clip can be made of metal or plastic in addition to rubber. A clamp made of metal, for example, could protect the partially encompassed sealing ring from the effects of fire and, as a result of its high rigidity, enable more precise centering of the pipe tip in the pipe socket. When using rubber, the hardness in particular can be varied over a relatively large range by varying the content of vulcanizing agents or fillers and adapted to the respective conditions. The chemical resistance of the clip can also be adapted as desired to the properties of the adjacent media when using different rubber compounds.
For example, polytetrafluoroethylene in a temperature range of -200 to + 3000 C can be used as plastic. Excellent chemical and weather resistance enable this plastic to be used in almost all areas. However, other plastics are also characterized by chemical resistance and high strength, but their use is subject to restrictions due to the low temperature resistance of almost all plastics.
It is advantageous if the ring-shaped clip is made of a fluorine-containing synthetic polymer, preferably a fluoroelastomer, and the sealing ring is made of an ethylene-propylene-based rubber. By using a fluorine-containing synthetic polymer, both good temperature resistance and resistance to oxygen, hydrocarbons, acids and alkalis are achieved.
An example of this is the fluoroelastomer registered under the Viton trademark. It is a linear copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene that can be vulcanized with polyamides, organic peroxides or radiation.
An advantage of using ethylene-propylene-based rubber as a sealing ring is that in the absence of oxygen at high temperatures in steam or water, high restoring forces and high water vapor resistance are achieved. Such a rubber would, for example, solve the problems of high temperatures and the simultaneous presence of water which occur in district heating transmission. However, for example, oil should be transported in the pipes. It is advantageous if the sealing ring is made of nitrile rubber and the ring-shaped clip is made of ethylene-propylene-butyl rubber or Viton.
Soft nitrile rubber has, in addition to a good sealing effect, excellent resistance to hydrocarbons, such as those found in B. are contained in natural gas.
The combination possibilities of two parts made of different types of rubber for a socket pipe seal, which are dependent on the media adjoining the seal in each case, are listed here and are in no way intended to represent a limitation of the invention, but only to show an example of the versatile uses of the seal.
It is advantageous if the ring-shaped clamp is at least 200 Shore A, preferably 300 Shore A, harder than the sealing ring, since this provides the necessary rigidity for clasping part of the sealing ring.
whereby the sealing ring, which is stressed when the pipe tip is pushed in, is prevented from slipping out of the clasping.
The annular clip can expediently have an essentially U-shaped cross section. For example, by pretensioning the two U-legs of the ring-shaped bracket in the installed state between the bracket and the sealing ring, a positive connection can be achieved. In a further possible embodiment of the clamp, which is essentially U-shaped in cross-section, the two ends of the U-legs can be bent inward by up to about 900 mm. The resulting undercut enables a firm connection of the two sealing parts. Another advantage of the U-shaped bracket is that in all design options the sealing ring is entirely from the
Bracket is separated from the adjoining medium.
In order not to impair the connection of the two parts forming the sleeve pipe seal, the part of the sealing ring surrounded by the annular clamp should bear against the inner surface of the clamp. As a result of the relatively low resistance to deformation of the sealing ring, this is easily possible by appropriately dimensioning the cross section when not installed.
Slipping of the sealing ring comprehensive and positively connected to the clamp is prevented when the part of the surrounded by the annular clamp
Sealing ring in the installed state in one on the inner surface of the
Socket pipe attached, groove-shaped recess is arranged. It is important that the part that is adjacent to the Robrspitz surface when installed
Clamp rests against this, whereby a sliding of the due to high frictional forces of the sealing ring on the pipe tip
Seal from the recess is prevented.
In order to increase the connection between the annular clamp and the sealing ring, the separately performed parts can also be glued together.
This is particularly advantageous when the sealing ring is particularly soft and elastic and therefore with greater frictional forces during assembly a slip from the partial clasping of the annular clamp must be feared.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings:
1, 2, 3 and 4 each show a cross section through an embodiment of the seal according to the invention.
In the one formed by pipe point 4 and socket pipe 3
The socket pipe seal 1, 2 is arranged. The
Design of the sealing ring 1 is like the various
Figures show, depending on the intended use.
Likewise, the design of the harder clamp 2 is mainly dependent on the type of tubes and the sealing ring 1 to be used. The U-legs, which are pretensioned by the two U-shaped legs in cross-section
Clamp 2 formed undercut 6 enables a positive connection between clamp 2 and sealing ring
1, which is, however, in the unmounted state by the elasticity of the two parts by means of a relatively small amount of force Lös bar. In FIG. 2, the undercut 6 is achieved by angling the clip ends up to about 900. However, as FIG. 3 shows, it can also be achieved by a circular segment-shaped cross section of the clamp.
So that the clamp 2 releasably connected to the sealing ring 1 does not slide off with the pipe socket during the insertion of the pipe point into the pipe socket, it is partly arranged in a groove-shaped recess 5 arranged on the inside of the socket. The cross-section of a socket pipe seal shown in FIG. 4 shows a further embodiment according to the invention of the clamp, which is approximately U-shaped in cross-section, which is connected to the actual seal by a dovetail-shaped projection 7
1 is releasably connected. In all embodiments, it is essential that the ring-shaped clip 2 delimits the sealing ring 1 on the side closer to the socket pipe end in such a way that a gaseous or liquid medium cannot come into contact with the sealing ring 1 from the outside.