DE102012202908B4

DE102012202908B4 - Vorrichtung zum Abdichten eines Ringraumes zwischen einem Medienrohr/Kabel und einer Kernbohrung/Schutzrohr

Info

Publication number: DE102012202908B4
Application number: DE102012202908.7A
Authority: DE
Inventors: Uli Lutz
Original assignee: DDL GmbH
Current assignee: DDL GmbH
Priority date: 2011-03-05
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: DE102012202908A1; DE202011102722U1; DE202012013675U1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Abdichten von Ringräumen (9), die am außenliegenden und innenliegenden Bereich durch zylindrische und/oder ovale Körper (2, 3) begrenzt sind, zum Abdichten von Kabeln, Rohren, Kanälen oder dergleichen, die durch Kernbohrungen, Mauerhülsen oder Schutzrohre geführt sind, mit einem den Querschnitt des Ringraumes (9) ausfüllenden Ringsegment (8), das zumindest teilweise aus elastomerem Material ist und an beiden axialen Stirnseiten (10, 11) von einteiligen oder mehrteiligen Druckplatten beziehungsweise -flanschen (7) aus Hartkunststoff oder Metall flankiert ist, die mittels mehrerer über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneter und das Ringsegment (8) axial durchdringender Schraubverbindungen (6) positioniert sind und die durch die Schraubverbindungen (6) aufgebrachten Druckkräfte flächig auf das Ringsegment (8) verteilen und somit zu axialem Zusammendrücken und radialem Ausdehnen des dadurch dichtend verspannten Ringsegmentes (8) führen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringsegment (8) ein im Querschnitt rechteckförmiges und damit ringscheibenförmiges Kernelement (5) aus einem Elastomer aufweist, das mit seiner Scheibenebene zwischen und parallel zu den Druckplatten beziehungsweise -flanschen (7) angeordnet ist und durch das sich Schrauben durch den Schrauben entsprechende Öffnungen in dem Kernelement (5) hindurcherstrecken und das von einem Mantelelement (4) aus einem Elastomer allseitig überdeckt beziehungsweise umhüllt ist, wobei das Material des Kernelementes (5) eine größere Shore-Härte als das des Mantelelementes (4) aufweist und dass das ringscheibenförmige Kernelement (5) vom Mantelelement (4) allseitig überdeckt beziehungsweise umhüllt ist, indem das härtere Kernelement (5) von einem für das Mantelelement (4) verwendeten weicheren Elastomer umspritzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abdichten von Ringräumen, die im außenliegenden und innenliegenden Bereich durch zylindrische und/oder ovale Körper begrenzt sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen Vorrichtungen zum Abdichten von Ringräumen, wie sie beispielsweise aus der DE 296 19 196 U1 , der EP 0 620 396 A1 , der DE 201 12 374 U1 , der DE 10 2006 047 066 A1 sowie der DE 202 00 374 U1 bekannt sind, ist das Ringsegment aus einem einkomponentigen Elastomer, vorzugsweise Gummi, gefertigt, das einen mittleren bis harten Härtegrad (Shore-Härte) aufweist. Im Einsatz bei medienführenden dünnwandigen Kunststoff-Wellrohren und/oder bei aus dem Fernheizwärme-Rohrleitungsbau bekannten, aus Isolationsgründen umschäumten Medienrohren mit dünnem Kunststoff-Außenmantel, wird bei der zur Verpressung des Elastomerelementes erforderlichen Druckbeaufschlagung das Kunststoff-Wellrohr bzw. die Kunststoff-Außenhülle deformiert, so dass der Ringraum gegen Flüssigkeiten und Gase nicht mehr dicht ist. Zudem unterliegen diese Kunststoffrohre bzw. -hüllen unter dem partiellen Anpressdruck der Ringraumdichtung einem molekularen Kaltfluss, der nach einiger Zeit zur Schrumpfung im Außendurchmesser führt und somit die Undichtigkeit des Dichtungssystems einleitet.
Bei Einsatz von sehr weichen, die Rohraußenhülle nicht beschädigenden elastomeren Dichtelementen fehlt die erforderliche Formstabilität, das heißt, das Elastomermaterial quillt auf Grund des Pressdruckes durch die Druckplatten aus den Ringspalten zwischen den das Elastomer flankierenden Druckplatten beziehungsweise -flanschen und der Kernbohrung im Mauerwerk oder der Innenwandung von Schutzrohren/Hüllrohren und durch den Ringspalt zwischen Druckplatte/-flansch und Medienrohr, so dass das Dichtsystem undicht wird. Zudem sind in der Regel weiche Kautschuk-Einstellungen nicht UV-beständig und verspröden unter Sonnenlicht- beziehungsweise Tageslichteinwirkung. Die UV-Beständigkeit kann zwar bei der Fertigung durch zusätzlich beigemischte UV-Stabilisatoren verbessert werden, was aber auf Grund der Kostenintensität der erforderlichen Additive die Wirtschaftlichkeit der Dichteinsätze in der Herstellung wesentlich verschlechtert. Ohne die erforderliche Elastizität des elastomeren Dichtsegmentes tritt bei einer Herabsetzung des Anzugsmoments beziehungsweise bei Verringerung der Druckkraft der gegeneinander verschraubten seitlichen Druckplatten entlang den Gewindegängen der durch das Dichtelement durchgehenden Schrauben beziehungsweise Gewindebolzen auf Grund der Kapillarwirkung das Medium durch das Dichtsystem.
Aus der DE 196 01 288 C2 ist desweiteren eine Vorrichtung zum Abdichten von Ringräumen bekannt, bei der in axialer Richtung beispielsweise drei Ringsegmente aneinander liegen, von denen das mittige Ring- beziehungsweise Profilelement eine geringere Shore-Härte als die äußeren Profilelemente aufweist. Dies bedeutet, dass die Dichtwirkung gegenüber dem innenliegenden Körper lediglich über einen relativ schmalen axialen Bereich erfolgt, während bei den entsprechenden axialen Anfangsbeziehungsweise Endbereichen die Nachteile der vorgenannten bekannten Vorrichtungen auftreten. Die DE 101 10 647 A1 zeigt Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Darüber hinaus sind zum Stand der Technik noch die Druckschriften DE 600 20 974 T2 , DE 20 2008 007 636 U1 und DE 92 08 255 U1 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Abdichten von Ringräumen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden sind und bei der insbesondere im Innenbereich der Ringraumdichtung, die zum innenliegenden Körper hinweist, eine Abdichtung auch bei geringeren axialen Druckkräften auch dann erreicht ist, wenn der innenliegende Körper eine relativ dünnen Außenhülle und/oder eine gewellte Außenhülle aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Vorrichtung zum Abdichten von Ringräumen der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, dass der Bereich der Ringraumdichtung, der zum innenliegenden Körper weist, gegen diesen innenliegenden Körper, beispielsweise hier gegen das medienführende Rohr dichtend verspannt wird, ohne dass allzu große axiale Druckkräfte aufgewendet werden müssen.
Insgesamt führt dabei das axiale Zusammendrücken zu einem radialen Ausdehnen insbesondere des Mantelelementes gegen die Umgebung, das heißt auf jeden Fall zum innenliegenden Körper hin und je nach Ausgestaltung des Mantelelements auch zum außenliegenden Körper hin. Zur Aufnahme der Schraubendruckkraft und zur Formstabilität besteht das Dichtbeziehungsweise Ringsegment aus einer härteren bis harten Kernkomponente aus Kautschuk-Element und zur Druckkraftverteilung auf das Medienrohr/Kabel, insbesondere bei dünnwandigen druckempfindlichen Rohrwandungen und Wellrohren, die in nur niedrige Druckkräfte bei niedrigen Anzugsmomenten der Schraubenverbindung aufnehmen können, aus einem weicheren Mantelelement aus einem Kautschuk-Element, vorzugsweise aus einem UV-beständigen Duroplast-Elastomer mit weicher Härtegradeinstellung. Insbesondere bei vollständiger Einbettung des härteren Träger- beziehungsweise Kernelementes in der weicheren Mantelumhüllung beziehungsweise Mantelelement wird folgerichtig das weichere Elastomermaterial bereits bei geringen Anzugsmomenten in die Schraubengänge der Pressschrauben gedrückt, was verhindert, dass flüssige und gasförmige Umgebungsmedien auf Grund von Kapillarwirkung entlang den Gewindegängen den Dichteinsatz beziehungsweise das Segment durchdringen können. Des Weiteren ist von Vorteil, dass das weichere Elastomermaterial auf Grund seines höheren Reibungskoeffizienten bereits bei geringen Anzugsmomenten rutschsicher gegen die Innenwandung der Kernbohrung oder des Schutzrohres, also gegenüber dem äußeren Körper gepresst wird. Auf Grund der geringen Druckkräfte gegen das Medienrohr beziehungsweise Kabel, also dem innenliegenden Körper, wird auch der Kaltfluss der Molekularketten der polymeren Rohr-/Kabelwandungen unter Druck verringert, was wiederum zu einer höheren Dichtleistung der Vorrichtung führt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Abdichten eines Ringraumes, der von einem außenliegenden und einem innenliegenden sich axial erstreckenden Umfangsbereich eines zylindrischen und/oder ovalen Körpers begrenzt ist, und
2 einen Schnitt längs der Linie A-A der 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 1 besteht aus mindestens einem (oder mehreren) den Querschnitt eines Ringraumes 9 ausfüllenden kreisförmigen oder ovalen Ringsegments 8, das zumindest anteilig aus elastomerem Material hergestellt ist. An dem elastomeren Ringsegment 8 ist axial beidendig, das heißt an den Stirnseiten 10 und 11 mindestens je ein Druckelement beziehungsweise eine Druckplatte 7 aus Kompaktmaterial, beispielsweise Metall oder Hartkunststoff flanschförmig angebracht. Die beidseitig angebrachten, ringförmigen Druckplatten 7 sind mittels mehrerer über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneter Schraubenverbindungen 6, die das Ringsegment 8 axial durchdringen, positioniert und verteilen die durch sie beim Anziehen aufgebrachten Druckkräfte flächig auf das Ringsegment 8.
Der Ringraum 9 ist durch einen außenliegenden Körper 2 sowie durch einen innenliegenden Körper 3 begrenzt. Der Außenkörper 2 ist beispielsweise das Mauerwerk eines Gebäudes, in dem eine Kernbohrung 12 eingebracht ist, die die äußere Wandung des Ringraumes 9 darstellt. Es versteht sich, dass statt einer Kernbohrung 12 als äußere Begrenzung eines Ringraumes 9 auch eine Mauerhülse oder ein Schutzrohr oder dergleichen vorgesehen sein kann. Der Innenkörper 3 ist beispielsweise ein Kabel oder ein Rohr oder ein Kanal, wobei das Rohr oder der Kanal mit einer dünnen Außenhülle unter Zwischenfügen eines Isolationsbelages versehen oder eine gewellte Außenhülle sein kann, wobei deren bzw. dessen Außenumfang die Innenbegrenzung des Ringraumes 9 bildet. Die Außen- und/oder Innenbegrenzung des Ringraumes 9 kann zylindrisch, das heißt kreisrund oder auch oval sein.
Das Ringsegment 8 ist beim Ausführungsbeispiel aus zwei Elementen zusammengesetzt, nämlich einem Kernelement 5 und einem das Kernelement 5 ganz. einhüllenden Mantelelement 4. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das hier im Querschnitt rechteckförmige Kernelement 5 vom Mantelelement 4 vollständig umhüllt, das heißt, über alle vier Seitenflächen des Kernelements 5. Das Mantelelement 4 und das Kernelement 5 bestehen jeweils aus einem Elastomer, jedoch aus jeweils einem Elastomer beziehungsweise Material unterschiedlicher Shore-Härte. Dabei hat das Material des Kernelements 5 eine größere Shore-Härte als das des Mantelelements 4. Das härtere Kernelement 5 befindet sich beim Ausführungsbeispiel innerhalb des weicheren Mantelelements 4. Dabei können die Wandungen des Mantelelements 4 über den Umfang gleiche Dicke aufweisen; es ist aber auch gemäß 2 möglich, die Wandung des Mantelelements 4 gegenüber dem Kernelement 5 in dem Bereich zu vergrößern, der dem Innenkörper 3 zugewandt ist. Wie erwähnt, ist das Ringsegment 8 ringförmig ausgebildet und besitzt einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser der Kernbohrung 12 entspricht, und einen Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser des Innenkörpers 3 entspricht.
Das in der Zeichnung dargestellte Ringsegment 8 wird in der Weise hergestellt, dass das härtere Kernelement 5 in eine Spritzgießform eingelegt wird und von einem für das Mantelelement 4 verwendeten weicheren Elastomer umspritzt wird.
Die Einzelkomponenten (Mantelelement 4 und Kernelement 5) können aber auch statt in zwei Arbeitsgängen in einem einzigen Arbeitsgang gefertigt werden.
Wird das Ringsegment 8 in den Ringraum 9 eingebracht, so erfolgt dies ohne wesentliches Spiel. Die Schraubverbindungen 6 werden nacheinander gleichmäßig bis zu einem bestimmten Drehmoment angezogen, was sich beim Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung in der Weise auswirkt, dass das Mantelelement 4 sich in Umfangsrichtung nach außen und nach innen deshalb ausdehnt, weil es axial zusammengedrückt wird. Auf Grund der relativ geringen Shore-Härte ist es möglich, auch Innenkörper 3 mit welliger Außenfläche mit Hilfe des Mantelelementes 4 abzudichten, ohne dass allzu hohe Anzugsmomente auf die Schraubenverbindung 6 aufgebracht werden müssen.

Claims

Vorrichtung (1) zum Abdichten von Ringräumen (9), die am außenliegenden und innenliegenden Bereich durch zylindrische und/oder ovale Körper (2, 3) begrenzt sind, zum Abdichten von Kabeln, Rohren, Kanälen oder dergleichen, die durch Kernbohrungen, Mauerhülsen oder Schutzrohre geführt sind, mit einem den Querschnitt des Ringraumes (9) ausfüllenden Ringsegment (8), das zumindest teilweise aus elastomerem Material ist und an beiden axialen Stirnseiten (10, 11) von einteiligen oder mehrteiligen Druckplatten beziehungsweise -flanschen (7) aus Hartkunststoff oder Metall flankiert ist, die mittels mehrerer über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneter und das Ringsegment (8) axial durchdringender Schraubverbindungen (6) positioniert sind und die durch die Schraubverbindungen (6) aufgebrachten Druckkräfte flächig auf das Ringsegment (8) verteilen und somit zu axialem Zusammendrücken und radialem Ausdehnen des dadurch dichtend verspannten Ringsegmentes (8) führen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringsegment (8) ein im Querschnitt rechteckförmiges und damit ringscheibenförmiges Kernelement (5) aus einem Elastomer aufweist, das mit seiner Scheibenebene zwischen und parallel zu den Druckplatten beziehungsweise -flanschen (7) angeordnet ist und durch das sich Schrauben durch den Schrauben entsprechende Öffnungen in dem Kernelement (5) hindurcherstrecken und das von einem Mantelelement (4) aus einem Elastomer allseitig überdeckt beziehungsweise umhüllt ist, wobei das Material des Kernelementes (5) eine größere Shore-Härte als das des Mantelelementes (4) aufweist und dass das ringscheibenförmige Kernelement (5) vom Mantelelement (4) allseitig überdeckt beziehungsweise umhüllt ist, indem das härtere Kernelement (5) von einem für das Mantelelement (4) verwendeten weicheren Elastomer umspritzt ist.