DE1914297B1

DE1914297B1 - Formgeheizter elastischer Dichtring

Info

Publication number: DE1914297B1
Application number: DE19691914297
Authority: DE
Inventors: Josef Schwing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-20
Filing date: 1969-03-20
Publication date: 1969-12-18
Also published as: FR2063838A5

Description

Die Erfindung betrifft einen formgeheizten elastischen Dichtring mit kreisförmigem Grundprofil zur Abdichtung von Beton-, Guß- und Kunststoffrohrverbindungen bei im wesentlichen zylindrischen Dichtungsflächen, dessen kreisförmiger Querschnitt über einen Teilbereich des Querschnittumfanges Vorsprünge aufweist, die sich in Form von Ringrippen über den gesamten Umfang des Dichtringes erstrecken.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung sowie auf ein Montageverfahren zum Anbringen eines derartigen Ringes.

Der formgeheizte Dichtring läßt sich bekanntlich im Preß- oder Spritzgußverfahren völlig drallfrei und ohne jede innere Spannung herstellen. Dagegen ist der Widerstand, den er einer inneren Drehung seines Querschnitts entgegengesetzt, ganz erheblich, da starke Druck- und Zugbeanspruchungen im Material auftreten. Daher erfordert das Zusammenschieben der Rohre bei der Verwendung von Formringen einen erheblichen Kraftaufwand. Erst bei einem Drehwinkel des Ringquerschnitts von 180° stellt sich bei einem Maximum an inneren Zug- und Druckspannungen nach außen ein labiles Gleichgewicht ein, d. h., der Ring schnellt ohne Abstützung bei der geringsten Störung dieses Gleichgewichts in seinen spannungslosen Ausgangszustand zurück.

Die Muffen der heute üblichen genormten Rohre sind von einer Länge, die beim Abrollen des Ringes ein Drehen seines Querschnitts um etwa 180° ergibt. Wird beim Zusammenschieben der Rohre die Querschnittsdrehung von 180° in der Endstellung der Rohre nicht erreicht, was insbesondere dann der Fall ist, wenn das Einsteckende des Rohres einseitig angesetzt wird und so das Einrollen unter Drall erfolgt, so ist der Ring auf Grund seiner starken inneren Spannungen bestrebt, seine Ausgangslage wieder einzunehmen, und treibt die Rohre unter Umständen wieder auseinander. Selbst wenn beim Abrollen eine genaue 180°-Drehung des Ringquerschnitts erfolgt ist und sich damit ein labiles Gleichgewicht einstellt, weist der Ring in seiner Endstellung neben der Pressung durch die Rohrdichtungsflächen ein Maximum an inneren Spannungen auf, die ihn übermäßig beanspruchen. Selbst wenn man ein Zurückrollen des Dichtringes aus der Endstellung durch besondere Profilgestaltung, nämlich durch Anordnung von ununterbrochenen Ringrippen auf einem Teilbereich des kreisförmigen Querschnittsumfanges des Dichtringes zu vermeiden versucht, muß der formgeheizte Dichtring grundsätzlich bei einer Drehung seines Querschnitts um 180° aus einem spannungsfreien Zustand in einen Zustand höchster innerer Spannungen in der Endlage übergeführt werden, was erstens einen großen Kraftaufwand bedeutet und zweitens die Lebensdauer des Ringes stark herabsetzt.

Zur Vermeidung der aufgezeigten Nachteile bei derartigen Dichtringen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Formring und ein Montageverfahren anzugeben, wodurch eine Endlage des Ringes gewährleistet wird, in der keine inneren Spannungen auftreten.

Diese Aufgabe wird bei einem formgeheizten elastischen Dichtring der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zwei Ringrippen tragende Teilbereich des Dichtring-Querschnittsumfanges im spannungslosen Zustand des Ringes nach außen gerichtet ist und daß der genannte Teilbereich zu Beginn des eine Dichtringdrehung um etwa 180° bewirkenden Zusammenfahrens der Rohre nach innen gerichtet ist.

Wenn die Muffenlänge einer Ringdrehung von 180° entspricht, verlaufen die Ringrippen vorteilhaft symmetrisch zur Ringmittelebene.

Wenn die Muffenlänge dagegen eine Ringdrehung von weniger als 180° erlaubt, kann zweckmäßig eine der beiden Ringrippen in der Ringmittelebene oder in der durch die kreisförmige Ringmittellinie bestimmten kreiszylindrischen Fläche liegen.

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Dichtringes, dessen eine Ringrippe in der durch die kreisförmige Ringmittellinie bestimmten kreiszylindrischen Fläche liegt, enthält vorteilhaft eine dreiteilige Preßform, die aus einem zylindrischen Kern und zwei diesen umschließenden Halbschalen besteht, deren voll- und halbzylindrische Berührungsflächen nebeneinander- und einander gegenüberliegende Ringnuten aufweisen, die ein dem Ringhalbprofil entsprechendes Profil besitzen.

Die Montage erfolgt vorzugsweise in der Weise, daß der Dichtring in sich um bis zu 180° verdreht auf die Dichtfläche des Einsteckrohres aufgeschoben wird und in dieser Lage durch die jetzt auf der Ringinnenseite befindlichen Ringrippen auf der Dichtfläche gegen selbsttätiges Abrollen gesichert wird, und daß das Einsteckende mit dem Ring so weit in die Muffe des zweiten Rohres geschoben wird, bis sich dieser in seinen eigenspannungsfreien Zustand gewälzt hat.

Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schnittbild eines erfindungsgemäßen formgeheizten Dichtringes, dessen Ringrippen symmetrisch zur Ringmittelebene verlaufen,

F i g. 2 den Dichtring nach F i g. 1 auf dem Einsteckrohrende vor dem Zusammenschieben der Rohrenden,

F i g. 3 die Endlage des Dichtringes nach F i g. 2 im Schnitt,

F i g. 4 verschiedene Dichtringprofile,

F i g. 5 eine Stirnansicht einer dreiteiligen Preßform zur Herstellung von formgeheizten Dichtringen in vereinfachter Darstellung,

F i g. 6 den Schnitt VI-VI der F i g. 5.

Der in Fig. 1 dargestellte formgeheizte Dichtring 1, im folgenden kurz Formring 1 genannt, weist in spannungsfreiem Zustand auf der äußeren Hälfte seiner Mantelfläche zwei umlaufende Ringrippen 2 und 3 auf, die symmetrisch zur Ringmittelebene 4 angeordnet sind. Diese Rippen haben beispielsweise dreieckigen Querschnitt. Zur Montage wird der Ring gegen die auftretenden inneren Spannungen in sich um 180° gedreht auf die Dichtungsfläche 5 des Einsteckrohres 6 geschoben, wobei er von den jetzt innen befindlichen Rippen 2 und 3 gegen die Dichtungsflächen 5 abgestützt und in dieser labilen Gleichgewichtslage stabilisiert wird (Fig. 2). Die Rippenhöhe kann relativ gering sein. Wenn jetzt die beiden Rohre zusammengeführt werden, so greift die Muffe 7 des zweiten Rohres mit einer inneren Dichtungsfläche 8 über das den Formring 1 tragende Ende des Einsteckrohres 6, der Formring 1 wird in dem Ringspalt zwischen beiden Dichtungsflächen 5 und 8 eingeklemmt, und der Rollvorgang setzt ein. Dabei muß zunächst nur der geringe Widerstand, der

dem Ende des Einsteckrohres 6 abgewandten Ringrippe 3 überwunden werden, damit der maximal vorgespannte Formring 1 seine labile Gleichgewichtslage verläßt. Sodann unterstützen die inneren Spannungen den Rollvorgang und damit das Zusammenschieben der Rohre wesentlich. Der Formring 1 erreicht nach einer 180°-Drehung seinen eigenspannungsfreien Zustand und wird in dieser Endlage nur durch die Dichtungsflächen 5 und 8 der Rohre zusammengepreßt (F i g. 3). Auf diese Weise wird ein Minimum an Materialbeanspruchung und damit ein Maximum an Lebesndauer gewährleistet.

Die durch die Rippen 2 und 3 genau vorgegebene Ausgangslage des Formringes 1 auf dem Ende des Einsteckrohres 6 vermeidet gleichzeitig eine mögliehe innere Verdrehung des Formringes, die eine Schrägstellung in seiner Endlage verursachen könnte.

Das gefürchtete Gleiten des Formringes 1 auf Grund seiner glatten Oberfläche oder einer Verschmutzung der Dichtungsflächen 5 und 8 ist vollkommen ausgeschlossen, da die inneren Spannungen des Formringes 1 den Rollvorgang unterstützen. Aus demselben Grund sind auch Verriegelungsrippen jeder Art überflüssig, da sich ein Fonnring mit hinreichender Kraft einer ungewollten Trennung der Rohre widersetzt.

Weicht der Ringdrehungswinkel auf Grund kürzerer Muffen von den üblichen 180° ab, so werden die Ringrippen 2 und 3 entsprechend auf der äußeren Hälfte des Profilumfanges verschoben angebracht. Dabei muß berücksichtigt werden, daß sich der auf das Ende des Einsteckrohres 6 aufgeschobene Ring nicht mehr in einer labilen Gleichgewichtslage befindet, was bei der Auslegung der zum Einsteckrohr 6 hin gerichteten Ringrippe 3, die ein selbsttätiges Abrollen des Formringes 1 auf der Dichtungsfläche 5 verhindert, berücksichtigt werden muß. Auf die zweite Ringrippe 2 könnte dann theoretisch verzichtet werden.

Die Profile der Rippen 2 und 3 können dreieckförmig, halbrundförrnig oder derart gestaltet sein, daß vor dem Rollvorgang eine flächenförmige Berührung mit der Dichtungsfläche 5 des Einsteckrohres 6 gegeben ist (F i g. 4).

Wenn eine Ringrippe in der durch die kreisförmige RingmitteUinie bestimmten kreiszylindrischen Fläche vorgesehen ist, wird vorteilhaft zur Herstellung des Dichtringes eine dreiteilige Preßform benutzt, die aus einem zylindrischen Kern 10 und zwei diesen umschließenden Halbschalenil, 12 besteht (Fig. 5 und 6). Die voll- und halbzylindrischen Berührungsflächen der Preßformteile besitzen nebeneinander- und einander gegenüberliegende Ringnuten 13, deren Profil dem Ringhalbprofil entspricht.

Durch die besondere Lage der Rippe in der Teilungsfläche der Preßform wird der bei der Herstellung kreisrunder Ringprofile äußerst spitze Flächenwinkel β der Zähne 14 an der Preßformoberfläche wesentlich vergrößert, was herstellungstechnische Vorteile mit sich bringt.

Claims

Patentansprüche:

1. Formgeheizter elastischer Dichtring mit kreisförmigem Grundprofil zur Abdichtung von Beton-, Guß- und Kunststoffrohrverbindungen mit im wesentlichen zylindrischen Dichtungsflächen, dessen kreisförmiger Querschnitt über einen Teilbereich des Querschnittsumfanges Vorsprünge aufweist, die sich in Form von Ringrippen über den gesamten Umfang des Dichtringes erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der zwei Ringrippen (2 und 3) tragende Teilbereich des Dichtring-Querschnittsumfanges im spannungslosen Zustand des Ringes nach außen gerichtet ist und daß der genannte Teilbereich zu Beginn des eine Dichtringdrehung um etwa 180° bewirkenden Zusammenfahrens der Rohre nach innen gerichtet ist.

2. Formgeheizter elastischer Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringrippen (2 und 3) symmetrisch zur Ringmittelebene (4) verlaufen.

3. Formgeheizter elastischer Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Ringrippen in der Ringmittelebene (4) liegt.

4. Formgeheizter elastischer Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Ringrippen in der durch die kreisförmige RingmitteUinie bestimmten kreiszylindrischen Fläche liegt.

5. Vorrichtung zur Herstellung eines Dichtringes nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine dreiteilige Preßform vorgesehen ist, die aus einem zylindrischen Kern (10) und zwei diesen umschließenden Halbschalen (11,12) besteht, deren voll- bzw. halbzylindrische Berührungsflächen nebeneinander- und einander gegenüberliegende Ringnuten (13) aufweisen, die ein dem gewünschten Ringhalbprofil entsprechendes Profil besitzen.

6. Montageverfahren zum Abdichten von Beton-, Guß- und Kunststoffrohrverbindungen mit im wesentlichen zylindrischen Dichtungsflächen mit Hilfe eines formgeheizten elastischen Dichtringes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring in sich um bis zu 180° verdreht auf die Dichtfläche (5) des Einsteckrohres (6) aufgeschoben wird und in dieser Lage durch die jetzt auf der Ringinnenseite befindlichen Ringrippen (2 und 3) auf der Dichtungsfläche (5) gegen selbsttätiges Abrollen gesichert wird und daß das Einsteckende des Rohres mit dem Dichtring anschließend so weit in die Muffe des zweiten Rohres geschoben wird, bis sich der Ring in seinen eigenspannungsfreien Zustand gewälzt hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen