DE1924410C3 - Muffenverbindung für Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Muffenverbindung für Rohre, mit einem vorzugsweise aus Gummi bestehenden Dichtungsring, der einen umlaufenden, elastisch leicht verformbaren Dichtungsteil einer Härte von 40 bis 60 Shore und einen in Axialrichtung daran gegen das Muffenende hin anschließenden umlaufenden, gegen Verformung widerstandsfähigeren, härter elastischen Stützteil aufweist der sich gegen einen Haltebund am äußeren Ende einer den Dichtungsring aufnehmenden Ringnut in der Muffe abstützt, in die der Dichtungsring vor dem Zusammenfahren der Rohre durch vorübergehende Verformung einlegbar ist.

Bei bekannten Muffenverbindungen dieser Art (OEPS 203 815, Fig.9) sind die beiden aus Material unterschiedlicher Härte bestehenden Teile des Dichi'irs^Mnges, nämlich de^r Dichtungsteil mit einer Durometerhärte von 40 bis 65 und der Stützteil mit einer Durometerhärte von 75 bis 90, entlang einer Radialebene integral miteinander verbunden. Die Herstellung einer solchen Verbindung in ausreichender Festigkeit erweist sich jedoch als schwierig. Die Praxis hat gezeigt, daß sich beide Dichtungsringteile nicht durch einfache Vulkanisation der Berührungs-Querfläche fest genug verbinden lassen. Da die Gefahr besteht, daß sich beim Einlegen des Dichtungsringes oder beim Ζψ sammeafahren der Rohre die Verbindung ganz oder stellenweise löst, ist sie als störungsanfällig zu bezeichnen. Die fragliche Gefahr ist insbesondere dann gegeben, wenn — wie es bei der bekannten Muffenverbindung für nötig erachtet wird — der Stützteil gegen die Muffe auch in Axialrichtung vollkommen festgelegt ist, so daß beim Einschieben des Rohrs, an dem sich der Dichtungsteil in Reibanlage befindet, in der Verbindungsfläche beider Teile eine erhebliche Zugbeanspru-

ίο chung auftritt Diese ist dann besonders groß, wenn der Außendurchmesser des einzuführenden Spitzendes ein« Rohres ein relativ enges ToleranznvB überschreitet In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß häufig beim Handhaben z. B. Abladen von zu verlegenden Rohren durch örtliche Oberbeanspruchung eine Rohrverformung des Spitzendes eintreten kann. Wird dieses im Querschnitt leicht oval, dann ist die herkömmliche Muffenverbindung nicht in der Lage, eine einwandfreie Abdichtung sicherzustellen. Einerseits besteht nämlich in erhöhtem Maße der Gefahr einer Oberbeanspruchung der Verbindungsfläche und damit eines Lösens beider Teile voneinander, und zum anderen kann die wulstartige Ausbildung des Dichtungsteils keine ausreichende Dichtungsanlage rund um das ovale Rohr sicherstellen. In der Praxis werden deshalb relativ aufwendige Formvorrichtungen eingesetzt mit denen versucht wird, dem beschädigten Spitzende wieder seine runde Ausgangsform zu geben, bevor das Zusammenfahren der Rohre erfolgt. Dies ist häufig nicht möglieh und es bleibt nichts anderes übrig, als eine Verkürzung des Rohres durch Abirennen des im Querschnitt verformten Spitzendes vorzunehmen.

Wenn die Beanspruchung der Verbindungsfläche den zulässigen Wert überschreitet und es kommt zu einer Ablösung des Dichtungsteils vom Stützteil, dann hat dies in der Regel eine Undichtigkeit zur Folge, die sich allerdings erst wesentlich später herausstellt. An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß die Beanspruchbarkeit der Verbindung um so geringer ist, je größer die Härtedifferenz der Materialien der verbundenen Dichtungsringteile ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Muffenverbindung der eingangs genannten Art so weiter auszugestalten, daß sie sich leicht herstellen läßt und dennoch die Gefahr einer Ablösung des Dichtungsteils vom Stützieil ües Dichtungsrings beseitigt und damit den Folgen eines Lösens beider Teile voneinander wirksam begegnet ist.

Die erfindungsgemäße Muffenverbindung zeichnet sich dadurch aus, daß der eine Härte von 80 bis 100 Shore aufweisende Stützteil einen aus dem mittleren Bereich seiner Berührungsfläche mit dem Dichtungsteil axial vorspringenden, sich über den gesamten Stüt7teilunifang erstreckenden und nach vorn wulstartig verbreiternden Ringsteg aufweist, der unter Bildung einer an sich bekannten Knöpfverbindung in eine entsprechende Ausnehmung des an seinem inneren Stirnende einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweisenden Dichtungsteils einführbar ist. Die so hergestellte Verbindung erweist sich hinsichtlich einer Zugbeanspruchung entlang dem ganzen Dichtungsring als außerordentlich stabil. Für die Erfindung ist somit die Erkenntnis bedeutsam, daß man in dem auf Zug beanspruchten VerbincSungsbereich zwischen dem Dichtungsteil und dem Stützteil an Stelle einer Vulkanisationsverbindung eine Formschlußverbindung durch die gekennzeichnete Anordnung eines sich nach vorn wulstartig verbreiternden Ringsteges im mittleren Be-

reich der Berührungsfläche des Stützteils mit dem DichtungsteU vorsieht, dem eine entsprechende Ausnehmung im an seinem inneren Stirnende einen schwalbeBschwanzförmigen Querschnitt aufweisenden Dichtungsteil zugeordnet ist. so daß sich eine an sich bekannte Knöpfverbindung erzielen läßt Eine derartige Knöpfverbindung hält den Zugkrä'ten beim Zusammenfahren der Rohre auch dann stand, wenn der bislang übliche Toleranzbereich überschritten wird. Wenn der Durchmesser des einzufahrenden Rohres größer ist, als bislang für zulässig erachtet, läßt sich trotzdem ein Zusammenfahren ermöglichen und eine einwandfreie Abdichtung erzielen, da der schwalbenschwanzförmige Querschnitt am Stirnende des Dichtungsteils die erforderliche maximale Verformung begünstigt und einen vergleichsweise geringen Widerstand entgegensetzt Dies gih" auch bei einem beispielsweise während des Abiadens der Rohre mehr oder weniger stark verformten Spitzende. Ist der Querschnitt leicht oval, so sichert der Dichtungsring dennoch eine einwandfreie Abdichtung. Umgekehrt ist eine einwandfreie Abdichtung auch dann erreichbar, wenn das Spitzende des einzufahrenden Rohres einen unterhalb des Toleranzbereichs liegenden Durchmesser aufweist. Auch dann sorgt der Dichtungsteil-Querschnitt unter Druckeinwirkung für eine einwandfreie Abdichtung und der Stützteil für eine einwandfreie Halterung und Abstützung des Dichtungsteils, ohne daß die Gefahr eines Hinauspressens des Dichtungsringes durch den in diesem Fall maximal großem Spalt zwischen Haltebund und Rohr außenwandung gegeben ist. Die große Härte des Stützteils garantiert in diesem Fall vielmehr die einwandfreie Lagesicherung des Dichtungsteils in bezug auf den Stützteil. Erfindungsgemäß wird somit eine Muffenverbindung mi! einem Dichtungsring aus zwei Teilen geschaffen, die eine besonders große Härtedifferenz besitzen können, ohne daß die Gefahr einer Ablösung und Trennung dieser Teile voneinander beim Einschieben der Rohre ineinander besteht, und dabei ferner sichergestellt daß eine einwandfreie Abdichtung auch dann gegeben ist, wenn die erwähnte Durchmessertoleranz des in die Muffe einzuschiebenden Rohres wesentlich unterschritten wird. Der im Rohr wirkende Innendruck kann nämlich deshalb nicht /u einem Hinauspressen des Dichtungsringes durch den so gegebenen größeicii Spalt hindurch führen, weil ein besonders hartes Stützteil dem Dichtungsteil den erforderlichen Halt verleiht. Sollte sich bei übergroßen Kräften doch ein eventuelles örtliches Lösen der beiden Teile zeigen, so ist dies ungefährlich, da die Verbindung bei einer späteren Druckbeanspruchung von selbst wieder hergestellt wird.

An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß Knöpfverbindungen abweichender Bauweise bekannt sind, die jedoch durchweg wesentliche Nachteile aufweisen. So ist eine Kunststoffrohr-Muffenverbindung bekannt (CH-PS 469 219), die einen elastisch leicht verformbaren Gummi-Dichtungsring aufweist, der mit einem sich im Muffenende abstützenden starren Stützring in Formschlußverbindung steht. Die Muffenform der dabei angewendeten Kunststoffrohre entspricht nicht der in Rede stehenden, vorzugsweise bei Gußrohren üblichen Muffenform, insbesondere bedarf es bei den bekannten Kunststoff-Muffenrohrsn keiner vorübergehenden Verformung des Stützringes zum Verbringen an sein Widerlager irn Muffenende. Da außerdem bei Kunststoffrohren sehr enge Toleranzen eingehalten werden, bewegt sich die Zugbelastung der als einfacher Hintergriff ausgebildeten Formschlußverbindung von Stützring und Dichtungsring in engen vorausberechenbaren Grenzen.

Schließlich sei erwähnt, daß ein nicht praktikabel erscheinender Vorschlag existiert (DT-Gbm 1997 971), wonach eine Knöpfverbindung zwischen auf der Außenseite zweier muffenloser Rohre festgelegtem Kunststoffringen vorgesehen wird, die während der Druckbeaufschlagung der Rohre dauernd auf Zug beansprucht sind.

Als vorteilhaft hat es sich bei der Muffenverbindung nach der Erfindung erwiesen, wenn der ringförmige Stützteil bei Außerachtlassung des vorspringenden Ringstegs eine axiale Stärke hat, die etwa ¹A seiner Ringbreite gleich ist Dadurch wird dem Dichtungsring die gewisse Steifigkeit verliehen, um auch bei Druckstößen fest in der Muffe zu sitzen. Andererseits läßt sich der Dichtungsring jedoch zum Einlegen in die Muffe leicht von Hand verformen.

Als vorteilhaft hat es sich bei der Muffenverbindung nach der Erfindung zur Erzielung einer größeren Steifigkeit gezeigt, wenn der Stützteil am radial inneren und/oder äußeren Bereich seiner dem Dichtungsring zugewandten Fläche einen sich in Axialrichtung zum Dichtungsring erstreckenden und an dessen komplementär ausgebildeter Fläche anliegenden Steg aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Seite einer erfindungsgemäßen Muffenverbindung,

F i g. 2 einen in einer erfindungsgemäßen Muffenverbindung verwendbaren Dichtungsring im Schnitt.

An der Verbindungsstelle eines Rohrs 1 mit einem Rohr 2 ist eine mit dem Rohr 2 fest verbundene Muffe 3 über das Ende des Rohres 1 geschoben. Im Innern der Muffe 3 ist eine nach innen offene Ringnut 4 ausgebildet, die gegen die Muffenaußenseite zu von einem Haltebund 5 begrenzt ist der der Ringnut 4 eine im wesentlichen in einer Radialebene liegende Ringfläche 6 zuwendet. In der Ringnut 4 ist ein Dichtungsring Ii angeordnet, der sowohl an der Muffe 3 als auch am Rohr 1 anliegt. Der Dichtungsring 11 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Stützteil 12 aus einem wenig verformbaren, eher steifen Material einer Härte von civa SO bis 100 Shore und aus einem Dichtungsieil 13 aus einem elastisch weichverformbaren Material einer Härte von 40 bis 60 Shore. Als Material kommt insbesondere Gummi in Frage, jedoch kann auch ein gummiähnlicher Kunststoff od. dgl. zur Anwendung gelangen. Der Stützteil 12 ist als Ring von im wesentlichen radialer Erstreckung ausgebildet an dessen einer Stirnseite ein ringförmiger Steg 14 vorspringt, dessen Stärke, in Radialrichtung gesehen, mit zunehmendem Abstand von dem radialverlaufenden Teil des Stützteils 12 bis zu einem Höchstwert zunimmt. Der Steg 14 weist also im Querschnitt eine etwa birnenförmige Gestalt auf.

Im Dichtungsteil 13 ist andererseits in seiner dem Stützteil 12 zugewandten Stirnseite eine Rinne 15 mit im Querschnitt dem Steg 14 komplementärer Formgebung ausgenommen. Der Stützteil 12 und der Dichlungsteil 13 lassen sich somit durch Einstecken des Stegs 14 in die Rinne 15 lösbar miteinander verbinden.

Der Stützteil 12 ist an seinen beiden Rändern mit kurzen Stegen 21 und 22 ausgestattet, die auf den Dichtungsteil 13 zu gerichtet sind. Diese Stege erhöhen die Steifigkeit des Stützteils 12 und führen andererseits zu einer solchen Form des Dichtungsteils 13 im Bereich

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der Rinne 15, daß der Steg 14 in seinem Halsteil trotz der Plastizität des Dichtungsteils relativ fest umschlossen ist. An dem der Muffeninnenseite zugewandten, dem Rohrinnendruck ausgesetzten Ende ist der Dichtungsring mit zwei im Querschnitt schwalbenschwanzartigen Dichtlippen 24 versehen, von denen die eine an der Muffe 3 und die andere am Rohr 1 anliegen. Der abzudichtende Überdruck verstärkt die Anlage der Dichtungslippen an den Rohrflächen.

Beim Einsetzen des Dichtungsrings 11 in die Muffe 3 wird er in üblicher Weise mit der Hand verformt, in die Muffe 3 von vorne eingesteckt und im Bereich der Ringnut 4 wieder losgelassen. Bei seiner Entspannung legt er sich an die Außenwand der Ringnut 4 an. Beim Einfahren des Rohrs 1 wird der Dichtungsteil 13 radial zusammengedrückt. Zur Erhöhtung der Gleiteigenschaften kann die Innenfläche des Dichtungsteils 13 zuvor mit einem später auch die Abdichtung begünstigenden Gleitmittel versehen werden. Gegebenenfalls schiebt sich nun der gesamte Dichtungsring 11 bis zui Anlage an der Ringfläche 7 in die Muffe hinein. Be späterem Druckaufbau im Rohrinneren schiebt da; Druckmittel ihn in Anlage mit der Ringfläche 6 dei Haltebunds 5. Der mit dem Dichtungsteil 13 fest ver bundenc Stützteil 12 gewährleistet eine sichere Lagi des Dichtungsrings in der Ringnut 4 und verbinden daß er beispielsweise bei plötzlichen Druckstößen au der Muffe herausgequetscht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Muffenverbindung für Rohre, mit einem vorzugsweise aus Gummi bestehendem Dichtungsring, der einen umlaufenden, elastisch leicht verformbaren Dichtungstei] einer Härte von 40 bis 60 Shore und einen in Axialrichtung daran gegen das Muffenende hin anschließenden umlaufenden, gegen Verformung widerstandsfähigeren, härter elastischen Stützteil aufweist, der sich gegen einen Haltebund am äußeren Ende einer den Dichtungsring aufnehmenden Ringnut in der Muffe abstützt, in die der Dichtungsring vor dem Zusammenfahre .i der Rohre durch vorübergehende Verformung einlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Härte von 80 bis 100 Shore aufweisende Stützteil

(12) einen aus dem mittleren Bereich seiner Berührungsfläche mit dem D^htungsteil (t3) axial vorspringenden, sich über den gesamten Stützteilumfang erstreckenden und nach vorn wulstartig verbreiternden Ringsteg (14) aufweist, der unter Bildung einer an sich bekannten Knöpfverbindung in eine entsprechende Ausnehmung (15) des an seinem inneren Stirnende einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweisenden Dichtungsteils

(13) einführbar ist

2. Muffenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der ringförmige Stützteil (12) bei Außerachtlassung des vorspringenden Ringstegs (14) eine axiale Stärke hat, die etwa ¹A seiner Ringbreite gleich ist.

3. Muffenverbindung nach Anspruch J oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzteil (12) am radial inneren und/oder äußeren Bereich seiner dem Dichtungsring (13) zugewandten Fläche einen sich in Axialrichtung zum Dichtungsring (13) hin erstrek kenden und an dessen komplementär ausgebildeter Fläche anliegenden Steg (21,22) aufweist.