DE19943473A1

DE19943473A1 - Dichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19943473A1
Application number: DE1999143473
Authority: DE
Inventors: Ralf Lange
Original assignee: ATU ARMATUREN GmbH
Current assignee: ATU ARMATUREN GmbH
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2019-09-11
Also published as: DE19943473B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung 1, 10, bestehend aus einem Ringelement und einem Dichtungselement. Zur Erhöhung der Dichtigkeit und Vermeidung von nicht ordnungsgemäß eingelegten Dichtungselementen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Ringelement und das Dichtungselement unmittelbar miteinander verbunden sind und eine einteilige Ausführung bilden, wobei das Ringelement zumindest teilweise in den Dichtungselement eingebettet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung, bestehend aus einem Ringelement und einem Dichtungselement.

Dichtungsvorrichtungen der gattungsgemäßen Art werden überwiegend bei Rohrmuffenverbindungen für flüssige oder gasförmige Medien eingesetzt, wobei die Dichtungsvorrichtung aus einem einzelnen Ringelement und einem einzulegenden Dichtungselement besteht. Das Dichtungselement ist hierbei zum Abdichten der Muffenverbindung vorgesehen und wird in einer radialen Ausnehmung der Muffe eingelegt und durch Kraftschluß abdichtend einge preßt. Der Kraftschluß wird beispielsweise durch eine Konusmutter und einem Klemmring erzeugt, welcher mittelbar über dem Ringelement eine radiale Flächenpressung vornimmt. Diese Ausführungsform wurde in nahezu mehreren Jahrzehnten unverändert beibehalten, weil durch die Konusmutter und deren Drehbewegung über den Klemmring nicht nur eine Andruckkraft, sondern gleichzeitig ein Drehmoment übertragen wird, welches durch den vorhandenen Reibschluß unmittelbar zu einer Drehbewegung des Klemm- bzw. Ringele mentes innerhalb der Muffe führt. Damit das Dichtungselement nicht mitgedreht wird, erfolgt die Zweiteilung von Ringelement und Dichtungselement. Aufgrund der Tatsache, dass das Dichtungselement und das Ringelement einzeln in die Rohrmuffe eingelegt werden müssen, ist erhöhte Sorgfalt geboten. Im Falle eines nicht richtig sitzenden Dichtungselementes kann es aufgrund einer nicht gleichmäßigen radialen Andruckkraft zu einer teilweisen Undichtigkeit der Rohrmuffe führen. Besonders schwierige Situationen entstehen dann, wenn das Dichtungselement schief eingelegt oder aber während der Verschraubung innerhalb der radialen Ausnehmung verrutschen kann. Derartige Undichtigkei ten können während der Montage nicht unmittelbar festgestellt werden und erst bei entsprechender Druckbeaufschlagung des verlegten Rohres werden durch die Leckageverluste die Undichtigkeiten sichtbar. Zur Behebung des Dichtig keitsproblems ist es notwendig, das Rohr zu entleeren und die Rohrmuffenver schraubung zu öffnen. Nach einer visuellen Kontrolle und ggf. unter Verwen dung eines neuen Dichtungselementes kann eine erneute Verschraubung vorgenommen werden, woran sich eine nochmalige Dichtigkeitsprüfung anschließt. Dadurch, dass die Arbeitsvorgänge ggf. mindestens einmal wieder holt werden müssen, entstehen zusätzliche Kosten, die ggf. vermieden werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsvorrichtung aufzuzei gen, welche die bestehenden Probleme beseitigt und eine einfache sichere Montage des Dichtungselementes innerhalb einer Rohrmuffenverbindung ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass das Ringele ment und das Dichtungselement unmittelbar miteinander verbunden sind und eine einteilige Ausführung bilden, wobei das Ringelement zumindest teilweise in dem Dichtungselement eingebettet ist. Dadurch, dass der Ringelement und das Dichtungselement einteilig ausgeführt sind, wird in vorteilhafter Weise eine Steifigkeit der Dichtungsvorrichtung erzielt, welche ein problemloses Einlegen der Dichtungsvorrichtung in die Rohrmuffenverbindung ermöglicht. Das Ringelement ist hierbei unmittelbar mit dem Dichtungselement verbunden, so dass das Dichtungselement, welches in der Regel dauerelastisch ausgebildet ist, während des Einlegevorganges keiner Verformung unterworfen ist und somit in die radiale Erweiterung der Rohrmuffenverbindung paßgenau einge legt werden kann. Durch eine einfache visuelle Kontrolle kann somit bereits die richtige Lage der einteiligen Dichtungsanordnung überprüft werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das Ringelement von dem Dichtungselement teilweise oder vollständig ummantelt ist. Das Ringelement kann gemäß der Erfindung in dem Dichtungs element eingebettet oder aber gemäß einer weiteren Ausführungsform voll ständig oder teilweise ummantelt sein. Diese Ausführungsform sieht beispiels weise die Möglichkeit vor, die innere und äußere Stirnfläche des Ringelemen tes ebenfalls mit Dichtungselementmasse zu umgeben, so dass beispielsweise bei aggressiven oder heißen Medien kein unmittelbarer Kontakt mit dem Ringelement zustande kommt. Bei vollständig ummantelten Ringelementen wird ggf. ein einzelner Vorlegering verwendet, um eine Herabsetzung des Reibungskoeffizienten zu ermöglichen, wobei die Dichtungsvorrichtung als einteilige Ausführung zwischen einem Ringelement und einem Dichtungsele ment beibehalten wird.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass das Ringelement und das Dichtungs element nur über eine Radialfläche miteinander verbunden sind, so dass eine einfache Produktion unter Beibehaltung der bisherigen Rohrmuffenabmessun gen möglich ist.

Durch die Ausbildung einer dichtungselementfreien, kraftschlüssigen Andruck fläche für den Klemmring ist hierbei eine Gleitmöglichkeit des Klemmringes auf dem Ringelement mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten möglich, wodurch das auftretende Drehmoment während des Montagevorganges eine Relativbe wegung zwischen Klemmring und Ringelement ermöglicht.

Zur Herstellung einer einteiligen Ausführungsform des Dichtungselementes und des Ringelementes wird im weiteren vorgeschlagen, dass das Dichtungs element zumindest teilweise auf den Ringelement aufvulkanisiert, aufgeklebt oder anderweitig mit diesem fest verbunden ist, wobei das Dichtungselement aus einem spritz-, gieß- oder klebbaren Elastormere bestehen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtungs element faserverstärkt ausgeführt ist und eine dem Verwendungszweck angepaßte Paßform aufweist. Die Ausführung der radialen Erweiterung bei den unterschiedlichen Rohrmuffenverbindungen erfordert eine Anpassung des Dichtungselementes an den jeweiligen Innendurchmesser der radialen Erweite rung bzw. der Rohrmuffenabmessung, so dass eine entsprechende Paßform gewählt werden muß, um die Dichtungsfunktion zu erfüllen. Insbesondere bei Rohrmuffenverbindungen für größere Rohrdurchmesser und höhere Drücke kann es ggf. erforderlich sein, Dichtungselemente mit einem bestimmten Mindestquerschnitt zu wählen. In speziellen Fällen kann sogar ein Gummiform ring als Dichtungselement erforderlich sein, welcher sich an die vorhandene radiale Ausnehmung anpressen läßt und eine hundertprozentige Dichtigkeit gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ringelement aus Metall, Kunststoff, Graphit, insbesondere einem gewickelten Graphitring, oder ähnlichen Materialien besteht, so dass dem jeweiligen Verwendungs zweck und dem erforderlichen aufzubringenden Drehmoment zum Anziehen der Rohrmuffenverbindung eine entsprechende Stabilität gewährleistet ist. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Kombination eines Graphitringes mit einem Elastomere, weil durch den Graphitring eine Herabset zung des Reibungskoeffizienten bei gleichzeitig höherer Verschleißfestigkeit des Elastomeres erzielbar ist.

Beim Einsatz von besonders großdimensionierten Rohrmuffenverbindungen kann es ggf. erforderlich sein, dass das Dichtungselement und/oder ein aus Graphit bestehendes Ringelement eine metallische oder nichtmetallische Verstärkungseinlage aufweist, um die erforderliche Eigenstabilität zu gewähr leisten. In besonderen Fällen muß nicht nur das Dichtungselement eine Paßform aufweisen, sondern das Ringelement muß an die Rohrmuffenverbin dung angepaßt werden, so dass beispielsweise der Ringelement zwei radiale Planflächen gleicher oder unterschiedlicher Radialflächengröße aufweisen kann.

Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung zeichnet sich im weiteren durch ihre Verwendung bei Rohrmuffenverbindungen für flüssige oder gasförmige, insbesondere heiße oder aggressive, Medien aus, weil durch die einteilige Ausführung eine wesentliche Montagevereinfachung gegeben ist und eine wesentlich höhere Dichtigkeitsgarantie der fertig montierten Rohrmuffenverbin dung durch die paßgenaue Einlage der Dichtungsvorrichtung gewährleistet ist. Aufgrund der einteiligen Ausführung ist durch einfache visuelle Kontrolle des nach außen sichtbaren Ringelementes sehr leicht eine Abschätzung möglich, ob die Dichtungsvorrichtung plan in der Rohrmuffenverschraubung einliegt. Ein Verrutschen oder ein Schiefsitzen des Dichtungselementes in der Rohrmuffen verbindung ist durch die Eigensteifigkeit der Dichtungsvorrichtung und der Kontrollmöglichkeit nahezu ausgeschlossen. Durch die axiale Größe der Dichtungsvorrichtung wird ferner eine wesentlich verbesserte Führung inner halb der Muffe gewährleistet und somit die Montage erleichtert. Aufgrund der montagefreundlichen Einlegemöglichkeit der Dichtungsvorrichtung wird somit einerseits erhebliche Montagezeit eingespart und zudem durch eine höhere Dichtungsgarantie eine mehrmalige Dichtigkeitsprüfung und Montage bzw. Demontage der Rohrmuffenverbindung entbehrlich.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung, bestehend aus einem Ringelement und einem Dichtungselement,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung mit einem vollständig ummantelten Ringelement und einem Dich tungselement,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung, bestehend aus einem gewickelten Graphitring und einem Dichtungs element aus einem Elastomer und

Fig. 4 eine geschnittene Darstellung einer Rohrmuffenverbindung mit erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtungen.

Fig. 1 zeigt eine Dichtungsvorrichtung 1, bestehend aus einem Ringelement 2 und einem Dichtungselement 3. Das Ringelement 2 weist eine ebene Radial fläche 4 und eine hierzu parallel verlaufende Radialfläche 5 auf, auf welche im weiteren das Dichtungselement 3 befestigt ist. Die Radialfläche 5 ist gegenüber der Radialfläche 4 durch eine Phase 6 im Durchmesser verjüngt ausgeführt. Auf dieser reduzierten Radialfläche 5 ist das Dichtungselement 3, welches in diesem Fall rund ausgebildet ist, aufgeklebt oder aufvulkanisiert. Das Ringele ment 2 besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Graphitring, der mit metallischen oder nichtmetallischen Verstärkungen 7 ausgestattet ist. Die Verstärkungen 7 bestehend aus sägezahnförmigen koaxial angeordneten Ringblechen. Als Dichtungselement 3 kann beispielsweise ein Elastomer verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eine Dichtungsvorrichtung 10, welche ebenfalls aus einem Ringelement 11 und einem Dichtungselement 12 besteht. Der Aufbau der Dichtungsvorrichtung 10 entspricht weitestgehend dem Aufbau der Dichtungs vorrichtung 1 aus Fig. 1. Ein Unterschied besteht darin, dass das Ringele ment 11 vollständig mit Polymer ummantelt ist. Diese Ausführungsvariante wird zusätzlich mit einem Stahlring verwendet, um eine dichtungselementfreie, kraftschlüssige Andruckfläche zu erhalten. Eine derartige Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung wird vorzugsweise für aggressive bzw. heiße Medien verwendet.

Fig. 3 zeigt eine Dichtungsvorrichtung 15, bestehend aus einem Stahlring 16 und einem Dichtungselement 17 aus einem Elastomer oder Gummi. Der Stahlring 16 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem scheiben förmigen Ring, welcher zweiseitig in dem Dichtungselement 17 eingebettet ist, und zwar mit einer Radialfläche 18 und der inneren Ringfläche 19. Die äußere Radialfläche 13 dient als dichtungselementfreie, kraftschlüssige Andruckfläche. Das dem Stahlring 16 abgewandte Ende des Dichtungselementes 17 weist zur besseren Anlage in der Rohrmuffenverbindung eine konische Abschrägung auf.

Fig. 4 zeigt eine Rohrmuffenverbindung 20, welche aus zwei Konusmuttern 21, 22, zwei Klemmringen 23, 24, zwei Dichtungsvorrichtungen 1, 10 und einer Muffe 25 besteht. Alternativ kann auch nur eine Konusmutter verwendet werden, wenn eines der Rohre 26, 27 anderweitig mit der Rohrmuffe verbun den ist. Die Muffe 25 ist als Verbindungsglied zweier gestrichelt gekennzeich neter Rohre 26, 27 vorgesehen, welche in die Muffe 25 koaxial eingeschoben sind und im weiteren durch die Dichtungsvorrichtung 1, 10 abgedichtet werden. Die Muffe 25 weist an ihren beiden Enden ein Außengewinde 28, 29 auf, auf welche die Konusmuttern 21, 22 aufgeschraubt werden. Auf der Innenseite der Muffe 25 ist eine radiale Erweiterung 30, 31 eingearbeitet, welche jeweils eine schräg verlaufende Ansatzschulter 32, 33 aufweisen. In die radiale Erweiterung 30, 31 ist die Dichtungsvorrichtung 1 bzw. 10 eingelegt und wird durch den Klemmring 23 und 24 beim Anziehen der Konusmuttern 21, 22 axial mit Druck beaufschlagt. Durch das Anziehen der Konusmuttern 21, 22 wird bei der Montage das Ringelement 2 bzw. 11 zusammen mit dem Dichtungselement 3 bzw. 12 in die radiale Erweiterung 30, 31 gedrückt und führt zu einer Anlage der Dichtungsvorrichtung einerseits an die Muffe 25 und andererseits an die eingefügten Rohrenden 26, 27.

Durch die spezielle Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung 1, 10 mit einer auf die Muffe 25 ausgeführten Paßform wird einerseits eine hohe Dichtungs funktion erzielt und durch die spezielle erfindungsgemäße Ausbildung in einer einteiligen Ausführung ein Verrutschen des Dichtungselementes innerhalb der radialen Erweiterung durch die sehr gute Führungseigenschaft des Ringele mentes 2,11 garantiert. Um die Führung des Ringelementes 2,11 innerhalb der radialen Erweiterung 30, 31 zu erhöhen, weisen die Ringelemente 2, 11 eine axiale Erstreckung auf, welche ein Verkanten, Schiefeinlegen oder dergleichen verhindert. An die außen zu liegen kommenden Andruckflächen der Dichtungs vorrichtung 1, 10 liegt im weiteren der Klemmring 23, 24 an, welche durch die Konusmuttern 21, 22 beim Anziehen den notwendigen Anpreßdruck erzeugen.

Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung 1, 10, 15 ist vorzugsweise für die Verwendung mit flüssigen oder gasförmigen Medien vorgesehen, wobei es sich um aggressive oder heiße Medien, wie z. B. Gas, Wasser oder Öl, handeln kann. Die Dichtungsvorrichtungen 1, 10, 15 sind hierbei vorzugsweise für die einmalige Verwendung vorgesehen und müssen nach einem Lösen der Verschraubung in der Regel ausgetauscht werden.

Bezugszeichenliste

1

Dichtungsvorrichtung

2

Ringelement

3

Dichtungselement

4

Radialfläche

5

Radialfläche

6

Phase

7

Verstärkung

10

Dichtungsvorrichtung

11

Ringelement

12

Dichtungselement

13

Radialfläche

14

Polymerbeschichtung

15

Dichtungsvorrichtung

16

Stahlring

17

Dichtungselement

18

Radialfläche

19

Ringfläche

20

Rohrmuffenverbindung

21

Konusmutter

22

Konusmutter

23

Klemmring

24

Klemmring

25

Muffe

26

Rohr

27

Rohr

28

Außengewinde

29

Außengewinde

30

Radiale Erweiterung

31

Radiale Erweiterung

32

Ansatzschulter

33

Ansatzschulter

Claims

1. Dichtungsvorrichtung (1, 10, 15), bestehend aus einem Ringelement (2, 11, 16) und einem Dichtungselement (3, 12, 17), dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (2, 11, 16) und das Dichtungselement (3, 12, 17) unmittelbar miteinander verbunden sind und eine einteilige Ausführung bilden, wobei das Ringelement (2, 11, 16) zumindest teilweise in dem Dichtungselement (3, 12, 17) eingebettet ist.

2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (2, 11, 16) von dem Dichtungselement (3, 12, 17) teilweise oder vollständig ummantelt ist.

3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (2, 11, 16) eine äußere dichtungselementfreie Ra dialfläche (4, 5, 13) aufweist.

4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (2, 11, 16) und das Dichtungselement (3, 12, 17) nur über die Radialfläche (4, 5, 13) miteinander verbunden sind.

5. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (3, 12, 17) zumindest teilweise auf dem Rin gelement (2, 11, 16) aufvulkanisiert, aufgeklebt oder anderweitig mit die sem fest verbunden ist.

6. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (3, 12, 17) aus einem spritz, gieß- oder kleb baren Elastomer besteht.

7. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (3, 12, 17) faserverstärkt ausgeführt ist.

8. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (3, 12, 17) eine dem Verwendungszweck an gepaßte Paßform aufweist.

9. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (3, 12, 17) als Gummiformring ausgebildet ist.

10. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (2, 11, 16) aus Metall, Kunststoff, Graphit, insbe sondere einem gewickelten Graphitring, oder ähnlichen Materialien be steht.

11. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (3, 12, 17) und/oder das aus Graphit beste hende Ringelement (2, 11, 16) eine metallisch oder nichtmetallische Ver stärkungseinlage aufweist.

12. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (2, 11, 16) zwei radiale Planflächen (4, 5, 13) glei cher oder unterschiedlicher Radialflächengröße aufweist.

13. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, kennzeichnet durch die Verwendung bei Rohrmuffenverbindungen (20) für flüssige oder gasförmige, insbesondere heiße oder aggressive, Medien.