DE2104860C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine abgedichtete MufTen-Rohrverbindung mit einer ringförmigen Ausiparung in dem Muffenende mit einer vorderen und tiner hinteren Stirnwandung und einer zylindrischen Bodenwandung, und einer ringförmigen Dichtung aus gummiartigem, leicht verformbarem Material, die in die Aussparung einsehbar und deren axiale Erttreckung kleiner ist als die der Aussparung, wobei die Dichtung eine ringförmige, zentrale Verdickung aufweist, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Einsteck-Rohrendcs, wobei der äußere Umfang der Verdickung durch eine vordere Und eine hinlere Fläche, die jeweils von einem /cntralcn Scheitel aus divergieren, und der innere Umfang der Verdickung durch einen im wesentlichen zentralen Wulst, der radial zu dem Scheitel ausgerichtet ist, begrenzt ist, und das radial innere Ende der hinteren Stirnfläche der Dichtung sich an das radial innere Ende der vorderen Stirnfläche über eine nach innen und axial geneigte Fläche anschließt, die in den Wulst übergeht und diesen teilweise bildet.

Durch die USA.-Patentschrift 2 953 399 ist eine abgedichtete Muffcn-Rohrverbindung der eingangs gcnannten Art bekanntgeworden, bei der die Dichtung im Querschnitt die Form eines achscnsymmetrischcn Polygons mit sechs Ecken hat, in ihrem mittleren Teil aus relativ weichem Gummi besteht und einen vorderen und hinteren StirnfMichenbereieh. aus härterem Gummi oder gummibcscinichtetem Gewebe aufweist, um ein Rollen bzw. Verkanten der Dichtung zu begrenzen und als Verankerung zu dienen. Für diesen Ring ist jedoch eine besonders geformte Nut mit einem teilweise abgeschrägten Nutgwnd notwendig. Dies erfordert eine erhebliche und auch genaue Mehrarbeit, da die Neigung des schrägen Teils de* Nutgrundes auf die Schräge der vom zentralen Scheitel divergierenden einen Fläche abgestimmt werden muß, damit der Ring tatsächlich seine Aufgabe erfüllen kann.

Außerdem ist durch die USA.-Patentschrift 2 294 142 eine Verbindung mit einer Dichtung mit einer hinterschnittenen Lippe bekanntgeworden. Der größte Nachteil der Lippendichtungen liegt in ihrer Nachgiebigkeit gegenüber Vakuum und negativem Druck beim Betrieb, in der Gefahr des Durchsickerns bei negativem Druck und in der richtigen Lagerung zwischen zusammengehörigen Teilen, wie sie bei einer Lippendichtung erforderlich ist. Die Lippe ist nämlich durch die Hinterschneidung zu nachgiebig, so daß keine sichere Abdichtung gewährleistet ist, weil der Druck auf das eingeschobene Rohrstück gegebenenfalls nicht zur Abdichtung gegenüber Unterdruck bzw. Vakuum ausreicht.

Eine weitere abgedichtete Verbindung mit einem Dichtring ist durch die USA.-Patentschrfft 1 924 020 bekanntgeworden. Der Dichtring dieser Verbindung liegt mit zwei am Außenumfang neben der vorderen und hinteren Stirnfläche angebrachten Wülsten mit Rechtcckquerbcniiiii am Nulgrund und mit zwei den Wülsten radial gegenüberliegenden, im unverformten Zustand radial abstehenden Ansätzen von im wesentlichen Rechteckquerschnitt am eingeschobenen Rohr an. Zur Aufnahme dieses Ringes muß die Muffe eine gestufte Nut aufweisen, deren Hauptteil gleiche axiale Breite wie der Dichtring besitzt, damit der zweite Ansatz nach dem Umbiegen iurch das Einsleckrohrende Platz findet. Dies erfordert kostenverursachende Mehrarbeit. Die am Außenumfang angebrachten Wülste liegen flächig am Nutgrund an, wodurch der Ring gegen größere Flächen angedrückt und damit gegebenenfalls keine zuverlässige Abdichtung zum Nutengrund gewährleistet wird.

Darüber hinaus ist in der deutschen Auslegeschrift I 247 773 ein Dichtring mit am Außenumfa^ig neben den Stirnflächen, des Ringes angeordneten ringförmigen Stützen beschrieben, welche mit dem Nulgrund in Eingriff stehen. Der am inneren eingeschobenen Rohr anliegende Dichlwulst ist als Scheitel ausgebildet, von dem zwei Flächen zu den Stirnflächen des Dichtringes hin divergieren. Bei diesem Dichtring ist auf der äußeren Umfangsfläche eine relativ tiefe Mulde zwischen den zwei Stützen vorgesehen. Durch diese Formgebung ist dieser Dichtring relativ nachgiebig, so daß für ihn im wesentlichen die bereits oben genannten Nachteile von Lippendichtungen gellen.

Schließlich sind mit O-Rollringen abgedichtete Muffcn-Rohrverbindungen bekannt, die sowohl gegen positiven wie gegen negativen Druck gut abdichten, deren Hauptnachtcil aber in dem für den Zusammenbau erforderlichen Druck und in der Tatsache liegt, daß die Dichtung leicht beim Zusammenbau aus ihrer Lage gerät. Außerdem erfordern diese O-Ring-Verbindungen relativ knappe Toleranzen bei den Abmaßen der zusammengehörigen Teile, wie auch beim

Zusammenbau oft grolle Schwierigkeiten auftreten, besonders bei Rohren mil abgestumpftem Ende.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine abgedichtete Mulfen-Rohrverbindung mit einem Dichtungsring der eingangs genannten Art zu schaffen, die sowohl unter hohem Druck, als auch bei Vakuum oder Unterdruck sicher abdichtet. Die Verbindung soll auf einer Baustelle mit in der Fabrik oder auf der Baustelle zugeschnittenen Rohrenden bei mäßigem Druck und auch unter ungünstigen Baustellen- und/ »o oder Witterungsbedingungen leicht zusammengesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß eier nach vorne an den Wulst anschließende Teil der Dichtung als eine ringförmige Abstufung ausgebildet ist, in weLhe der Wulst nach Verformung der Dichtung zu einer Dichtungslippe, die mit dem Einsteek-Rohrcnde in Eingriff steht, leüweise biegbar ist, daß der äußere Umfang der Dichtung an der vorderen und hinteren Stirnfläche rundumlaufende, radial •,ich erstreckende, kreisringförmige Stützen längs ausgerichtet mit dem zentralen Scheitel des äußeren Umfangs aufweist, die »leitend mit der über ihre ganze Lunge zylindrischen B'xienwanduny der Aussparung de* Muffenendci. in Eingriff bringbar bind.

Der Dichtungsring der erfindungsgemäßen abgedi-Viieten Muffen-Rohrverbindung kombiniert einer-S₁;-.is die Funktionen eines O-Ringes und einer Lippendichtung, vermeidet aber auf der anderen Seite die p:.!i/ipiellen Nachteile von beiden. Der Scheitel am i:i.:!Jeren Limfang und der innere Wulst des MitteliC :J> der Dichtung haben die Funktionen eines O-Ringes. Sie können im Betrieb Abdichtsicherheit gjijenüber Unterdruck bieten. Darüber hinaus wirkt der Dichtring als Lippendichtung, wobei außerdem ihe Schwierigkeiten beim Zusammenbau, wie sie bei G-Ringen auftreten, und dessen Neigung zum Zurückrollen verhindert werden. Insbesondere stabilisie- !j:i die ringförmigen Stülzkanten. welche mit dem \uii-i"und in Eingriff stehen, die Dichtung in der Nut und verhindern jedes Rollen des Haupueiies der Dichtung während des Zusammenbaus.

Mit der erfindungsgemäßen abgedichteten Muffen-Rohrverbindung lassen sich abgedichtete Verbindungen der Art herstellen, wie sie zum Verbinden von Ro'r rieilcn, sowohl mitteis Vcrbindungsimffen als auch zum Zusammenfügen von zwei jeweils mit einem aneeformten Muffen- und einem Einsteckende \ ersehenen Rohrab.-,chnitten verwendet werden. Die ErlinJunn kann zur Verwendung bei Gußstahlrohren und -Verbindungsstücken dienen, wie auch bei Teilen aus Asbestzement. Ton, Metall, Kunst>to'T oder anderem Rohrmaterial.

Die Erfindung schallt damit eine Verbindung, die unter allen Bedingungen, sowohl bei positivem wie negativem Druck absolut dichtet, einen großen Spielraum für Maßtoleranzen der Verbindungsteile aufweist und die auch von ungelernten Arbeitskräften ohne besondere Werkzeuge le'uht /usammemzeHdui werden kann.

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsrvispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht der Stirnfläche einer erfindungsgemäßen Dichtung,

F i 2. 2 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.

F i g. 3 die i.li Zusammenbau befindliche Verbindung im Längsschnitt, wobei zum besseren Verständnis ein eingebautes Einsteck-Rohrende und ein Einsteck-Rohrende dargestellt sind, das gerade am gegenüberliegenden Muffenendc einer gemeinsamen Muffe eingeschoben wird,

F i g. 4 eine ähnliche Ansicht, die die vollständig zusammengebaute Muffen-Rohrverbindung darstellt, wobei die Dichtung unter positivem Druck in ihrer endgültigen Stellung gezeigt ist.

In dan F i g. I und 2 ist die Dichtung allgemein unter der Bezugsziffer 7 angegeben. Sie besteht aus einem kreisförmigen Ring aus Gummi oder anderem gummiartigen Material, das sich zwischen den zusammengehörigen Enden zweier Rohrabschnitte leicht verformen läßt. Der äußere Umfang der Dichtung wird durch die beiden aneinanderliegenden glatten Flächen 8 und 9 gebildet, die von einem zentralen Scheitel 10 aus in Rk-hiung der Längsachse der Dichcung divergieren und dabei im Querschnitt einen stumpfen Winke! bilden. Die vordere Stirnfläche ί ι und hinlere Stirnfläche 12 der Dichtung verlaufen, parallel zueinander und i\hen mit den divergierenden Peripherietlächen 8 und 9 i'ber spater noch zu beschreibende. wuLstariige, ringförmige Stützen 8 a und 9 a in Verbindung.

An das radial innere Ende der hinteren Stirnfläche 12 der Dichtung schließt sich eine schräg winkdig nach innen geneigte ringförmige Flache 13 an. deren vordere·, axiales Ende in einem Wulst 14 endet, der den inneren Umfang der Dichtung begrenzt und im wesentlichen radial gegenüber dem Scheitel 10 auf der äußeren Peripherie der Dichtung liegt. Somit i>.t der Mittelteil der Dichtung im Querschnitt radial dicker als der übrige Teil der Dich:-ing.

An das radial innere Ende ujr Stirnfläche 11 schließt iis-h eine ach-parallele ringförmige Wandung 16 und an das vordere Ende de?, Wulstes 14 sch'ießt sich eine radial '.erlaufende Wandung 17 an. die eine Abstufung 15 bilden und sich un'cr einem rechten Winkel am Punkt 18 .-,cnneiden, der im wesentlichen zentral im Dichiungikorper liegt. Auch weist die ringförmige Flache 16 eine etwas größere Erstreckung als die radiale Fläche 17 auf. D,e Verbindung der radialen Flache 17 mit dem WuU 14 begrenzt einen Teil einer Lippe 17a, die dichtend mit dein Umfang de, posui\en Rohrabschnitt in Eingriff tnit.

Wie F i g. 3 zeigt, kann diese Dichtung in einer Verbindung mit einer Mufi·:· '.erwendet werden, wie ;;e unier der Be/ug-züfer 19 angegeben ist, djren innerer I mfang direkt an den entgegenge-ot/icri Lnden m.: ringförmigen Aussparungen 20 zur Aufnahme der eriindung^eem.ifien Dichtung versehen i*i. Die Muffe 19 ;-.t m< gestaltet, daß Me zwei Ein->e..k-R ihrerden 21 und 22 aufnehmen kann, und da!; ihr innenduijhme-ver genügend großer als der Auijjndurcbme^er i:e^er Ein^i-'.k-R ehrenden ist, um dies-· nut Gleitsitz aufzunehmen, wenn -ic na^h innen in d;j Muffe gedruckt werden. F ig 3 zeigt ein Lm-;- ',-Rohrende 21 mit verjuneicm Ende 21 ti und em I > st.eck-Rohrende 22 mit verjüngtem Ende 22«. Jcd^h kann die Erfindung auch bei Rohren mit außen glatten Enden verwendet werden

Der Außendurchmesser der Dichtung 7 ist etwas großer a!> der Durchmesser der Boden«andurig 2Ow der Aussparung 20. ebenso ist auch der Innendurchmesser der Dichtung am Wulst 14 kleiner als der Außendurchmesser der zugehörigen Einstcck-Rohrcnden 21 ^nier 22. Die radiale Dicke der Dichtung ist

kleiner als ihre axiale Länge. Die Lunge der Aussparung 20 ist jeweils zwischen ihrer vorderen 20 /· und ihrer hinteren Endwandung 2Or etwas gröilcr als die entsprechende Länge der Dichtung.

Die Dichtung wird zunächst unter leichtem Druck in die Aussparung 20 eingesetzt, während der Scheitel 10 ihrer konvergierenden Peripherieflächen in die Bodenwandung 20 <v der Aussparung 20 eingreift. Das Ende des Einsteck-Rohrcndcs 22 wird dann in die MillclüfTnung der Dichtung eingesetzt, und da seine Stirnfläche 22« an der schräg winkeligen f lache 13 der Dichtung anstößt, wird der Wulst durch fortgesetzte, nach innen gerichtete Kraft nach vorne so gebogen, daß sie in den von der ringförmigen Abstufung 15 gebildeten Hohlraum gedrängt wird. Das bewirkt eine Verdichtung des Dichtungskörpers durch Drehung, außerdem wird durch die Lippe 17 </ mit der Peripherie des Einsleck-Rohrendes 22 eine Lippendichtung gebildet. Auf diese Weise wird während der I inschubhcwegung des Linsteck-Rohrendes 22 der Winkel /wischen der (-'lache 13 und dem Rohrumfang allmählich verkleinert, so daß dieser Winkel /wischen dem größten Teil der Hache 13 der Dichtung und dem Umfang des Einstcck-Rohrendcs 22 beim endgültigen Zusammenfügen der Verbindung schließlich auf Null reduziert wird. In dieser Stellung gleitet der Rohrabschnitt leicht durch die Dichtung, da das Einsleck-Rohrcnde vollständig so eingedreht wird, so daß die Dichtung auf einen Minimalweri zusammengedrückt wird. Somit wirkt bei endgültiger Stellung nach dem Zusammenbau der verdickte Teil der Dichtung im wesentlichen wie ein O-Ring. während die Lippe 17 α zusätzlich wie eine Lippendichtung wirkt.

Wie F i g. 3 zeigt, ist die Dichtung 7 so in die Aussparung 20 eingeschoben, daß sie mit der vorderen Wandung 20 h der Aussparung in Eingriff steht und unter mäßigem oder negativem hydrostatischen Druck in dichtenden Kontakt mit dem entsprechenden anderen Rohrabschnitt gepreßt wird. Die F i g. 4 zeigt die Beaufschlagung der Dichtung mit hohem internen hydrostatischen Druck, wodurch die Dichtung in der Aussparung 20 nach hinten gepreßt und in Eingriif mit der Endwandung 20 c gebracht wird, wobei wegen der Abstufung 15 und der Lippe 17« eine doppelte Dichtung nach Art einer O-Ring-Dichlung und einer Lippendichtung erzielt wird.

Wie F i g. 2 am deutlichsten zeigt, enden die diver gierenden Pcriphericflächcn 8 und 9, die sich νοιτ Scheitel 10 aus erstrecken, jeweils auf einer Seite dei Dichtung in kreisringförmigen Stützen 8« und 9«. clii sich radial nach außen gleich weit wie der Scheitel K erstrecken. Somit greifen, wie F i g. 3 darstellt, bein Einsetzen der Dichtung in die Aussparung 20 dei MuITe 19 die Stützen 8« und 9a in die Bodcnwan dung der Aussparung ein und sichern die Dichlum

ίο damit in der Aussparung, wodurch jede Verschiebung des Dichlungshauptlcils während des Zusammenbau! vermieden wird.

Zum Verhindern des Rollens oder Vcrkanlcns dei Dichtung ist aus F i g. 3 zu ersehen, daß die gcncigti ('lache 8 beim Einsetzen des Einslcck-Rohreiides ir die MuITe geneigt bleibt, und somit die Dichtung durch den Kontakt der Stütze 8« mit der Bodcnvvan· dung der Aussparung an jeglichem Rollen bzw. Vcr kanten gehindert wird. Auf diese Weise wirken du

ίο Stützen 8« und 9« mit der Bodenwandung der Aus sparung zusammen, um die Flächen 8 und 9 dei Dichtung in ihrer geneigten Stellung relativ zui Bodenwandung der Aussparung zu halten. Die gerin gere radiale Dicke der Dichtung vor und nach dem Scheitel IO und dem Wulst 14 ermöglicht einen niedrigeren Arbeitsdruck Ivim Zusammenbau, und du Stütze 8« schallet jede Möglichkeit des Verkanten* der Dichtung durch Rollen während des Zusammenbaus vornherein aus.

Außerdem erleichtern die geneigten Flächen 8 und 9 auf jeder Ücitc des Scheitels 10 die Zusammcnwirkuni des Scheitels mit dem Wulst 14 nach Art eine* O-Rings. F i g. 4 zeigt, daß die Umfangsfläche dei Dichtung bei vollständig zusammengefügter Verbindung mit dem direkt an den Scheitel 10 angrenzender Bereich an der Bodenwandung der Ausnehmung anlieg·, während die vom Wulst 14 gebildete Lippendichtung in die Abstufung 15 abgebogen wird. Da* äußere Ende der durch die Stütze 9 a vergrößerten Dichtung wirkt als Schutz, gegen ein Undichlwcrdcn der ganzen Dichtung zwischen der Innenfläche der Muffe und der Außenfläche des Einsteck-Rohrendcs. wobei große Toleranzabwcichungcn in den Abmessungen der Rohre und Muffe überbrückbar sind.

Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf eine Verbindung von Rohren mit Muffencndc und Einsteckende anwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Abgedichtete Muffen-Rohrverbindung mit einer ringförmigen Aussparung in dem Muffenende mit einer vorderen und einer hinteren Stirnwandung und einer zylindrischen Bodcnwandung, und einer ringförmigen Dichtung aus gummiarli· gem, leicht verformbarem Material, die in die Aussparung einsetzbar und deren axiale Er-Streckung kleiner ist als die der Aussparung, wobei die Dichtung eine ringförmige, zentrale Verdickung aufweist, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Einsteck-Rohrendes, wobei der äußere Umfang der Verdickung durch eine vordere und eine hintere Fläche, die jeweils von einem zentralen Scheitel aus divergieren, und der innere Umfang der Verdickung durch einen im wesentlichen zentralen Wulst, der radial zu dem Scheitel ausgerichtet ist, begrenzt ist, und das radial innere Ende der hinteren Stirnfläche der Dichtung sich an das radial innere Ende der vorderen Stirnfläche über eine nach innen und axial geneigte Fläche anschließt, die in den Wulst übergeht und diesen teilweise bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der nach vorne an den Wulst anschließende Teil der Dichtung als eine ringförmige .-Abstufung (IS) ausgebildet ist, in weiche der Wulst nach Verformung der Dichtung zu eine; DiclHiingslippe(17«), die mit dem Einsteck-Rohrende (21) in Eingriff steht, teilweise biegbar ist, daß der äußere Umfang der Dichtung (7) an der vorderen und hinteren Stirnfläche (M, 12) rundumlaurende, radial sich erstreckende, kreisringtöimig ·· Stützen (8«, 9 a) längs ausgerichtet mit dem zentralen Scheitel (10) des äußeren Umfangs aufweist, die gleitend mit der über ihre ganze Länge zylindrischen Bodenwandung der Aussparung (20) des Muffenendes in Eingriff bringbar sind.

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