DE3533000A1 - Muffenrohrverbindung fuer kunststoffrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Muffenrohrverbindung für Kunststoffrohre, insbesondere für spiralbandgewickelte Rohre aus Polyäthylen, Polypropylen oder dergleichen mit und ohne rippenartige Rohrwandverstärkung, bestehend aus Muffe, Spitzende und einem an der Muffe oder am Spitzende vormontierten Dichtring aus elatomerem Material, bei der am axial äußeren Anfang des, den vormontierten Dichtring tragenden Muffenrohrverbindungsteils (Muffe oder Spitzende) ein Zentrierring angeordnet ist, der über die Muffeninnenwand oder über die Spitzendenaußenwand radial hinaus- und nach der Montage des Kunststoffrohres in den Muffenspalt der Muffenrohrverbindung radial hineinragt, wobei dieser Zentrierring jeweils auf der einen Seite den axialen Abschluß des Muffenspaltes bildet.

Zum Bau von Abwasser- und Regenstaukanälen oder dergl. befinden sich vorzugsweise spiralbandgewickelte Kunststoffrohre mit und ohne profilierte Rohrwandverstärkung und mit glatter Rohr-Innenfläche nach DIN 16 691 seit Jahren im praktischen Einsatz. Die serienmäßigen Rohrnennweiten dieser Kunststoffrohre reichen von DN 300-DN 3000. Die Verbindung von Rohr zu Rohr erfolgt in der Regel mittels werksseitig angewickelter Muffe und eines Spitzendes, welches bei der Montage des Kunststoffrohres in die Muffe gestekt wird. Anschließend wird die so entstandene Muffenrohrverbindung mittels Extrusionsschweißung abgedichtet. So einfach dieses Dichtungsverfahren auch anmutet, so schwierig ist es, die dazu erforderlichen Arbeiten an der Baustelle im engen Rohrgraben mit der notwendigen Sorgfalt auch auszuführen. Vor allem bei den Rohrnennweiten DN 300 bis DN 800 muß die Verschweißung mangels Begehbarkeit der Kunststoffrohre von außen erfolgen, was an der, auf der Grabensohle liegenden Unterseite der Rohre nicht einfach zu bewerkstelligen ist. Dazu kommt noch das Problem, daß sich die Kunststoffrohre bei längerer Lagerung, insbes. beim Übereinanderstapeln mehrerer Rohre aufeinander, im Querschnitt nicht unerheblich und dazu oft auch noch ungleichmäßig verformen. Dadurch ergeben sich bereits beim Zusammenstecken von Muffe und Spitzende im Rohrgraben noch zusätzliche Schwierigkeiten. Das Erreichen einer rundum dichten Rohrverbindung hängt daher auch bei diesen Rohren noch weitgehend von der Sorgfalt ab, mit der das Verlegepersonal diese Arbeiten ausführt, und die bekanntlich bei den oft an den Baustellen herrschenden schlechten Witterungsbedingungen und bei den engen Verhältnissen im Rohrgraben nicht immer gegeben ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Muffenrohrverbindung für Kunststoffrohre kleiner und großer Nennweiten zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Muffenrohrverbindungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zentrierring aus einem gleichen oder aus einem ähnlichen Kunststoffmaterial wie das den vormontierten Dichtring tragende Muffenrohrverbindungsteil - Muffe oder Spitzende - besteht, und daß dieses Muffenrohrverbindungsteil zusammen mit dem Zentrierring eine Funktionseinheit bildet, die durch thermoplastisches Ausformen einer Randverdickung oder durch eine thermisch oder chemisch bewirkte Schmelzverbindung von Muffenrohrverbindungsteil und Zentrierring eine materialhomogene feste Konsistenz aufweist. Materialhomogen bedeutet in diesem Falle, daß sich der Zentrierring unter den zu erwartenden Belastungen, also z. B. bei eventuellen Verformungen des Querschnitts der Kunststoffrohre während des Transports und bei der Lagerung sowie bei allen vorkommenden Witterungsbedingungen, gleichartig wie das den vormontierten Dichtring tragende Muffenrohrverbindungsteil verhält, daß er z. B. dabei nicht bricht, nicht versprödet, sich nicht vom Muffenrohrverbindungsteil ganz oder teilweise ablöst oder dergl., sondern daß er zumindest eine gleich gute Haltbarkeit und Funktionstüchtigkeit wie das Kunststoffrohr bzw. dessen Muffenrohrverbindungsteil aufweist. Durch die auf diese Weise erreichte dauerhaft feste Verbindung zwischen Zentrierring und angrenzendem Muffenrohrverbindungsteil wird zuverlässig gewährleistet, daß der Zentrierring auch bei längerer Lagerung der Rohre und bei einer eventuellen Verformung ihres Querschnitts seine ursprüngliche Lage an der Muffe oder am Spitzende des Kunststoffrohres beibehält. Dies eröffnet die Möglichkeit, auch derart beschaffene Kunststoffrohre mittels Dichtringen aus elastomerem Material sicher abzudichten. Der Zentrierring übernimmt dabei die erforderliche genaue Vorzentrierung für das, bei der Montage des Rohres in die Muffe einfahrende Spitzende, so daß der Dichtring auch bei der Montage von im Querschnitt etwas deformierten Kunststoffrohren auf seinem gesamten Umfange weitgehend gleichmäßig verpreßt wird, wobei ein unerwünschtes axiales Verschieben des Dichtringes im oder aus dem Muffenspalt nicht mehr möglich ist. Da der Dichtring bei einzelnen Ausführungsvarianten der Erfindung bereits werksseitig vormontiert und mit dem ihn tragenden Muffenrohrverbindungsteil fest verbunden werden kann, lassen sich die an der Baustelle auszuführenden Abdichtungsarbeiten auf ein Mindestmaß - das Auftragen des Gleitmittels auf den Dichtring - reduzieren und damit das Entstehen von Undichtigkeiten beim Herstellen der Rohrverbindung praktisch restlos ausschließen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zur möglichst rationellen Herstellung der erfindungsgemäßen Muffenrohrverbindung vorgesehen, daß der Zentrierring aus einer, radial am Muffenrohrverbindungsteil des Kunststoffrohres ein- bzw. aufgebrachten zweiten Kunststoff-Wickelschicht besteht.

Bei einer anderen Ausbildung der Erfindung wird auch bei, auf dem Transport oder beim Lagern im Querschnitt etwas verformten Kunststoffrohren das erforderliche zentrische Anfahren des Spitzendes an bzw. in die Muffe bei der Montage der Rohre auf einfache Weise dadurch erleichtert bzw. sichergestellt, daß der Zentrierring an seinem axial äußeren Ende eine konisch verlaufende Zentrierfläche oder eine deutliche Zentrierrundung aufweist.

Die in manchen Anwendungsfällen erforderliche oder erwünschte transport- und weitgehend demontagesichere werksseitige Anbringung des Dichtringes an der Muffe oder am Spitzende des Kunststoffrohres läßt sich bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung auf einfache Weise bewerkstelligen, indem die radiale Randverstärkung eines vom Dichtring in axialer Richtung ausgehenden Verbindungssteges in einer, zwischen Zentrierring und radial angrenzendem Muffenrohrverbindungsteil befindlichen Ausnehmung angeordnet ist.

Das bei bestimmten Ausführungsarten von Muffenrohrverbindungen erforderliche Abstützen von Dichtringen gegen axiales Verschieben bei der Montage wird bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch sicher gewährleistet, daß sich - vom axial äußeren Anfang des den vormontierten Dichtring tragenden Muffenrohrverbindungsteils her gesehen - eine axial hinter dem Dichtring radial in den Muffenspaltbereich vorstehende Abstufung befindet.

Vor allem bei Kunststoffrohren großer Nennweite kann eine andere Ausbildung der Erfindung zur Arbeitsbeschleunigung und damit zur Kostenreduzierung dadurch erheblich beitragen, daß die, zwischen dem, den vormontierten Dichtring tragenden Muffenrohrverbindungsteil und dem Zentrierring bestehende materialhomogene feste Konsistenz nur auf einem oder mehreren Teilbereichen des Umfanges des Zentrierringes vorhanden ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung und den darin enthaltenen Ausführungsbeispielen näher erklärt. Es zeigen im ausschnittsweisen rohraxialen Längsschnitt:

Fig. 1 die axial äußeren Enden einer herkömmlichen Muffenrohrverbindung eines Kunststoffrohres kurz vor der Montage;

Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 5 drei nach unterschiedlichen Herstellungsverfahren gefertigte Muffen mit vormontierten Dichtringen;

Fig. 4 das werksseitige Anbringen eines Zentrierringes an der Muffe eines Kunststoffrohres;

Fig. 6 einen am Spitzende eines Kunststoffrohres angebrachten Zentrierring mit vormontiertem Dichtring;

Fig. 7 einen an der Muffe eines Kunststoffrohres angebrachten Zentrierring mit einem werksseitig vormontierten Dichtring.

In Fig. 1 besitzen die Muffe 1 und das Spitzende 2 eines Kunststoffrohres die herkömmliche axialzylindrische Form. Die beim Fertigen der Muffe 1 entstandenen Verbindungsstellen 3, die sich durch gegenseitiges Verschmelzen von parallel auf einen zylindrischen Dorn gewickelten, zuvor extrudierten Kunststoffbändern ergeben, sind durch Strichlierung angedeutet. Infolge von Verformungen des Querschnitts der Kunststoffrohre, die bei deren Transport oder beim längeren Lagern öfter entstehen, kann die Muffenspaltweite 4 zwischen den beiden Muffenrohrverbindungsteilen Muffe 1 und Spitzende 2 auf dem gesamten Umfang einer einzigen Muffenrohrverbindung erheblich differieren, was die Montage der Kunststoffrohre, vor allem bei großen Nennweiten, unter Umständen zu einem schwierigen und arbeitsaufwendigen Problem macht.

Nach Fig. 2 weist die, zunächst wie in Fig. 1 hergestellte Muffe 1 eine durch thermoplastische Ausformung entstandene unterschiedliche radiale Wanddicke auf. Diese Ausformung erfolgt z. B. in der Weise, daß ein Teilabschnitt des axial äußeren Endes der zunächst axialzylindrisch geformten Muffe 1 nach dem anderen durch thermische Behandlung (Heißluft, Wärmestrahlung oder dergl.) kontinuierlich wieder in einen plastischen Zustand versetzt und anschließend durch ein, der Plastifizierungseinrichtung nachgeschaltetes Druckwalzensystem oder dergl. zu dem gewünschten neuen Wandquerschnitt ausgeformt wird. Dabei wird z. B. das Kunststoffrohr um die eigene Achse bewegt, was eine weitgehend automatische Umformung der Muffe 1 ermöglicht. Nach Abschluß dieses Fertigungsvorganges weist die Muffe 1 an ihrem axial äußeren Ende den Zentrierring 5 mit konisch verlaufender Zentrierfläche 6 in Form einer radial einwärts gerichteten Randverdickung auf. Die Zentrierfläche 6 erleichtert die exakte Vorzentrierung des Spitzendes 2 und seine anschließende Montage auch bei im Querschnitt stark verformten Kunststoffrohren erheblich. Axial hinter dem Zentrierring 5 befindet sich eine radiale Erweiterung der Muffe 1 als Aufnahme 7 für den vormontierten Dichtring 8, der sich mit einer, über seinen Querschnitt vorstehenden Haltenase 9 gegen die radial einwärts gerichtete Abstufung 10 der Muffe 1 axialschubsicher abstützt. In der hier dargestellten Ausführungsvariante besitzt die Abstufung 10 nur eine geringe radiale Höhe, die bei der Montage des Spitzendes 2 des zu verlegenden Kunststoffrohres von dem als Rollring konzipierten Dichtring 8 problemlos überrollt zu werden vermag. Der Abstufung 10 kommt dabei in Verbindung mit der Haltenase 9 des Dichtringes 8 die Aufgabe zu, ein unerwünschtes axiales Verschieben des Dichtringes 8 am Beginn der Montage zu verhindern und dafür zu sorgen, daß der Dichtring 8 während der Montage gleichmäßig in den Muffenspalt einrollt.

Gemäß Fig. 3 ist der Zentrierring 5 durch eine thermisch oder chemisch bewirkte Schmelzverbindung (strichliert) materialhomogen an der Stirnwand der Muffe 1 befestigt. Die chemische Anschmelzung der beiden Verbindungsflächen an Muffe 1 und Zentrierring 5 erfolgt bei sich dafür eignenden Kunststoffarten, wie z. B. bei PVC, durch aufstreichen eines entsprechenden Lösungsmittels oder eines Lösungsmittelklebers und durch anschließendes Zusammenpressen der zu verbindenden Teile. Die radiale Höhe der Abstufung 10 entspricht der radial nach innen über die Aufnahme 7 des Dichtringes 8 überstehenden Breite des Zentrierringes 5 und annähernd dem Radius des Dichtringes 8. Aufgrund dieses Ausmaßes der radialen Höhe der Abstufung 10 kann diese bei der Montage des Kunststoffrohres vom Dichtring 8 nicht mehr überrollt werden. In diesem Falle eignet sich der Dichtring 8 zur Verwendung als Gleitring, der kurz vor der Montage mit einem Gleitmittel eingestrichen und sodann vom, in die Muffe 1 einfahrenden Spitzende 2 radial zusammengepreßt wird.

Fig. 4 zeigt das Herstellen einer thermisch bewirkten Schmelzverbindung zwischen Stirnwand der Muffe 1 und der angrenzenden Kontaktfläche des, aus dem gleichen Kunststoff wie die Muffe 1 bestehenden Zentrierringes 5. Beide Flächen - Stirnwand der Muffe 1 und Kontaktfläche des Zentrierringes 5 - werden zunächst durch Heißluft, Wärmestrahlung oder dergl. plastifiziert (strichliert dargestellt). Anschließend werden beide Flächen fest aneinander gepreßt, so daß nach ihrem Abkühlen eine Schmelzverbindung von materialhomogener fester Konsistenz entsteht. Der Zentrierring 5 weist einen - axial zum Muffenspiegel zu verlaufenden - Axialteil 11 auf, welcher ein lagerichtiges Befestigen des Zentrierringes 5 an und in der Muffe 1 gewährleistet.

In Fig. 5 ist die fertige Funktionseinheit einer Muffenrohrverbindung, bestehend aus der Muffe 1 und aus dem, hinsichtlich seiner Beschaffenheit und Form bereits von Fig. 4 her bekannten Zentrierring 5 dargestellt. Zwischen der Stirnfläche der Muffe 1 und der angrenzenden früheren Kontaktfläche des Zentrierringes 5 besteht die bereits in Fig. 4 erläuterte und hier strichliert dargestellte Schmelzverbindung von materialhomogener fester Konsistenz, die allen, während des Transports und der Lagerung der Rohre auftretenden Belastungen sicher zu widerstehen vermag. Der axial hinter dem Zentrierring 5 vormontierte Dichtring 8 ist als Gleitring ausgebildet.

Zwischen dem in Fig. 6 dargestellten Spitzende 2 und dem, auf dessen radialer Außenwand 12 angebrachten Zentrierring 5 sowie zwischen der, axial ein Stück weiter angeordneten Abstufung 10 besteht jeweils eine thermisch oder chemisch bewirkte Schmelzverbindung (strichliert) von materialhomogener fester Konsistenz. Das Aufbringen des Zentrierringes 5 und der, radial nach außen über die Außenwand 12 des Spitzendes 2 vorstehenden Abstufung 10 erfolgt zweckmäßigerweise ebenfalls nach dem Wickelverfahren, indem auf die Außenwand 12 jeweils eine, im Querschnitt entsprechend geformte zweite Wickelschicht aufgeschmolzen wird. Der zwischen Zentrierring 5 und radial vorstehender Abstufung 10 vormontierte Dichtring 8 weist als Gleitring einen annähernd dreieckigen Grundquerschnitt auf, der beim Einfahren des Spitzendes 2 in die Muffe 1 radial zusammengepreßt wird. Die Abstufung 10 dient hierbei für den Dichtring 8 als eine, ihn axial abstützende Axialschubsicherung. Der Zentrierring 5 besitzt an seinem axial und radial äußeren Ende eine deutliche Zentrierrundung 13, welcher bei der Montage die gleiche funktionelle Aufgabe wie der in Fig. 2 dargestellten Zentrierfläche 6 zukommt.

In Fig. 7 liegt die radiale Randverstärkung 14 eines vom Dichtring 8 in axialer Richtung ausgehenden Verbindungssteges 15 in einer, am Axialteil 11 des Zentrierringes 5 befindlichen Ausnehmung 16. Beide Teile - Zentrierring 5 und Dichtring 8 - werden bereits im Herstellerwerk der Kunststoffrohre in deren Muffen 1 vormontiert. Um eine transportsichere und - nach beiden Richtungen hin - axialschubsichere Verbindung zwischen dem vormontierten Dichtring 8 und der Muffe 1 zu erzielen, wird auf mehreren Teilbereichen des Umfanges des Zentrierringes 5 ein relativ dünnes Kunststoffband 17 auf die Stirnwand der Muffe 1 aufextrudiert und dabei mit dem, an einem radialen Teilbereich dieser Stirnwand anliegenden Radialteil 18 des Zentrierringes 5 thermisch verschmolzen (strichliert dargestellt). An der Baustelle brauchen sodann nur noch der Dichtring 8 mit dem Gleitmittel eingestrichen sowie die Kunststoffrohre montiert zu werden, und die Muffenrohrverbindung ist dicht. Durch die materialhomogene feste Konsistenz der aus dem Muffenrohrverbindungsteil - in Fig. 7 aus der Muffe 1 - und dem Zentrierring 5 bestehenden Funktionseinheit können nunmehr auch Muffenrohrdichtungen für solche Kunststoffrohre werksseitig vorgefertigt und an der Baustelle durch einfaches Zusammenstecken von Muffe 1 und Spitzende 2 problemlos montiert werden, deren Querschnitt sich auf dem Transport und bei der Lagerung unter Umständen erheblich - in der Regel zu einer Art Eiprofil - verformt.

• Bezugszeichenliste  1 Muffe
   2 Spitzende (SPE)
   3 Verbindungsstellen
   4 Muffenspaltweite
   5 Zentrierring (ZR)
   6 Zentrierfläche des ZR
   7 Aufnahme (für DR)
   8 Dichtring (DR)
   9 Haltenase
  10 Abstufung
  11 Axialteil (des ZR)
  12 Radiale Außenwand (des SPE)
  13 Zentrierrundung (des ZR)
  14 Randverstärkung radiale (des DR)
  15 Verbindungssteg (des DR)
  16 Ausnehmung (des ZR)
  17 Kunststoffband
  18 Radialteil (des ZR)

Claims (6)

1. Muffenrohrverbindung für Kunststoffrohre, insbesondere für spiralbandgewickelte Rohre aus Polyäthylen, Polypropylen oder dergleichen mit und ohne rippenartige Rohrwandverstärkung, bestehend aus Muffe, Spitzende und einem an der Muffe oder am Spitzende vormontierten Dichtring aus elastomerem Material, bei der am axial äußeren Anfang des, den vormontierten Dichtring tragenden Muffenrohrverbindungsteils (Muffe oder Spitzende) ein Zentrierring angeordnet ist, der über die Muffeninnenwand oder über die Spitzendenaußenwand radial hinaus- und nach der Montage des Kunststoffrohres in den Muffenspalt der Muffenrohrverbindung radial hineinragt, wobei dieser Zentrierring jeweils auf der einen Seite den axialen Abschluß des Muffenspaltes bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (5) aus einem gleichen oder aus einem ähnlichen Kunststoffmaterial wie das den vormontierten Dichtring (8) tragende Muffenrohrverbindungsteil - Muffe (1) oder Spitzende (2) - besteht, und daß dieses Muffenrohrverbindungsteil (1 oder 2) zusammen mit dem Zentrierring (5) eine Funktionseinheit bildet, die durch thermoplastisches Ausformen einer Randverdickung oder durch eine thermisch oder chemisch bewirkte Schmelzverbindung von Muffenrohrverbindungsteil (1 oder 2) und Zentrierring (5) eine materialhomogene feste Konsistenz aufweist.

2. Muffenrohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (5) aus einer, radial am Muffenrohrverbindungsteil (1 oder 2) des Kunststoffrohres ein- bzw. aufgebrachten zweiten Kunststoff-Wickelschicht besteht.

3. Muffenrohrverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (5) an seinem axial äußeren Ende eine konisch verlaufende Zentrierfläche (6) oder eine deutliche Zentrierrundung (13) besitzt.

4. Muffenrohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Randverstärkung (14) eines vom Dichtring (8) in axialer Richtung ausgehenden Verbindungssteges (15) in einer, zwischen Zentrierring (5) und radial angrenzendem Muffenrohrverbindungsteil (1 oder 2) befindlichen Ausnehmung (16) angeordnet ist.

5. Muffenrohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich - vom axial äußeren Anfang des den vormontierten Dichtring (8) tragenden Muffenrohrverbindungsteils (1 oder 2) her gesehen - eine axial hinter dem Dichtring (8) radial in den Muffenspaltbereich vorstehende Abstufung (10) befindet.

6. Muffenrohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die, zwischen dem, den vormontierten Dichtring (8) tragenden Muffenrohrverbindungsteil (1 oder 2) und dem Zentrierring (5) bestehende materialhomogene feste Konsistenz nur auf einem oder mehreren Teilbereichen des Umfanges des Zentrierringes (5) vorhanden ist.