DE3815654C2 - Paß- und Übergangsring für das Spitzende von Rohren und Rohrformstücken mit Steckmuffenverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Paßring für das Spitzende von Rohren und Rohrformstücken, insbesondere nach der deutschen Norm DIN 1230, Teil 1 und 2, Ausgabe Januar 1986 (mittlerweile ersetzt durch DIN EN 295), als Ersatz für fabrikmäßig angegossene Dichtelemente an Rohren und Rohrformstücken mit Steckmuffenverbindung, sowie einem Übergangsring zum dichten Verbinden der Spitzenden von - in der Regel dünnwandigeren - Rohren und Rohrformstücken, die aus einem anderen Material als aus Steinzeug, wie z. B. aus Gußeisen, PVC-U, PE-hart, PP und ABS/ASA bestehen, mit dem fabrikmäßig in die Muffe eines Steinzeugrohres o. ä. eingegossenen Dichtelement.

Für Steckmuffenrohre, die kein fabrikmäßig an ihr Spitzende angegossenes Dichtelement aufweisen, werden zum dichten Verbinden mit den Muffen von Steinzeugrohren, in die fabrikmäßig ein vorzugsweise starres Dichtelement eingegossen ist, auf dem Spitzende vorzumontierende, den Restmuffenspalt ausfüllende und scherlastsicher abdichtende Verbindungsringe benötigt. Hierbei handelt es sich entweder um Paßringe, die bei Steinzeugrohren zur Anwendung kommen, die aus Gründen des exakten längenmäßigen Einpassens von Abzweigen und Schächten od. dgl. in die zu verlegende Rohrleitung zuvor abgeschnitten worden waren oder um Übergangsringe für die Spitzenden von - in der Regel dünnwandigeren - Rohren und Rohrformstücken, die aus einem anderen Material als aus Steinzeug bestehen, und mit den vorerwähnten Muffen von Steinzeugrohren durch diese Übergangsringe dicht ver­ bunden werden sollen.

Derartige Dichtringe bestehen aus einem im axialen Quer­ schnitt annähernd rechtwinkligen Dichtringprofil, dessen radialer Schenkel vor der Stirnwand des Spitzendes liegt, und dessen axialer Schenkel als Dichtabschnitt ausgebildet ist. Wegen der zur scherlastsicheren Abdichtung erforder­ lichen hohen Verpressung des Dichtabschnittes reicht die Haltekraft des radialen Schenkels nicht aus, um einen solchen Dichtring bei der Montage des Spitzendes axial­ schubsicher in seiner richtigen Abdichtlage festzuhalten. Es besteht hierbei die Gefahr, daß der Dichtring - zumin­ dest an Engstellen des Muffenspaltes - auf dem Spitzende axial nach hinten verschoben und die Muffenverbindung da­ durch undicht wird (DE-GM 75 37 974.7).

Um dies zu verhindern, wurde vorgeschlagen, die beiden Schenkel des rechtwinkligen Dichtringes aus Werkstoffen unterschiedlicher Elastizität herzustellen, wobei der axiale Dichtabschnitt aus dem weicheren Material besteht. Im radialen, aus härterem Material gefertigten Schenkel ist zusätzlich ein Stahldraht als Verstärkungseinlage eingebettet, der ein axiales Zurückschieben des Dicht­ ringes auf dem Spitzende bei dessen Montage ausschließt.

Wegen der kostenbedingt begrenzten axialen Ausdehnung der Dichtabschnitte solcher Dichtringe läßt sich beim genauen Justieren des montierten Rohres im Rohrgraben, das oft das erneute Anheben eines bereits montierten Rohrabschnittes durch den Verlegebagger erfordert, nicht mit Sicherheit verhindern, daß das bereits in der Muffe liegende Spitzende etwas zu­ rückgezogen wird und dabei aus dem in der Muffe festgeklemmten Dichtring herausrutscht. Eine total un­ dichte Muffenverbindung, die im engen und oft recht dunklen Rohrgaben leicht übersehen wird, ist sodann die Folge. Darüber hinaus sind derartige lose auf das Spitzende aufgesetzte und von ihrer Vulkanisationsformfertigung her teuere Dichtringe nicht dazu geeignet, z. B. beim Ausfall einer Steckmuffengießanlage oder bei dünnwandigen Bauteilen, die aus einem anderen Material als aus Steinzeug bestehen, und für die sich das Anschaffen einer teueren Gießanlage mit diversen Sondergießformen nicht lohnt, die werksmäßig aufgegossenen Dichtelemente von Steckmuffen transport- und gegebenenfalls auch demontagesicher zu ersetzen (DE-GM 75 26 038.7).

Diese Nachteile lassen sich bei einer bekannten Konstruktion von Dichtringen für Muffenrohre, die sich auch für Paß- und Übergangsringe eignet, dadurch vermeiden, daß der Dichtring einen umlaufenden stegförmigen Ansatz aufweist, der mittels eines auf seiner radialen Außenfläche angeordneten Spannbandes an der Außenwand des Spitzendes befestigt ist. Das paßgenaue Aufziehen des stegförmigen Ansatzes des Dichtringes auf den äußersten Endabschnitt des Spitzendes, das lagerichtige Darüberziehen des Spannbandes und dessen Spannen mittels eines komplizierten Spannapparates ist zeit- und kostenaufwendig und erfordert ein erhebliches Maß an handwerklicher Sorgfalt, die zumindest bei der Vormontage dieser Art von Dichtringen auf Baustellen nicht mit Sicherheit gewährleistet werden kann (US-PS 2,314,386 und DE-OS 31 21 986 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Paßringe für die Spitzenden von Steinzeugrohren und Übergangsringe für die Spitzenden von Rohren und Rohrformstücken, die aus anderem Material als aus Steinzeug bestehen, zu schaffen, die sich zum dichten und scherlastsicheren Anschluß an Steckmuffen von Steinzeugmuffenrohren o. ä. eignen und die aus kostengünstigen Profilen aus nur einem Extrusionsmaterial hergestellt werden können. Ihre axialschubsichere Befestigung an den Rohrspitzenden soll sowohl im Rahmen einer fabrikmäßigen Montagetechnologie, als auch mit Hilfe einfacher handwerklicher Mittel auf der Baustelle erfolgen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Paßring bzw. der Übergangsring bereits in seinem unvormontierten Zustand einen parallel zu seiner Profil­ längsrichtung verlaufenden Hohlkanal aufweist, in dem ein bei der Vormontage des Paßringes oder des Übergangs­ ringes radial verstellbares Spannband angeordnet ist, und daß der Hohlkanal eine Ausnehmung oder eine Öffnung besitzt, in der sich die zum Betätigen bzw. Feststel­ len des Spannbandes erforderliche Spannvorrichtung und/oder Fixiervorrichtung befindet. Die erfindungsgemäßen Paß- und Übergangsringe werden - je nach der radialen Größe des Muffenspaltes - aus radial unterschiedlich dicken Extrusionsprofilen mittels Kleben oder Vulkani­ sieren der Profilenden zu Dichtringen zusammengefügt. An einer Stelle des im Extrusionsprofil angeordneten Hohlkanals wird ein kurzes Stück des ihn umgebenden Ringmaterials als Ausnehmung oder Öffnung für die Aufnahme der Spann- und/oder Fixiervorrichtung, mit denen das Spannband gespannt und dauerhaft festgelegt wird, herausgeschnit­ ten oder auf andere Art entfernt.

Anschließend kann - falls nicht schon vorher erfolgt - das Spannband in den Hohlkanal eingeschoben und dabei die Spann- und/oder Fixiervorrichtung in der Ausnehmung bzw. Öff­ nung des Hohlkanals angebracht werden. Alle diese Arbei­ ten lassen sich bereits im Herstellerwerk der Paß- und Übergangsringe durchführen, so daß während des Transportes dieser Ringe zur Baustelle oder zum Röhrenwerk nichts - vor allem nicht das Spannband und seine Spannvorrichtung - verloren gehen kann. Bei ihrer Vormontage werden die Paß- und Übergangsringe unter leichter Vordehnung auf das Spitzende eines Steinzeugrohres oder eines Bauteils aufgezogen. Anschließend kann das feste Anspannen des Spannbandes erfolgen, und zwar ent­ weder mit der mitgelieferten Spannvorrichtung oder, falls deren radiale Abmessung im Vergleich zur radialen Ringdicke zu groß ist, mittels eines externen Spannap­ parates sowie in diesem Falle das anschließende Fixieren (Festlegen) des Spannbandes mittels Klemmhülse oder Ver­ schweißung (nur bei schweißbaren Kunststoffbändern mög­ lich). Vorzugsweise bei der Verwendung von Paßringen, die relativ geringe radiale Ringdicken aufweisen, und die bereits im Röhrenwerk - z. B. bei kurzbauenden Formstücken - an Stelle des aufzugießenden Dichtelementes (E) an den Spitzenden angebracht werden, lassen sich - meist druckluftbetriebene - externe Spannapparate sicher und problemlos anwenden. Dadurch trägt die Verbindungsstelle des gespannten Spannbandes radial nur geringfügig auf und stellt somit kein Hindernis bei der Montage von Spitzenden, die mit erfindungsgemäßen Paßringen gerin­ ger Profildicke ausgestattet sind, dar. Aber auch die Handhabung eines externen Spannapparates bietet bei den erfindungsgemäßen Paß- und Übergangsringen an der Bau­ stelle keine Schwierigkeiten mehr, da das im Hohlkanal sicher gelagerte Spannband bei der Vormontage nicht aus seiner richtigen Stellung wegrutschen oder auf andere Art falsch am Paß- oder Übergangsring angebracht werden kann.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Paß- und Übergangs­ ringe sind weder teuere und für jede Rohrnennweite geson­ derte Vulkanisationsformen nötig, noch müssen diese Dichtringe aus meh­ reren Werkstoffen unterschiedlicher Elastizität zusammen­ gesetzt sein. Da die radiale Größe der Muffenspalte, z. B. beim Anschluß der Spitzenden von Bauteilen aus Gußeisen an Steckmuffen K von Steinzeugrohren, bei mehreren Rohr­ nennweiten (DN) - in diesem Falle bei den DN 200, 250 und 300 - nur um wenige Millimeter differiert, kann für diese drei DN ein einziges Extrusionsprofil zur Dicht­ ringherstellung verwendet werden. Dadurch ergeben sich bei der Profilfertigung und bei der Lagerhaltung erhebliche zeit- und kostenmäßige Einsparungen. Die axialschubsichere Befestigung der am Spitzende vormontierten Paß- und Übergangsringe läßt sich sowohl im Röhrenwerk als auch an den Baustellen auf einfache Weise herstellen, was die Dichtsicherheit derartiger Rohrverbindungen bedeutend erhöht. Bei Rohren und Bauteilen, die nur in geringen Stückzahlen zur Anwendung kommen, können durch die Möglichkeit der transport- und demontagesicheren Vormontage der Paß- und Übergangsringe im Röhrenwerk die Kosten für die Beschaffung einer teueren und zeitlich nur wenig ausgelasteten Steckmuffen-Gießanlage zum Herstellen steckmuffenanschlußfähiger Dichtelemente (E) od. dgl. eingespart werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Hohlkanal axial im wesentlichen vor oder hinter dem Dichtabschnitt dieser Ringe angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, daß der Dichtabschnitt im Bereich der Ausnehmung oder Öffnung des Hohlkanals eine radiale Schwächung erfährt, die zu Undichtigkeiten in der Rohrverbindung führen könnte.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Paß- und Übergangsringe eine Abdeckung aufweisen, die die nach dem Fixieren des Spannbandes verbleibende Öffnung für die Spann- und/oder Fixiervorrichtung bedeckt und die vorzugsweise aus dem Material des den Hohlkanal radial nach außen hin umschließenden Befestigungsabschnittes besteht. Mittels dieser Abdeckung läßt sich auch im Bereich der früheren Ausnehmung oder Öffnung des Hohlkanals nach der Vormontage des Dichtringes wieder eine Scherlastabstützung oder eine Auflage für den sich bei der Rohrmontage umlegenden Dichtabschnitt schaffen, oder zumindest die Verbindungsstelle des Spannbandes läßt sich dadurch weitgehend tarnen und gegen mutwilliges Lösen sichern. Durch den Auftrag von Sekundenkleber (z. B. Cyanacrylat-Kleber) kann die Befestigung der Abdeckung am übrigen Ringmaterial und/oder am Spannband zusätzlich verbessert werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im Axialbereich des Spannbandes - vorzugs­ weise im Bereich der Rohrsohle - eine radiale Ringver­ stärkung oder Ringverhärtung angebracht ist. Zu diesem Zweck wird ein Teil des den Hohlkanal umgebenden Ring­ materials durch ein kurzes Stück einer radialen Ringver­ stärkung oder Ringverhärtung ersetzt bzw. ergänzt, das vorzugsweise über einen Hohlkanal, durch den der Spann­ ring geführt wird, mit dem Paß- oder Übergangsring fest verbunden ist. Auf diese Weise lassen sich sehr hohe Scherlastanforderungen auch bei Dichtringen, die zur leichteren Montage aus relativ weichem Elastomerma­ terial von z. B. 40-45 Shore bestehen, sicher erfüllen.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiele wird die Erfindung näher erklärt. Es zeigen

Fig. 1 einen Übergangsring im axialen Querschnitt und seine seitliche Ansicht mit einer Spann­ vorrichtung;

Fig. 2 den auf dem Spitzende eines Formstückes aus Guß­ eisen vormontierten Übergangsring im axialen Querschnitt kurz vor der Montage;

Fig. 3 eine fertig montierte Steckmuffen-K-Verbindung unter Verwendung eines Übergangsringes im axialen Quer­ schnitt und

Fig. 4 einen auf dem Spitzende eines Steinzeugrohres vormontierten Paßring kurz vor der Montage im axialen Querschnitt.

Das Querschnittsprofil eines Übergangsringes 1 setzt sich in Fig. 1 aus folgenden, axial (von rechts nach links) hintereinander liegenden Teilabschnitten zusam­ men: Aus dem Zentrierabschnitt 2, dem Dichtabschnitt 3, bestehend aus einer radial nach außen vorstehenden Ham­ merrippe 4 und ihrem Auflageteil 5, einer radialen Trenn­ fuge 6 und dem Befestigungsabschnitt 7. Der Befestigungs­ abschnitt 7 weist einen Hohlkanal 8 auf, in den ein Spannband 9 eingezogen ist. Die radiale Innenseite 10 des Übergangsringes 1 besitzt zwei in einer Horizontal­ ebene liegende Auflageflächen 11 und 11′, durch die bei der Profilextrusion und -vulkanisation das Erzielen eines gleichmäßigen Profilquerschnitts erleichtert wird. Die unter dem Querschnittsprofil dargestellte seitliche An­ sicht des Übergangsringes 1 zeigt eine Öffnung 12 des Hohlkanals 8 (hier nicht sichtbar), in dem eine aus Stellschraube und Schraubenführung bestehende Spannvor­ richtung 13 angeordnet ist, durch die das mit Stellrip­ pen 14 versehene Spannband 9 hindurchläuft. Mit Hilfe der bis auf die radiale Höhe des Hohlkanals 8 reichenden Trennfuge 6 läßt sich die im Hohlkanal 8 befindliche Öffnung 12 auf einfache Weise aus der radial äußeren Ab­ deckung 15 des Hohlkanals 8 herausschneiden. In allen den Fällen, in denen die radiale Abmessung der Spannvorrich­ tung 13 zu groß wäre und dadurch die Montage behindern würde, kann durch das Ausschneiden eines kurzen Teils des Befestigungsabschnittes 7 eine hier nicht dar­ gestellte Ausnehmung hergestellt werden, in der die Spannvorrichtung 13 in radialer Richtung nach innen zu abgesenkt ist, so daß sie nicht montagebehindernd über das Querschnittsprofil des Übergangsringes 1 hinaussteht.

Fig. 2 zeigt den Übergangsring 1 in seiner Vormontagestel­ lung auf dem Spitzende 16 eines dünnwandigen Bauteils, z. B. des Stutzens eines Ölabscheiders aus Gußeisen, kurz vor der Montage in der Muffe 17 eines Steinzeugrohres, in die ein starres Ausgleichsmaterial 18 einer Steck­ muffe werkmäßig eingegossen ist. Das im Hohlkanal 8 des Befestigungsabschnittes 7 liegende Spannband 9 ist bereits fest angezogen, was aus der axialen Verbreiterung und radialen Verkleinerung des radial inneren Teils des Befestigungsabschnittes 7 zu ersehen ist. Aufgrund der leichten Vordehnung, mit der der Übergangsring 1 auf dem Spitzende 16 angebracht ist, hat sich die in Fig. 1 radial etwas unterschiedlich ausgebildete Innen­ seite 10 des Übergangsringes 1 auf der radialen Außen­ seite des Spitzendes 16 zu einer horizontal ebenen Flä­ che verformt, wobei der in Fig. 1 die Auflagefläche 11′ bildende Ringflansch 19 an der Stirnwand des Spitzendes 16 anliegt.

In Fig. 3 ist das Spitzende 16 mit dem darauf befestigten Übergangsring 1 bis zum Muffenspiegel 20 der Muffe 17 eines Steinzeugrohres, in die ein starres Ausgleichsmate­ rial 18 einer Steckmuffe eingegossen ist, vorge­ schoben, d. h. fertig montiert. Zwischen dem Spitzende 16 und dem Muffenspiegel 20 des anderen Rohres befindet sich der Ringflansch 19 als elastischer Puffer und Ab­ standshalter. Die Hammerrippe 4 wurde bei der Montage unter starker radialer Pressung um rd. 180° axial nach hinten umgelegt. Sie wird vom Auflageteil 5 und teilweise auch vom Befestigungsabschnitt 7 radial abgestützt, was vor allem an der Rohrsohle im Hinblick auf das Erzielen einer ausreichenden Scherfestigkeit der Rohrverbindung von Bedeutung ist. Bei der Lageanordnung der Spannvor­ richtung 13 aus Fig. 1 muß in solchen Fällen darauf ge­ achtet werden, daß diese in der fertig montierten Rohr­ verbindung nicht an der Rohrsohle zu liegen kommt, weil sonst an dieser Stelle die radiale Abstützung für die Hammerrippe 4 teilweise fehlen würde. Um dies zu vermei­ den, wird empfohlen, die Spannvorrichtung 13 grundsätz­ lich auf der Höhe der Scheitelmarkierung anzubringen, was darüber hinaus das Betätigen der Spannvorrichtung 13 erleichtert. Der unterschiedliche radiale Abstand des Zentrierabschnittes 2 von der radialen Innenseite des starren Ausgleichsmaterials 18 in Fig. 2 und Fig. 3 verdeutlicht, daß die axial um rd. 180° umlegbare Hammerrippe 4 erhebliche Durchmessertoleranzen an Spitz­ enden 16 von z. B. dünnwandigen Bauteilen dichtsicher aus­ zugleichen vermag.

Der in Fig. 4 auf dem Spitzende 16 eines Steinzeugrohres vormontierte Paßring 21 weist einen radial sich konisch verdickenden Dichtabschnitt 3 auf. Wegen der größeren ra­ dialen Wandstärke des Spitzendes 16 besitzt der Paßring 21 im Vergleich zu Übergangsringen nur eine geringe radiale Ringdicke. Das Spannen des Spannbandes 9 muß daher mit einer radial möglichst flachen Spannvorrichtung oder mit einem externen Spannapparat erfolgen, um die Montage des Spitzendes 16 in die mit starrem Ausgleichsmaterial (S) 18 ausgegossene Muffe 17 des zuvor verlegten Stein­ zeugrohres nicht zu behindern.

Bezugszeichenliste

1 Übergangsring
2 Zentrierabschnitt
3 Dichtabschnitt
4 Hammerrippe
5 Auflageteil (für 4)
6 Trennfuge
7 Befestigungsabschnitt
8 Hohlkanal
9 Spannband
10 Innenseite (von 1)
11/11′ Auflageflächen
12 Öffnung
13 Spannvorrichtung
14 Stellrippen (von 9)
15 Abdeckung (von 8)
16 Spitzende
17 Muffe
18 Ausgleichsmaterial (S)
19 Ringflansch (von 1)
20 Muffenspiegel (von 17)
21 Paßring

Claims (4)

1. Paßring für das Spitzende von Rohren und Rohrformkörpern, insbesondere nach der DIN 12 30, Teil 1 und 2, Ausgabe Januar 1986 (mittlerweile ersetzt durch DIN EN 295), als Ersatz für fabrikmäßig angegossene Dichtelemente an Rohren und Rohrformstücken mit Steckmuffenverbindung sowie Übergangsring zum dichten Verbinden der Spitzenden von - in der Regel dünnwandigeren - Rohren und Rohrformstücken, die aus einem anderen Material als aus Steinzeug bestehen, mit dem fabrikmäßig in die Muffe eines Steinzeugrohres o. ä. eingegossenen Dichtelement, dadurch gekennzeichnet, daß der Paßring (21) bzw der Übergangsring (1) bereits in seinem unvormontierten Zustand einen parallel zu seiner Profillängsrichtung verlaufenden Hohlkanal (8) aufweist, in dem ein bei der Vormontage des Paßringes (21) oder des Übergangsringes (1) radial verstellbares Spannband (9) angeordnet ist, und daß der Hohlkanal (8) eine Ausnehmung oder eine Öffnung (12) besitzt, in der sich eine zum Betätigen bzw. Feststellen des Spannbandes (9) erforderliche Spannvorrichtung (13) und/oder Fixiervorrichtung befindet.

2. Paß- und Übergangsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkanal (8) axial im wesentlichen vor oder hinter dem Dichtabschnitt (3) dieser Ringe (1, 21) angeordnet ist.

3. Paß- und Übergangsring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckung (15) vorgesehen ist, die die Ausnehmung bzw. Öffnung (12) nach dem Fixieren des Spannbandes bedeckt und die vorzugsweise aus dem Material des Befestigungsabschnittes (7) besteht, der den Hohlkanal (8) radial nach außen hin umschließt.

4. Paß- und Übergangsring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Axialbereich des Spannbandes (9) - vorzugsweise im Bereich der Rohrsohle - eine radiale Ringverstärkung und/oder Ringverhärtung angebracht ist.