DE4004754C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungseinrichtung für eine Rohrverbindung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Solche Dichtungseinrichtungen werden beispielsweise für Rohrverbindungen von Steinzeugrohren eingesetzt, die an ihrem einen Ende eine Steckmuffe aufweisen, deren Innendurchmesser etwas größer als der Durchmesser des einzusteckenden Endes eines zweiten Rohres ist. Dabei werden an die Abdichtfunktion solcher Rohrverbindungen große Anforderungen gestellt. So muß die Dichtung sowohl gegen ein unerwünschtes Austreten von durch die Rohrleitung transportierten Stoffen wie auch gegen ein unerwünschtes Eindringen von Stoffen aus der Umgebung des Rohres (etwa infolge eines Überdrucks aus der Rohrumgebung) wirksam abdichten. Dabei tritt spezifisch auch die Schwierigkeit auf, daß sich Dichtungsringe zwar mit relativ kleinen Abmessungstoleranzen für ein dichtes Anlegen an Rohrwandungen herstellen lassen, hingegen fertigungsbedingte Abweichungen hinsichtlich Form und Oberflächenbeschaffenheit der Innen- und Außenwandfläche der Rohre, an denen die Dichtungen mit ihren Abdichtabschnitten anliegen, häufig Grund für das Auftreten von Leckagen sind.

Aus der AT-PS 2 86 889 ist eine Dichteinrichtung bekannt, die zwei aus verschiedenen Materialien bestehende Dichtkörper umfaßt. Der eine Dichtkörper besteht dabei aus einem relativ elastischen Material, welches das Spitzende des einzuschiebenden Rohres unter Ausbildung einer Anlage gegen dessen Stirnseite umschließt und zwischen dieser sowie der Außenfläche des Rohrendes und der Innenwand der Steckmuffe im Dichtzustand verpreßt wird. Der andere, aus härterem elastischem Material bestehende Dichtkörper weist einen mit seiner Innenseite am Außenumfang des Spitzendes des eingeschobenen Rohres und mit seiner Außenseite an der Innenwand der Steckmuffe anliegenden Mantelteil auf, der an seinem Ende auch noch einen nach außen gerichteten und die Stirnfläche der Einsteckmuffe übergreifenden Ringflansch besitzt. Diese bekannte Dichtung ist jedoch durch ihre Mehrstückigkeit relativ kompliziert in der Montage und damit aufwendig. Sie ist aber auch anfällig für Leckagen, die eintreten können, wenn die Vorspannung im weicheren Dichtungsteil nachläßt (was über die Einsatzdauer fast unvermeindlich ist), aber auch wenn die beiden Dichtungsteile im Einbauzustand durch das Gewicht des Rohres und ggf. durch das Gewicht des auf diesem auflastenden Erdreichs eine besonders starke elastische oder gar plastische (dauernde) Verformung erleiden. Denn diese kann dazu führen, daß der Werkstoff der Dichtungen durch Überbeanspruchung beschädigt wird bzw. daß es zu geringen oder ungleichförmigen Flächenpressungen an den Dichtungen kommt und diese daher die gewünschte Dichtfunktion nicht mehr vollständig zufriedenstellend ausüben können. Derartige Probleme treten insbesondere dann auf, wenn wegen der Abdichtung agressiver Medien, etwa von Abwässern, die leicht chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW und/oder aromatische Kohlenwasserstoff (AKW) enthalten, bei der Auswahl des Werkstoffs für die Dichtungen auf solche Elastomere zurückgegriffen werden muß, die hiergegen beständig sind, andererseits aber ungüstigere mechanische Eigenschaften aufweisen (insbesondere bezüglich ihrer Elastizität und ihres Widerstandes gegen bleibende Verformungen). Leckagen können schließlich auch im Rahmen fertigungsbedingter Abweichungen hinsichtlich Form und Oberflächenbeschaffenheit der Innen- und Außenwandflächen der Rohre auftreten.

Bei anderen bekannten Dichtungseinrichtungen wird anstelle zweiter Dichtkörper jeweils nur ein Dichtkörper eingesetzt, wodurch die Montage etwas erleichtert wird. Diese bekannten Dichtungen sitzen dabei entweder auf dem Spitzende des einzuschiedenden Rohres und weisen in unterschiedlicher Anordnung und nach außen gerichtete Dichtlippen auf, die an ihren Enden mit der Innenwand der Steckmuffe in Dichtkontakt treten (GB-PS 10 82 545 oder DE 33 22 134 A1), oder sie sitzen in der Aufnahme der Steckmuffe und sind mit radial nach innen gerichteten Dichtlippen versehen, die mit dem Spitzende des einzuschiebenden Rohres in Dichteingriff treten (DE-AS 22 26 508, GB-PS 10 82 545, DE 84 02 937 U1).

Schließlich sind auch Dichtungen bekannt, die sowohl nach außen, wie auch nach innen gerichtete Dichtlippen bzw. Dichtrippen zum Dichteingriff mit dem Spitzende des einzuschiebenden Rohres und mit der Innenwand der Einsteckmuffe aufweisen (DE-GM 75 37 974, DE 24 02 022 C2 und GB-PS 10 82 545). Bekannt ist ferner eine Dichteinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der zur Verbesserung der Andruckverhältnisse zwischen dem Dichtkörper und dem in diesen eingeschobenen Spitzende des zweiten Rohres Verstärkungseinlagen innerhalb des Dichtkörpers, insbesondere in dessem axialen Bereich, an dem die nach innen ragenden Dichtlippen bzw. Dichtlippen angebracht sind, vorgesehen sind (DE 25 36 253 A1).

Bei diesen bekannten Dichtungen besteht beim Zusammenbau jedoch die Gefahr, daß beim Einführen des Spitzendes in die bereits mit der Dichtung versehene Steckmuffe (oder bei Einführung des mit der Dichtung versehenen Spitzendes in die Steckmuffe) die nach außen bzw. nach innen vorstehenden Dichtlippen bzw. -rippen aufgrund des Eigengewichts des das Spitzende aufweisenden Rohres und/oder Fehlern bei der Handhabung auf einer Seite abgeschert oder zumindest so stark beschädigt werden, daß sie eine einwandfreie Dichtfunktion nicht mehr erfüllen können. Auch hier besteht die Möglichkeit des Auftretens von Leckagen, wenn der Dichtkörper im Einbauzustand durch das Gewicht des eingeschobenen Rohres und ggf. des auf diesem lastenden Erdreichs eine starke elastische oder auch plastische Verformung erleidet, die zu einer Überbeanspruchung des Dichtkörpers und damit zu dessen Beschädigung führen kann. Schließlich können die Rippen und Lippen bzw. ihre Stege auch eine starke Überdehnung erleiden, so daß ihre Kanten mit zu geringer oder ungleichförmiger Flächenpressung anliegen und damit wiederum die Dichtwirkung nicht mehr einwandfrei ist.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß sie im wesentlichen die aufgezeigten Nachteile bekannter Bauformen vermeidet und ihre Dichtfunktion auch unter erschwerten Einsatzbedingungen über eine lange Betriebsdauer hinweg voll zufriedenstellend ausübt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Dichtungseinrichtung der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung ergibt die Anordnung und Ausrichtung der verschiedenen Dichtlippen und Dichtrippen insgesamt eine auch über eine lange Betriebsdauer hinweg und selbst unter erschwerten Einsatzbedingungen stets hervorragende Dichtfunktion, wobei durch die Verwendung einer Spiralzugfeder im ersten Endabschnitt der Dichtung sichergestellt ist, daß auf diesen und damit auf die nach innen gerichteten Dichtrippen eine gleichmäßige, radial nach innen gerichtete Kraft ausgeübt wird. Diese sorgt dafür, daß unter allen Betriebszuständen die Dichtrippen an der Außenwandfläche des Spitzendes des eingeschobenen Rohres gut dichtend anliegen können. Die am Innenumfang des zweiten Endabschnitts der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung vorgesehene ringförmige Versteifung erleichtert die zentrische Einführung des Spitzendes des einzusteckenden Rohres in die Steckmuffe und verhindert eine einseitige Beanspruchung und damit auch die Gefahr einer Beschädigung der Dichtrippen und der Begrenzungslippe. Hingegen bewirkt die Versteifung im eingebauten Zustand, daß die vom Spitzende auf den Endabschnitt der elastischen Dichtung ausgeübten Kräfte, die vom Eigengewicht des zweiten Rohrs und dem darauf lastenden Erdreich hervorgerufen werden, in großflächigen Verteilung und mit relativ gleichförmiger Flächenpressung in die Dichtung eingeleitet werden. Dies führt zu einer vergleichsweise geringen mechanischen Beanspruchung des Werkstoffs mit der Folge, daß bei dessen Auswahl vorrangig die chemische und/oder thermische Beständigkeit berücksichtigt werden kann, da die Anforderungen an Elastizität und Dauer-Druckstandsfestigkeit relativ gering sind. Durch die Versteifung behält der zweite Endabschnitt des Körpers der Dichtung auch seine ursprüngliche geometrische Gestalt im wesentlichen bei, was günstigere Voraussetzungen für eine dichte Verbindung mit der Steckmuffe schafft. Der mittlere Abschnitt der Dichtung bewirkt eine Art mechanischer Entkopplung zwischen den beiden Endabschnitten des Dichtkörpers, so daß restliche Verformungen des zweiten Abschnitts vom ersten Endabschnitt ferngehalten werden und die Funktion der Dichtrippen nicht schädlich beeinflussen können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Halbschnitt der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung und der zu verbindenden Rohrenden vor dem Zusammen­ bau,

Fig. 2 einen Halbschnitt der Dichtungseinrichtung gemäß Fig. 1 im Einbauzustand,

Fig. 3 einen Halbschnitt einer zweiten Ausführungsform der Dichtungseinrichtung vor dem Zusammenbau,

Fig. 4 einen Halbschnitt einer dritten Ausführungsform der Dichtungseinrichtung vor dem Zusammenbau,

Fig. 5 einen Halbschnitt einer vierten Ausführungsform der Dichtungseinrichtung vor dem Zusammenbau, und

Fig. 6 einen Halbschnitt in verkleinertem Maßstab der Dich­ tungseinrichtung gemäß Fig. 5 im Einbauzustand.

Die in Fig. 1 und 2 veranschaulichte Dichtungseinrichtung dient zur Ab­ dichtung zwischen der Steckmuffe 1 eines ersten Steinzeug-Rohrs 2 und dem Spitzende (außen glatten Ende) 3 eines zweiten Steinzeug-Rohrs 4. Die Steckmuffe 1 besitzt eine zylindrische Innenwandfläche 1a mit einem Durchmesser D_M, die von ihrer freien Stirnfläche 1b ausgeht und sich bis zum ringförmigen Muffengrund 1c erstreckt. Das Spitzende 3 besitzt eine zylindrische Außenwandfläche 3a mit einem relativ zum Durchmesser D_M kleineren Durchmesser D_S, welche über eine Rundung oder Fase 3b in die freie Stirnfläche 3c des Spitzendes übergeht. Die Innenwandfläche 1a und die Außenwandfläche 3a weisen innerhalb vorgegebener Toleranzen liegende material- und herstellungsbedingte Abweichungen von der exakten geometrischen Form eines Zylinders mit der Längsachse (Rohrachse) 5 und Oberflächenunregelmäßigkeiten auf.

Die Dichtungseinrichtung enthält einen rohrförmigen (d. h. im geome­ trischen Sinn einen Rotationskörper bildenden) Körper 6 mit der Längs­ achse 5 aus elastomerem Werkstoff, dessen gesamte axiale Länge L gleich oder kleiner als diejenige der Innenwandfläche 1a der Steckmuffe 1 ist. Bezogen auf den Einbauzustand (Fig. 2), in dem sich die Dich­ tungseinrichtung in dem Ringraum befindet, welcher von der Innen­ wandfläche 1a der Steckmuffe 1 und der Außenwandfläche 3a des in die Steckmuffe eingesteckten Spitzendes 3 gebildet ist, weist der Körper 6 einen der freien Stirnfläche 3c des Spitzendes benach­ barten ersten Endabschnitt A, einen der freien Stirnfläche 1b der Steckmuffe benachbarten zweiten Endabschnitt B und einen die beiden Endabschnitte einstückig verbindenden mittleren Abschnitt C auf (Fig. 1). Der mittlere Durchmesser D_A des ersten Endabschnitts A ist wenigstens näherungsweise gleich groß wie der Durchmesser D_S der Außenwandfläche 3a des Spitzendes 3. Der mittlere Durchmesser D_B des zweiten Endabschnitts B ist größer als der mittlere Durch­ messer D_A des ersten Abschnitts A, jedoch kleiner als der Durch­ messer D_M der Innenwandfläche 1a der Steckmuffe 1. An den rohrför­ migen Körper sind Rippen und Lippen einstückig angeformt, welche im folgenden noch näher erläutert werden. Der für den rohrförmigen Körper 6 verwendete elastomere Werkstoff hängt von den Einsatzbedingungen der Dichtungseinrichtung ab. Wird diese zur Abdichtung gegen Medien ver­ wendet, welche leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe (AKW) enthalten, gelangt vorzugsweise als Werkstoff ein vernetztes fluorhaltiges Kohlenwasser­ stoffpolymer (FPM) zum Einsatz.

Vom Innenumfang des ersten Endabschnitts A steht eine Mehrzahl von in Axialrichtung aufeinanderfolgenden, ringförmigen Dicht­ rippen 7 radial nach innen vor, welche jeweils im Querschnitt im we­ sentlichen die Form eines rechtwinkligen gleichschenkligen Dreiecks besitzen, dessen Hypotenuse am Innenumfang gelegen ist (Fig. 1). Im Einbauzustand (Fig. 2) liegen die umlaufenden freien Kanten 7a der Dichtrippen 7 dichtend an der Außenwandfläche 3a des Spitzendes 3 an. Unmittelbar am freien Ende des ersten Endabschnitts A steht von diesem eine ringförmige Begrenzungslippe 8 nach innen vor, welche im Querschnitt im wesentlichen die Form eines stumpfwinkligen Drei­ ecks besitzt, dessen eine Kathete am Innenumfang des ersten Endab­ schnitts A gelegen ist. Die radial innen liegende freie Kante 8a der Begrenzungsrippe 8 ist gerundet ausgebildet. Die radiale Höhe h′ dieser im Einbauzustand mit ihrer freien Kante dem ringförmigen Muffengrund 1c der Steckmuffe 1 zugewandten und nahe der Stirnfläche 3c des Spitzendes 3 an dessen Außenwandfläche 3a anliegenden Begrenzungs­ lippe 8 ist größer als die radiale Höhe h der Dichtrippen 7.

Die erste, stirnseitige Flanke 8b der Begrenzungslippe 8 liegt auf einem Kegelmantel, dessen Achse die Längsachse 5 ist, dessen Er­ zeugende mit dieser Längsachse einen Winkel von ca. 80° bildet und diese Längsachse vor dem freien Ende des ersten Abschnitts A schneidet. Die zweite Flanke 8c liegt ebenfalls auf einem Kegel­ mantel der vorstehend definierten Art, dessen Erzeugende einen Winkel von ca. 45° mit der Längsachse 5 bildet.

Unmittelbar am freien Ende des ersten Endabschnitts A steht von diesem eine ringförmige Stützlippe 9 angenähert radial nach außen vor, deren radial außen liegende freie Kante 9a gerundet ausge­ bildet und deren Höhe H so gewählt ist, daß der Durchmesser dieser Kante im nicht eingebauten Zustand um einen geringen Be­ trag größer als der Durchmesser D_M der Innenwandfläche 1a der Steckmuffe 1 ist. Im Einbauzustand liegt die Stützlippe 9 unter elastischer Verformung an der Innenwandfläche 1a abstützend an und zentriert den ersten Endabschnitt A in bezug auf die Längsachse 5. Die erste stirnseitige Flanke 9b der Stützlippe 9 liegt auf dem gleichen Kegelmantel wie die erste Flanke 8b der inneren Begrenzungslippe. Die zweite Flanke 9c der Stützlip­ pe 9 liegt auf einer von der Längsachse 5 lotrecht durchdrungenen Ebene.

In einer nach außen offenen Ringnut 10, welche am äußeren Umfang des ersten Endabschnitts A ausgebildet ist, und zwar in dem Be­ reich seiner axialen Erstreckung, in welchem die Dichtrippen 7 ausgebildet sind, ist eine Spiralzugfeder 11 angeordnet. Diese übt auf den ersten Endabschnitt A und damit auf die Dichtrippen 7 eine gleichmäßig bleibende, radial nach innen gerichtete Kraft aus und sorgt dafür, daß unter allen Betriebszuständen die Dichtrippen an der Außenwandfläche 3a des Spitzendes 3 dichtend anliegen.

Der mittlere Abschnitt C des rohrförmigen Körpers 6 besteht aus­ schließlich aus elastomerem Werkstoff. Im entspannten (nicht ein­ gebauten) Zustand weist der Körper 6 eine innere Begrenzungsfläche 12a und eine äußere Begrenzungsfläche 12b auf, die in Kegelmantel­ flächen liegen, deren Erzeugende im gleichen Richtungssinn wie bei den Flanken 8b und 9b geneigt sind und die jeweils mit der Längs­ achse 5 einen Winkel von ca. 45° bilden. Die innere Begrenzungsfläche 12a geht stetig in die innere Flanke der nach innen vorstehenden Dichtrippe 7 über. Die äußere Begrenzungsfläche 12b läuft von dem Rand der Ringnut 10 aus.

Der zweite Endabschnitt B des elastomeren rohrförmigen Körpers 6 hat an seinem ganzen Innenumfang die Form einer zylindrischen Flä­ che 13, von der unmittelbar benachbart zum freien Ende dieses End­ abschnitts ein ringförmiger Wulst 14 nach innen vorspringt. An der zylindrischen Fläche 13 liegt eine an ihrem Außenumfang ebenfalls zylindrisch geformte, ringförmige Versteifung 15 an, welche an einer Verschiebung in ihrer einen Axialrichtung durch den Wulst 14 ge­ hindert ist. Zusätzlich sind der zweite Endabschnitt B und die Versteifung 15 durch eine Klebstoffschicht oder durch Vulkani­ sation miteinander verbunden. Die Versteifung 15 besteht aus einem Werkstoff, dessen Elastizitätsmodul wesentlich größer als derjenige des elastomeren Körpers 6 ist, beispielsweise aus Me­ tall oder einem harten Kunststoff. Die Versteifung 15 weist eine sich zum freien Ende des Endabschnitts B erweiternde kegelförmige Bohrung 15a auf, deren kleinster Durchmesser D_V um einen geringen Betrag größer als der Durchmesser D_S der Außenwandfläche des Spitz­ endes ist, wobei dieser Betrag im wesentlichen gleich der Herstel­ lungstoleranz des Spitzendes ist.

Während des Zusammenbaus erleichtert die Versteifung 15 die zent­ rische Einführung des Spitzendes 3 in die Steckmuffe 1 und ver­ hindert eine einseitige Beanspruchung und damit auch eine Be­ schädigung (Abscheren) der Dichtrippen 7 und der Begrenzungslip­ pe 8.

Im eingebauten Zustand bewirkt die Versteifung, daß die vom Spitz­ ende 3 auf den zweiten Endabschnitt B des elastomeren Körpers 6 ausgeübten Kräfte, welche vom Eigengewicht des zweiten Rohrs 4 und dem darauf auflastenden Erdreich hervorgerufen werden, groß­ flächig und mit relativ gleichförmiger Flächenpressung in diesen Körper eingeleitet werden. Dadurch wird bewirkt, daß der Werkstoff des Körpers 6 mechanisch nur gering beansprucht wird, mit der Folge, daß bei der Auswahl des Werkstoffes dessen chemische und/oder ther­ mische Beständigkeit vorrangig berücksichtigt werden kann, weil die Anforderungen an die Elastizität und Dauer-Druckstandfestigkeit re­ lativ gering sind. Die Versteifung 15 sorgt auch dafür, daß der zweite Endabschnitt B des Körpers 6 seine ursprüngliche geometrische Gestalt im wesentlichen beibehält, wodurch günstigere Voraussetzungen für seine dichte Verbindung mit der Steckmuffe 1 geschaffen werden. Der mittlere Abschnitt C bewirkt eine Art mechanischer Entkopplung zwischen den beiden Endabschnitten A, B des Körpers 6, so daß rest­ liche Verformungen des zweiten Abschnitts B vom ersten Endab­ schnitt A ferngehalten werden und die Funktion der Dichtrippen 7 nicht schädlich beeinflussen können.

Unmittelbar anschließend an das freie Ende des Endabschnitts B des Körpers 6 steht von dessen Außenumfang ein ringförmiger Stützwulst 16 mit zylindrischer Umfangsfläche 16a vor, dessen Durchmesser klei­ ner als derjenige der Stützlippe 9 und der nachstehend beschriebenen Dichtlippen 17 ist. Im Einbauzustand ist die Umfangsfläche 16a durch eine Ausgleichsmasse 18 klebend mit der Innenwandfläche 1a der Steckmuffe 1 verbunden.

Zwischen dem mittleren Abschnitt C und dem Stützwulst 16 sind am Außenumfang des zweiten Endabschnitts B des elastomeren Körpers 6 zwei axial aufeinanderfolgende, ringförmige Dichtlippen 17 mit gerun­ deten freien Kanten 17a angeformt. Im entspannten (nicht eingebauten) Zustand hat jede dieser radial nach außen vorstehenden Dichtlippen 17 im Querschnitt im wesentlichen die Form eines stumpfwinkligen Dreiecks, dessen eine Kathete am Außenumfang des Abschnitts B liegt. Die beiden Flanken 17b, 17c jeder Dichtlippe 17 liegen somit jeweils in Kegel­ mantelflächen, wobei deren Erzeugende im gleichen Richtungssinn wie bei der inneren und äußeren Begrenzungsfläche 12a, 12b des mittleren Abschnitts C zur Längsachse 5 geneigt sind und wobei die im Einbau­ zustand dem Muffengrund 1c zugewandten Flanken 17b auch den gleichen Winkel zur Längsachse 5 aufweisen wie die Begrenzungs­ flächen 12a, 12b. Die Flanke 17b der dem mittleren Abschnitt C be­ nachbarten Dichtlippe 17 geht überdies stetig in die äußere Begren­ zungsfläche 12b über. Der äußere Durchmesser der Dichtlippen 17 ist größer als der Durchmesser D_M der Steckmuffen-Innenwandfläche 1a und auch geringfügig größer als der Außendurchmesser der Stützlippe 9.

Bei der nachstehenden Erläuterung der in den Fig. 3 bis 6 veranschau­ lichten zweiten bis vierten Ausführungsformen der Erfindung werden für Bestandteile, die gleichgestaltet bzw. gleichwirkend wie in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 sind, dieselben Bezugszeichen wie dort verwendet. Weiterhin werden nur die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 sind am ersten Endabschnitt des rohrförmigen Körpers 6′ unter Wegfall der Begrenzungslippe insgesamt zwei Stützlippen 9 und zwei Spiralzugfedern 11 vorgesehen. Vom Außenumfang des zweiten Endabschnitts B steht nur eine Dichtlippe 17 vor. Von der sich an die Dichtlippe 17 anschließenden äußeren Um­ fangsfläche des Stützwulstes 16 steht eine Vielzahl von in Axialrich­ tung aufeinanderfolgenden Dichtrippen 19 vor, deren Kanten für eine dichtende Anlage an der Innenwandfläche 1a (vergleiche Fig. 2) der Steckmuffe 1 bestimmt sind. Der Innenumfang 13 des zweiten Endab­ schnitts B ist gestuft zylindrisch geformt, wobei der dem freien Ende benachbarte Teil dieses Innenumfangs den rohrförmigen Teil 15′a der als im Querschnitt L-förmiger Winkelring ausgebildeten Versteifung 15′ aufnimmt, deren anderer ringscheibenförmiger Teil 15′b radial nach innen vorsteht.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 3 dadurch, daß ihre Versteifung 15′′ von einer Spiraldruck­ feder gebildet ist, welche in einer Ringnut 26 des zylindrischen Innenumfangs 13 des zweiten Endabschnitts B angeordnet ist, die ihrerseits im wesentlichen in der gleichen zur Längsachse 5 lot­ rechten Radialebene wie die Dichtlippe 17 liegt.

Gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 stehen vom Innen­ umfang des ersten Endabschnitts A des Körpers 6′′′ eine Vielzahl von Dichtrippen 7 sowie eine Begrenzungslippe 8′ mit scharfer freier Kante 8′a vor. Zwischen diesen Dichtrippen und der Be­ grenzungslippe steht ein im Querschnitt im wesentlichen halbkreis­ förmiger Haltewulst 20 nach innen vor, der im Einbauzustand (Fig. 6) in eine komplementär geformte Ringnut 21 eingreift, welche in der im übrigen zylindrischen Außenwandfläche 3a des Spitzendes 3 ausgebildet ist. Vom Außenumfang des ersten Endabschnitts A stehen in Axialrich­ tung aufeinanderfolgend zwei Stützlippen 9′ vor, deren erste (stirn­ seitige) Flanken 9′b und zweite Flanken 9′c von im wesentlichen kugelschalenförmig gekrümmten Flächen gebildet sind, die sich unter Bildung scharfer Kanten 9′a treffen. Die Stützlippen 9′ weisen da­ her im Querschnitt jeweils eine sichelförmige Gestalt auf, wobei ihre Kanten 9′a in Richtung zu dem zweiten Endabschnitt B gerichtet sind. Zwischen den beiden Stützlippen 9′ ist die Spiralzugfeder 11 angeordnet. Eine weitere Spiralzugfeder 11 ist benachbart zur Über­ gangstelle vom ersten Endabschnitt A zum mittleren Abschnitt C vorgesehen.

Benachbart zu der Übergangsstelle vom mittleren Abschnitt C zum zweiten Endabschnitt B steht vom Innenumfang 13 dieses zweiten Endabschnitts schräg nach innen sowie in Richtung zur freien Stirnfläche 3c des Spitzendes 3 eine Dicht- und Zentrierlippe 22 vor, deren Kante 22a im Einbauzustand an der Außenwandfläche 3a des Spitzendes anliegt. Der von der inneren Begrenzungsfläche 12a des mittleren Abschnitts C, der einen Flanke der Dicht- und Zentrier­ lippe 22 und der Außenwandfläche 3a umschlossene ringförmige Hohl­ raum ist im eingebauten Zustand (Fig. 6) mit einer Schmier- oder Dichtmasse 23 ausgefüllt.

Vom Außenumfang des mittleren Endabschnitts B steht ein im Quer­ schnitt dreieckiger Haltewulst 24 vor, der im Einbauzustand in eine komplementär geformte Ringnut 25 eingreift, welche in der im übrigen zylindrischen Innenwandfläche 1a der Steckmuffe 1 umläuft. Auf beiden Seiten des Haltewulsts 25 springen in Axial­ richtung aufeinanderfolgende Dichtrippen 19 vor. Der Innenumfang 13 des zweiten Endabschnitts B ist anschließend an die Dicht- und Zentrierlippe 22 als zylindrische Fläche ausgebildet, in welcher eine Ringnut 26 vorgesehen ist, die im wesentlichen in der gleichen Radialebene wie der Haltewulst 24 liegt. Diese Ring­ nut ist für die Aufnahme einer als Spreizring ausgebildeten Ver­ steifung 15′′′ bestimmt. Der Spreizring wird, nach dem Einbau des rohrförmigen Körpers 6′′′ in die Steckmuffe 1 (Fig. 6) auf­ gespreizt und sorgt dafür, daß auch bei starken Beanspruchungen der Haltewulst 24 in der Ringnut 25 verbleibt und damit der Kör­ per 6′′′ gegen eine axiale Verschiebung relativ zur Steckmuffe 1 gesichert ist.

An das freie Ende des zweiten Endabschnitts 8 des Körpers 6′′′ ist ein ringscheibenförmiger Flansch 27 angeformt, von dessen der freien Stirnfläche 1b der Steckmuffe 1 zugewandten Fläche ein Ringwulst 28 in Axialrichtung vorsteht. Der Ringwulst 28 greift im Einbauzustand (Fig. 6) in eine im wesentlichen komple­ mentär ausgebildete Ringnut 29 ein, die in dieser Stirnfläche 1b der Steckmuffe ausgebildet ist.

Soweit in vorstehenden Ausführungen Lippen, Rippen, Wülste, Flansche, Flächen und Nuten ohne anderslautende Angaben angesprochen sind, er­ strecken sich diese um den aus elastomerem Material bestehenden rohr­ förmigen Körper 6-6′′′ und sind einstückig mit diesem ausgebildet bzw. an diesen angeformt. Der rohrförmige Körper bildet daher (im geometrischen Sinn) mit allen Lippen, Rippen, Wülsten, Flanschen, Flächen und Nuten einen Rotationskörper, dessen Achse die Längsachse 5 ist. Diese Längsachse ist auch gleichzeitig die Achse des ersten Rohrs 2, der dazugehörigen Steckmuffe 1 und des zweiten Rohres 4, sofern ein korrekter Zusammenbau vorliegt.

Claims (18)

1. Dichtungseinrichtung für eine Rohrverbindung,
insbesondere für die Verbindung zwischen einer eine im wesentlichen glatte zylindrische Innenwandfläche aufweisenden, an einem ersten Rohr ausgebildeten Steckmuffe und einem in diese eingesteckten, eine im wesentlichen glatte Außenwandfläche aufweisenden Spitzende eines zweiten Rohrs,
enthaltend einen mit einer Verstärkung versehenen rohrförmigen Körper aus elastomerem Werkstoff,
von dessen Außenumfang wenigstens eine einstückig angeformte, für die dichtende Anlage an der Innenwandfläche der Steckmuffe be­ stimmte ringförmige Dichtlippe oder -rippe vorsteht,
und von dessen Innenumfang wenigstens eine einstückig angeformte, für die dichtende Anlage an der Außenwandfläche des Spitz­ endes bestimmte ringförmige Dichtlippe oder -rippe vorsteht, dadurch gekennzeichnet,
daß der rohrförmige Körper (6; 6′; 6′′; 6′′′) einen im Einbauzustand der Dichtungseinrichtung benachbart zur freien Stirnfläche (3c) des Spitzendes (3) angeordneten ersten Endabschnitt (A) seiner axialen Länge (L) aufweist, von dessen Innenumfang wenigstens zwei in Axial­ richtung aufeinanderfolgende ringförmige Dichtrippen (7) radial nach innen vorstehen, deren Kanten (7a) zur dichtenden Anlage an der Außenwandfläche (3a) des Spitzendes (3) bestimmt sind,
daß von dem Außenumfang des ersten Endabschnitts (A) und im wesentli­ chen innerhalb von dessen von Dichtrippen (7) belegten Bereichs seiner axialen Länge wenigstens eine für die Anlage an der Innenwandfläche (1a) der Steckmuffe (1) bestimmte Stützlippe (9) nach außen vor­ steht, deren radiale Höhe (H) um ein Vielfaches größer als die ra­ diale Höhe (h) der Dichtrippen (7) ist,
daß am oder benachbart zum Außenumfang des ersten Endabschnitts (A) und im wesentlichen innerhalb von dessen von Dichtrippen (7) belegten Bereichs seiner axialen Länge wenigstens eine Spiralzug­ feder (11) angeordnet ist, welche dem ersten Endabschnitt (A) eine radial nach innen wirkende Vorspannung erteilt,
daß der elastomere rohrförmige Körper (6; 6′; 6′′; 6′′′) einen im Einbauzustand der Dichtungseinrichtung benachbart zur freien, äußeren Stirnfläche (1b) der Steckmuffe (1) angeordneten zweiten Endabschnitt (B) seiner axialen Länge (L) aufweist, von dessen Außenumfang wenigstens eine ringförmige Dichtlippe (17) und/oder eine Mehrzahl von ringförmigen Dichtrippen (19) radial nach außen vorsteht bzw. vorstehen, deren Kante(n) zur dichtenden Anlage an der Innenwandfläche (1a) der Steckmuffe (1) bestimmt ist bzw. sind,
daß an dem Innenumfang des zweiten Endabschnitts (B) eine ring­ förmige Versteifung (15; 15′; 15′′; 15′′′) anliegend befestigt ist, deren Innendurchmesser (D_V) größer als der Durchmesser (D_S) der Außenwandfläche (3a) des Spitzendes (3) ist,
daß der mittlere Durchmesser (D_B) des zweiten Endabschnitts (B) des rohrförmigen Körpers (6; 6′; 6′′; 6′′′) größer als der mittlere Durchmesser (D_A) des ersten Endabschnitts (A) ist und
daß beide Endabschnitte (A, B) des rohrförmigen Körpers (6; 6′; 6′′; 6′′′) durch einen mittleren Abschnitt (C) einstückig verbunden sind, welcher die Form eines wenigstens näherungsweise kegelstumpfförmigen Rohrs aufweist, von Rippen und Lippen frei ist und ausschließlich aus elastomerem Werkstoff besteht.

2. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elastomere rohrförmige Körper (6; 6′; 6′′; 6′′′) aus einem vernetzten fluorhaltigen Kohlenwasserstoffpolymer (FPM) be­ steht.

3. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmige Versteifung (15; 15′; 15′′; 15′′′) aus einem Werkstoff besteht, dessen Elastizitätsmodul wenigstens 10fach größer als derjenige des Werkstoffes des elastomeren rohr­ förmigen Körpers (6; 6′; 6′′; 6′′′) ist.

4. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ringförmige Versteifung (15) eine sich zum freien Ende des zweiten Endabschnitts (B) erweiternde Bohrung (15a) aufweist.

5. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmige Versteifung (15′) im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist, wobei ihr rohrförmiger Teil (15′a) von einer zylindrischen Fläche des Innenumfangs des zweiten Endabschnitts (B) aufgenommen ist.

6. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmige Versteifung (15′′′) als Spreiz­ ring ausgebildet ist, welcher nach dem Einbau des elastomeren rohr­ förmigen Körpers (6′′′) in die Steckmuffe (1) in seinen gespreitzten, den größeren Außendurchmesser aufweisenden Zustand bringbar ist.

7. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmige Versteifung (15′′) von einer Spiraldruckfeder gebildet ist.

8. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an oder benachbart zu der Übergangsstelle vom mittleren Abschnitt (C) zum zweiten Endabschnitt (B) des rohrför­ migen Körpers (6′′′) eine ringförmige Dicht- und Zentrierlippe (22) von dem Körper (6′′′) nach innen vorsteht, daß die Kante (22a) die­ ser Dicht- und Zentrierlippe im Einbauzustand an der Außenwandfläche (3a) des Spitzendes (3) dichtend anliegt und daß der von der inneren Begrenzungsfläche (12a) des mittleren Abschnitts (C), der einen Flanke der Dicht- und Zentrierlippe (22) und der Außenwandfläche (3a) um­ schlossene ringförmige Hohlraum im eingebauten Zustand wenigstens teilweise mit einer Schmier- oder Dichtmasse (23) ausgefüllt ist.

9. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Flanken der Dicht- und Zentrier­ lippe (22) unter Winkeln von 10-80° zur Längsachse (5) ver­ laufen, wobei die Kante (22a) zum ersten Endabschnitt (A) ge­ richtet ist.

10. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an das freie stirnseitige Ende des zweiten End­ abschnitts (B) des rohrförmigen Körpers (6′′′) ein ringscheibenför­ miger Flansch (27) einstückig angeformt ist, der radial nach außen über den Außenumfang dieses Endabschnitts (B) vorsteht und im Ein­ bauzustand wenigstens einen radial innen gelegenen Bereich der äußeren Stirnfläche (1b) der Steckmuffe (1) überdeckt und an dieser Stirnfläche anliegt.

11. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der äußeren Stirnfläche (1b) der Steckmuffe (1) eine Ringnut (29) ausgebildet ist, deren Achse in der Längsachse (5) der Steckmuffe (1) und des rohrförmigen Körpers (6′′′) liegt und daß von der zum ersten Endabschnitt (A) weisenden Fläche des Flansches (27) ein einstückig angeformter Ringwulst (28) in Axialrichtung vor­ steht, welcher im wesentlichen komplementär zur Ringnut (29) geformt ist und welcher im Einbauzustand in dieser Ringnut angeordnet ist.

12. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vom Außenumfang des zweiten Endabschnitts (B) des rohrförmigen Körpers (6′′′) ein einstückig angeformter ring­ förmiger Haltewulst (24) vorsteht, welcher in axialem Abstand zum freien Ende dieses Endabschnitts (B) angeordnet ist und daß im Ein­ bauzustand der Haltewulst (24) in eine im wesentlichen komplementär geformte Ringnut (25) eingreift, welche in der Innenwandfläche (1a) der Steckmuffe (1) ausgebildet ist.

13. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils eine Mehrzahl vom Außenumfang des zweiten Endabschnitts (B) des rohrförmigen Körpers (6′′′) vorstehender Dicht­ rippen (19) zu beiden axialen Seiten des Haltewulstes (24) angeordnet ist.

14. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am oder benachbart zum freien stirnseitigen Ende des zweiten Endabschnitts (B) des rohrförmigen Körpers (6) ein ra­ dial nach innen vorspringender Wulst (14) einstückig angeformt ist, der formschlüssig eine axiale Verschiebung der ringförmigen Ver­ steifung (15) begrenzt.

15. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmige Versteifung (15′′; 15′′′) in einer Ringnut (26) angeordnet ist, welche am Innenumfang des zweiten End­ abschnitts (B) ausgebildet ist.

16. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vom Innenumfang des ersten Endabschnitts (A) des rohrförmigen Körpers (6′′′) ein einstückig angeformter ring­ förmiger Haltewulst (20) vorsteht, welcher im axialen Abstand zum freien Ende dieses Endabschnitts (A) angeordnet ist und daß im Ein­ bauzustand der Haltewulst (20) in eine im wesentlichen komplementär geformte Ringnut (21) eingreift, welche in der Außenwandfläche (3a) des Spitzendes (3) ausgebildet ist.

17. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vom Innenumfang des ersten Endabschnitts (A) des ringförmigen Körpers (6; 6′′′) eine einstückig angeformte Be­ grenzungslippe (8; 8′) vorsteht, welche am oder unmittelbar be­ nachbart zum freien Ende diese Endabschnitts (A) angeordnet ist und welche eine radiale Höhe (h′) aufweist, die größer als die radiale Höhe (h) der vom gleichen Innenumfang vorstehenden Dicht­ rippen (7) ist.

18. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltewulst (20) zwischen den Dicht­ rippen (7) und der Begrenzungslippe (8′) angeordnet ist.