DE8214695U1 - Elastischer dichtring - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Neuerung betrifft einen elastischen Dichtring für eine Rohr leitungsverbindung zwischen ein Eindringende und ein Aufnahmeteil aufweisenden Ronren oder mit Muffen.

Die Neuerung betrifft insbesondere elastische Dichtringe für Rohrleitungen in Gebäuden zur Entleerung von Brauchwasser und Regenwasser (abfallende Rohrleitungen) und für Leitungen zum Entleeren von Brauchwasser zu Grundablässen und Reinigungsstationen (Abwasserbeseitigung). Diese Dichtringe werden für geringe Betriebsdrücke verwendet, die 5 daN/cm², d.h. etwa 5 bar, nicht übersteigen.

Im allgemeinen werden für diese Anwendungsart Dichtungen mit ringförmigen biegsamen Lippen verwendet, von denen sich die eine am Umfang und die andere innen befindet. Dies ist eine sogenannte automatische Dichtung, d. h. eine solche, bei der die Abdichtung umso besser ist, als der innere Druck des Fluids höher ist. Dieser Druck wirkt innerhalb des Ringraums zwischen der inneren und der äusseren Lippe und drückt jede Lippe an das Aufnahmeteil oder die Muffe einerseits und das Eindringende andererseits.

Wenn auch bei dieser Dichtungsart der Abdichtungsdruck beschränkt ist, wie oben ausgeführt, dagegen ihre Biegsamkeit bestimmend für die Bildung siner Dichtung an Rohren mit Eindringende, deren Durchmesserabmessungen veränderlich sind, wenn die Herstellungstoleranzen ziemlich gross sind und wenn die Eindringenden eine gewisse Ovalisierung haben, überdies vermindert diese Biegsamkeit dieser Dichtringart die Einsetzarbeit des Eindringteils in das Eindringende oder die Muffe.

Diese bekannten Dichtringe haben jedoch einen Nachteil für Rohre mit Eindringende, deren Oberfläche nicht mit gewissen

Unregelmässigkeiten oder Rauhigkeiten versehen ist. Dadurch, dass die innere Lippe des Dichtrings auf ihrem ganzen das Eindringende umschliessenden kreisförmigen Umfang gespannt ist, drückt diese Lippe nicht auf die Hohlräume dieser Oberflächenunregelmässigkeiten und dringt dort nicht ein, so dass ein Abdichtungsfehler zu befürchten ist.

Diesen Nachteil sucht man dadurch zu verbessern, dass elastische Federn innerhalb der inneren Lippe eingebettet werden, die auf das Eindringende gedrückt werden soll, vgl. die französische Patentanmeldung 74 35 441 _f veröffentlicht unter der Nr. 2 288 921. Diese Ausführung löst das genannte Problem, hat jedoch Herstellungsschwierigkeiten.

Es gibt auch eine ältere Dichtringart mit biegsamen Lippen, die durch mehr oder weniger dicke radiale Membranen miteinander verbunden sind, die zwischen sich Hohlräume auf dem gesamten Kreisumfang des Zwischenraums zwischen der inneren Lippe und der äusseren Lippe bilden. Die Membranen oder Rippen aus elastomerem Material verbinden die innere Lippe mit der äusseren Lippe und haben den Vorteil, eine radiale Druckkomponente der inneren Lippe an der Wand des Eindringendes und der äusseren Lippe an der Wand der Muffe und des Aufnahmeteils hinzuzufügen, folglich die Spannung der inneren Lippe zu vermindern. Die Wirksamkeit ist jedoch geringer als diejenige der eingebetteten Federn, da der Anlagedruck der inneren Lippe ungleichmässig ist.

Aufgabe der Neuerung ist die Schaffung einer Dichtung oder eines Dichtrings mit Lippen und Zellen, die durch die innere mit der äusseren Lippe verbindende Membranen getrennt sind, wobei dieser Dichtring eine gleichmässigere Anlage am Eindringende hat, und zwar unabhängig von den Oberflächenunregelmässigkeiten des Eindringendes, von dessen Abmessungstoleranzen und von dessen Ovalisierungsgrad, ohne dass in die innere Lippe eingebettete Federn verwendet werden müssen.

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- 5 Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäss der Neuerung durch

den Gegenstand des Schutzanspruches 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der ünteransprüche.

Es ist überraschend festzustellen, dass der von der inneren Lippe auf das Eindringende ausgeübte Druck auf dem ganzen Umfang der inneren Lippe weitaus gleichmässiger als in dem Fall ist, bei dem die quadratischen Querschnitte der Zellen in herkömmlicher Weise angeordnet sind, nämlich mit den Seiten einerseits längs einer etwa radialen Richtung und andererseits längs zweier konzentrischer Zwischenkreise zwischen dem Aussenumfang und dem Innenumfang.

Dies kann sich dadurch ausdrücken, dass ein grösserer Volumen an Gummi oder einem anderen elastischen Material zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zellen arbeitet und dass am Ort der Zellen das arbeitende Gummivolumen weniger verkleinert wird als im Fall der bisherigen Anordnungen der quadratischen Zellen.

Der Dichtring nach der Erfindung ist anwendbar bei Dichtungen für Gussrohre mit Eindringende und Aufnahmeteil und auch bei Rohren aus Faserzement mit glatten Enden, die durch zylindrische Muffen miteinander verbunden sind. Die Anwendung dieses Dichtrings ist jedoch nicht auf diese beiden Materialarten

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Neuerung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Meridianschnitt eines Dichtrings nach der Neuerung;

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Fig. 2 eine Endansicht des Endabschnitts der inneren und

äusseren Lippen, der durch quadratische Zellen nach der Neuerung ausgehöhlt ist;

Fig. 3 einen Teilschnitt der rohrförmigen Elemente aus Asbestzement und eines Dichtrings, die zum Zweck der Herstellung einer Abdichtung einander genähert sind;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht der mittels der genannten Elemente zusammengebauten Dichtung;

Fig. 5 und 6 Ansichten ähnlich Fig. 3 und 4 bei der Anwendung von Gussrohren;

Fig. 7 und 8 Endansichten eines gemäss der Neuerung ausgehöhlten Dichtrings im freien Zustand und im Zustand radialer Zusammendrückung zwischen einem Eindringende und einer Muffe gemäss einem Schnitt 8-8 von Fig. 4 zur Darstellung der gleichmässigen radialen Zusammendrückung ;

Fig. 9 und 10 Ansichten ähnlich Fig. 7 und 8 mit einer Vergleichsdarstellung der unregelmässigen Zusammendrükkung eines Dichtrings, dessen Zellen gemäss der bisherigen Technik angeordnet sind;

Fig.11 eine experimentelle Vorrichtung zur Messung der Zusammendrückbarkeit eines als Band abgewickelten Dichtrings nach der Neuerung;

Fig.12 eine der Fig. 11 ähnliche Teilansicht in Anwendung
bei einem Dichtring nach der bisherigen Technik;

Fig.13 einen teilweisen Meridianschnitt eines Dichtrings
nach der Neuerung.

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Gemäss den: Ausführungsbeispiel von Fig. 1 und 2 ist die Neuerung bei einem Dichtring angewendet, der aus einem Ring R mit einer Achse X-X besteht und ein Meridianprofil in der ungefähren Form eines rechteckigen Trapezes hat. Der Ring R besteht aus elastischem Material, z. B. Natur- oder Synthesegummi, mit einer Shore-Härte von 80° bei Anwendung bei Gussrohren und mit einer Shore-Härte von etwa 5G° bei Anwendung bei Faserzementrohren.

Dieser Dichtring hat einen Körper, der aussen durch eine zylindrische Fläche 1 und innen durch eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Fläche 2 begrenzt ist, die sich zur Achse XX verjüngt und mit sagezahnformigen Erhebungen 3 bedeckt ist. Diese Erhebungen haben aus Gründen der Robustheit stumpfe Scheitelwinkel. Es sind beispielsweise zwei Erhebungen 3 vorgesehen.

Der Ringkörper R ist ebenfalls durch zwei radiale Endabschnitte begrenzt, von denen der eine (4) einen "Absatz" auf der Seite der kleinen Basis des als rechteckiges Trapez ausgebildeten Profils bildet, während der andere (5) "Lippen" auf der Seite der grossen Basis dieses Trapezes bildet.

Der Körper 1 ist ausgehend vom Endabschnitt 5 durch parallelepipedförmige Zellen 6 ausgehöhlt, die sacklochförmige und tief sind, eine quadratische Basis oder einen quadratischen Querschnitt haben, auf dem gesamten kreisförmigen Umfang des Rings R gleichmässig verteilt sind und dazwischen volle Intervalle 7 bilden.

Die quadratischen Zellen haben gemäss der Neuerung Ecken oder Mantellirien 8 und 9, die zur Achse XX und zur zylindrischen äusseren Fläche 1 parallel sind, wobei die einen (8) auf Radien des Dichtrings einander gegenüberliegen (in Fig. 2 gestrichelt dargestellt), während die anderen (9) auf einem Zwischenkreis

(in Fig. 2 gestrichelt dargestellt) des Endabschnitts 5 einander gegenüberliegen.

Die Ecken 9 können sich auf jedem Zwischenkreis zwischen dem äusseren und dem inneren Umfang 2 oder 3 befinden, unabhängig davon, ob sich dieser Zwischenkreis in gleichen oder ungleichen Abständen vom äusseren oder inneren Umfang befindet.

Mit anderen Worten, die Anordnung der einander paarweise gegenüberliegenden Ecken 8 und 9 ist so getroffen, dass die Diagonalen der quadratischen Zellen 6 längs Radien des Endabschnitts 5 und längs einem Zwischenkreis zwischen dem äusseren und inneren Umfang des Endabschnitts 5 liegen.

Diese Anordnung ist gegenüber der bisherigen Anordnung neu, bei der die Zellen so angeordnet sind, dass konstante Materialdicken auf dem äusseren und dem inneren Umfang des Rings zu liegen kommen. Die gegenüberliegenden Seiten der Querschnitte sind zum inneren und äusseren Umfang etwa konzentrisch bzw. etwa radial.

überdies ist die Tiefe der Zellen 6 so gross, dass die Ausnehmungen mit dem Endabschnitt 4, der Absatzseite, eine Materialdicke bilden, die etwas über derjenigen liegt, die mit der zylindrischen äusseren Fläche 1 gebildet ist.

So bilden die am Endabschnitt 5 mündenden Zellen 6 mit den äusseren und inneren Umfangsflachen 1 bzw. 2 Arten von ringförmigen Lippen, die dem Ring R eine grössere Biegsamkeit verleihen als bei einem vollen Ring aus demselben Material, und ihm ermöglichen, als automatische oder Lippendichtung zu arbeiten.

Gemäss Fig. 3 und 4 dichtet der Ring R zwischen zwei Leitungselementen aus beispielsweise Faserzement ab. Das eine dieser Elemente ist das zylindrische und glatte Eindringende 10

eines Rohrs T1, das am Endabschnitt eine Abschrägung 11 aufweise. Das andere Element ist sine Muffe 12.

Die zylindrische und aussen glatte Muffe 12 dient zur inneren Aufnahme und Verbindung zweier Rohre T1 und T2. Hierzu ist der Durchmesser des zylindrischen inneren Hohlraums 13 geringfügig grosser als der Aussendurchmesser des Eindringendes der Rohre T1 und T2.

Die Muffe 12 hat in Nähe jedes ihrer Enden eine Sitzringnut 14 für einen Dichtring R mit rechteckigem Meridianprofil, gefolgt in Richtung der Mitte der Muffe von einer Entlastungsausnehmung 15= In der Mitte hat die Muffe 12 eine gerade Ringnut 16 zur Aufnahme eines schmalen Anschlagrings 17 für die Endabschnitte der Rohre T1 und T2. Der Anschlagring 17 besteht aus elastischem Material, z. B. Gummi, dessen Härte gegebenenfalls grosser als diejenige des Dichtrings R ist, oder auch aus Kunststoff, etwa steifem Polyvinylchlorid oder PVC. Der Anschlagring 17 ist geschlitzt, d. h. offen, und hat daher eine gewisse Elastizität für seine Einführung in die Ringnut 16.

Als Variante können die Ringnut 16 und der Anschlagring 17

durch einen einstückig mit der Muffe 12 ausgebildeten mittle- Ί ren Anschlag ersetzt werden.

Im folgenden wird der dichte Zusammenbau der rohrförmigen Elemente beschrieben, vgl. Fig. 3 und 4.

Der dichte Zusammenbau zwischen zwei Rohren T1 und T2 und einer mit einem Anschlag 17 versehenen Muffe 12 erfolgt mit Hilfe zweier Dichtringe R in folgender Weise:

Zur Gewährleistung der Abdichtung ist jeder Dichtring R in der folgenden Weise bemessen:

Der maximale Durchmesser A seiner kegelstumpfförmigen inneren Fläche 2 ist grosser als der Aussendurchmesser des Eindringendes 10 jedes Rohrs T1 , T2, während der minimale Durchmesser b der kegelstumpfförmigen inneren Fläche an der Stelle des Lippen aufweisenden Endabschnitts 5 merklich kleiner als der Aussendurchmesser des Eindringendes 10 ist.

Die axiale Länge jedes Dichtrings R ist kleiner als die axiale Länge jeder Ringnut 14 in der Muffe 12. Der Innendurchmesser jeder Ringnut 14 und der Aussendurchmesser der zylindrischen äusseren Fläche 1 jedes Dichtrings R sind gleich gross.

In jede Ringnut 14 wird ein Dichtring R eingesetzt, dessen Endabschnitt 14 dem Ende der Muffe 12 zugewandt ist.

Das Eindringende 10 des Rohrs T1 wird koaxial mit der Muffe 12 ausgefluchtet und in diese eingeführt. Das Eindringende durchquert den Dichtring R, drückt ihn radial zusammen und wird axial verschoben, bis es am mittleren Anschlagring 17 anliegt, vgl. Fig. 4. In derselben Weise wird für das Rohr T2 vorgegangen.

Bei Prüfung der radialen Zusammendrückung jedes Dichtrings R zwischen der Muffe 12 und dem Eindringende 10 eines Rohrs T1 oder T2 (Fig. S) ist festzustellen, dass diese Zusammendrückung auf dem gesamten kreisförmigen Umfang gleichmässig ist und folglich der Dichtring R mit gleichmässigem Druck am gesamten Umfang des Eindringendes 10 und der Muffe 12 anliegt. Diese Gleichmässigkeit des radialen Drucks des Dichtrings R erklärt sich wie folgt: Die quadratischen Zellen 6 sind gemäss der Neuerung mit zwei gegenüberliegenden Ecken 8 auf Radien und mit zwei weiteren gegenüberliegenden Ecken 9 auf einem mittleren Kreis (in Fig. 8 gestrichelt dargestellt) angeordnet. Daraus folgt, dass selbst bei einer Verformung des quadratischen Querschnitts jeder Zelle 6 als Rhombus (Fig. 8) die Zellen 6 am Endabschnitt 5 und im gesamten Körper des

Dichtrings R einen vollen Gummiquerschnitt haben, der zwischen den Zellen 6 und den ümfangsflachen 1 und 2,3 bezüglich des Querschnitts kaum vermindert ist, den ein Dichtring ohne Zellen hätte. Dies erfolgt bei merklicher Erleichterung des Dichtrings und merklicher Erhöhung seiner Nachgiebigkeit.

Diese vorteilhafte Eigenschaft der gleichmässigen radialen Zusammendrückbarkeit des mit Zellen versehenen Dichtrings R ist durch eine in Fig. 11 gezeigte Versuchsmessvorrichtung nachprüfbar: Auf eine harte Fläche S wird ein Gummiband 18 mit derselben Härte und denselben Zellen 6 wie beim Dichtring R gelegt, d. h. eine ebene Abwicklung des radial aufgeschnitten gedachten Dichtrings R. Auf den der Auflagefläche S gegenüberliegenden Rand des Gummibands 18 drückt ein Stift eines !Comparators 20, der von einem angelenkten Halter getragen wird und der Wirkung eines Gewichts P ausgesetzt ist. Dieses Gewicht ist bestrebt, den Stift in das Gummiband 18 einzudrücken. Beim Verschieben des Gummibands 18 auf der Fläche S ist festzustellen, dass die gemessene Eindringtiefe des Stifts 19 sich mit dem Durchgang jeder Zelle 6 nur wenig ändert. Die Eindringtiefe verändert sich höchstens geringfügig beim Durchgang jedes Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zellen 6.

Wenn man gemäss Fig. 9 und 10 vergleichweise einen Dichtring R1 mit quadratischen Zellen 22 der bisherigen Art aushöhlt, deren gegenüberliegende Seiten zu den ümfangsflachen 1 und 2,3 konzentrisch sind und deren andere gegenüberliegende Seiten längs Radien verlaufen, so ist die radiale Zusammendrückung des Dichtrings R1 veränderlich: Sie nimmt an der Stelle jeder als gekrümmtes Rechteck gebildeten Zelle dadurch ab, dass der Gummiquerschnitt weitaus geringer ist.

Unter diesen Bedingungen wird der Dichtring R1 an der Stelle jeder Zelle 22 der bisherigen Bauart nicht an die Wände des Eindringendes 10 und der Muffe 12 angelegt, während er an der

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Zellen 22 an die rohrförmigen Elemente 10 und 12 gut angelegt wird.

Dies ist gemäss Fig. 12 messbar mittels der Vergleichsvorrichtung von Fig. 11 durch Vorgehen in derselben Weise wie oben beschrieben: Beim Verschieben eines als ebene Abwicklung des Dichtrings R1 gebildeten Gummibands unter dem mit einem Gewicht P belasteten Stift 19 des Komparators 20 sind merkliche Absenkungen des Stifts 19 bei jedem Durchgang einer Zelle erkennbar. Diese Absenkungen sind weitaus grosser als beim vorangehenden Beispiel gemäss der Neuerung.

Diese Eigenschaft der gleichmässigen Zusammendrückbarkeit des mit Zellen versehenen Dichtrings R gemäss der Neuerung löst in vorteilhafter Weise das Problem der Abdichtung selbst an rauhen oder ungleichmässigen Oberflächen oder an Rohrwänden, die geringfügig oval sind oder grosse Abmessungstoleranzen am Aussendurchmesser des Eindringendes 10 haben.

Als Variante gemäss Fig. 5 und 6 findet die Neuerung Anwendung bei rohrförmigen Elementen, wobei das Eindringende 23 und das Aufnahmeteil 24 aus Gusseisen (gestrichelt dargestellt) oder aus Kunststoff, etwa steifem Polyvinylchlorid, hergestellt sind, wobei die Muffe 25 oder das Aufnahmeteil in an sich bekannter Weise ausgebildet sind (ausgezogen dargestellt) .

Die Neuerung findet auch Anwendung bei Rohren aus Beton, "Steingut oder anderem Material.

Als Variante gemäss Fig. 13 ist die kegelstumpfförmige Innenfläche 2 eines gemäss der Neuerung mit Zellen versehenen Dichtrings R2 glatt und ohne sägeζahnförmige Erhebungen ausgebildet.

Die Neuerung findet auch noch in dem Fall Anwendung , dass der Dichtring R mit scharfkantigen Erhebungen 3, d. h. mit spitzem Scheitelwinkel, versehen ist.

Claims (5)

ta· · 19. Mai 1982 BEETZ & PARTNER" Steins^s&IA&QOQ München 22 EVERITUBE 924oo Courbevoie, Frankreich Elastischer Dichtring Schutzansprüche

1. Elastischer Dichtring

- mit inneren und äusseren ringförmigen Lippen, die einen Meridianschnitt in der ungefähren Form eines rechteckigen Trapezes bilden, und

.| - mit viereckigen Zellen zwischen den Lippen,

* dadurch gekennzeichnet ,

- dass die Zellen (6) quadratisch sind und Diagonalen haben, die zwei gegenüberliegende Scheitel (8) verbinden und in Richtung der Radien des Dichtrings verlaufen.

2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- dass die anderen Diagonalen längs eines Zwischenkreises zwischen dem äusseren und inneren Umfang der Lippen ver-

*■ laufen.

3. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Zellen (6) Ecken oder Mantellinien (8, 9) haben, die zur Achse und zur äusseren zylindrischen Fläche (1)

parallel sind.

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4. Dichtring nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

- dass zwischen den Zellen (6j volle Intervalle (7) von minimaler Breite gebildet sind, die auf einem Zwischenkreis liegen, der zvei benachbarte Ecken (9) zweier aufeinanderfolgender Zellen (6) verbindet, und sich zur äusseren zylindrischen Fläche (1) und zur inneren kegelstumpf förmigen Fläche (2) symmetrisch erweitern.

5. Dichtring nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- dass die Tiefe der Zellen so gross ist, dass deren Ausnehmungen mit dem die kleine Basis des trapezförmigen oder rechteckigen Meridianprofils bildenden Endabschnints des Dichtrings eine Materialdicke bilden, die ein wenig über derjenigen liegt, die mit der äusseren zylindrischen Fläche (1) gebildet ist.