DE9112112U1 - Socket connection - Google Patents
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Description
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SteckmuffenverbindungSocket connection
Bes ch re i bungDescription
Die Erfindung betrifft eine Steckmuffenverbindung, insbesondere für den Einsatz im Kanalbau, bestehend aus einer Muffe aus erhärtetem Material (Beton, Stahlbeton, Kunstharz o.dgl.); einem Spitzende eines Rohres als Steckteil und einem Dichtring aus eLastomerem Werkstoff, der einen inneren Höh I raum auf weist, wobei durch Einpressen von Luft oder eines plastischen oder dauerelastischen Mediums durch wenigstens eine Leitung in diesen Hohlraum bei gleichzeitiger Verformung des Dichtringes der verbleibende Restspalt zwischen Muffe und Spitzende überbrückbar und somit abdichtbar ist.The invention relates to a push-in socket connection, in particular for use in sewer construction, consisting of a socket made of hardened material (concrete, reinforced concrete, synthetic resin or the like); a spigot end of a pipe as a plug-in part and a sealing ring made of elastomer material which has an inner cavity, whereby by injecting air or a plastic or permanently elastic medium through at least one line into this cavity while simultaneously deforming the sealing ring the remaining gap between the socket and the spigot end can be bridged and thus sealed.
Muffenrohre, insbesondere aus Beton oder Stahlbeton, finden zur Ableitung von Abwasser und Regenwasser verbreitet Anwendung. Zur Abdichtung des Spaltes zwischen der Muffe und dem Spitzende sind Dichtringe aus elastomerem Werkstoff, d.h. aus Gummi oder gummi ahn I ichem Kunststoff vorgesehen, beispielsweise unter Verwendung von Roll- und Gleitringen (DE-B-12 99 183, DE-C-34 06 505).Socket pipes, especially those made of concrete or reinforced concrete, are widely used to drain waste water and rainwater. To seal the gap between the socket and the spigot end, sealing rings made of elastomeric material, i.e. rubber or rubber-like plastic, are provided, for example using rolling and sliding rings (DE-B-12 99 183, DE-C-34 06 505).
In der jüngeren Entwicklung wird es bevorzugt, den Dichtring im Muffengrund fest verankert anzuordnen (integrierte Steckmuffendichtung). Eine solche Abdichtung hat den Vorteil, daß der Dichtring bereits bei der Rohrherstellung in seine Position gebracht wird und später nur die entsprechenden Teile (Spitzende, Muffe) ineinander geschoben werden müssen. Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß der Dichtring schon während der Rohrherstellung in eine geeignete Position fest eingebracht wird, damit während des Betonierens und beim Ausschalen eine Verlagerung nicht mehr eintreten kann.In recent developments, it is preferred to arrange the sealing ring firmly anchored in the socket base (integrated push-in socket seal). This type of seal has the advantage that the sealing ring is already positioned during pipe production and later only the corresponding parts (spigot end, socket) need to be pushed into one another. However, this requires that the sealing ring is already firmly inserted into a suitable position during pipe production so that it cannot shift during concreting and stripping.
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In den meisten Fällen war hierzu bisher der Einsatz eines Hilfsringes aus Kunststoff (z.B. Styro I kunststoff) oder aus G' nmi als Verschalungselement erforderlich, Jer zudem noch als Schutzring beim Transport und Lagerung des Muffenrohres Verwendung fand. Die Bedeutung dieses Hilfsringes bei der Herstellung eines Muffenrohres wird durch zahlreiche Publikationen untermauert, wobei die folgenden Literaturstellen lediglich eine beschränkte Auswahl des gesamten diesbezüglichen Standes der Technik wiedergeben: DE-C-21 40 546, DE-A-22 52 089, DE-C-22 66 044, DE-C-29 35 392, DE-A-31 36 183, DE-A-34 22 483, DE-C-35 07 909, DE-A-36 17 466, DE-A-36 24 831, DE-A-36 38 547, DE-A-38 08 450, DE-U-84 25 094, DE-U-90 04 616.In most cases, this required the use of an auxiliary ring made of plastic (e.g. Styrofoam) or of G' nmi as a formwork element, which was also used as a protective ring during transport and storage of the socket pipe. The importance of this auxiliary ring in the production of a socket pipe is underlined by numerous publications, whereby the following literature references only give a limited selection of the entire relevant state of the art: DE-C-21 40 546, DE-A-22 52 089, DE-C-22 66 044, DE-C-29 35 392, DE-A-31 36 183, DE-A-34 22 483, DE-C-35 07 909, DE-A-36 17 466, DE-A-36 24 831, DE-A-36 38 547, DE-A-38 08 450, DE-U-84 25 094, DE-U-90 04 616.
In der DE-C-33 45 569 und EP-A-O 449 082 wird nun eine Steckmuffendichtung beschrieben, die bei der Herstellung der Rohrmuffe ohne Einsatz eines zusätzlichen Hilfsringes einbetonierbar ist (einteilige Steckmuffendichtung).DE-C-33 45 569 and EP-A-O 449 082 now describe a push-in socket seal that can be cast into concrete during the manufacture of the pipe socket without the use of an additional auxiliary ring (one-piece push-in socket seal).
Bei Spalten mit hohen Toleranzen sind Rollringe, Gleitringe oder verankerte Dichtringe zum Abdichten von Steckmuffenverbindungen jedoch nur noch begrenzt einsatzfähig, da bei hohen Verpressungen (> 65 %) Materia I zerstörungen auftreten. Darüber hinaus sind zu hohe Montagekräfte erforderlich. Aus diesem Grunde ist bereits vorgeschlagen worden, anstelle der oben vorgestellten Dichtungssysteme aktivierbare Dichtringe einzusetzen. So sind aus der DE-A-34 14 180 Dichtringe bekannt, die einen inneren Hohlraum enthalten, der mit einem Druckverteilungsmedium gefüllt (Variante A) bzw. befüllbar (Variante B) ist. Dabei befindet sich das Druckverteilungsmedium gemäß Variante A innerhalb eines abgeschlossenen Dichtungssystems (d.h. ohne Leitungsanschluß). Ein beispielweise mit diesem Medium gefüllter Rollring ändert bei der Verpressung seine Querschnittsgestalt (von kreisförmiger zu ovalförmiger Gestalt). Gemäß Variante B dagegen ist der Hohlraum mit einer Leitung verbunden, die innerhalb des Spaltes zwischen Muffe und Spitzende verläuft. Beide Varianten habenHowever, in the case of gaps with high tolerances, rolling rings, sliding rings or anchored sealing rings for sealing push-in socket connections are only of limited use, since material damage occurs at high compression (> 65%). In addition, assembly forces are too high. For this reason, it has already been proposed to use activatable sealing rings instead of the sealing systems presented above. For example, DE-A-34 14 180 discloses sealing rings that contain an inner cavity that is filled with a pressure distribution medium (variant A) or can be filled with it (variant B). According to variant A, the pressure distribution medium is located within a closed sealing system (i.e. without a line connection). A rolling ring filled with this medium, for example, changes its cross-sectional shape (from circular to oval) during compression. According to variant B, however, the cavity is connected to a line that runs within the gap between the socket and the spigot end. Both variants have
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sich bislang jedoch nicht durchsetzen können, so daß man immer wieder auf die eingangs erwähnten klassischen Abdichtungssysteme zurückgreifen mußte, was die Vielzahl der diesbezüglich publizierten Entwicklungsarbeiten veranschaulicht.However, they have not yet been able to establish themselves, so that one has had to resort again and again to the classic sealing systems mentioned at the beginning, which is illustrated by the large number of development works published in this regard.
Der Erfindung liegt nun die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß erst bei einer Steckmuffenverbindung mit einem Aufbau gemäß der kennzeichnenden Merkmale der Einsatz aktivierbarer Dichtringe sinnvoll ist.The invention is based on the surprising finding that the use of activatable sealing rings only makes sense in the case of a push-in socket connection with a structure in accordance with the characteristic features.
Die Erfindung wird nun anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail using two embodiments with reference to schematic drawings. They show:
Fig. 1 eine Steckmuffenverbindung ohne Vordichtung; Fig. 2 eine Steckmuffenverbindung mit Vordichtung.Fig. 1 a push-in socket connection without pre-seal; Fig. 2 a push-in socket connection with pre-seal.
Nach Fig. 1 besteht die Steckmuffenverbindung aus einer Muffe (1), einem Spitzende (2) und einem aktivierbaren Dichtring (3) aus elastomerem Werkstoff (Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff) Das Spitzende weist eine Nut (A; Nuttiefe &ngr;, Nutbreite w) mit Flanken (5, 6) auf, wobei der Flankenwinkel oC zweckmäßigerweise 60 bis 90 beträgt (Bezugslinie X als Verlängerung des Nutengrundes 7). Die Flanken sind hier geneigt ( oC ca. 80 ). Das Spitzende (2) ist in dem Bereich zwischen seiner Stirnfläche (8) und dem aktivierbaren Dichtring (3) mit einer geneigten Flanke (9) versehen, wobei die gegenüberliegende Muffenfläche (10) winkelgleich verläuft. In diesem Konusbereich von Spitzende und Muffe beträgt der Flankenwinkel B zweckmäßigerweise 20 bis 45 (Bezugslinie X), wobei hier ein Flankenwinkel von ca. 35 auftritt. Auf diese Weise ist eine leichte Zentrierung des Spitzendes möglich, was wiederum zu einer Erhöhung der Dichtwirkung beiträgt.According to Fig. 1, the push-in socket connection consists of a socket (1), a spigot end (2) and an activatable sealing ring (3) made of elastomer material (rubber or rubber-like plastic). The spigot end has a groove (A; groove depth v, groove width w) with flanks (5, 6), the flank angle oC being expediently 60 to 90 (reference line X as an extension of the groove base 7). The flanks are inclined here ( oC approx. 80 ). The spigot end (2) is provided with an inclined flank (9) in the area between its front surface (8) and the activatable sealing ring (3), the opposite socket surface (10) running at the same angle. In this conical area of the spigot end and socket, the flank angle B is preferably 20 to 45 (reference line X), with a flank angle of approximately 35 occurring here. In this way, the spigot end can be easily centered, which in turn contributes to increasing the sealing effect.
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Die Leitung (11), die in der Nutmitte an den Hohlraum (12) angeschlossen ist, weist einen verschließbaren Teil (Ventil 13) auf, wobei das Ventil hier flächenbündig mit dem Rohrinneren (14) ist. Durch Einpressen von Luft oder eines plastischen oder dauerelastischen Mediums durch diese Leitung in den Hohlraum (12) wird bei gleichzeitiger Verformung des Dichtringes (3; gestrichelte Linienführung) der verbleibende Restspalt (15) zwischen Muffe und Spitzende überbrückbar und somit abdichtbar.The line (11), which is connected to the cavity (12) in the middle of the groove, has a closable part (valve 13), whereby the valve is flush with the inside of the pipe (14). By injecting air or a plastic or permanently elastic medium through this line into the cavity (12) and simultaneously deforming the sealing ring (3; dashed line), the remaining gap (15) between the socket and the spigot can be bridged and thus sealed.
Nach Fig. 2 besitzt die Steckmuffenverbindung den gleichen aktivierbaren Dichtring (3), wobei nun die einzelnen DichtungsteiIe näher erläutert werden. Das spiege I symmetrisehe Dichtungsprofil (Spiegelebene Y) besteht aus einem Basisteil (3a), zwei die Nutflanken tangierenden Seitenteilen (3b) und einem verformbaren Frontteil, wobei im nichtakti&ngr;ier ten Zustand dieser Frontteil derart gestaltet ist, daß die beiden bogenförmigen Randteile (3c) höhengleich (d.h. maximale Dichthöhe - Nuttiefe &ngr;) mit der Spitzendfläche (16) sind, während sich der bogenförmige Innenteil (3d) innerhalb der Nut (17) befindet. Die durchschnittliche Wandstärke der Dichtringtei Ie (3a, 3b, 3c, 3d) beträgt 2 bis 5 mm. Der Innenteil (3d) selbst ist außenseitig mit zahnförmigen (ggf. schwaIbenschwanzförmi gen) Vorsprüngen (18) versehen und ist im nichtakti&ngr;ier ten Zustand etwa mit der halben Nuttiefe &ngr; innerhalb der Nut (17) angeordnet. Dadurch daß die Randteile (3c) des Dichtringes im nichtakti&ngr;ierten Zustand höhengleich mit der Spitzendfläche (16) sind, erfolgt kein mechanischer Angriff auf den E las tomerkörper beim Zusammenfügen von Muffe und Spitzende des Rohres.According to Fig. 2, the push-in socket connection has the same activatable sealing ring (3), whereby the individual sealing parts are now explained in more detail. The mirror-symmetrical sealing profile (mirror plane Y) consists of a base part (3a), two side parts (3b) tangent to the groove flanks and a deformable front part, whereby in the non-activated state this front part is designed in such a way that the two curved edge parts (3c) are at the same height (i.e. maximum sealing height - groove depth ν) as the tip end surface (16), while the curved inner part (3d) is located within the groove (17). The average wall thickness of the sealing ring parts (3a, 3b, 3c, 3d) is 2 to 5 mm. The inner part (3d) itself is provided on the outside with tooth-shaped (possibly dovetail-shaped) projections (18) and is arranged in the non-activated state with approximately half the groove depth v inside the groove (17). Because the edge parts (3c) of the sealing ring in the non-activated state are at the same height as the spigot end surface (16), there is no mechanical attack on the elastomer body when the socket and spigot end of the pipe are joined together.
Die Leitung (11) ist mittels eines Flansches (19), der innenseitig am Dichtring-Basistei I (3a) anliegt, an den Hohlraum (12) angeschlossen. Der Flansch selbst trägt zu einer wirksamen Verankerung des aktivierbaren Dichtringes (3) bei. Der verschließbare Teil (Ventil 20) der Leitung befindet sich hier in einer Rohrinnenbohrung (21).The line (11) is connected to the cavity (12) by means of a flange (19) which rests on the inside of the sealing ring base part I (3a). The flange itself contributes to the effective anchoring of the activatable sealing ring (3). The closable part (valve 20) of the line is located here in an internal pipe bore (21).
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Im Gegensatz zu dem AusführungsbeispieL gemäß Fig. 1 besitzt das Spitzende (23) zwei Nuten (17, 24), die stufenförmig ineinander übergehen. Die Tiefe v1 der Nut (24) ist < der halben Tiefe &ngr; der Nut (17), während die Nutbreite w' etwa gleich der Nutbreite w ist. Durch das Vorhandensein der zusätzlichen Nut (24) ist im Konusbereich die geneigte Flanke (25) des Spitzendes (23) v/erkürzt. In dieser NutIn contrast to the embodiment according to Fig. 1, the tip end (23) has two grooves (17, 24) which merge into one another in a stepped manner. The depth v 1 of the groove (24) is < half the depth v of the groove (17), while the groove width w' is approximately equal to the groove width w. Due to the presence of the additional groove (24), the inclined flank (25) of the tip end (23) is shortened v/ in the conical area. In this groove
(24) befindet sich ein Vordichtring (26) in Form eines Elastomer-Vollkörpers, u.z. bei gleichzeitigem Kontakt mit dem Dichtring-SeitenteiI (3b), wobei die Kontaktf lache (27) zwischen den beiden Elastomerkörpern geneigt ist. Der Winkel V* (Bezuglinie X) dieser Kontaktfläche ist etwa gleich dem Flankenwinkel <U. (hier ca. 80°) der Nut (17). Der Vordichtring (26) selbst besitzt eine Dichtlippe (28), die in Richtung des aktivierbaren Dichtringes (3) geneigt ist. Die sich im Konusbereich von Spitzende und Muffe befindende Außenfläche (29) des Vordichtringes hat den gleichen Neigungswinkel (Bezugslinie X) wie die Spitzendflanke(24) there is a pre-sealing ring (26) in the form of a solid elastomer body, in simultaneous contact with the sealing ring side part (3b), whereby the contact surface (27) between the two elastomer bodies is inclined. The angle V* (reference line X) of this contact surface is approximately equal to the flank angle <U. (here approx. 80°) of the groove (17). The pre-sealing ring (26) itself has a sealing lip (28) which is inclined in the direction of the activatable sealing ring (3). The outer surface (29) of the pre-sealing ring located in the cone area of the spigot end and socket has the same angle of inclination (reference line X) as the spigot end flank.
(25) bzw. die gegenüberliegende Muffenfläche (10), wobei der Winkel P hier wiederum ca. 35° beträgt.(25) or the opposite socket surface (10), whereby the angle P here is again approximately 35°.
Die Scherbelastung auf die Steckmuffenverbindung wird bei überlastung des aktivierten Dichtringes (3; gestrichelte Linienführung) durch Kontakt über die Spitzendfläche (16) und Muffenfläche (22) sowie durch den Vordichtring (26) aufgenommen.The shear load on the push-in socket connection is absorbed by contact via the spigot end surface (16) and socket surface (22) as well as by the pre-sealing ring (26) when the activated sealing ring (3; dashed line) is overloaded.
Der aktivierbare Dichtring (3) und der Vordichtring (26) bestehen aus Et hylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM) oder einem Verschnitt aus Styro l-Butadien-Kautschuk (SBR) und Naturkautschuk (NR). Der Vordichtring (26) weist eine Härte in Shore A von 35 bis 65° auf.The activatable sealing ring (3) and the pre-sealing ring (26) are made of ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM) or a blend of styrene-butadiene rubber (SBR) and natural rubber (NR). The pre-sealing ring (26) has a Shore A hardness of 35 to 65°.
Der aktivierbare Dichtring (3) besitzt zweckmäßigerweise in einem bestimmten Ringabstand (insbesondere in halbem Ringumfang) zwei Leitungen, wobei sich eine Leitung im Hochpunkt des Ringes befindet. Dabei wird von unten befüllt, während oben die im aktivierbaren Ring eingeschlossene Luft entweicht. Sobald die Luft entwichen ist, wird das obere Ventil geschlossen, und der Druck weiter erhöht (z.B. bis 1 bar).The activatable sealing ring (3) expediently has two lines at a certain distance from the ring (in particular half the ring circumference), with one line located at the highest point of the ring. Filling takes place from below, while the air trapped in the activatable ring escapes from the top. As soon as the air has escaped, the upper valve is closed and the pressure is increased further (e.g. up to 1 bar).
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Claims (18)
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