<Desc/Clms Page number 1>
Dichtung aus elastischem Material für Muffenrohrverbindungen
Die Erfindung betrifft eine Dichtung aus elastischem Material für Muffenrohrverbindungen, aus einem annähernd zylindrischen Aussenring, einem zumindest teilweise annähernd zylindrischen Innenring und wenigstens einer den Aussen-und Innenring verbindenden undurchlässigen, in radialer Richtung nachgiebigen, annähernd radial verlaufenden Querwand.
Es sind bereits elastische Dichtungsringe verschiedener Art und Form für Muffenrohrverbindungen bekannt. Dabei sind Dichtungsringe aus vollem Material für Rohre aus Ton, Steingut, Steinzeug u. ä.
Werkstoffen praktisch nicht geeignet, weil derartige Rohre grosse Durchmessertoleranzen und auch Abweichungen von der kreiszylindrischen Querschnittsform aufweisen können ; die dadurch bedingte ungleichmässige Breite des Spaltes zwischen der Muffe und dem in sie gesteckten Ende des folgenden Rohres, der sogenannten Rohrspitze erschwert eine sichere Abdichtung bzw. macht diese sogar unmöglich.
Eine gewisse Verbesserung ist durch die Verwendung eines hohlen Dichtungsringes erzielbar, z. B. eines zu einem Kreisring geschlossenen Schlauches, da in einem solchen Fall die Wechselwirkung zwischen dem an der Muffe und dem an der Rohrspitze anliegenden Dichtungsteil geringer ist dadurch auch noch ein Spalt mit entlang des Umfanges etwas ungleichmässiger Breite angedichtet werden kann.
Die bekannten Dichtungsringe werden im Zuge des Axialeinschubes der Rohrspitze in die Muffe durch radiale Verformung im Spalt verspannt. Das Einbringen hohler Dichtungsringe in den Spalt kann durch Evakuieren derselben erleichtert werden.
Eine weitere Möglichkeit bietet die sogenannte Rolldichtung, die durch Einrollen eines verhältnismässig dünnwandigen Schlauches im Spalt gebildet wird. Beim Einstecken der Rohrspitze in die Muffe wird die Dichtung durch Reibung weitergerollt und zu noch grösserer Stärke aufgewickelt.
Die Wirksamkeit dieser bekannten Dichtungen ist nicht immer mit Sicherheit gewährleistet, weil die radiale Verformbarkeit der Dichtungsringe begrenzt ist und nicht in allen Fällen ausreicht, um die bei derartigen Muffenrohren auftretenden, oft grossen Toleranzen der Spaltweiten auszugleichen. Die für die radiale Verformung der Dichtungsringe zulässigen Kräfte sind ebenfalls begrenzt, weil ein Bruch der Muffe bei aus sprödem Material bestehenden Rohren unter allen Umständen vermieden werden muss. Zur Beherrschung der Durchmessertoleranzen behalf man sich bisher vielfach in der Weise, dass für jede Rohr-Nenndimension Dichtungsringe in wenigstens zwei oder drei verschiedenen radialen Stärken vorrätig gehalten wurden. Abgesehen von der dadurch bedingten Typenvielfalt, die die Lagerhaltung und die Montage erschwert, ist damit bei Abweichungen des Rohr-bzw.
Muffenquerschnittes von der Kreisform noch immer keine Abhilfe geschaffen.
Es sind auch Dichtungen bekannt, die aus einer im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen Manschette bestehen, deren Hohlraum dem Rohrinnern zugewandt ist, so dass der Flüssigkeits-oder Gasdruck im Rohr die Manschette fest gegen die Wandungen pressen kann, wodurch die Abdichtung erzielt wird. Da die Manschette nur bei entsprechendem inneren Überdruck fest gegen die Wandungen gepresst wird, ist eine zusätzliche axiale Lagesicherung der Dichtung erforderlich, beispielsweise durch einen Bund bei der Rohrspitze oder eine ringförmige Ausnehmung in der inneren Muffenwandung. Bei stossartigem Druckaufbau und Aufrechterhaltung eines überdruckes in der Rohrleitung Lann eine gute
<Desc/Clms Page number 2>
Abdichtung erwartet werden.
Bei wechselnden Druckverhältnissen und fallweise nahezu überdrucklosem Zustand erscheint dagegen die Dichtwirkung einigermassen unsicher.
Eine vor allem für Kunststoffrohre bestimmte Dichtung ähnlicher Art ist zum übertragen axialer Kräfte zwischen aufeinanderfolgenden Rohrabschnitten ausgebildet ; dazu weist der Innenmantel der Manschette in seinem Endbereich einen radial nach aussen sich erstreckenden Ringwulst auf, der sich nach Art eines Rückschlagventiles dichtend an die innere Umfangsfläche des Aussenmantels der Manschette anlegt. Damit kann auch allgemein eine gegenüber der vorerwähnten Dichtung verbesserte Dichtwirkung erwartet werden, allerdings nur dann, wenn der Spalt zwischen Rohrspitze und Muffe über den gesamten Umfang gleich breit ist. Gerade damit darf aber bei Rohren aus Ton, Steingut, Steinzeug u. dgl. nicht gerechnet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Dichtungen zu vermeiden und eine unter allen Umständen sichere, flüssigkeits-und gasdichte Muffenrohrverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen. Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemässe Dichtung das Mermal auf, dass die Wandstärke des zur fixen Verbindung mit entweder der Rohrmuffe oder der Rohrspitze bestimmten Ringes grösser als die Wandstärke des andern Ringes ist und dass zur Erzielung eines Spannsitzes der Durchmesser des stärkeren Ringes um grössenordnungsmässig 5%, der Durchmesser des schwächeren Ringes um grössenordnungsmässig 15% vom Durchmesser des Rohrteiles, für den der jeweilige Ring bestimmt ist, abweicht.
Durch diese Ausbildung der Dichtung können sich der Aussen-und der Innenring innerhalb eines gewissen Bereiches, der die üblichen Toleranzen von keramischen Muffenrohren einschliesst, nahezu unabhängig voneinander dem Durchmesser und der geometrischen Form der Muffe einerseits und der Rohrspitze anderseits genau anpassen und an den betreffenden Flächen rundherum dicht anliegen, wobei sich durch das gewählte übermass noch eine leichte Zusammenbaumöglichkeit ergibt. Dabei
EMI2.1
dessen radiale Abmessung im eingebauten Zustand der Dichtung entlang des Umfanges gegebenenfalls ungleichmässig sein kann, ist durch die Querwand abgeschlossen, die bei der praktisch vorkommenden Verformung der Dichtung nahezu keine Radialkräfte zwischen Aussen-und Innenring übeträgt.
Unter einer annähernd radial verlaufenden Querwand soll im vorliegenden Fall auch eine Querwand verstanden werden, die gegen die Rohrachse unter einem Winkel von etwa 60 bis 1200 geneigt ist. Die Querwand braucht, im Querschnitt betrachtet, auch nicht gerade zu verlaufen, sondern kann gekrümmt, geknickt oder gewellt sein.
Es ist zweckmässig, wenn die erfindungsgemässen Dichtungen bereits vom Rohrhersteller jeweils an einem Ende der Muffenrohre fest angebracht werden ; an der Baustelle brauchen dann die Rohre bloss ineinandergesteckt zu werden.
Infolge der Nachgiebigkeit der Querwand gegenüber in radialer Richtung wirkenden Beanspruchungen würde im zusammengebauten Zustand die Rohrspitze in der Muffe des folgenden Rohres durch das Eigengewicht so weit sinken, bis an der untersten Stelle der Dichtung Innenring und Aussenring aneinanderliegen. Während die dadurch bedingte Exzentrizität bei kleinen Rohren tragbar ist, könnte sie in andern Fällen unerwünscht gross sein. Zur Begrenzung der maximal möglichen Exzentrizität der Rohrverbindung weist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Dichtung das Merkmal auf, dass an der dem schwächeren Ring zugewandten Seite des stärkeren Ringes ein Distanzring von solcher radialer Dicke vorgesehen ist, dass im eingebauten Zustand zwischen ihm und dem schwächeren Ring ein geringer Spielraum von z. B. 2 mm verbleibt.
Die erfmdungsgemässe Dichtung wird mit Vorteil in folgender Weise verwendet : Nach der Herstellung der Rohre wird mittels eines Klebemittels, vorzugsweise mittels eines selbstvulkanisierenden Haftmittels, mit jeweils einem Ende jedes Rohres, z. B. mit der Muffe, eine erfindungsgemässe Dichtung verbunden ; an der Baustelle wird die mit dem folgenden Rohr in Berührung zu bringende Fläche der Dichtung mit einem gleichen oder ähnlichen Klebemittel bestrichen, das im zähflüssigen Zustand gleichzeitig als Gleitmittel wirkt, und die Rohre werden ineinander gesteckt. Dadurch wird die Arbei an der Baustelle sehr vereinfacht und die Montagezeit auf ein Minimum reduziert, da Arbeiten wie Einpressen oder Einstemmen einer Dichtung oder Vergiessen der Muffe entfallen.
Als Material für die erfmdungsgemässe Dichtung, die vorzugsweise aus einem einzigen Stück besteht und in an sich bekannter Weise durch Spritzen, Giessen oder Pressen hergestellt ist, kommen alterung-, säure-und laugenbeständige Mischungen hoher Elastizität, vorzugsweise auf Polychloropren-, SBR-, Äthylenpropylen-oder PVC-Basis in Betracht. Polychloropren ist gegen die meisten Flüssigkeiten beständig und ausserdem ein preisgünstiges Material. Wenn von der Dichtung eine
<Desc/Clms Page number 3>
besondere Chemikalienbeständigkeit verlangt wird, so ist hiefür chlorsulfoniertes Polyäthylen besonders geeignet.
Obwohl die erfindungsgemässe Dichtung wegen ihrer besonderen Eigenschaften in erster Linie für Rohre bestimmt ist, die auf Grund des Materials und der Art der Herstellung an ihren Anschlussstellen (Muffe und Rohrspitze) grosse Toleranzen aufweisen, z. B. Rohre aus Ton, Steingut, Steinzeug, Beton, Asbestzement u. dgl., ist sie auch für Rohre aus allen andern Materialien, wie Metallen und Kunststoffen, sehr gut geeignet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele von Dichtungen näher erläutert. Es zeigen Fig. l eine in eine Rohrmuffe eingebaute Dichtung und Fig. 2 eine auf eine Rohrspitze aufgesetzte Dichtung.
Die in Fig. l dargestellte Dichtung-l-ist in eine Rohrmuffe --2-- fest eingebaut. Zur Herstellung der Rohrverbindung wird die Spitze --3-- eines folgenden Rohres in die mit der Dichtung versehene Muffe eingesteckt. Die Dichtung besteht aus einem zylindrischen Aussenring - -4--, dessen Aussendurchmesser im entspannten Zustand der Dichtung um etwa 5% grösser als der
EMI3.1
Einstecken der Rohrspitze gegen den Muffengrund gedrückt und derart elastisch verformt wird, dass ein weiteres Hineinschieben der Rohrspitze unmöglich ist. An der Innenseite des Aussenringes --4-- ist ein Distanzring--7--vorgesehen. Dieser dient zur Begrenzung der Exzentrizität der fertigen Rohrverbindung, wobei aber das Zusammenstecken der Rohre nicht behindert wird.
Zu diesem Zweck
EMI3.2
--7-- derartDistanzringes --7-- und der Aussenseite des Innenringes --5-- noch ein Spielraum von etwa 2mm verbleibt.
Der Aussenring --4-- ist in die Muffe--2--eingeklebt. Um ein Aufreissen der
EMI3.3
--6-- inMuffe --2-- liegenden axialen Begrenzungsrand des Aussenringes an den Aussenring angesetzt, so dass an diesem ein kurzer axialer Fortsatz--8--gebildet ist. über die Querwand--6--übetragene radial einwärts gerichtete Zugkräfte, wie sie beim Zusammenstecken der Rohre auftreten können,
EMI3.4
unmittelbar gegenüber der Anschlussstelle der Querwand-6--.
Im allgemeinen wird die fixe Verbindung der Dichtung mit der Rohrmuffe, wie in Fig. l dargestellt, bevorzugt, weil dann die Dichtungen beim Lagern, Transportieren und Verlegen der Rohre gut geschützt sind. In manchen Fällen kann es allerdings zweckmässig sein, wenn, wie Fig. 2 zeigt, eine Dichtung --1'-- statt mit der Muffe mit der Rohrspitze--3--fest verbunden ist. Hiebei ist der Distanzring --7'-- zweckmässig an der Aussenseite des in diesem Fall stärker ausgebildeten Innenrings - vorgesehen. Weiters ist es günstig, wenn Vorkehrungen getroffen sind um die Dichtung formschlüssig an der Rohrspitze--3--zu halten. Dazu dient ein vom Innenring --5-- radial
EMI3.5
Die beiden Ringe der Dichtung brauchen nicht verschieden lang zu sein und ihre freien Begrenzungsränder liegen in einer Ebene.
Zum Ankleben der Dichtung an das Rohr, insbesondere wenn die Dichtung aus Polychloropren besteht, ist eine Synthesekautschuklösung auf der Basis von Polychloropren, die einen Zusatz von etwa 20 % Kunstharz, vorzugsweise Phenolformaldehydharz, enthält, sehr gut geeignet.
Durch die elastische, festhaftende Verbindung aufeinanderfolgender Rohre über die zwischengeschaltete Dichtung sind die Rohre in axialer und radialer Richtung um gewisse Stücke gegeneinander verschiebbar und daher auch gegeneinander schwenkbar. Dadurch werden nicht nur Durchmessertoleranzen und Abweichungen von der kreisförmigen Querschnittsform der Rohre ausgeglichen, sondern der Rohrstrang kann auch an Bodenunebenheiten und an die vorgeschriebene Leitungsführung gut angepasst werden, ohne dass die Dichtigkeit der Rohrverbindung darunter leidet.