Elastischer Dichtungsring
Die Erfindung bezieht sich auf elastische Dichtungsringe, die aus unterschiedlich elastischen Materialien zusammengesetzt sind. Diese Dichtungsringe sind insbesondere zum Abdichten von Rohrstössen von Beton-, Steinzeug-, Guss-, Stahl- oder Asbestzementrohren oder dgl. bestiinmt, weiche zum Führen von F1üs- sigkeiten aller Art verwendet und über Muffen wie Glockenmuffen oder aufgeschobene Muffen miteinander verbunden werden.
Die Abdichtung von Rohrverbindungen mit Dicht tungsringen auf der Basis elastischer Kunststoffe ist bekannt. Gebräuchlich sind einerseits. Dichtungsringe aus Vollrundsträngen mit und ohne in der Achse oder zen trisch um die Achse angeordneten durchgehenden Hohlräumen in runder oder elliptischer Form und ant dererseits Dichtungsringe mit Zellstruktur, die man aus elastomeren Mischungen z. B. unter Zusatz von Blähmitteln herstellt. Ferner sind Dichtungsringe bekannt, die aus zwei verschiedenen harten Materialien zusam mengesetzt sind, z. B. aus einem Abschnitt aus Vollmaterial und einem zweiten Abschnitt aus Zefirnaterial.
Voiirundstränge ohne axialen Hohlraum haben sich für die Abdichtung von Rohrstössen sehr masshaltiger Rohre bewährt, d. h. bei solchen Rohrstössen, in denen der abzudichtende Spalt nur wenig differiert, so dass über den gesamten Umfang eine gleichmässige Verpressung der Dichtungsringe erzielt wird. Sind jedoch Verbindungen von Rohren zu dichten, deren Abmessungen herstellungsbedingt grössere Toleranzen au±wei- sen, wie z. B.
Steinzeugrohre, Rütte.l- oder Rütteipress- rohre aus Beton, die vornehmlich für Abwasserleitun gen verwendet werden, so sind derartige Volirund- stränge nicht geeignet, da infolge der unterschiedlichen Weite des Muffenspaltes die Dichtungsringe unterschiedlich stark verpresst werden und dann im Bereich des engsten Spaltes durch die sich bier ergebenden hohen Rückstellkräfte des Dichtungsringes Biegezugspannungen an der Rohrglocke oder Muffe auftreten, die zur Zertrümmerung führen können.
Für die Abdichtung derartiger Rohre hat man deshalb Dichtungsringe einerseits aus Voll rundsträn gen mit axial durchgehenden Hohlräumen, andererseits aus Rundsträngen mit Zell struktur verwendet, die sich von den vorbeschriebenen massiven Dichtringen dadurch unterscheiden, dass ihre Rückstellkraft mit zunehmendem Ver pressungsgrad weniger stark ansteigt, ihre Federkennlinie also flacher verläuft. Der Verlauf der Federkennii- nie ist naturgemäss abhängig vom Verhältnis des Durchmessers des Hohlraumes zur Wandstärke der Schnur bzw. vom Grad der Blähung.
Rohrleitungen werden in der Praxis im Boden auf einem gut vorbereiteten Untergrund verlegt. Damit die Tragfähigkeit der Rohre nicht beeinträchtigt und das Dichtungsmaterial im unteren Bereich an der Auflagestelle nicht durch das Gewicht der Rohre und die Auflast des Erdreichs deformiert wird, werden die Rohre nach der Verlegung mit Sand oder Erdreich, gelegentlich auch mit Beton unterstopft. Da in der Praxis nicht immer die Sicherheit besteht, dass diese Arbeiten sorgfältig durchgeführt werden, muss damit gerechnet werden, dass das Dichtungsmaterial im verlegten Zustand im Auflagebereich etwas druckbeansprucht wird. Die Folge ist, dass die Roliring-Dichtung dann nicht alisei tig ausreichend verpresst ist.
Hier zeigten sich Dichtungsringe aus Vollrundsträngen mit axial durchgehenden Hohlräumen denen aus Rundsträngen mit Zellstruktur etwas überlegen, da sie naturgemäss ein grösseres Tragvermögen entfalten können, denn nach Kompensation des Hohlraumes steigt die Rückstellkraft mit zunehmender Verpressung in der von den massiven Dichtungsringen her bekannten Charakteristik steil an.
Bei Steinzeugrohren und Betonrohren lassen sich an den abzudichtenden Flächen gewisse Unregelmäsr sigkeiten wie Pittings, Hohlräume, kornartige Erhebungen usw. nicht vermeiden. Hinzu kommt bei Steinzeugrohren noch eine mehr oder weniger gut ausgebildete Rillierung, die die Aufgabe hat, die früher für die Abdichtung meist verwendete bituminöse Heissvergussmasse zu fixieren.
Es zeigte sich nun, dass Dichtungs ringe aus Vollrundsträngen mit und ohne axialem Hohlraum diese Oberflächenfehler nicht sicher zu umr hüllen bzw. auszufüllen und damit unschädlich zu machen vermögen, so dass auch bei ausreichendem Verpressungsgrad Undichtigkeiten auftraten,. Dich, tungsringe mit Zelistruktur sind hierzu in der Lage, sofern die Zelistruktur sich bis auf die äussere Oberfläche des Dichtringes erstreckt. Dies führte zu einer be vorzugten Verwendung dieser Dichtungsringe. > speziell für die Abdichtung von Steinzeugrohren.
Diese Ringe besitzen aber häufig nicht genügend grosse Tragkraft, so dass man zusammengesetzte Roliringe verwendet hat, bei denen der Abschnitt, der im Rohrstoss, unten liegen soll, aus tragfähigem Vollmaterial oder härter eingesteiltem Material mit Zelistruktur und der übrige Teil aus Material mit Zellstruktur in der normalerweise verwendeten Härte besteht. Dabei lassen sich die Vorteile der gut dichtenden Anlage des Zelimaterfais (z. B.
verschäumter Kunststoff) an den abzudichtenden Flächen nur auf einem Teil des Umfanges des Dichtung ringes ausnutzen. Auch ein bekannter Dichtungsring aus Volimaterial mit rillierter Oberfläche kann die geschilderten Nachteile der bekannten Ringe nicht vermeiden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Dichtungsringe zu vermeiden.
Es wurde gefunden, dass diese Aufgabe in für den Fachmann unerwarteter und überraschender Weise dadurch besonders einfach gelöst werden kann, dass der Dichtungsring einen Kern aus Vollmaterial und eine äussere Hülle aus Material mit Zellstrnktur aufweist. Dadurch werden die Vorteile der bekannten Ringe in besonders zweckmässiger Weise unter Vermeidung der geschilderten Nachteile miteinander verbunden. Der Kern der Ringe mit einer verhältnismässig hohen Rückstellkraft liefert die notwendige Tragkraft, während sich die Hülle aus Schaumstoff mit einer geringen Rückstellkraft allen Oberflächenunebenheiten und -unregelmässigkeiten anpasst und somit für eine gute Abdichtung auch bei extremen Verhältnissen.
sorgt.
Die derart hergestellten Dichtungsringe bestehen vorzugsweise aus elastomerem Verbundmaterial, wobei der Kern ein massiver Vollrundstrang mit oder ohne axialem oder um die Achse angeordnetem Hohlraum ist und eine fest aufgelagerte Hülle aus Material mit Zellstruktur aufweist. Diese Dicke ist etwa gleich der eineinhalbfachen Dicke der Oberflächenunregeimässig- keiten der abzudichtenden Rohre, d. h. die äussere weiche Hülle wird den erwarteten Unregelmässigkeiten der abzudichtenden Flächen angepasst, während die Durchmesser des axial angeordneten Hohlraums im Kern in bekannter Weise entsprechend der bei Höchstverpressung maximal gewünschten Rückstellkraft en- zustellen ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Kern des Verbundringes aus folgender Mischung hergestellt werden:
137,5 Teile Stvrol-Butadienkautschuk (ölgestreckt)
1,5 Teile Stearinsäure
5 Teile Zinkoxyd
1,5 Teile Alterungsschutzmittel PBN
45 Teile HAF-Russ
4 Teile Weichmacher
3 Teile Kumaronharz
1,4 Teile Schwefel
2 Teile Vulkazit MOZ
0,6 Teile Vulkazit Thiuram
Die Dichte dieser Mischung beträgt ca. 1,1 g/cm5.
Sie wird auf in der Gummi- und Kunststoffindustrie bekannten Mischmaschinen wie Innenmischer und Walzwerken hergestellt und schliesslich auf Gummischneckenpressen zu Rundsträngen mit und ohne axialem Hohlraum extrudiert und in bekannter Weisc vulkanisiert. Die so hergestellten Rundstränge werden nunmehr im Extrusionsverfahren mit einer ähnlichen Mischung umhüllt, die jedoch ein zusätzlich bekanntes Treibmittei in einer Menge enthält, so dass man ein Zelimaterial mit einer Dichte von etwa 0,65 g/cm8 erhält.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäss hergestellten Dichtungsringes dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt des Ringes und
Fig. 2 einen ähnlichen Querschnitt eines dickeren Ringes, der einen axialen Hohlraum besitzt.
Der Dichtungsring 1 gemäss Fig. 1 besitzt einen Kern 2 aus einem im Querschnitt kreisförmigen Runde strang aus Vollmaterial. Dieser Kern ist mit einer Hülle 3 aus aufgeschäumtem oder aufgeblähtem Mate nal mit Zelistruktur umgeben.
Der Dichtungsring 4 gemäss Fig. 2 besitzt einen Kern 5 aus einem Vollmaterial-Rundstrang mit im Querschnitt kreisförmigem axialem Hohlraum 6. Diesee Kern 5 ist ebenfalls mit einer Hülle 7 aus aufgeschäumtem oder aufgeblähtem Material mit Zeiistruk- tur umgeben.
Ein fertiger Dichtungsring mit einer Schnurstärke von 20 mm besitzt beispielsweise einen Kern mit einem Durchmesser von 12 nun und eine Hülle mit einer Wandstärke von 4 mm. Ein anderer fertiger Dichtungsring mit einer Schnurstärke von 30mm besitzt einen Kern mit einem Durchmesser von 20 nun, der einen axialen Hohlraum mit einem Durchmesser von 6 mm enthält und mit einer äusseren Hülle aus Zeilmaterial mit einer Wandstärke von 5 mm versehen ist.