DE102011015462A1

DE102011015462A1 - Formteil mit mindestens einer Steckmuffe aus Kunststoff sowie mit einer ringförmigen Lippendichtung sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Formteils

Info

Publication number: DE102011015462A1
Application number: DE102011015462A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: BECK, MARKUS, DE
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: DE202012003173U1; DE102011015462B4; AT13003U1

Abstract

In einem Formteil (1) mit mindestens einer Steckmuffe (2, 3) aus Kunststoff sowie mit einer ringförmigen Lippendichtung ist die Lippendichtung (5, 6) in der Steckmuffe (2, 3) sich über deren Innenumfang erstreckend angeordnet. Die Lippendichtung (5, 6) weist einen Basisabschnitt (6) und in Achsrichtung (8) der Steckmuffe (2, 3) versetzte Dichtlippen (5) auf, welche gegen die Achsrichtung (8) der Steckmuffe (2, 3) abgeschrägt ausgebildet sind. Sie weist mindestens vier in Achsrichtung der Steckmuffe (2, 3) versetzte Dichtlippen (5) auf. Die Lippendichtung (5, 6) besteht aus einem Elastomer, das an dem Außenumfang des ringförmigen Basisabschnitts (6) mit dem Innenumfang der Steckmuffe (2, 3) stoffmäßig verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil mit mindestens einer Steckmuffe aus Kunststoff sowie mit mindestens einer ringförmigen Lippendichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Aspekt der Erfindung betrifft auch die Herstellung eines solchen Formteils.
Ein derartiges bekanntes Formteil aus Kunststoff weist mindestens einen Bereich auf, der als Steckmuffe ausgebildet ist, und wird deswegen auch insgesamt als Muffenformteil bezeichnet. Das Formteil kann ein Rohrformteil, wie ein Bogen, eine Reduktion, ein Formteil für bzw. mit einer Drosselklappe, sein. Es dient zur Verbindung mit einem Rohr, welches aus Kunststoff, Blech, Stahl, VA oder Aluminium bestehen kann, oder mit einem anderen Formteil, welches mit einem geraden, stutzenförmigen Ende ausgebildet ist.
Solche Formteile und Rohre werden in Be- und Entlüftungsanlagen, zur Be- oder Entwässerung mit bzw. von Flüssigkeiten, insbesondere im Gebäudebereich eingesetzt.
Bei der Anordnung eines Formteils mit einer Steckmuffe mit einem eingesteckten Rohr oder dergleichen soll das Rohr flüssigkeitsdicht bzw. gasdicht mit dem Formteil bzw. der Steckmuffe verbunden werden. Hierzu ist eine Steckmuffe mit Lippendichtung bekannt, die als Einlegeteil ringförmig ausgeformt ist und lose geliefert wird, so dass sie im Inneren der Steckmuffe sich über deren Innenumfang erstreckend angebracht werden kann (Broschüre der Fa. Beck Kunststoffverformungs GmbH „Innovation Mai 2003, Lufttechnik für Laboratorien"). Die Lippendichtung weist hierfür außen Ansätze auf, die in Ausnehmungen in der Steckmuffe passen. Zum Halten und Abdichten eines an der Einbaustelle in die Steckmuffe eingesteckten Rohrs oder dergleichen sind auf der Innenseite der Lippendichtung zwei in Achsrichtung versetzte Dichtlippen ausgeformt, die gegenüber der Achsrichtung der Steckmuffe abgeschrägt sind. Mit einer solchen, mit der Lippendichtung versehenen Steckmuffe soll eine dicht schließende Verbindung zwischen dem Formteil mit der Steckmuffe und einem Rohr oder dergleichen ohne Verkleben oder Verschweißen realisiert werden. Dabei sollen auch Rohre aus anderen Materialien als Kunststoff, wie z. B. Stahl, Glas, Steinzeug, als Rohrmaterial dicht verbunden werden können. Außerdem wird generell gefordert, dass die Formteil-/Rohrverbindung sich auch bei Überdruck oder Unterdruck bzw. Vakuum im Inneren der Formteil-/Rohrverbindung nicht selbsttätig löst. Mit anderen Worten: Zum Lösen der Formteil-/Rohrverbindung soll eine hohe Auszugskraft erforderlich sein.
Die oben genannten Anforderungen an eine Formteil-/Rohrverbindung können nach der neueren Entwicklung der Normung von Kunststoffrohren (EN ISO 15494:2003(D)), die für Kunststoffrohre je nach Durchmesser zwischen 12 mm bis 1600 mm ein Übermaß von 0,3 bis 10 mm Durchmesser zulassen, nicht ohne Weiteres mit einer ringförmigen Lippendichtung mit einer oder zwei Dichtlippe(n) erfüllt werden. Eine Klebe-/Schweißverbindung statt dessen kann bei großen Übermaßen nicht realisiert werden.
Zum Stand der Technik der Muffen-/Rohrverbindungen gehören auch Krallen oder Klammem, die an ihrem rohrseitigen Ende eine Verzahnung sowie einen mittigen Dichtungsring oder ein mittiges Dichtungsprofil aufweisen können ( US 2005/0253380 A1 , US 4 471 979 A , DE 100 06 029 A1 ). Solche Rohrverbindungsvorrichtungen erfordern jedoch zur dichten Anbringung zusätzliche Manipulationen, wie beispielsweise ein Zusammenschrauben der Vorrichtungsteile. Ferner haben sie den Nachteil, dass sich die verzahnten Bereiche bzw. inneren zackenartigen Vorsprünge in Kunststoffmaterial des Rohrs, dessen Festigkeit herabsetzend, eindrücken können oder bei festeren Rohrmaterialien, wie Stahl, Steinzeug, nicht die erwünschte hohe Auszugskraft der Rohrverbindung gewährleisten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik, ein Formteil mit mindestens einer Steckmuffe an einem Formteilende sowie mit einer ringförmigen Lippendichtung zu schaffen, mit der eine einfache, dichte Formteil-/Rohrverbindung mit hoher Auszugskraft realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Formteil mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
Die Besonderheiten des Formteils aus Kunststoff mit mindestens einer Steckmuffe und mit einer ringförmigen Lippendichtung bestehen somit darin, dass die Lippendichtung aus einem Elastomer besteht, das an dem Außenumfang eines ringförmigen Basisabschnitts der Lippendichtung mit dem Innenumfang der Steckmuffe stoffmäßig verbunden ist und dass die Lippendichtung mindestens vier in Achsrichtung der Steckmuffe versetzte Dichtlippen aufweist.
Somit kann zwischen dem Außenumfang des ringförmigen Basisabschnitts der Lippendichtung und dem Innenumfang der Steckmuffe keine Undichtigkeit auftreten und die mindestens Vierfach-Lippendichtung, welche den ringförmigen Basisabschnitt und die mindestens vier in Achsrichtung der Steckmuffe versetzten Dichtlippen umfasst, ist zusammen mit der Steckmuffe robust einstückig ausgebildet. Da die Dichtlippen zudem gegen Achsrichtung des Formteils bzw. deren Muffenabschnitts abgeschrägt geformt sind, bilden sie eine dichte Verbindung mit hoher Auszugsfestigkeit, weil sich die Dichtlippen zum Inneren der Steckmuffe unter Auszugskraft hochstellen, damit einen Auszug hemmen und die Dichtigkeit erhöhen. Somit können mit der mindestens vierfachen eingespritzten Lippendichtung mit abgeschrägten Dichtlippen können auch große Übermaße der zu verbindenden Rohre beherrscht werden.
Eine solche Lippendichtung an einem Formteil, nämlich der Steckmuffe, kann nach Anspruch 6 einfach dadurch hergestellt werden, dass nach dem als erster Spritzvorgang erfolgenden Spritzen des Formteils mit der mindestens einen Steckmuffe aus einem thermoplastischen Kunststoff in einem zweiten Spritzvorgang jeweils eine Lippendichtung aus einem Elastomer mit einem ringförmigen Basisabschnitt und mindestens vier in Achsrichtung der Steckmuffe versetzte Dichtlippen ringförmig über den Innenumfang der mindestens einen Steckmuffe zusammenhängend in diese eingespritzt wird. Nach dem zweiten Spritzvorgang ist somit das Formteil mit der Steckmuffe und der mindestens vierfachen Lippendichtung einstückig ausgebildet.
Vorzugsweise wird bei großen Übermaßen und extremen Druckverhältnissen in der Muffen-/Rohrverbindung gemäß Anspruch 2 eine Fünffachlippendichtung mit fünf in Achsrichtung versetzten abgeschrägten Dichtlippen in die Steckmuffe des Formteils eingespritzt. Damit kann zum Beispiel ein Vakuum bis zu einem Unterdruck von 90000 Pa in der Muffen-/Rohrverbindung abgedichtet werden und die Muffen-/Rohrverbindung aufrechterhalten werden.
Zum Einspritzen der Mehrfachlippendichtung in die Steckmuffe des Formteils kann dieses nach Anspruch 3 aus einem thermoplastischen Kunststoff aus der Gruppe PVC, PP, PPs, PVDF, PE und PPs-el bestehen. Ein Kunststoff aus dieser Gruppe kann je nach Anwendungsfall ausgewählt werden.
Gemäß Anspruch 4 weist die Steckmuffe des Formteils vorteilhaft eine ringförmige Ausweitung auf, in die die Lippendichtung eingespritzt ist. Dadurch kann die Lippendichtung, abgesehen von den Dichtlippen, den gleichen Innendurchmesser wie der benachbarte Abschnitt des Steckmuffeninnern aufweisen, was das Einführen des Rohrendes zum Herstellen der Muffen-/Rohrverbindung durch sichere Führung erleichtert und Beschädigungen der Mehrfachlippendichtung bei der Montage weitgehend ausschließt. Die ringförmige Ausweitung der Steckmuffe im Bereich der Ringdichtung wirkt sich nach außen als ringförmige Erhebung der Steckmuffe aus, wobei im Verlauf deren Achsrichtung die Materialstärke der Steckmuffenwand gleich bleibt.
Die ringförmige Erhebung ermöglicht eine zuverlässige Anbringung einer optionalen Halteklammer ohne sich in die Steckmuffe eingrabende Zähne, Spitzen oder dergleichen. Wenn zur Sicherung der Muffen-/Rohrverbindung, die mittels der Halteklammer zusätzlich zusammengeklammert wird, sich die Halteklammer allenfalls in das Material des Rohrs einkrallt, kann die dadurch bedingte Einkerbung des Rohrs infolge der an sich guten Wirkung der Mehrfachlippendichtung so begrenzt werden, dass die Festigkeitseigenschaften des Rohrs weitgehend erhalten bleiben. Ein getrenntes Dichtungselement, wie ein O-Ring, ist in der Halteklammer nicht erforderlich.
Vorteilhaft weist nach Anspruch 5 die Ausweitung der mindestens einen Steckmuffe des Formteils in vorzugsweise äquidistanten Abständen längs des Umfangs der Ausweitung Dehnfugen auf, die in Achsrichtung der Steckmuffe bis zu einer äußeren Stirnseite der Ausweitung verlaufen, wobei sich der Basisabschnitt der Lippendichtung bis in die Dehnfugen erstreckt und mit diesen stoffmäßig verbunden ist. Mit den Dehnfugen kann eine Formteil-/Rohrverbindung auch bei ungünstiger Passung des Rohrs beschädigungsfrei ohne zu großen Kraftaufwand hergestellt werden, wonach die fertiggestellte Formteil-/Rohrverbindung auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen dicht bleibt und einer hohen Auszugskraft widersteht.
Das Fertigungsverfahren für diese vorteilhafte Ausbildung des Formteils zeichnet sich dementsprechend nach Anspruch 7 dadurch aus, dass der ringförmige Basisabschnitt der Lippendichtung aus Elastomer bis in die Dehnfugen, die in Achsrichtung der mindestens einen der Steckmuffen bis zu deren Stirnseite verlaufen, gespritzt wird.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Formteils mit Lippendichtung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung mit drei Figuren erläutert, aus der weitere vorteilhafte Merkmale entnehmbar sind. Es zeigt:
1 ein bogenförmiges Formteil mit endseitigen Steckmuffen und ein auf eine der Steckmuffen ausgerichtetes, gerades Rohrstück, welches mit dieser Steckmuffe verbunden werden soll, in einer schaubildlichen Explosionsdarstellung,
2 einen Abschnitt des gegenüber 1 etwas größer dargestellten Formteils im Bereich einer Steckmuffe in einer Seitenansicht und
3 den Bereich des Formteils gemäß 2 in einem Längsschnitt.
In 1 ist ein Formteil aus thermoplastischen Kunststoff allgemein mit 1 bezeichnet, welches bogenförmig ausgebildet ist und an jedem seiner beiden Enden als Steckmuffe 2 bzw. 3 geformt ist, d. h. aus einem thermoplastischen Kunststoff der Gruppe PVC, PP, PPs, PVDF, PE und PPs-el, gespritzt ist.
In die Steckmuffe 2 soll ein gerades Rohrstück 4 dicht und auszugsfest eingeschoben werden, welches nicht aus einem solchen Kunststoff zu bestehen braucht.
Wie aus 1 ersichtlich, weist die Steckmuffe 2 innen eine Vierfach-Lippendichtung mit vier in Richtung der Achse 8 der Steckmuffe 2 versetzten Dichtlippen 5 auf, die aus einem ringförmigen Basisabschnitt 6 nach innen in der Steckmuffe 2 vorstehen. Die Dichtlippen 5 sind gegenüber der Achse 8 so abgeschrägt geformt, d. h. zusammen mit dem ringförmigen Basisabschnitt 6 in die Steckmuffe 2 gespritzt, dass sie in Richtung der Achse 8 gesehen aus dem Basisabschnitt 6 kontinuierlich zunehmend zum Innern der Steckmuffe 2 herauswachsen.
Die Dichtlippen 5 und der ringförmige Basisabschnitt 6 der Lippendichtung sind in einer Ausweitung 7 der Muffe 2 formschlüssig eingespritzt. Die Lippendichtung besteht aus einem Elastomer, das mit dem thermoplastischen Kunststoff des Formteils eine stoffmäßige Verbindung eingeht.
Die Ausweitung 7 zeigt sich auf der Außenseite der Steckmuffe 2 als ringförmige Erhebung, die zur Anlage einer nicht dargestellten Halteklammer geeignet ist, die optional zur Erhöhung bzw. Sicherung der Auszugsfestigkeit vorgesehen werden kann.
Die Steckmuffe 3 auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Formteils 1 kann grundsätzlich wie die Steckmuffe 2 ausgebildet sein.
Eine formschlüssige, dichte Formteil-/Rohrverbindung kann durch Zusammenschieben des Formteils 1 mit dem geraden Rohrstück 4 hergestellt werden. Falls gewünscht kann diese zugfeste Verbindung durch Aufbringen einer nicht dargestellten Halteklammer außen auf der ringförmigen Ausweitung 7 der Steckmuffe 2 und einem benachbarten Abschnitt des eingesteckten geraden Rohrstücks 4 gesichert werden.
In der Ausweitung 7 der Steckmuffe 2 ist entlang deren Umfang eine Reihe Dehnungsmuffen ausgespart, von denen nur drei mit 9, 10, 11 bezeichnet sind. Jede der Dehnungsfugen erstreckt sich wie dargestellt bis zur Stirnseite der Steckmuffe 2 und durchdringt die Ausweitung 7 radial vollständig. Nach Einspritzen der Lippendichtung 6, 5 sind die Dehnungsfugen, z. B. 9, 10, 11, durch das Elastomer der Lippendichtung 5, 6 geschlossen, deren ringförmiger Basisabschnitt 6 sich so bis in die Ausnehmung 9 bzw. 10 bzw. 11 erstreckt, dass er diese ausfüllt und mit den die Ausnehmungen begrenzenden Flächen der Ausweitung 7 der Steckmuffe 2 stoffmäßig, also völlig dicht, verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Formteil
2: Steckmuffe
3: Steckmuffe
4: gerades Rohrstück
5: Dichtlippen
6: ringförmiger Basisabschnitt
7: Ausweitung
8: Achse
9: Dehnfuge
10: Dehnfuge
11: Dehnfuge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2005/0253380 A1 [0006]
US 4471979 A [0006]
DE 10006029 A1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Fa. Beck Kunststoffverformungs GmbH „Innovation Mai 2003, Lufttechnik für Laboratorien” [0004]
EN ISO 15494:2003(D) [0005]

Claims

Formteil (1) mit mindestens einer Steckmuffe (2, 3) aus Kunststoff sowie mit einer ringförmigen Lippendichtung, wobei die Lippendichtung (5, 6) in der Steckmuffe (2, 3) sich über deren Innenumfang erstreckend angeordnet ist und die Lippendichtung (5, 6) einen Basisabschnitt (6) und in Achsrichtung (8) der Steckmuffe (2, 3) versetzte Dichtlippen (5) aufweist, welche gegen die Achsrichtung (8) der Steckmuffe (2, 3) abgeschrägt ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippendichtung (5, 6) aus einem Elastomer besteht, das an dem Außenumfang des ringförmigen Basisabschnitts (6) mit dem Innenumfang der Steckmuffe (2, 3) stoffmäßig verbunden ist, und dass die Lippendichtung (5, 6) mindestens vier in Achsrichtung der Steckmuffe (2, 3) versetzte Dichtlippen (5) aufweist.
Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippendichtung (5, 6) fünf in Achsrichtung der Steckmuffe (2, 3) versetzte Dichtlippen (5) aufweist.
Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1) mit der Steckmuffe (2, 3) aus einem thermoplastischen Kunststoff der Gruppe PVC, PP, PPs, PVDF, PE und PPs-el besteht.
Formteil nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckmuffe (2, 3) eine ringförmige Ausweitung (7) aufweist, in die die Lippendichtung (5, 6) eingespritzt ist.
Formteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausweitung (7) der mindestens einen Steckmuffe (2, 3) längs ihres Umfangs in vorzugsweise äquidistanten Abständen in Achsrichtung der Steckmuffe (2, 3) bis zu einer äußeren Stirnseite der Ausweitung (7) vorlaufende Dehnfugen (9, 10, 11) aufweist, und dass sich der Basisabschnitt (6) der Lippendichtung (5, 6) aus Elastomer bis in die Dehnfugen (9, 10, 11) erstreckt, mit denen er stoffmäßig verbunden ist.
Verfahren zum Herstellen eines Formteils (1) mit mindestens einer Steckmuffe (2, 3) und einer Lippendichtung (5, 6) an mindestens einer der Steckmuffen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass nach Spritzen des Formteils (1) mit der mindestens einen Steckmuffe (2, 3) aus einem thermoplastischen Kunststoff in einem ersten Spritzvorgang, in einem nachfolgenden zweiten Spritzvorgang jeweils eine sich über den Innenumfang der mindestens einen Steckmuffe (2, 3) erstreckende Lippendichtung (5, 6) aus einem Elastomer mit einem ringförmigen Basisabschnitt (6) und mindestens vier in Achsrichtung (8) der mindestens einen Steckmuffe (2, 3) versetzten Dichtlippen (5), die in Achsrichtung (8) der mindestens einen Steckmuffe (2, 3) abgeschrägt sind, in die mindestens eine Steckmuffe (2, 3) eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Basisabschnitt (6) der Lippendichtung (5, 6) aus Elastomer bis in Dehnfugen (9, 10, 11), die in Achsrichtung der mindestens einen der Steckmuffen (2, 3) bis zu einer Stirnseite der mindestens einen Steckmuffe (2, 3) verlaufen, gespritzt wird.