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Muffenverbindung für Rohre Die Erfindung bezieht sich auf eine Muffenverbindung
für Hohre, mit einem Dichtungsring, der einen umlaufenden Dichtungsteil aus elastisch
verformbaren Material und einen in Axialrichtung daran gegen das Muffenende hin
anschließenden, umlaufenden Stützteil aus gegen Verformung widerstandsfähigem Material
aufweist, der sich gegen einen Haltebund am äußeren Ende einer den Dichtungsring
aufnehmenden Ringnut in der Muffe abstützt, in die der Dichtungsring bereits beim
Zusammenfahren der Rohre eingelegt ist.
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Bei bekannten Muffenverbindungen dieser Art (USA-Patentschrift 2
953 398, Fig. 9) sind die beiden aus Material unterschiedlicher Ilärte bestehenden
Teile des Dichtungsrings entlang einer Radialebene integral miteinander verbunden.
Die
Herstellung einer solchen Verbindung in ausreichender Festigkeit
erweist sich jedoch als schwierig und es besteht die Gefahr, daß sich beim Einlegen
des Dichtungsrings oder beim Zusammenfahren der Rohre die Verbindung ganz oder stellenweise
löst; diese Gefahr besteht insbesondere dann, wenn, wie es bei der bekannten Huffenverbindung
für nötig erachtet wird, der Stützteil gegen die Muffe auch in Axialrichtung vollkommen
festgelegt ist, so daß beim Einschieben des Rohrs, an dem sich der Dichtungsteil
in Reibanlage befindet, in der Verbindungsfläche beider Teile eine erhebliche Zugbeanspruchung
auftritt.
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Der Erfin'dung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Muffenverbindung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der trotz wesentlicher Herstellungsvereinfachung
der Gefahr einer Lösung der beiden Teile des Dichtungsrings bzw. den Folgen eines
Lösens dieser Teile voneinander wirksam begegnet ist.
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Die erfindungsgemäße Muffenverbindung zeichnet sich dadurch aus,
daß zur Verbindung der beiden Teile des Dichtungsrings einer davon mindestens einen
sich axial vorerstreckenden Vorsprung mit sich nach vorn vergrößerndem Querschnitt
aufweist, der durch Einführen in eine entsprechende Ausnehmung des anderen Teils
mit diesem verknöpfbar ist. Bei einer derartigen Muffenverbindung ist zunächst der
fertigungstechnische Vorteil gegeben, daß der Stützteil und der Dichtungsteil getrennt
hergestellt und in sehr einfacher Weise miteinander verbunden werden können. Außerdem
erweist sich die so hergestellte Verbindung hinsichtlich einer Zugbeanspruchung
entlang dem ganzen Dichtungsring als außerordentlich
stabil. Selbst
ein eventuelles örtliches Lösen der beiden Teile ist ungefahrlichs da die Verbindung
bei einer späteren Druckbeanspruchung von selbst wieder hergestellt wird.
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Zweckmäßig sind alle Vorsprünge einstückig mit dem Stützteil verbunden,
dessen härteres Material sich besonders dafür eignet, druckknopfartig in den nachgiebigen
Dichtungsteil eingesteckt zu werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist
am Stützteil ein einziger Vorsprung vorgesehen, der aus einem ssch nach vorne amlstartig
verbreiterndem Ringsteg besteht, der aus der dem Dichtungsteil zugewandten Stirnfläche
des Stützteils vorspringt. Dieser Ringsteg wird in eine umlaufende Ring-lilinne
im Dichtungsteil eingesteckt. Beim Zusammenbau des Dichtungsrings braucht hierbei
auf die gegenseitige Umfangs stellung der beiden Teile keine Rücksicht genommen
zu werden. Die axiale Zugfestigkeit ist sehr hoch und der Zug verteilt sich gleichmäßig
auf den ganzen hing.
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Wird Wert auf besonders hohe Zugfestigkeit gelegt, so ist es auch
möglich, den Dichtungsteil und den Stützteil in ihrer verknöpften Stellung zusammenzuvulkanisi
eren. Hierdurch addieren sich der Formschluß und der durch das Vulkanisieren erzielbare
Zusammenhalt.
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Als Materialien eignen sich Werkstoffe wie etwa Gummi, Kunststoff
od dgl., wobei der Dichtungsteil zweckmäßig eine Härte von 40 bis 60 Shore und der
Stützteil eine Härte von 80 bis 100 Shorz aufweist. Diese Werkstoffzusammenstellung
ergibt sehr vorteilhafte Eigenschaften einerseits hinsichtlich der Abdichtung und
andererseits hinsichtlich des Altes des Dichtungsrings in der Muffe. Zweckmäßig
hat dabei der ringförmige
Stützteil - ohne die Vorsprünge und Ausnehmungen
-eine axiale Stcirlie, die etwa einem Viertel seiner Ringbreite gleich ist, so daß
er dem Dichtungsring zwar die notwendige Steifigkeit verleiht, um auch bei Druckstößen
fest in der Muffe zu sitzen, daß der Dichtungsring aber andererseits zum Einlegen
in die Muffe leicht von hand verwunden werden kann.
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Zur Erhöhung der Steifigkeit des Stützteils ist es noch möglich, an
seinem inneren und/oder an seinem äußeren T2and einen Steg vorzusehen, der sich
in Axialrichtung zum Dichtungsteil hin erstreckt und an dessen komplementär ausgebildete;
Fläche anliegt.
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Zweckmäßig ist der Diclltungsring-in der ihn aufnehmenden Ringnut
der muffe in einem begrenzten Bereich zwischen den beiderseits die Ringnut axial
begrenzenden Ringflächen axialversci:ieblicli. Ein axialer Spielraum ist ohnehin
vorteilhaft, um die Ilatcrialverdrängung beim Einschieben des Rohrendes auszugleichen.
Durch die axiale Verschiebbarkeit ergibt sich nun der Vorteil, daß sich der Dichtungsring
beim ;'inschieben an der muffeninneren Stirn-Ringfläche der Ringnut abstützt und
somit die Verbindungsfläche der beiden Teile nicht auf Zug beansprucht wird. Bei
einem späteren Druckaufbau im Rohrinneren verschiebt sich sodann der Dichtungsring
wieder, bis der Stützteil am Haltebund anliegt. Bei einem schwalbenschwanzförmigen
Querschnitt des Dichtungsteils empfiehlt sich dabei eine solche AusbilduJlg der
Muffe, daß ein sich im Rohre inneren aufbauend er Druck Zugang zum Schwalbenschwanztal
findet, um den Dichtungsring in der Muffe nach außen zu verschieben.
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Bei der erfindungsgemäßen Nuffenverbindung ist es mögsich, im Haltebund
am äußeren Ende der Muffe wenigstens eine Lücke vorzusehen, die sich in ihrer Breite
über eine kleine Umfangsweite erstreckt und die eine Kontrolle oder Beeinflussuni
des Dichtungsrings ermöglicht. Eine derartige lücke ist fiultissi>, da del Stützteil
des Dichtungsrings die in diesem Bereich aufzufangende, durchden Innendruck erzeugte
Kraft aufzunehmen vermag.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise
veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Seite einer
erfindungsgemäßen Muffenverbindung; Fig. 2 einen in einer erfindungsgemäßen Muffenverbindung
verwendbaren Dichtungsring im Schnitt. .
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An der Verbindungsstelle eines Rohrs 1 mit einem Rohr 2 ist eine
mit dem ohr 2 fest verbundene Muffe 3 über das Ende des rohres 1 geschoben. Im Innern
der Muffe 3 ist eine nach innen offen Ringnut 4 ausgebildet, die gegen die Muffenaußenseite
zu von einem ialtebund 5 begrenzt ist, der der Ringnut 4 eine im wesentlichen in
einer Radialebene liegende Ringfläche 6 zuwendet. Auf der gegenüberliegenden Seite
wird die liingnut 4 von einer unebenen Rtngfiäche 7 begrenzt, die im wesentlichen
von abgerundeten Konturen eines in die Ringnut 4 hineinragenden Ringstegs 8 gebildet
wird. In der Ringnut 4 ist ein Dichtungsring 11 angeordnet, der sowohl an der Muffe
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als auch am Rohr 1 anliegt. Der Dichtungsring 11 ist zweiteilig
ausgebildet und besteht aus einem Stützteil 12 aus einem wenig verformbaren, eher
steifen Material einer llärte von etwa 80 bis 100 Shore und aus einem Dichtungsteil
13 aus einem elastisch weichverformbaren Material einer warte von 40 bis 60 Shore.
Als Material kommt insbesondere Gummi in Frage, jedoch kann auch ein gutamiülinlicher
Kunststoff od.dgl.
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zur Anwendung gelangen. Der Stützteil 12 ist als Ring von im wesentlichen
radialer Erstreckung ausgebildet, an dessen einer Stirnseite ein ringförmiger Steg
14 vorspringt, dessen Stcirke, in Radialrichtung gesehen, mit zunehmendem Abstand
von dem radialverlaufenden Teil des Stützteils 12 bis zu einem Höchstwert zunimmt.
Der Steg 14 weist also im Querschnitt eine etwa birnenförmige Gestalt auf.
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Im Dichtungstetl 13 ist andererseits in seiner dem Stützteil 12 zugewandten
Stirnseite eine Rinne 15 mit im Querschnitt dem Steg 14 komplemexltärer Formgebung
ausgenommen. Der Stützteil 12 und der Dichtungsteil 13 lassen sich somit durch Einstecken
des Stegs 14 in die Rinne 15lösbar miteinander verbinden.
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Der Stützteil 12 ist an seinen beiden Rändern mit kurzen Stegen 21
und 22 ausgestattet, die auf den Dichtungsteil 13 zu gerichtet sind. Diese Stege
erhöhen die Steifigkeit des Stützteil 12 und führen anderersoits zu einer solchen
Form des Dichtungsteils 13 im Bereictl der Rinne 15, daß der Steg 14 in seinem italsteil
trotz der Elastizität des Dichtungsteils relativ fest umschlossen ist. Der Dichtungsteil
13 tragt an seiner Innenseite ringförmige lippen 23, die wegen
ihres
sägezahnartigen Profils und des nachgiebigen Materials das Einführen des Rohres
1 leicht ermöglichen, andererseits jedoch eine dichte Anlage bei Größt- und Kleinstdurclimesser
sicher gewährleisten. An dem der Iduffeninnenseite zugewandten, dem Rohrinnendruck
ausgesetzten Ende ist der Dichtungsring mit zwei im Querschnitt schwalbenschwanzartigen
Dichtlippen 24 verseilen, von denen die eine an der Muffe 3 und die andere am Rohr
1 anliegen. Der abzudichtende Überdruck verstärkt die Anlage der Dichtungslippen
an den Rohrfllicilen.
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Der an der Muffe befesti6te, der Form des Dichtungsrings 11 zwischen
den Dichtlippen 24 entsprechende Ringsteg 8 weist, über 3einen Umfang verteilt,
verschiedentlich schmale Unterbrechungen 25 auf, die auch bei in der Muffe zurückgeschobenem
Dichtungsring den Rohrimlendruck an diesen Stellen zwisalien die Dichtlippen 24
vordringen lassen. Auf der Seite des Stützteils 12 des Diciitungsrings sind im Iialtebunå
5 stellenweise schmale lücken 26 von der Mittelbohrung her eingeschnitten.
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Durci diese Lücken kann auf die Lage des Dichtungsrings 11 in der
Ringnut 4 Einfluß genommen werden. Die Lücken müssen sci.mal genug sein, daß der
Stützteil 12 ein Ilerausquetschen des Dichtungsrinfis im Bereich dieser Lücken verhindert.
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Beim Einsetzen des Dichtungsrings 11 in die Muffe 3 wird er mit der
Hand verbogen oder verwunden, in die Muffe 3 von vorne eingesteckt und im Bereich
der Ringnut 4 wieder losgelassen. Bei seinf Entspannung legt er sich an die außenwand
der Ringnut 4 an. Beim Einfahren des Rohrs 1 wird der Diciltungsteil 13 im Bereich
der Rippen 23 und der Dichtlippen 24
zusammengedrückt. Zur Erhöhung
der Gleiteigenschaften wird der Bereich der Rippen 23 zuvor mit einem später auch
die Abdichtung begünstigenden Gleitmittel versehen. Gegebenenfalls schiebt sich
nun der gesamte Dichtungsring 11 bis zur Anlage an der Ringfläche 7 in die Muffe
hinein. Bei späterem Druckaufbau im Rohrinneren gelangt das Druckmittel durch die
Unterbrechungen 25 an die Rückseite des Dichtungsrings 11 und schiebt ihn in Anlage
mit der Ringfläche/des Haltebunds 5. Der mit dem Dichtungsteil 15 fest verbundene
Stützteil 12 gewährleistet eine sichere Lage des Dichtungsrings in der '>ingnut
4 und verhindert, daß er beispielsweise bei plötzlichen Druckstößen aus der Muffe
herausgequetscht wird.