DE19943473A1 - Dichtungsvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung 1, 10, bestehend aus einem Ringelement und einem Dichtungselement. Zur Erhöhung der Dichtigkeit und Vermeidung von nicht ordnungsgemäß eingelegten Dichtungselementen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Ringelement und das Dichtungselement unmittelbar miteinander verbunden sind und eine einteilige Ausführung bilden, wobei das Ringelement zumindest teilweise in den Dichtungselement eingebettet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung, bestehend aus einem
Ringelement und einem Dichtungselement.
Dichtungsvorrichtungen der gattungsgemäßen Art werden überwiegend bei
Rohrmuffenverbindungen für flüssige oder gasförmige Medien eingesetzt,
wobei die Dichtungsvorrichtung aus einem einzelnen Ringelement und einem
einzulegenden Dichtungselement besteht. Das Dichtungselement ist hierbei
zum Abdichten der Muffenverbindung vorgesehen und wird in einer radialen
Ausnehmung der Muffe eingelegt und durch Kraftschluß abdichtend einge
preßt. Der Kraftschluß wird beispielsweise durch eine Konusmutter und einem
Klemmring erzeugt, welcher mittelbar über dem Ringelement eine radiale
Flächenpressung vornimmt. Diese Ausführungsform wurde in nahezu mehreren
Jahrzehnten unverändert beibehalten, weil durch die Konusmutter und deren
Drehbewegung über den Klemmring nicht nur eine Andruckkraft, sondern
gleichzeitig ein Drehmoment übertragen wird, welches durch den vorhandenen
Reibschluß unmittelbar zu einer Drehbewegung des Klemm- bzw. Ringele
mentes innerhalb der Muffe führt. Damit das Dichtungselement nicht mitgedreht
wird, erfolgt die Zweiteilung von Ringelement und Dichtungselement. Aufgrund
der Tatsache, dass das Dichtungselement und das Ringelement einzeln in die
Rohrmuffe eingelegt werden müssen, ist erhöhte Sorgfalt geboten. Im Falle
eines nicht richtig sitzenden Dichtungselementes kann es aufgrund einer nicht
gleichmäßigen radialen Andruckkraft zu einer teilweisen Undichtigkeit der
Rohrmuffe führen. Besonders schwierige Situationen entstehen dann, wenn
das Dichtungselement schief eingelegt oder aber während der Verschraubung
innerhalb der radialen Ausnehmung verrutschen kann. Derartige Undichtigkei
ten können während der Montage nicht unmittelbar festgestellt werden und erst
bei entsprechender Druckbeaufschlagung des verlegten Rohres werden durch
die Leckageverluste die Undichtigkeiten sichtbar. Zur Behebung des Dichtig
keitsproblems ist es notwendig, das Rohr zu entleeren und die Rohrmuffenver
schraubung zu öffnen. Nach einer visuellen Kontrolle und ggf. unter Verwen
dung eines neuen Dichtungselementes kann eine erneute Verschraubung
vorgenommen werden, woran sich eine nochmalige Dichtigkeitsprüfung
anschließt. Dadurch, dass die Arbeitsvorgänge ggf. mindestens einmal wieder
holt werden müssen, entstehen zusätzliche Kosten, die ggf. vermieden werden
können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsvorrichtung aufzuzei
gen, welche die bestehenden Probleme beseitigt und eine einfache sichere
Montage des Dichtungselementes innerhalb einer Rohrmuffenverbindung
ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass das Ringele
ment und das Dichtungselement unmittelbar miteinander verbunden sind und
eine einteilige Ausführung bilden, wobei das Ringelement zumindest teilweise
in dem Dichtungselement eingebettet ist. Dadurch, dass der Ringelement und
das Dichtungselement einteilig ausgeführt sind, wird in vorteilhafter Weise eine
Steifigkeit der Dichtungsvorrichtung erzielt, welche ein problemloses Einlegen
der Dichtungsvorrichtung in die Rohrmuffenverbindung ermöglicht. Das
Ringelement ist hierbei unmittelbar mit dem Dichtungselement verbunden, so
dass das Dichtungselement, welches in der Regel dauerelastisch ausgebildet
ist, während des Einlegevorganges keiner Verformung unterworfen ist und
somit in die radiale Erweiterung der Rohrmuffenverbindung paßgenau einge
legt werden kann. Durch eine einfache visuelle Kontrolle kann somit bereits die
richtige Lage der einteiligen Dichtungsanordnung überprüft werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in vorteilhafter Weise vorgesehen,
dass das Ringelement von dem Dichtungselement teilweise oder vollständig
ummantelt ist. Das Ringelement kann gemäß der Erfindung in dem Dichtungs
element eingebettet oder aber gemäß einer weiteren Ausführungsform voll
ständig oder teilweise ummantelt sein. Diese Ausführungsform sieht beispiels
weise die Möglichkeit vor, die innere und äußere Stirnfläche des Ringelemen
tes ebenfalls mit Dichtungselementmasse zu umgeben, so dass beispielsweise
bei aggressiven oder heißen Medien kein unmittelbarer Kontakt mit dem
Ringelement zustande kommt. Bei vollständig ummantelten Ringelementen
wird ggf. ein einzelner Vorlegering verwendet, um eine Herabsetzung des
Reibungskoeffizienten zu ermöglichen, wobei die Dichtungsvorrichtung als
einteilige Ausführung zwischen einem Ringelement und einem Dichtungsele
ment beibehalten wird.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass das Ringelement und das Dichtungs
element nur über eine Radialfläche miteinander verbunden sind, so dass eine
einfache Produktion unter Beibehaltung der bisherigen Rohrmuffenabmessun
gen möglich ist.
Durch die Ausbildung einer dichtungselementfreien, kraftschlüssigen Andruck
fläche für den Klemmring ist hierbei eine Gleitmöglichkeit des Klemmringes auf
dem Ringelement mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten möglich, wodurch
das auftretende Drehmoment während des Montagevorganges eine Relativbe
wegung zwischen Klemmring und Ringelement ermöglicht.
Zur Herstellung einer einteiligen Ausführungsform des Dichtungselementes
und des Ringelementes wird im weiteren vorgeschlagen, dass das Dichtungs
element zumindest teilweise auf den Ringelement aufvulkanisiert, aufgeklebt
oder anderweitig mit diesem fest verbunden ist, wobei das Dichtungselement
aus einem spritz-, gieß- oder klebbaren Elastormere bestehen kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtungs
element faserverstärkt ausgeführt ist und eine dem Verwendungszweck
angepaßte Paßform aufweist. Die Ausführung der radialen Erweiterung bei den
unterschiedlichen Rohrmuffenverbindungen erfordert eine Anpassung des
Dichtungselementes an den jeweiligen Innendurchmesser der radialen Erweite
rung bzw. der Rohrmuffenabmessung, so dass eine entsprechende Paßform
gewählt werden muß, um die Dichtungsfunktion zu erfüllen. Insbesondere bei
Rohrmuffenverbindungen für größere Rohrdurchmesser und höhere Drücke
kann es ggf. erforderlich sein, Dichtungselemente mit einem bestimmten
Mindestquerschnitt zu wählen. In speziellen Fällen kann sogar ein Gummiform
ring als Dichtungselement erforderlich sein, welcher sich an die vorhandene
radiale Ausnehmung anpressen läßt und eine hundertprozentige Dichtigkeit
gewährleistet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ringelement
aus Metall, Kunststoff, Graphit, insbesondere einem gewickelten Graphitring,
oder ähnlichen Materialien besteht, so dass dem jeweiligen Verwendungs
zweck und dem erforderlichen aufzubringenden Drehmoment zum Anziehen
der Rohrmuffenverbindung eine entsprechende Stabilität gewährleistet ist.
Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Kombination eines
Graphitringes mit einem Elastomere, weil durch den Graphitring eine Herabset
zung des Reibungskoeffizienten bei gleichzeitig höherer Verschleißfestigkeit
des Elastomeres erzielbar ist.
Beim Einsatz von besonders großdimensionierten Rohrmuffenverbindungen
kann es ggf. erforderlich sein, dass das Dichtungselement und/oder ein aus
Graphit bestehendes Ringelement eine metallische oder nichtmetallische
Verstärkungseinlage aufweist, um die erforderliche Eigenstabilität zu gewähr
leisten. In besonderen Fällen muß nicht nur das Dichtungselement eine
Paßform aufweisen, sondern das Ringelement muß an die Rohrmuffenverbin
dung angepaßt werden, so dass beispielsweise der Ringelement zwei radiale
Planflächen gleicher oder unterschiedlicher Radialflächengröße aufweisen
kann.
Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung zeichnet sich im weiteren durch
ihre Verwendung bei Rohrmuffenverbindungen für flüssige oder gasförmige,
insbesondere heiße oder aggressive, Medien aus, weil durch die einteilige
Ausführung eine wesentliche Montagevereinfachung gegeben ist und eine
wesentlich höhere Dichtigkeitsgarantie der fertig montierten Rohrmuffenverbin
dung durch die paßgenaue Einlage der Dichtungsvorrichtung gewährleistet ist.
Aufgrund der einteiligen Ausführung ist durch einfache visuelle Kontrolle des
nach außen sichtbaren Ringelementes sehr leicht eine Abschätzung möglich,
ob die Dichtungsvorrichtung plan in der Rohrmuffenverschraubung einliegt. Ein
Verrutschen oder ein Schiefsitzen des Dichtungselementes in der Rohrmuffen
verbindung ist durch die Eigensteifigkeit der Dichtungsvorrichtung und der
Kontrollmöglichkeit nahezu ausgeschlossen. Durch die axiale Größe der
Dichtungsvorrichtung wird ferner eine wesentlich verbesserte Führung inner
halb der Muffe gewährleistet und somit die Montage erleichtert. Aufgrund der
montagefreundlichen Einlegemöglichkeit der Dichtungsvorrichtung wird somit
einerseits erhebliche Montagezeit eingespart und zudem durch eine höhere
Dichtungsgarantie eine mehrmalige Dichtigkeitsprüfung und Montage bzw.
Demontage der Rohrmuffenverbindung entbehrlich.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung, bestehend
aus einem Ringelement und einem Dichtungselement,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung mit einem
vollständig ummantelten Ringelement und einem Dich
tungselement,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung, bestehend
aus einem gewickelten Graphitring und einem Dichtungs
element aus einem Elastomer und
Fig. 4 eine geschnittene Darstellung einer Rohrmuffenverbindung
mit erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtungen.
Fig. 1 zeigt eine Dichtungsvorrichtung 1, bestehend aus einem Ringelement 2
und einem Dichtungselement 3. Das Ringelement 2 weist eine ebene Radial
fläche 4 und eine hierzu parallel verlaufende Radialfläche 5 auf, auf welche im
weiteren das Dichtungselement 3 befestigt ist. Die Radialfläche 5 ist gegenüber
der Radialfläche 4 durch eine Phase 6 im Durchmesser verjüngt ausgeführt.
Auf dieser reduzierten Radialfläche 5 ist das Dichtungselement 3, welches in
diesem Fall rund ausgebildet ist, aufgeklebt oder aufvulkanisiert. Das Ringele
ment 2 besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Graphitring,
der mit metallischen oder nichtmetallischen Verstärkungen 7 ausgestattet ist.
Die Verstärkungen 7 bestehend aus sägezahnförmigen koaxial angeordneten
Ringblechen. Als Dichtungselement 3 kann beispielsweise ein Elastomer
verwendet werden.
Fig. 2 zeigt eine Dichtungsvorrichtung 10, welche ebenfalls aus einem
Ringelement 11 und einem Dichtungselement 12 besteht. Der Aufbau der
Dichtungsvorrichtung 10 entspricht weitestgehend dem Aufbau der Dichtungs
vorrichtung 1 aus Fig. 1. Ein Unterschied besteht darin, dass das Ringele
ment 11 vollständig mit Polymer ummantelt ist. Diese Ausführungsvariante wird
zusätzlich mit einem Stahlring verwendet, um eine dichtungselementfreie,
kraftschlüssige Andruckfläche zu erhalten. Eine derartige Ausführungsform der
Dichtungsvorrichtung wird vorzugsweise für aggressive bzw. heiße Medien
verwendet.
Fig. 3 zeigt eine Dichtungsvorrichtung 15, bestehend aus einem Stahlring 16
und einem Dichtungselement 17 aus einem Elastomer oder Gummi. Der
Stahlring 16 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem scheiben
förmigen Ring, welcher zweiseitig in dem Dichtungselement 17 eingebettet ist,
und zwar mit einer Radialfläche 18 und der inneren Ringfläche 19. Die äußere
Radialfläche 13 dient als dichtungselementfreie, kraftschlüssige Andruckfläche.
Das dem Stahlring 16 abgewandte Ende des Dichtungselementes 17 weist zur
besseren Anlage in der Rohrmuffenverbindung eine konische Abschrägung
auf.
Fig. 4 zeigt eine Rohrmuffenverbindung 20, welche aus zwei Konusmuttern
21, 22, zwei Klemmringen 23, 24, zwei Dichtungsvorrichtungen 1, 10 und einer
Muffe 25 besteht. Alternativ kann auch nur eine Konusmutter verwendet
werden, wenn eines der Rohre 26, 27 anderweitig mit der Rohrmuffe verbun
den ist. Die Muffe 25 ist als Verbindungsglied zweier gestrichelt gekennzeich
neter Rohre 26, 27 vorgesehen, welche in die Muffe 25 koaxial eingeschoben
sind und im weiteren durch die Dichtungsvorrichtung 1, 10 abgedichtet werden.
Die Muffe 25 weist an ihren beiden Enden ein Außengewinde 28, 29 auf, auf
welche die Konusmuttern 21, 22 aufgeschraubt werden. Auf der Innenseite der
Muffe 25 ist eine radiale Erweiterung 30, 31 eingearbeitet, welche jeweils eine
schräg verlaufende Ansatzschulter 32, 33 aufweisen. In die radiale Erweiterung
30, 31 ist die Dichtungsvorrichtung 1 bzw. 10 eingelegt und wird durch den
Klemmring 23 und 24 beim Anziehen der Konusmuttern 21, 22 axial mit Druck
beaufschlagt. Durch das Anziehen der Konusmuttern 21, 22 wird bei der
Montage das Ringelement 2 bzw. 11 zusammen mit dem Dichtungselement 3
bzw. 12 in die radiale Erweiterung 30, 31 gedrückt und führt zu einer Anlage
der Dichtungsvorrichtung einerseits an die Muffe 25 und andererseits an die
eingefügten Rohrenden 26, 27.
Durch die spezielle Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung 1, 10 mit einer
auf die Muffe 25 ausgeführten Paßform wird einerseits eine hohe Dichtungs
funktion erzielt und durch die spezielle erfindungsgemäße Ausbildung in einer
einteiligen Ausführung ein Verrutschen des Dichtungselementes innerhalb der
radialen Erweiterung durch die sehr gute Führungseigenschaft des Ringele
mentes 2,11 garantiert. Um die Führung des Ringelementes 2,11 innerhalb der
radialen Erweiterung 30, 31 zu erhöhen, weisen die Ringelemente 2, 11 eine
axiale Erstreckung auf, welche ein Verkanten, Schiefeinlegen oder dergleichen
verhindert. An die außen zu liegen kommenden Andruckflächen der Dichtungs
vorrichtung 1, 10 liegt im weiteren der Klemmring 23, 24 an, welche durch die
Konusmuttern 21, 22 beim Anziehen den notwendigen Anpreßdruck erzeugen.
Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung 1, 10, 15 ist vorzugsweise für die
Verwendung mit flüssigen oder gasförmigen Medien vorgesehen, wobei es sich
um aggressive oder heiße Medien, wie z. B. Gas, Wasser oder Öl, handeln
kann. Die Dichtungsvorrichtungen 1, 10, 15 sind hierbei vorzugsweise für die
einmalige Verwendung vorgesehen und müssen nach einem Lösen der
Verschraubung in der Regel ausgetauscht werden.
1
Dichtungsvorrichtung
2
Ringelement
3
Dichtungselement
4
Radialfläche
5
Radialfläche
6
Phase
7
Verstärkung
10
Dichtungsvorrichtung
11
Ringelement
12
Dichtungselement
13
Radialfläche
14
Polymerbeschichtung
15
Dichtungsvorrichtung
16
Stahlring
17
Dichtungselement
18
Radialfläche
19
Ringfläche
20
Rohrmuffenverbindung
21
Konusmutter
22
Konusmutter
23
Klemmring
24
Klemmring
25
Muffe
26
Rohr
27
Rohr
28
Außengewinde
29
Außengewinde
30
Radiale Erweiterung
31
Radiale Erweiterung
32
Ansatzschulter
33
Ansatzschulter
Claims (13)
1. Dichtungsvorrichtung (1, 10, 15), bestehend aus einem Ringelement (2,
11, 16) und einem Dichtungselement (3, 12, 17),
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ringelement (2, 11, 16) und das Dichtungselement (3, 12, 17)
unmittelbar miteinander verbunden sind und eine einteilige Ausführung
bilden, wobei das Ringelement (2, 11, 16) zumindest teilweise in dem
Dichtungselement (3, 12, 17) eingebettet ist.
2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ringelement (2, 11, 16) von dem Dichtungselement (3, 12, 17)
teilweise oder vollständig ummantelt ist.
3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ringelement (2, 11, 16) eine äußere dichtungselementfreie Ra
dialfläche (4, 5, 13) aufweist.
4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ringelement (2, 11, 16) und das Dichtungselement (3, 12, 17)
nur über die Radialfläche (4, 5, 13) miteinander verbunden sind.
5. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dichtungselement (3, 12, 17) zumindest teilweise auf dem Rin
gelement (2, 11, 16) aufvulkanisiert, aufgeklebt oder anderweitig mit die
sem fest verbunden ist.
6. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dichtungselement (3, 12, 17) aus einem spritz, gieß- oder kleb
baren Elastomer besteht.
7. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dichtungselement (3, 12, 17) faserverstärkt ausgeführt ist.
8. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dichtungselement (3, 12, 17) eine dem Verwendungszweck an
gepaßte Paßform aufweist.
9. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dichtungselement (3, 12, 17) als Gummiformring ausgebildet ist.
10. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ringelement (2, 11, 16) aus Metall, Kunststoff, Graphit, insbe
sondere einem gewickelten Graphitring, oder ähnlichen Materialien be
steht.
11. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dichtungselement (3, 12, 17) und/oder das aus Graphit beste
hende Ringelement (2, 11, 16) eine metallisch oder nichtmetallische Ver
stärkungseinlage aufweist.
12. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ringelement (2, 11, 16) zwei radiale Planflächen (4, 5, 13) glei
cher oder unterschiedlicher Radialflächengröße aufweist.
13. Dichtungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
kennzeichnet durch die Verwendung bei Rohrmuffenverbindungen (20) für
flüssige oder gasförmige, insbesondere heiße oder aggressive, Medien.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE1999143473 DE19943473B4 (de) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | Dichtungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999143473 DE19943473B4 (de) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | Dichtungsvorrichtung |
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DE19943473B4 DE19943473B4 (de) | 2005-11-10 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999143473 Expired - Fee Related DE19943473B4 (de) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | Dichtungsvorrichtung |
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