DE202011102671U1

DE202011102671U1 - Vorrichtung zum Abdichten von Ringräumen

Info

Publication number: DE202011102671U1
Application number: DE201120102671
Authority: DE
Original assignee: DDL GmbH
Current assignee: Ddl De GmbH
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2011-10-17
Anticipated expiration: 2021-06-28

Abstract

Vorrichtung (1) zum Abdichten von Ringräumen, die im außenliegenden und innenliegenden Bereich durch zylindrische und/oder ovale Körper (2) (3) begrenzt sind, insbesondere zum Abdichten von Kabeln und Rohren, die durch Kernbohrungen, Mauerhülsen oder Schutzrohre geführt sind. Die Vorrichtung (1) besteht aus mindestens 3, den Querschnitt des Ringraumes (4) ausfüllenden Ringsegmenten (5), die zumindest überwiegend aus elastomerem Material (6) hergestellt und an beidseitigem Formteilende mittels Schraubenverbindung (7) scharnierartig zu einem geschlossenen Dichtring aneinander gereiht sind. An den elastomeren Dichtsegmenten (6) sind beidseitig, stirnseitig Druckelemente (8) aus Kompaktmaterial, vorzugsweise aus Hartkunststoff angebracht, die mittels der Schraubenverbindung (7) positioniert sind und die durch die Schraubenverbindung (7) aufgebrachten Presskräfte flächig auf die elastomeren Dichtsegmente (6) verteilen und somit zu axialem Zusammendrücken und radialem Ausdehnen der Dichtsegmente (6) führen die dadurch dichtend verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Dichtsegment (6) in 1 Arbeitsgang gefertigt ist und dass dieses Formteil mit angeformtem Nut- (9) und...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (1) zum Abdichten von Ringräumen, die im außenliegenden und innenliegenden Bereich durch zylindrische und/oder ovale Körper (2) (3) begrenzt sind nach dem Oberbegriff aus Anspruch 1. Bei einer derartigen aus DE 196 01 288 C2 bekannten Vorrichtung zum Abdichten eines Ringraumes der eingangs genannten Art ist jedes elastomere Dicht- bzw. Ringsegment aus mehreren einschenkligen Elastomerteilen unterschiedlicher Shorehärte lose zusammengefügt. Die einschenkelförmigen Dichtsegmente werden durch das Spannmittel gehalten, mittels eines Bolzens miteinander verbunden und ergeben somit eine mehrschenkliges Dichtsegmentbauteil. Die mehrschenkligen, lose zusammengefügten Dichtsegmentbauteile werden zwischen, den Elastomerteilen zugewandten Seiten flächig plan ausgebildeten, Druckelementen mittels Spannmittel verpresst.
Ein Nachteil besteht in der relativ kostenaufwendigen Einzelteilmontage.
Die aus EP 0 620 396 A1 bekannte Vorrichtung zum Abdichten eines Ringraumes der eingangs genannten Art weist an den Druckelementen an der den Elastomerteilen zugewandten Seite plan ausgebildete Pressflächen aus, die ein Ausgleiten des Elastomermateriales und ein Herausquellen zwischen den Druckelementen aufgrund der hohen Presskräfte beim Spannen zulässt und zusätzliche Kraftaufwand zum Verpressen nötig macht.
Von Nachteil ist die durch die zusätzliche mechanische Belastung größere Dimensionierung der Druckplatten was zu höheren Material- und Fertigungskosten führt.
Nachteilig ist auch das nötige Nachspannen der Ringraumdichtung aufgrund des Herausquellens des Elastomermateriales, das aufgrund von einem länger anhaltenden Prozess des Ausgleitens unter den Druckelementen, zur Montage zeitlich versetzt geschehen muss und folgerichtig zu höheren Montagekosten führt. Dies wird in DE 196 01 288 C2 durch zusätzliche Bolzen, die durch Herausragen aus der Stirnseite des Elastomerteiles zwischen den Druckplatten den Freiraum verringern und in DE 296 19 196.5 und DE 201 12 374 U1 durch zusätzliche Druckscheiben, die in die Elastomerteile eingesetzt bzw. auf die Spannmittel aufgesetzt sind und den Freiraum zwischen den Druckplatten abdecken.
Nachteilig sind die zweifellos zusätzlichen Material- und Montagekosten.
Die aus EP 0 620 396 A1 , DE 196 01 288 C2 und DE 201 12 374 U1 bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art weisen Druckelemente aus die, durch ihre dem Elastomerteil zugewandten plane Pressfläche, vor bzw. bei Beginn der Montage in instabiler Position liegen und unmittelbar bei Beginn des Aufbringens der Presskraft über die Spannmittel, vorzugsweise Schrauben, sich im Ringspalt schräg ausrichten. Die Druckelemente sind in ihrer festgelegten Dimensionierung, in erster Linie der Formteilbreite bzw. -höhe auf den kleinsten bzw. schmalsten Ringraum oder Ringspalt der Einsatzbandbreite ausgelegt.
Von Nachteil ist, dass bei Einsatz in größeren Ringräumen bzw. bei Ringspalt-Querschnittsvergrößerung die Druckelemente sich um das Spannmittel drehen, bis sie schräg diagonal außenseitig an Kernbohrung-, Mauerhülse-, Schutzrohrinnenwandung und innenseitig an der Rohr- oder Kabelaußenwandung anliegen, d. h. durch die Schrägstellung der Druckelemente tritt zusätzliches Herausquellen von Elastomermaterial in den entstehenden Freiräumen zwischen den Druckelementen auf, was der Dichteigenschaft entgegen tritt.
In DE 296 19 196.5 und DE 201 12 374 U1 werden deshalb zwischen den Druckelementen zusätzliche Druckscheiben zur Vermeidung des Elastomer-Ausquellens eingesetzt.
Nachteilig ist der zusätzliche kostenaufwendige Material- und Montageaufwand. Die aus EP 0 620 396 A1 , DE 196 01 288 C2 , DE 201 12 374 U1 und DE 296 19 196.5 bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art weisen Elastomersegmente aus, die glatte flächig durchgehende Dichtoberfläche haben, die jeweils an der Kernbohrung, der Mauerhülse oder dem Schutzrohr und an dem abzudichten-den Rohr bzw. Kabel anliegen.
Nachteilig ist, dass dies bei Lunker oder Lufteinschlüssen im Bauwerk und bei entsprechenden Oberflächen der Rohre oder Kabel, z. B. Schweißnaht, über Kapillarwirkung zu Undichheiten führt und Luft oder flüssige Medien austreten können.
Desweiteren ist aus der EP 0 620 396 A1 und aus DE 201 12 374 U1 bekannt, dass jedes Ringsegment im wesentlichen einstückig Z-schenkelförmig ausgebildet ist. Auch hier werden die Z-schenkelförmigen Elastomerelemente zwischen Druckelementen mit Hilfe von Spannmittel zusammengehalten.
Ein Nachteil besteht in der Z-förmigen Überlappung bzw. Verbindung oder Aneinanderreihung der einzelnen Dichtsegmente, da bereits bei kleiner Dehnung bzw. Anpassung des Dichtelementeringes an den Rohr-/Kabelumfang ein deutlicher Dehnspalt aufgrund der zwangsmäßigen Schrägstellung der Spannmittels entsteht, was der bezweckten Dichtwirkung entgegensteht und unweigerlich zu einer zusätzlichen aufzubringenden Presskraft über die Spanmittel führt und dadurch eine erhöhte mechanischen Belastung der Druckelemente auftritt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Abdichten eines Ringraumes der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der in jedem Falle eine ausreichende Abdichtung des Ringraumes gewährleistet ist, und die in einfacherer und wirtschaftlicherer Art und Weise hergestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Vorrichtung zum Abdichten eines Ringraumes der eingangs genannten Art die im Anspruch 1 und 5 und 10 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen aus Anspruch 5 ist eine größere Verformungsmöglichkeit der Elastomerelemente quer zur Axialrichtung zur Kernbohrungs-, Mauerhülsen-, Schutzrohrinnenwandung und zur Rohr-, Kabelaußenwandung hin gegeben, da das Ausgleiten und somit das Herausquellen des Elastomermateriales zwischen den Druckplatten durch das Einkrallen des umlaufenden Keilrandes an der Pressseite der Druckelemente verhindert wird und zudem durch die Abschrägung des Keilrandes zur Druckplattenmitte hin das Elastomermaterial durch gezielten Kraftfluß in Richtung Dichtsegmentmitte gedrückt wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen gemäß Anspruch 7 ist der die Schraubenbohrung umgebende Keilrand, der das Elastomermaterial beim Anziehen der Spannelemente an den Schaft und die Gewindegänge des Schraubenbolzens drückt und somit ein Durchdringen von Luft, Gas oder flüssigen Medien entlang des Schraubenbolzens aufgrund von Kapillarwirkung verhindert. Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Maßnahmen gemäß Anspruch 9 ist die Eigenschaft der Druckplattenkonstruktion durch den umlaufenden Keilrand, der sich bereits unmittelbar bei Montagebeginn bzw. Aufbringen der Presskraft in das Elastomermaterial drückt und somit das Druckelement verdrehsicher positioniert.
Die Druckelemente können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Dabei ist mit den Merkmalen aus Anspruch 5 und 7 und 9 ein Zusammendrücken der Elastomer-Dichtsegmente in einem günstigen Bereich erreicht.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Maßnahmen gemäß Anspruch 1 ist die Eigenschaft der Elastomerteilkonstruktion, die einteilig mittels Vulkanisation oder Spritzgießen kostengünstig in einem Fertigungsgang in jeder Shore-Härtestufe hergestellt werden kann und gemäß Anspruch 2 und 3 und 4 bereits mit angeformter in beidseitigen Dichtoberflächen quer zur Axialrichtung mittig liegender Nut versehen ist, die bei Aufbringen eines entsprechenden Pressdruckes eine höhere Dichtungwirkung, d. h. eine so genannte Labyrinthdichtung, ausbildet, die wesentlich wirkungsvoller ist als ein glattes durchgehendes einfaches Dichtsegment mit größerer Anlagefläche und somit eine mögliche Durchdringung von Luft bzw. Gas oder flüssigen Medien aufgrund unterbrochener Kapillarwirkung unterbindet.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist die Eigenschaft gemäß Anspruch 1 der Elastomerteilkonstruktion mit Nut- und Federenden, dass die einzelnen Dichtringsegmente einfach und dadurch wirtschaftlich mittels Spannelementen und nahezu Dehnspaltfrei bei Reckung bzw. Streckung der aus mehreren Dichtglieder bestehenden Ringraumdichtung für den Einsatz bei größeren Rohrdurchmessern verbunden werden können.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist die Eigenschaft gemäß Anspruch 10 der Dichtsegmentkonstruktion zum Einsatz als Baukastensystem, so dass bei Verwendung von längeren Spannelementen, vorzugsweise Schrauben, 2 oder mehrere baugleiche Elastomerelemente in axialer Anordnung zur Schraube aneinandergereiht werden können, um ein entsprechendes Vielfaches an Druckdichtheit zu erreichen.
Eine sehr einfache und schnelle und damit kostengünstige Herstellung der elastomeren Dichtsegmente ergibt sich durch die Merkmale in Anspruch 1 und 5. Dabei können auch die Merkmale gemäß Anspruch 2 und 10 einbezogen sein.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand der in der in der Zeichnungen dargestellten Ausführungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 in schematischer Ansicht eine Vorrichtung zum Abdichten von Ringräumen, die im außenliegenden und innenliegenden Bereich durch zylindrische und/oder ovale Körper begrenzt sind.
2 in perspektivischer und vergrößerter Darstellung zwei benachbarter Ringsegmente der Abdichtungsvorrichtung nach 1.
3 einen Schnitt längs der Linie A-A der 2.
4 in schematischer Darstellung einen Schnitt längs der Linie A-A der 2 jedoch ausschließlich durch ein Druckelement.
5 in schematischer Darstellung eine Ansicht von der unteren, dem Dichtsegment zugewandten, Seite eines Druckelement-Ausführungsbeispieles gemäß vorliegender Erfindung.
6 in schematischer Darstellung eine Ansicht von der oberen, dem Dichtsegment abgewandten, Seite eines Druckelement-Ausführungsbeispieles gemäß vorliegender Erfindung.
7 in perspektivischer Darstellung ein Dichtsegment gemäß vorliegender Erfindung.
8 in schematischer Darstellung eine Ansicht von 2 in Schraubenaxialrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel aneinander gereihte Dichtsegmente.
9 in schematischer Darstellung der Nutenverlauf in einem Dichtsegment gemäß vorliegender Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19601288 C2 [0001, 0005, 0007, 0010]
EP 0620396 A1 [0003, 0007, 0010, 0012]
DE 29619196 [0005, 0009, 0010]
DE 20112374 U1 [0005, 0007, 0009, 0010, 0012]

Claims

Vorrichtung (1) zum Abdichten von Ringräumen, die im außenliegenden und innenliegenden Bereich durch zylindrische und/oder ovale Körper (2) (3) begrenzt sind, insbesondere zum Abdichten von Kabeln und Rohren, die durch Kernbohrungen, Mauerhülsen oder Schutzrohre geführt sind. Die Vorrichtung (1) besteht aus mindestens 3, den Querschnitt des Ringraumes (4) ausfüllenden Ringsegmenten (5), die zumindest überwiegend aus elastomerem Material (6) hergestellt und an beidseitigem Formteilende mittels Schraubenverbindung (7) scharnierartig zu einem geschlossenen Dichtring aneinander gereiht sind. An den elastomeren Dichtsegmenten (6) sind beidseitig, stirnseitig Druckelemente (8) aus Kompaktmaterial, vorzugsweise aus Hartkunststoff angebracht, die mittels der Schraubenverbindung (7) positioniert sind und die durch die Schraubenverbindung (7) aufgebrachten Presskräfte flächig auf die elastomeren Dichtsegmente (6) verteilen und somit zu axialem Zusammendrücken und radialem Ausdehnen der Dichtsegmente (6) führen die dadurch dichtend verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Dichtsegment (6) in 1 Arbeitsgang gefertigt ist und dass dieses Formteil mit angeformtem Nut- (9) und Federende (10), für eine scharnierartige Verbindungstechnik, und mit angeformten Dichtnut (11) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Dichtsegment (6) mit mindestens einer in der Dichtoberfläche außenseitig und innenseitig, vorzugsweise mittig, angeformten Dichtnut (11) versehen ist, so dass benachbart zu dieser Dichtnut (11) zwei Dichtflächen (15) (16) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die angeformte Dichtnut (11) an den konvex radialen Nut- und Federenden (17) des Dichtsegmentes (6) unterbrochen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den konkav radialen Nut- und Federenden (18) des Dichtsegmentes (6) keine Dichtnut (11) angeformt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kompakten Druckelemente (8) an der dem Dichtsegment (6) zugewandten Druckflächenseite im Außenbereich einen umlaufenden, nach innen zur Schraubenbohrung weisenden, abgeschrägten Keilrand (12) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente (8) aus nichtelastischem Material, vorzugsweise aus Hartkunststoff bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckflächenseite der Druckelemente (8) im Bereich der Schraubenbohrung mit einem nach innen zur Schraubenbohrung weisenden, abgeschrägten Keilrand (13) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilrand (12) nur partiell angeformt bzw. unterbrochen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass der an der Druckflächen-Außenseite umlaufende Keilrand (12) gleichzeitig eine Verdrehsicherung des Druckelementes darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch Aneinanderreihung von zwei oder mehreren baugleichen Dichtsegmenten (6) in Schraubenaxialrichtung (14) eine mehrfach dichtende Wirkung erzeugt wird.