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Die vorliegende Erfindung betrifft gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 eine Dichtungseinheit für eine Rohranordnung. Diese Rohranordnung umfasst ein Innenrohr und ein Aussenrohr, welche jeweils zumindest annähernd einen runden Querschnitt aufweisen. Dabei umfasst die Dichtungseinheit zum gegenseitigen Abdichten von Innenrohr 3 und Aussenrohr 4 eine oder mehrere ringförmige Dichtungen. Im Einbauzustand dieser Rohranordnung ist das Innenrohr zumindest annähernd koaxial zum Aussenrohr und zumindest teilweise innerhalb des Aussenrohrs angeordnet; zudem liegen die ringförmigen Dichtungen am Innenrohr, am Aussenrohr, oder am Innenrohr und am Aussenrohr dichtend an.
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Insbesondere beim Anschliessen von Gussrohren oder Schleuder-Gussrohren an Armaturen (wie z.B. an Hydranten und Schiebern) und an anderen Bauteilen (wie z.B. an Abzweigungen, Ausgleichsstücken zur Kompensation von Längen-, Winkel- oder Achsabweichungen und anderen Rohranschlüssen), wie diese routinemässig bei der Erstellung von Wasserverteilungsnetzen verwendet werden, wurde beobachtet, dass solche Rohre je nach Dimension eine mehr oder weniger von einem runden Querschnitt abweichende Form aufweisen können. Beim Herstellen von höhenverstellbaren Hydranten, bei denen ein Teleskoprohr innerhalb eines Mantelrohrs und in der Höhe verstellbar angeordnet ist, konnte ein ähnliches Abweichen vom exakt runden Querschnitt beobachtet werden. Damit die Wasserverteilungsnetze zur störungsfreien und kontinuierlichen Belieferung von Haushalten oder Hydranten dienen können, muss ein genügend hoher Betriebsdruck von üblicherweise mindestens 1–5 bar und von bis zu 16 bar im Wasserverteilungsnetz herrschen. Dieser Betriebsdruck stellt hohe Anforderungen an die Dichtheit von Rohrverbindungen und Rohranschlüssen. Speziell hohe Bedingungen an die Dichtheit muss ein Hydrant erfüllen, damit er einem Prüfdruck von bis zu 30 bar standhalten kann.
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Höhenverstellbare Hydranten weisen gegenüber konventionellen Hydranten den Vorteil auf, dass deren Einbauhöhe dem Gelände angepasst werden kann, ohne dass am Hydranten grössere Nacharbeiten ausgeführt werden müssten. Dies gelingt dadurch, dass das Steigrohr des Hydranten zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein Teleskoprohr in der Höhe verstellbar in einem Mantelrohr angeordnet ist. Aus dem Dokument
DE 100 28 655 A1 ist ein derartiger, stufenlos höhenverstellbarer Hydrant bekannt. Das Teleskopsteigrohr ist entsprechend einer gewählten Grabentiefe mittels einer Verbindung zwischen einem am Mantelrohr feststehenden Gegenflansch und mindestens einem beweglichen Spannflansch fixierbar. Eine Gewindedichtung ist am Umfang des Teleskopsteigrohrs angeordnet und wird beim Festziehen des Spannflanschs auf den Gegenflansch in einer umlaufenden Vertiefung des feststehenden Gegenflanschs so deformiert, dass eine formschlüssige, dichte Verbindung zwischen den beiden Rohren entsteht.
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Aus dem Dokument
EP 0 717 156 B1 ist ebenfalls ein höhenverstellbarer Hydrant bekannt, der im Unterschied zu dem aus dem Dokument
DE 100 28 655 A1 bekannten Hydranten ein stehendes, das Hauptventilgehäuse umfassendes Mantelrohr und ein ebenfalls in diesem drehbar und in der Höhe verstellbar angeordnetes Teleskoprohr zur Aufnahme eines Aufsatzrohres aufweist. Ein beweglicher Spannflansch und ein fix am Teleskoprohr angeordneter Gegenflansch wirken zum formschlüssigen Zentrieren von Mantelrohr und Teleskoprohr zusammen, dabei wird beim Festziehen des Spannflanschs auf den Gegenflansch ein in einer umlaufenden Ringnut angeordneter Dichtring so deformiert, dass eine formschlüssige, dichte Verbindung zwischen den beiden Rohren entsteht. Wieder andere höhenverstellbare Hydranten umfassen ein im Mantelrohr höhenbewegliches Teleskoprohr mit einer glatten äusseren Oberfläche, auf welcher zumindest eine umlaufende Dichtung mit geeigneten Mitteln angepresst bzw. deformiert und das Teleskoprohr so gegenüber dem Mantelrohr abgedichtet wird (vgl. z.B.
DE 100 28 655 A1 oder
EP 0 791 695 B1 ).
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Der aktuelle Anmelder hat einen höhenverstellbaren Hydranten zum Patent angemeldet (vgl. Schweizer Patentanmeldung
CH 00700/13 vom 2. April 2013), bei dem das Teleskoprohr in der Nähe seines unteren Endes eine ringförmig umlaufende Dichtung umfasst, welche das Teleskoprohr gegenüber dem Mantelrohr abdichtet. Diese Dichtung liegt in einer Ringnut, die sich in der Aussenoberfläche des Teleskoprohrs und in der Nähe des unteren Endes dieses Teleskoprohrs befindet. Die aktuelle Geometrie des Mantelrohrs und des Teleskoprohrs beeinflusst unter Umständen die Dichtung zwischen diesen beiden Rohren.
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Aus
US 4,191,384 und
GB 2,256,688 sind teleskopische Rohrverbindungen bekannt, bei denen das Innenrohr aus seiner Aussenseite eine umlaufende Nut aufweist, in welcher eine ringförmige Dichtung in einer Weise angeordnet ist, dass die Dichtung im zusammengebauten Zustand der beiden Rohre an die Innenoberfläche des Aussenrohrs dichtend angepresst wird.
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Aus
GB 977,148 sind dehnbare Dichtungen für Rohrverbindungen bei Pipelines bekannt, welche Ausdehnung, Schrumpfung, gegenseitiges Verschieben und sogar ein Abweichen der beiden zusammengefügten Rohrenden von einem perfekten runden Querschnitt dichtend ausgleichen können. Diese ringförmigen Dichtungen werden an einer Stelle geschlitzt, so dass sie in eine ringförmige Nut am inneren der beiden Rohrenden eingesetzt werden können. Die beiden Ringe eines Paares sind dabei eng in die Nut eingesetzt und so angeordnet, dass sich die jeweils schräg zum Radius angesetzten Schlitze der beiden Ringe einander um ca. 180 ° verdreht gegenüber liegen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine alternative Abdichtung für eine Rohranordnung vorzuschlagen, wie diese beispielsweise in der Form eines Mantelrohrs und eines darin in der Höhe verstellbaren Teleskoprohrs in einem höhenverstellbaren Hydranten zu finden ist.
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Diese Aufgabe wird mit dem Vorschlagen einer Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 erfüllt. Diese eingangs vorgestellte Dichtungseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zudem einen Anpressring mit mindestens einer Kontaktfläche umfasst, wobei die mindestens eine Kontaktfläche zum Bereitstellen einer Halteverbindung zwischen dem Anpressring und den ringförmigen Dichtungen ausgebildet ist, wobei der Anpressring im Einbauzustand der Rohranordnung diese ringförmigen Dichtungen gegen das Innenrohr, gegen das Aussenrohr, oder gegen das Innenrohr und das Aussenrohr anpresst, und wobei dieser Anpressring und/oder eine der ringförmigen Dichtungen mindestens ein Halteelement umfassen, das als Befestigung zum Verbinden der Dichtungseinheit mit dem Innenrohr oder mit dem Aussenrohr ausgebildet ist.
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Vorzugsweise sind die durch die Kontaktfläche bereitgestellte Halteverbindung und/oder die Befestigung der Dichtungseinheit ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus stoffschlüssigen, kraftschlüssigen, reibschlüssigen und formschlüssigen Verbindungen und beliebigen Kombinationen davon. Vorzugsweise umfasst das Halteelement eine Anzahl gleichmässig am Umfang des Anpressrings verteilt angeordneter Einrastelemente mit je einem elastischen Steg und einem Haken, der zum Eingreifen in eine Nut am Innenrohr oder am Aussenrohr ausgebildet ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen und weitere erfinderische Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die erfindungsgemässe Dichtungseinheit wird nun anhand von schematischen, den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränkenden Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungsformen illustrieren, näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss einer ersten Ausführungsform;
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2 einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss einer zweiten Ausführungsform;
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3 einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss einer dritten Ausführungsform;
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4 einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss einer vierten Ausführungsform;
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5 einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss einer fünften Ausführungsform;
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6 einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss einer sechsten Ausführungsform;
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7 eine aufgeschnittene 3D-Darstellung der Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss der ersten Ausführungsform;
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8 einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss einer siebten Ausführungsform.
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Die 1 zeigt einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit 1 für eine Rohranordnung 2 gemäss einer ersten Ausführungsform. Diese Rohranordnung 2 umfasst ein Innenrohr 3 und ein Aussenrohr 4 mit einem jeweils zumindest annähernd runden Querschnitt. Die Dichtungseinheit 1 ist zum gegenseitigen Abdichten von Innenrohr 3 und Aussenrohr 4 ausgebildet und umfasst eine oder mehrere ringförmige Dichtungen 5, 5‘. Im hier gezeigten Einbauzustand dieser Rohranordnung 2 ist das Innenrohr 3 zumindest annähernd koaxial zum Aussenrohr 4 und zumindest teilweise innerhalb des Aussenrohrs 4 angeordnet und die ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ liegen am Innenrohr 3 oder am Aussenrohr 4 dichtend an.
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Die Dichtungseinheit 1 umfasst zudem einen Anpressring 6 mit mindestens einer Kontaktfläche 18. Die mindestens eine Kontaktfläche 18 dieser ersten Ausführungsform der Dichtungseinheit 1 ist zum Bereitstellen einer Halteverbindung zwischen dem Anpressring 6 und den zwei ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ als zwei ringförmige Nuten ausgebildet. Die durch die Kontaktfläche 18 bereitgestellte Halteverbindung ist hier als formschlüssige Verbindungen ausgebildet. Der Anpressring 6 presst im Einbauzustand der Rohranordnung 2 eine erste ringförmige Dichtung 5 gegen das Innenrohr 3 und eine zweite ringförmige Dichtung 5‘ gegen das Aussenrohr 4. Dabei umfasst dieser Anpressring 6 mindestens ein Halteelement 7, das zum Eingreifen in eine Nut 8 am Innenrohr 3 ausgebildet ist. Diese Nut 8 ist bevorzugt als ringförmig umlaufende Nut in der Innenfläche 11 ausgebildet, wobei das Ende des Innenrohrs 3 jenseits der Nut 8 (wie dargestellt) bevorzugt gegenüber der Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 (vorzugsweise mittels spanabhebender Bearbeitung) abgesenkt ist. Die Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 ist vorzugsweise ebenfalls bearbeitet, so dass diese Stirnfläche 15 eine saubere Dichtfläche für die erste ringförmige Dichtung 5 bereitstellt.
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Diese erste Ausführungsform der Dichtungseinheit
1 eignet sich vorzüglich zum Abdichten des in der Höhe verstellbaren Teleskoprohrs (Innenrohr
3) gegenüber dem Mantelrohr (Aussenrohr
4) eines höhenverstellbaren Hydranten, wie dieser in der Schweizer Patentanmeldung
CH 00700/13 beschrieben ist. Die Rohre
3,
4 sind bei einem derartigen Hydranten bevorzugt im Schleudergussverfahren hergestellt, wobei die Rohrenden bevorzugt im Sandformverfahren hergestellt sind. Dabei hat sich für eine beispielhafte, in einem höhenverstellbaren Hydranten angeordnete Rohranordnung
2 eine Anzahl von 20 gleichmässig am Umfang des Anpressrings
6 verteilter Einrastelemente
7‘ bewährt. Die effektiven Masse und Materialien dieser Rohranordnung
2 und der erfinderischen Dichtungseinheit
1 sind z.B. die folgenden:
| Aussendurchmesser Innenrohr: | 159 mm |
| Wandstärke Innenrohr: | 8 mm |
| Innendurchmesser Innenrohr: | 143mm |
| Überarbeitung des Rohrendes: | Ausdrehen auf 145 mm Innendurchmesser |
| Breite der Stirnfläche 15: | 7 mm |
| Erste ringförmige Dichtung 5: | O-Ring 4 × 150 mm |
| Zweite ringförmige Dichtung 5‘: | O-Ring 6.99 × 142.2 mm oder 8.4 × 144.1 mm |
| Material der Dichtungen 5, 5‘: | NBR 70 shore, handelsüblich gefettet |
| Material Anpressring 6: | POM |
| Bevorzugte radiale Verschiebung: | +/–2 mm (= 57.1 % der Stirnflächenbreite) |
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Bei einer theoretischen maximalen radialen Verschiebung von ca. 80 % der Stirnflächenbreite stösst der Steg 9 an der überarbeiteten Innenfläche des Innenrohrs 3 an (vgl. 1). Rohranordnungen in dieser Dimension haben üblicherweise eine Rohrwandstärke von ca. 7–10 mm (Sandformverfahren) oder 3–15 mm (Schleudergussverfahren), so dass nach spanabhebender Absenkung des Endes des Innenrohrs 3 jenseits der Nut 8 (wie dargestellt) eine dichtend zu beaufschlagende, kreisringförmige Stirnfläche mit einer reduzierten Breite resultiert. Auf das Überarbeiten des Endes des Innenrohrs 3 jenseits der Nut 8 und auch auf das Vorsehen einer Nut 8 kann verzichtet werden, wenn die Dichtungseinheit 1 zumindest ein am Umfang des Anpressrings 6 angeordnetes, elastisches Haltelement 7 umfasst, das zum teilweisen Ankleben oder teilweise Anschweissen an die Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 ausgebildet ist (nicht gezeigt). Allgemein kann vorgesehen sein, dass die Dichtungseinheit 1 zumindest ein am Umfang des Anpressrings 6 angeordnetes, elastisches Haltelement 7 umfasst, das zum teilweisen Ankleben oder teilweise Anschweissen an eine Innenfläche 11, 13 oder Aussenfläche 12, 14 des Innenrohrs 3 oder des Aussenrohrs 4 ausgebildet ist (nicht gezeigt). Abweichende Masse und Materialien können vorgesehen sein, diese richten sich nach den Kenntnissen eines Fachmanns und den jeweiligen Erfordernissen.
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Die erste ringförmige Dichtung 5 ist bevorzugt als O-Ring ausgebildet und kann gegenüber der Achse 17 der Dichtungseinheit 1 in allen Richtungen, aber zumindest annähernd parallel zu der dichtenden Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3, um ca. 2 mm radial verschoben werden, ohne dass an dieser Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 eine undichte Stelle entsteht. Damit wird bei einem Hydranten aus Sicherheitsgründen bevorzugt die maximale Verschiebbarkeit von 4/5 der Stirnflächenbreite auf ca. 4/7 der Stirnflächenbreite gesenkt.
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Das Halteelement 7 umfasst hier wie eben beschrieben vorzugsweise 20 gleichmässig am Umfang des Anpressrings 6 verteilt angeordnete Einrastelemente 7‘ mit je einem elastischen Steg 9 und einem Haken 10. Dabei entspricht die Breite der elastischen Stege 9 in etwa der Breite der Ausschnitte dazwischen. Bevorzugt besteht der Anpressring 6 aus einem Kunststoff oder Verbundwerkstoff, wobei Polyoxymethylen (POM) speziell bevorzugt ist und sich bereits bewährt hat. Vorzugsweise umfasst die Dichtungseinheit 1 eine erste ringförmige Dichtung 5, welche im Einbauzustand der Rohranordnung 2 eine Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 dichtend berührt und auf dieser Stirnfläche 15 radial verschiebbar angeordnet ist.
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Die elastischen Stege 9 erlauben das Aufschieben auf die abgesenkte Innenfläche 11 und das Einschnappen der Haken 10 in die Nut 8, so dass die erste ringförmige Dichtung 5 vom Anpressring 6 dichtend gegen die Stirnseite 15 des Innenrohrs 3 gepresst wird. Vorzugsweise umgreift das Material des Anpressrings 6 die erste ringförmige Dichtung 5 auf drei Seiten, sodass diese erste ringförmige Dichtung 5 präzise im Anpressring 6 geführt und gehalten ist. Je nach den gewählten Dimensionen und des gewählten Materials zum Herstellen der elastischen Stege 9 kann die Elastizität dieser Stege 9 eingestellt bzw. an die Dimensionen der Rohranordnung 2 abgepasst werden. Bei einem erfindungsgemässen Dichtungseinheit 1 gemäss der ersten Ausführungsform sind der Anpressring 6 und das Halteelement 7 bevorzugt als ein einstückiges Bauteil aus Kunststoff oder Verbundwerkstoffen ausgebildet.
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Die Haken 10 des Einrastelements 7‘ sind nicht nur in einer an einer Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 angeordneten ringförmigen Nut 8 einrastend eingreifend, sie sind auch in dieser Nut 8 radial verschiebbar ausgebildet. Dadurch ist der Anpressring 6 mit den beiden ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ im Einbauzustand der Rohranordnung 2 ebenfalls radial verschiebbar. Diese Verschiebbarkeit wird durch den Abstand zwischen dem elastischen Steg 9 und der abgesenkten Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 begrenzt. Vorzugsweise umfasst die Dichtungseinheit 1 wie hier gezeigt eine zweite ringförmige Dichtung 5‘, welche im Einbauzustand der Rohranordnung 2 die Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 dichtend berührt und gegenüber dieser Innenfläche 13 zusammen mit dem Innenrohr 3 axial verschiebbar angeordnet ist.
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Die eben beschriebene radiale Verschiebbarkeit der ersten ringförmigen Dichtung 5 erlaubt es der erfindungsgemässen Dichtungseinheit 1 eine parallele Achsverschiebung der beiden Rohre 3, 4 dieser Rohranordnung 2 dichtend auszugleichen. Diese parallele Achsverschiebung kann beispielsweise bei einem höhenverstellbaren Hydranten mit einem Kaliber von 160 mm bis zu 4 mm (+/–2 mm) oder allgemein bis zu etwa 3 % des Rohrdurchmessers betragen. Die eben beschriebene axiale Verschiebbarkeit der zweiten ringförmigen Dichtung 5‘ erlaubt es der erfindungsgemässen Dichtungseinheit 1 eine Achsverkippung der beiden Rohre 3, 4 dieser Rohranordnung 2 dichtend auszugleichen. Diese Achsverkippung kann beispielsweise bei einem höhenverstellbaren Hydranten mit einem Kaliber von 160 mm (je nach Einschubtiefe des Innenrohrs 3 in das Aussenrohr 4) bis 5 ° zu betragen. Speziell erwähnenswert ist, dass die erfindungsgemässe Dichtungseinheit 1 die beiden Rohre 3, 4 einer als höhenverstellbarer Hydrant ausgelegten Rohranordnung 2 auch während des radialen bzw. axialen Verschiebens des Innenrohrs 3 (Teleskoprohr) gegenüber dem Aussenrohr 4 (Mantelrohr) zuverlässig auch unter einem bestehenden Wasserdruck von über 6 bar abdichtet. Ebenfalls bevorzugt ist das Anordnen von Abstandhaltern an der Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 (nicht gezeigt), wobei diese Abstandhalter beim gegenseitigen Verschieben und/oder Verkippen der beiden Rohre 3, 4 einerseits die Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 vor Beschädigungen schützen und andererseits das gegenseitige Verkippen der beiden Rohre 3, 4 limitieren.
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Die erfindungsgemässe Dichtungseinheit 1 kann an beliebige Durchmesser der Rohranordnung 2 angepasst werden. Dabei beträgt die maximale radiale Verschiebung ca. 80 % der Stirnflächenbreite und die maximale Achsauslenkung ca. 5 °. Die Stirnfläche 15, 16 des Innenrohrs 3 oder Aussenrohrs 4 ist je nach Ausführungsform der Dichtungseinheit 1 bearbeitet, so dass der ersten ringförmigen Dichtung 5 eine saubere Dichtfläche bereitstellt wird.
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Die 2 zeigt einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit 1 für eine Rohranordnung 2 gemäss einer zweiten Ausführungsform. Diese Rohranordnung 2 und die erfindungsgemässe Dichtungseinheit 1 sind sehr ähnlich der ersten Ausführungsform ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, dass der Anpressring 6 mindestens ein Halteelement 7 umfasst, das zum Eingreifen in eine bevorzugt ringförmig umlaufende Nut 8 an der Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 ausgebildet ist. Entsprechend ist das Ende des Innenrohrs 3 jenseits der Nut 8 (wie dargestellt) bevorzugt gegenüber der Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 (vorzugsweise mittels spanabhebender Bearbeitung) abgesenkt. Die Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 ist vorzugsweise ebenfalls bearbeitet, so dass diese Stirnfläche 15 eine saubere Dichtfläche für die erste ringförmige Dichtung 5 bereitstellt.
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Auch diese zweite Ausführungsform der Dichtungseinheit
1 eignet sich vorzüglich zum Abdichten des in der Höhe verstellbaren Teleskoprohrs (Innenrohr
3) gegenüber dem Mantelrohr (Aussenrohr
4) eines höhenverstellbaren Hydranten, wie dieser in der Schweizer Patentanmeldung
CH 00700/13 beschrieben ist. Ebenso wie bei der ersten Ausführungsform gelten hier die gleichen geometrischen Überlegungen, sodass die erste ringförmige Dichtung
5 gegenüber der Achse
17 der Dichtungseinheit
1 in allen Richtungen, aber zumindest annähernd parallel zu der dichtenden Stirnfläche
15 des Innenrohrs
3, um ca. +/–2 mm verschoben werden kann, ohne dass an dieser Stirnfläche
15 des Innenrohrs
3 eine undichte Stelle entsteht. Auch die oben gemachten Aussagen über die gegenseitige Verschiebbarkeit und/oder Verkippbarkeit der beiden Rohre
3,
4 gelten hier ebenfalls.
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Das Halteelement 7 kann hier entsprechend der ersten Ausführungsform 20, oder mehr oder weniger gleichmässig am Umfang des Anpressrings 6 verteilt angeordnete Einrastelemente 7‘ mit je einem elastischen Steg 9 und einem Haken 10 umfassen. Dabei entspricht die Breite der elastischen Stege 9 in etwa der Breite der Ausschnitte dazwischen. Die elastischen Stege 9 erlauben das Aufschieben auf die abgesenkte Aussenfläche 12 und das Einschnappen der Haken 10 in die Nut 8, so dass die erste ringförmige Dichtung 5 vom Anpressring 6 dichtend gegen die Stirnseite 15 des Innenrohrs 3 gepresst wird. Die ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ sind wie bei der ersten Ausführungsform in Ringnuten des Anpressrings 6 angeordnet, der diese beiden ringförmige Dichtungen 5, 5‘ auf drei Seiten präzise führt und hält. Diese Haken 10 des Einrastelements 7‘ sind ebenfalls in dieser Nut 8 radial verschiebbar ausgebildet. Dadurch ist der Anpressring 6 mit den beiden ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ im Einbauzustand der Rohranordnung 2 ebenfalls radial verschiebbar. Diese Verschiebbarkeit wird durch den Abstand zwischen dem elastischen Steg 9 und der abgesenkten Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 begrenzt. Vorzugsweise umfasst die Dichtungseinheit 1 wie hier gezeigt eine zweite ringförmige Dichtung 5‘, welche im Einbauzustand der Rohranordnung 2 die Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 dichtend berührt und gegenüber dieser Innenfläche 13 zusammen mit dem Innenrohr 3 axial verschiebbar angeordnet ist.
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Die 3 zeigt einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit 1 für eine Rohranordnung 2 gemäss einer dritten Ausführungsform. Diese Rohranordnung 2 und die erfindungsgemässe Dichtungseinheit 1 sind sehr ähnlich der zweiten Ausführungsform ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, dass der Anpressring 6 mindestens ein Halteelement 7 umfasst, das zwar ebenfalls zum Eingreifen in eine bevorzugt ringförmig umlaufende Nut 8 an der Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 ausgebildet ist, dessen elastischer Steg 9 jedoch wesentlich länger und deshalb flexibler ausgebildet ist. Entsprechend ist das Ende des Innenrohrs 3 jenseits der Nut 8 (die sich wie dargestellt weiter entfern von der Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 befindet) bevorzugt gegenüber der Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 (vorzugsweise mittels spanabhebender Bearbeitung) abgesenkt. Die Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 ist vorzugsweise ebenfalls bearbeitet, so dass diese Stirnfläche 15 eine saubere Dichtfläche für die erste ringförmige Dichtung 5 bereitstellt. Ebenfalls im Unterschied zu der ersten und zweiten Ausführungsform sind die Haken 10 nicht beweglich in die Nut 8 eingehakt; dies ist deshalb möglich weil für das radiale Bewegen der ersten ringförmigen Dichtung 5 die elastischen Stege 9 der Einrastelemente 7‘ zuständig sind und eine solche Bewegung der Haken 10 innerhalb der Nut 8 nicht mehr notwendig ist. Ein Herausrutschen der Haken 10 aus der Nut 8 wird vorzugsweise dadurch verhindert, dass ein relativ schmaler Spalt zwischen der Rückseite der Einrastelemente 7‘ und der Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 zugelassen wird, so dass ein Haken mit seiner Rückseite an der Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 anstösst bevor er aus der Nut 8 rutschen kann.
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Diese dritte Ausführungsform der Dichtungseinheit 1 eignet sich vorzüglich zum Abdichten eines verstellbaren Teleskoprohrs (Innenrohr 3) gegenüber dem Mantelrohr (Aussenrohr 4) eines Ausgleichsstücks zur Kompensation von Längen-, Winkel- oder Achsabweichungen in Rohrleitungen.
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Ebenso wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform gelten hier die gleichen geometrischen Überlegungen, sodass die erste ringförmige Dichtung 5 gegenüber der Achse 17 der Dichtungseinheit 1 in allen Richtungen, aber zumindest annähernd parallel zu der dichtenden Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3, um ca. 2 % des Rohrdurchmessers (bei einem Kaliber von 160 mm) verschoben werden kann, ohne dass an dieser Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 eine undichte Stelle entsteht. Auch die oben gemachten Aussagen über die gegenseitige Verschiebbarkeit und/oder Verkippbarkeit der beiden Rohre 3, 4 gelten hier ebenfalls.
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Das Halteelement 7 kann hier entsprechend der ersten oder zweiten Ausführungsform 20, oder mehr oder weniger gleichmässig am Umfang des Anpressrings 6 verteilt angeordnete Einrastelemente 7‘ mit je einem elastischen Steg 9 und einem Haken 10 umfassen. Dabei entspricht die Breite der elastischen Stege 9 in etwa der Breite der Ausschnitte dazwischen. Die elastischen Stege 9 erlauben das Aufschieben auf die abgesenkte Aussenfläche 12 und das Einschnappen der Haken 10 in die Nut 8, so dass die erste ringförmige Dichtung 5 vom Anpressring 6 dichtend gegen die Stirnseite 15 des Innenrohrs 3 gepresst wird. Die ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ sind wie bei der ersten Ausführungsform in Ringnuten des Anpressrings 6 angeordnet, der diese beiden ringförmige Dichtungen 5, 5‘ auf drei Seiten präzise führt und hält. Wie beschrieben ist der Anpressring 6 mit den beiden ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ im Einbauzustand der Rohranordnung 2 ebenfalls radial verschiebbar. Diese Verschiebbarkeit wird durch den Abstand zwischen dem elastischen Steg 9 und der abgesenkten Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 begrenzt. Vorzugsweise umfasst die Dichtungseinheit 1 wie hier gezeigt eine zweite ringförmige Dichtung 5‘, welche im Einbauzustand der Rohranordnung 2 die Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 dichtend berührt und gegenüber dieser Innenfläche 13 zusammen mit dem Innenrohr 3 axial verschiebbar angeordnet ist.
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In einer alternativen Variante zu dritten Ausführungsform umfasst die Dichtungseinheit 1 ein am Umfang des Anpressrings 6 angeordnetes, rohrförmiges Haltelement 7 mit einem Haltering umfasst, der zum Eingreifen in die Nut 8 am Innenrohr 3 ausgebildet ist (nicht gezeigt). Zum Montieren dieser Dichtungseinheit 1 am Innenrohr 3 wird das rohrförmige Haltelement 7 mit dem Haltering durch Erwärmen gedehnt und flexibel gemacht, sodass der Haltering über die Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 geschoben werden kann und nach dem Abkühlen eng in der ringförmigen Nut 8 anliegt. Der rohrförmige elastische Steg 7‘ des Halteelements 7 kann beispielsweise durch in der Länge begrenzte, axial verlaufende Schlitze (nicht gezeigt) flexibler gemacht werden. Um den Sitz des Halterings in der ringförmigen Nut 8 zu verbessern, kann der Haltering z.B. durch Kleben in der Nut 8 fixiert werden. Alternativ kann der Haltering durch Kühlen kontrahiert und über die Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 geschoben werden, sodass er nach dem Erwärmen eng in der ringförmigen Nut 8 anliegt, die an der Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 angeordnet ist (nicht gezeigt). Auch in diesem Fall kann der rohrförmige elastische Steg 7‘ des Halteelements 7 durch in der Länge begrenzte, axial verlaufende Schlitze (nicht gezeigt) flexibler gemacht werden. Um den Sitz des Halterings in der ringförmigen Nut 8 zu verbessern, kann auch hier der Haltering z.B. durch Kleben in der Nut 8 fixiert werden.
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Die 4 zeigt einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit 1 für eine Rohranordnung 2 gemäss einer vierten Ausführungsform. Diese Rohranordnung 2 umfasst ein Innenrohr 3 und ein Aussenrohr 4 mit einem jeweils zumindest annähernd runden Querschnitt. Die Dichtungseinheit 1 ist zum gegenseitigen Abdichten von Innenrohr 3 und Aussenrohr 4 ausgebildet und umfasst eine ringförmige Dichtung 5. Im hier gezeigten Einbauzustand dieser Rohranordnung 2 ist das Innenrohr 3 zumindest annähernd koaxial zum Aussenrohr 4 und zumindest teilweise innerhalb des Aussenrohrs 4 angeordnet und die ringförmigen Dichtung 5 liegt am Innenrohr 3 und am Aussenrohr 4 dichtend an.
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Die Dichtungseinheit 1 umfasst zudem einen Anpressring 6 mit mindestens einer Kontaktfläche 18. Die mindestens eine Kontaktfläche 18 dieser vierten Ausführungsform der Dichtungseinheit 1 ist zum Bereitstellen einer Halteverbindung zwischen dem Anpressring 6 und der einzigen ringförmigen Dichtung 5 als einseitige Stufe ausgebildet. Die durch die Kontaktfläche 18 bereitgestellte Halteverbindung ist hier als kraftschlüssige und reibschlüssige Verbindungen ausgebildet. Der Anpressring 6 presst im Einbauzustand der Rohranordnung 2 eine erste ringförmige Dichtung 5 gegen das Innenrohr 3 und gegen das Aussenrohr 4. Dabei umfasst dieser Anpressring 6 mindestens ein Halteelement 7, das zum Eingreifen in eine Nut 8 am Innenrohr 3 ausgebildet ist. Diese Nut 8 ist bevorzugt als ringförmig umlaufende Nut in der Innenfläche 11 ausgebildet, wobei das Ende des Innenrohrs 3 jenseits der Nut 8 (wie dargestellt) bevorzugt gegenüber der Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 (vorzugsweise mittels spanabhebender Bearbeitung) abgesenkt ist. Alternativ kann diese Nut 8 als ringförmig umlaufende Nut in der Aussenfläche 12 ausgebildet sein, wobei das Ende des Innenrohrs 3 jenseits der Nut 8 (nicht dargestellt) bevorzugt gegenüber der Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 (vorzugsweise mittels spanabhebender Bearbeitung) abgesenkt ist. In jedem Fall ist die Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 vorzugsweise ebenfalls bearbeitet, so dass diese Stirnfläche 15 eine saubere Dichtfläche für die erste ringförmige Dichtung 5 bereitstellt.
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Diese vierte Ausführungsform der Dichtungseinheit
1 eignet sich entsprechend der ersten Ausführungsform vorzüglich zum Abdichten des in der Höhe verstellbaren Teleskoprohrs (Innenrohr
3) gegenüber dem Mantelrohr (Aussenrohr
4) eines höhenverstellbaren Hydranten, wie dieser in der Schweizer Patentanmeldung
CH 00700/13 beschrieben ist. Demzufolge sind alle in Bezug auf die erste Ausführungsform gemachten Aussagen zu der Anordnung der Einrastelemente
7‘, der Geometrie der Verschiebbarkeit und/oder Verkippbarkeit der beiden Rohre
3,
4 einer Rohranordnung
2 sowie der Materialauswahl auch hier gültig.
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Die 5 zeigt einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit 1 für eine Rohranordnung 2 gemäss einer fünften Ausführungsform. Diese Rohranordnung 2 und die erfindungsgemässe Dichtungseinheit 1 sind sehr ähnlich der zweiten Ausführungsform ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, dass der Anpressring 6 mindestens ein Halteelement 7 umfasst, das zum Eingreifen in eine bevorzugt ringförmig umlaufende Nut 8 an der Aussenfläche 14 des Aussenrohrs 4 ausgebildet ist. Entsprechend ist das Ende des Aussenrohrs 4 jenseits der Nut 8 (wie dargestellt) bevorzugt gegenüber der Aussenfläche 14 des Aussenrohrs 4 (vorzugsweise mittels spanabhebender Bearbeitung) abgesenkt. Die Stirnfläche 16 des Aussenrohrs 4 ist vorzugsweise ebenfalls bearbeitet, so dass diese Stirnfläche 16 eine saubere Dichtfläche für die erste ringförmige Dichtung 5 bereitstellt.
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Diese fünfte Ausführungsform der Dichtungseinheit 1 eignet sich (wie übrigens auch die erste und zweite Ausführungsform) vorzüglich zum Abdichten des Innenrohr 3 gegenüber dem Aussenrohr 4 beim Anschliessen von Gussrohren oder Schleuder-Gussrohren an Armaturen (wie z.B. an Hydranten und Schiebern) und an anderen Bauteilen (wie z.B. an Abzweigungen, Ausgleichsstücken zur Kompensation von Längen-, Winkel- oder Achsabweichungen und anderen Rohranschlüssen). Ähnlich wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform gelten hier entsprechende geometrischen Überlegungen, sodass die erste ringförmige Dichtung 5 gegenüber der Achse 17 der Dichtungseinheit 1 in allen Richtungen, aber zumindest annähernd parallel zu der dichtenden Stirnfläche 16 des Aussenrohrs 4, um ca. +/–2 mm verschoben werden kann, ohne dass an dieser Stirnfläche 16 des Aussenrohrs 4 eine undichte Stelle entsteht. Auch die bereits gemachten Aussagen über die gegenseitige Verschiebbarkeit und/oder Verkippbarkeit der beiden Rohre 3, 4 gelten hier ebenfalls. Demzufolge sind alle in Bezug auf die erste oder zweite Ausführungsform gemachten Aussagen zu der Anordnung der Einrastelemente 7‘, der Geometrie der Verschiebbarkeit und/oder Verkippbarkeit der beiden Rohre 3, 4 einer Rohranordnung 2 sowie der Materialauswahl entsprechend auch hier gültig.
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Das Halteelement 7 kann hier entsprechend der ersten oder zweiten Ausführungsform 20, oder mehr oder weniger gleichmässig am Umfang des Anpressrings 6 verteilt angeordnete Einrastelemente 7‘ mit je einem elastischen Steg 9 und einem Haken 10 umfassen. Dabei entspricht die Breite der elastischen Stege 9 in etwa der Breite der Ausschnitte dazwischen. Die elastischen Stege 9 erlauben das Aufschieben auf die abgesenkte Aussenfläche 14 und das Einschnappen der Haken 10 in die Nut 8, so dass die erste ringförmige Dichtung 5 vom Anpressring 6 dichtend gegen die Stirnseite 16 des Aussenrohrs 4 gepresst wird. Die ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ sind wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform in Ringnuten des Anpressrings 6 angeordnet, der diese beiden ringförmige Dichtungen 5, 5‘ auf drei Seiten präzise führt und hält. Diese Haken 10 der Einrastelemente 7‘ sind ebenfalls in dieser Nut 8 radial verschiebbar ausgebildet. Dadurch ist der Anpressring 6 mit den beiden ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ im Einbauzustand der Rohranordnung 2 ebenfalls radial verschiebbar. Diese Verschiebbarkeit wird durch den Abstand zwischen dem elastischen Steg 9 und der abgesenkten Aussenfläche 14 des Aussenrohrs 4 begrenzt. Vorzugsweise umfasst die Dichtungseinheit 1 wie hier gezeigt eine zweite ringförmige Dichtung 5‘, welche im Einbauzustand der Rohranordnung 2 die Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 dichtend berührt und gegenüber dieser Aussenfläche 12 zusammen mit dem Aussenrohr 4 axial verschiebbar angeordnet ist.
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Die 6 zeigt einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit 1 für eine Rohranordnung 2 gemäss einer sechsten Ausführungsform. Diese Rohranordnung 2 umfasst ein Innenrohr 3 und ein Aussenrohr 4 mit einem jeweils zumindest annähernd runden Querschnitt. Die Dichtungseinheit 1 ist zum gegenseitigen Abdichten von Innenrohr 3 und Aussenrohr 4 ausgebildet und umfasst eine einzige ringförmige Dichtung 5. Im hier gezeigten Einbauzustand dieser Rohranordnung 2 ist das Innenrohr 3 zumindest annähernd koaxial zum Aussenrohr 4 und zumindest teilweise innerhalb des Aussenrohrs 4 angeordnet und die ringförmig Dichtung 5 liegt sowohl am Innenrohr 3 als auch am Aussenrohr 4 dichtend an.
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Die Dichtungseinheit 1 umfasst zudem einen Anpressring 6 mit mindestens einer Kontaktfläche 18. Die mindestens eine Kontaktfläche 18 dieser sechsten Ausführungsform der Dichtungseinheit 1 ist zum Bereitstellen einer Halteverbindung zwischen dem Anpressring 6 und der einzigen ringförmigen Dichtung 5 als eine im Wesentlichen zylindrische Fläche ausgebildet. Die durch die Kontaktfläche 18 bereitgestellte Halteverbindung ist hier als Kombination einer kraftschlüssigen und reibschlüssigen Verbindung ausgebildet. Alternativ kann auch eine stoffschlüssige Verbindung vorgesehen sein; dies wird dadurch erreicht, dass die ringförmige Dichtung 5 auf den Anpressring 6 vulkanisiert ist (nicht gezeigt). Der Anpressring 6 presst im Einbauzustand der Rohranordnung 2 eine erste ringförmige Dichtung 5 gegen das Innenrohr 3 und das Aussenrohr 4. In dieser sechsten Ausführungsform ist das Halteelement 7 an der ringförmigen Dichtung 5 angeformt und ringförmig in einer an einer Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 angeordneten ringförmigen Nut 8 eingreifend ausgebildet. Speziell bevorzugt ist hier, dass der Anpressring 6 auf die ringförmigen Dichtung 5 aufschiebbar ausgebildet ist, wenn das Halteelement 7 der ringförmigen Dichtung 5 in der ringförmigen Nut 8 an der Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 eingreift. Um dieses Aufschieben zu erleichtern wird der Anpressring 6 vorher gekühlt, so dass er sich zusammenzieht und in diesem Zustand leichter auf die Dichtung 5 aufschiebbar ist.
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Diese Nut 8 ist bevorzugt als ringförmig umlaufende Nut in der Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 ausgebildet, wobei das Ende des Innenrohrs 3 jenseits der Nut 8 (wie dargestellt) bevorzugt gegenüber der Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 (vorzugsweise mittels spanabhebender Bearbeitung) abgesenkt ist. Die Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 muss in diesem Fall keine Dichtfläche für die erste ringförmige Dichtung 5 bereitstellen und muss deshalb nicht unbedingt bearbeitet sein.
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Diese sechste Ausführungsform der Dichtungseinheit
1 eignet sich ebenfalls zum Abdichten des in der Höhe verstellbaren Teleskoprohrs (Innenrohr
3) gegenüber dem Mantelrohr (Aussenrohr
4) eines höhenverstellbaren Hydranten, wie dieser in der Schweizer Patentanmeldung
CH 00700/13 beschrieben ist. Demzufolge sind alle in Bezug auf die erste und zweite Ausführungsform gemachten Aussagen zu der Geometrie der Verschiebbarkeit und/oder Verkippbarkeit der beiden Rohre
3,
4 einer Rohranordnung
2 auch hier gültig.
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Diese sechste Ausführungsform der Dichtungseinheit 1 eignet sich (wie im Übrigen auch die erste, zweite, dritte und vierte Ausführungsform) vorzüglich zum Abdichten des Innenrohrs 3 gegenüber dem Aussenrohr 4 in den Fällen, in denen das Aussenrohr 4 als Muffe eines ersten Rohrstücks und das Innenrohr 3 als in diese Muffe einschiebbares Endteil bzw. Einschiebestücks eines zweiten Rohrstücks ausgebildet ist.
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Bei einer erfindungsgemässen Dichtungseinheit 1 gemäss der sechsten Ausführungsform ist der Anpressring 6 bevorzugt als ein einstückiges Bauteil aus Kunststoff oder Verbundwerkstoffen ausgebildet.
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Die Dichtung 5 greift in einer an einer Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 angeordneten ringförmigen Nut 8 ein; durch ihre Elastizität, ist sie gegenüber dem Innenrohr 3 radial beweglich ausgebildet. Dadurch ist der Anpressring 6 mit der ringförmigen Dichtung 5 im Einbauzustand der Rohranordnung 2 ebenfalls radial beweglich. Zudem ist diese erste ringförmige Dichtung 5, welche im Einbauzustand der Rohranordnung 2 die Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 dichtend berührt, gegenüber dieser Innenfläche 13 zusammen mit dem Innenrohr 3 axial verschiebbar angeordnet.
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Wie bei allen beschriebenen Ausführungsformen ist das Anordnen von Abstandhaltern an der Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 und/oder an der Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 (nicht gezeigt) bevorzugt, wobei diese Abstandhalter beim gegenseitigen Verschieben und/oder Verkippen der beiden Rohre 3, 4 einerseits die Aussenfläche 12 des Innenrohrs 3 bzw. die Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 vor Beschädigungen schützen und andererseits das gegenseitige Verkippen der beiden Rohre 3, 4 limitieren.
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Die
7 zeigt eine aufgeschnittene 3D-Darstellung der Dichtungseinheit für eine Rohranordnung gemäss der bereits beschriebenen ersten Ausführungsform. Allerdings ist hier die speziell bevorzugte Dichtungseinheit zum Abdichten des in der Höhe verstellbaren Teleskoprohrs (Innenrohr
3) gegenüber dem Mantelrohr (Aussenrohr
4) eines höhenverstellbaren Hydranten in der tatsächlichen Ausrichtung der Bauteile dargestellt. Damit ist das Teleskoprohr von oben in das Mantelrohr eines höhenverstellbaren Hydranten einsetzbar, wie dieser beispielsweise in der Schweizer Patentanmeldung
CH 00700/13 beschrieben ist. Im Bereich der Stirnfläche
16 des Aussenrohrs ist dabei bevorzugt eine ringförmige Abdeckung (nicht gezeigt) vorgesehen, welche das Eindringen von Schmutz und/oder Wasser in den Zwischenraum zwischen dem Aussenrohr
4 und dem Innenrohr
3 verhindert. Die Dichtungen
5,
5‘ sind hier nicht sichtbar und deshalb mit gestrichelten Pfeilen markiert.
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Die 8 zeigt einen Längs-Teilschnitt einer Dichtungseinheit 1 für eine Rohranordnung 2 gemäss einer siebten Ausführungsform. Diese Rohranordnung 2 umfasst ein Innenrohr 3 und ein Aussenrohr 4 mit einem jeweils zumindest annähernd runden Querschnitt. Diese Dichtungseinheit 1 ist zum gegenseitigen Abdichten von Innenrohr 3 und Aussenrohr 4 ausgebildet und umfasst zwei ringförmige Dichtungen 5, 5‘. Im hier gezeigten Einbauzustand dieser Rohranordnung 2 ist das Innenrohr 3 zumindest annähernd koaxial zum Aussenrohr 4 und zumindest teilweise innerhalb des Aussenrohrs 4 angeordnet; die erste ringförmigen Dichtung 5 liegt am Innenrohr 3 und die zweite ringförmigen Dichtung 5‘ liegt am Aussenrohr 4 dichtend an.
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Die Dichtungseinheit 1 umfasst zudem einen Anpressring 6 mit zwei Kontaktflächen 18, die zum Bereitstellen einer Halteverbindung zwischen dem Anpressring 6 und den zwei ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ als zwei ringförmige Nuten ausgebildet sind. Die durch die Kontaktfläche 18 bereitgestellte Halteverbindung ist hier als formschlüssige Verbindungen ausgebildet. Der Anpressring 6 ist hier bevorzugt als ein einteiliges Bauteil aus Kunststoff oder aus Verbundwerkstoffen ausgebildet und das Halteelement 7 kann als ein- oder mehrteiliges Bauteil aus Kunststoff oder aus Verbundwerkstoffen ausgebildet sein.
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Diese Nut 8 ist bevorzugt als ringförmig umlaufende Nut in der Innenfläche 11 ausgebildet, wobei das Ende des Innenrohrs 3 zwischen der Nut 8 und der Stirnfläche 15 (wie dargestellt) bevorzugt gegenüber der Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 (vorzugsweise mittels spanabhebender Bearbeitung) abgesenkt ist. Die Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 ist vorzugsweise ebenfalls bearbeitet, so dass diese Stirnfläche 15 eine saubere Dichtfläche für die erste ringförmige Dichtung 5 bereitstellt.
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Bei dieser siebten Ausführungsform ist das mindestens eine Halteelement 7, das zum Eingreifen in eine Nut 8 am Innenrohr 3 ausgebildet ist, vom Anpressring 6 getrennt, sodass Anpressring 6 und Halteelement 7 mindestens zwei Bauteile bilden. Das Halteelement 7 kann wie gezeigt als einstückiger, geschlossener Ring ausgebildet sein; alternative dazu (nicht gezeigt) kann das Halteelement 7 als einstückiger, offener Ring (mit einem axial durchgehenden Spalt) oder als mindestens zwei Teilringe ausgebildet sein. Durch die Trennung von Anpressring 6 und Haltelement 7 werden auch die Funktionen der erfindungsgemässen Dichtungseinheit 1 getrennt:
- • Der Anpressring 6 ist direkt für das Anpressen der zweiten Dichtung 5‘ auf die Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 zuständig und ist zusammen mit der ersten Dichtung 5 gegenüber der Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 und auch gegenüber des Halteelements 7 verschiebbar.
- • Das Haltelement 7 ist für das Anpressen der ersten Dichtung 5 auf die Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 zuständig, wobei dieses Anpressen durch den Anpressring 6 vermittelt wird.
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Diese siebte Ausführungsform der Dichtungseinheit
1 eignet sich sowohl zum Abdichten des in der Höhe verstellbaren Teleskoprohrs (Innenrohr
3) gegenüber dem Mantelrohr (Aussenrohr
4) eines höhenverstellbaren Hydranten, wie dieser in der Schweizer Patentanmeldung
CH 00700/13 beschrieben ist als auch zum Abdichten des Innenrohrs
3 gegenüber dem Aussenrohr
4 in den Fällen, in denen das Aussenrohr
4 als Muffe eines ersten Rohrstücks und das Innenrohr
3 als in diese Muffe einschiebbares Endteil eines zweiten Rohrstücks ausgebildet ist.
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Das Halteelement 7 umfasst hier eine Anzahl gleichmässig am Umfang des Halteelements 7 verteilt angeordnete Einrastelemente 7‘ mit je einem elastischen Steg 9 und einem Haken 10. Dabei entspricht die Breite der elastischen Stege 9 in etwa der Breite der Ausschnitte dazwischen. Bevorzugt bestehen der Anpressring 6 und auch das Halteelement 7 aus einem Kunststoff oder Verbundwerkstoff, wobei Polyoxymethylen (POM) speziell bevorzugt ist und sich bereits bewährt hat. Die Dichtungseinheit 1 umfasst auch hier eine erste ringförmige Dichtung 5, welche im Einbauzustand der Rohranordnung 2 eine Stirnfläche 15 des Innenrohrs 3 dichtend berührt und auf dieser Stirnfläche 15 radial verschiebbar angeordnet ist. Vorzugsweise sind der Anpressring 6 und das Halteelement 7 separat hergestellt und jeweils als ein einteiliges oder mehrteiliges Bauteil aus Kunststoff oder aus Verbundwerkstoffen ausgebildet.
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Die elastischen Stege 9 erlauben das Aufschieben auf die abgesenkte Innenfläche 11 und das Einschnappen der Haken 10 in die Nut 8, so dass die erste ringförmige Dichtung 5 mittels des Anpressrings 6 und dank der Kraft, welche vom Halteelement 7 auf den Anpressring 6 ausgeübt wird, dichtend gegen die Stirnseite 15 des Innenrohrs 3 gepresst wird. Vorzugsweise umgreift das Material des Anpressrings 6 die erste ringförmige Dichtung 5 auf drei Seiten, sodass diese erste ringförmige Dichtung 5 präzise im Anpressring 6 geführt und gehalten ist. Je nach den gewählten Dimensionen und des gewählten Materials zum Herstellen der elastischen Stege 9 kann die Elastizität dieser Stege 9 eingestellt bzw. an die Dimensionen der Rohranordnung 2 abgepasst werden.
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Die Haken 10 des Einrastelements 7‘ sind hier nur in einer an einer Innenfläche 11 des Innenrohrs 3 angeordneten ringförmigen Nut 8 einrastend eingreifend; sie sind jedoch in dieser Nut 8 nicht radial verschiebbar ausgebildet, weil die radiale Verschiebbarkeit durch die Trennung von Anpressring 6 und Halteelement 7 gegeben ist, sodass der Anpressring 6 mit den beiden ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ im Einbauzustand der Rohranordnung 2 radial verschiebbar ist. Diese Verschiebbarkeit wird durch den Abstand zwischen dem elastischen Steg 9 der Einrastelemente 7‘ des Halteelements 7 und dem Anpressring 6 begrenzt. Vorzugsweise umfasst die Dichtungseinheit 1 wie hier gezeigt eine zweite ringförmige Dichtung 5‘, welche im Einbauzustand der Rohranordnung 2 die Innenfläche 13 des Aussenrohrs 4 dichtend berührt und gegenüber dieser Innenfläche 13 zusammen mit dem Innenrohr 3 axial verschiebbar angeordnet ist.
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Alle in Bezug auf die erste und zweite Ausführungsform gemachten Aussagen zu der Geometrie der Verschiebbarkeit und/oder Verkippbarkeit der beiden Rohre 3, 4 einer Rohranordnung 2 sind entsprechend auch hier gültig. Abweichend von der bisherigen Beschreibung kann die Nut 8 zum Eingriff der Haken 10 lediglich in Teilringen (z.B. als tangentiale Nut in einer der Flächen 11, 12, 13, 14 in den Rohren 3 oder 4 vorhanden sein.
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Bevorzugt wird der Anpressring 6, entweder einzeln oder zusammen mit dem Haltelement 7, mittels Spritzgusstechniken hergestellt. Abweichend von einigen der besprochenen Ausführungsformen, jedoch immer noch im Umfang der vorliegenden Erfindung, können anstelle von O-Ringen beispielsweise auch X-Ringe oder Radialdichtungen eingesetzt werden. Ebenso können dichtende Materialien in Ringform, anstelle von käuflichen Dichtungen wie z.B. O-Ringen, beispielsweise an den Anpressring 6 vulkanisiert, geklebt, geschweisst, angespritzt oder sonstwie mit dem Anpressring 6 verbunden bzw. zusammen mit dem Anpressring 6 (z.B. im Kaskadenspritzguss) hergestellt werden. Die Materialien für die Dichtungen und alle anderen mit dem Wasser in der Rohranordnung in Berührung kommenden Bauteile sind bevorzugt so gewählt, dass alle Bestimmungen und Vorschriften der zuständigen Behörden eingehalten werden.
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Eine gezielt beeinflusste Elastizität des Anpressrings 6 (z.B. durch Einbringen von geeigneten Füllstoffen und/oder Additiven) kann die Dichtungsleistung der erfindungsgemässen Dichtungsanordnung im Zusammenhang mit der Verschiebbarkeit und/oder Verkippbarkeit der beiden Rohre 3, 4 einer Rohranordnung 2 zusätzlich verbessern.
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Die zu den abgebildeten Ausführungsformen der erfindungsgemässen Dichtungseinheit 1 aufgezeigten Anwendungen sind besonders bevorzugt; abweichend davon können sich die erfindungsgemässen Ausführungsformen nach den jeweiligen Erfordernissen und Rohranordnungen richten, sodass die Ausführungsformen der erfindungsgemässen Dichtungseinheit 1 und deren Anwendungen praktisch beliebig kombiniert werden können. Die erfindungsgemässe Dichtungseinheit 1 und deren Anwendungen sind unabhängig vom Kaliber der Rohranordnung 2. Ebenso können die ringförmigen Dichtungen 5, 5‘ in ihren Dimensionen und in ihrer Ausführungsform (z.B. als O-Ring, X-Ring oder als Radialdichtung) den Erfordernissen angepasst werden, wobei diese Dichtungen 5, 5‘ bevorzugt als geschlossene Ringe vorliegen.
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Die räumliche Ausrichtung der Rohranordnung 2 und deren Dichtungseinheit 1 richtet sich nach den jeweiligen Erfordernissen und kann praktisch beliebig von der in den Figuren gezeigten räumlichen Ausrichtung abweichen.
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Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf entsprechende Merkmale der erfindungsgemässen Dichtungseinheit bzw. Rohranordnung, wenngleich nicht alle Merkmale in jedem Fall ausführlich beschrieben sind. Einem Fachmann sinnvoll erscheinende Kombinationen von Merkmalen oder auch nur Teilmerkmalen der einzelnen gezeigten und/oder beschriebenen Ausführungsformen gehören zum Umfang der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtungseinheit
- 2
- Rohranordnung
- 3
- Innenrohr
- 4
- Aussenrohr
- 5
- erste ringförmige Dichtung
- 5‘
- zweite ringförmige Dichtung
- 6
- Anpressring
- 7
- Halteelement
- 7‘
- Einrastelement
- 8
- Nut
- 9
- elastischer Steg von 7‘
- 9‘
- elastische Verbindung von 5
- 10
- Haken von 7‘
- 11
- Innenfläche von 3
- 12
- Aussenfläche von 3
- 13
- Innenfläche von 4
- 14
- Aussenfläche von 4
- 15
- Stirnfläche von 3
- 16
- Stirnfläche von 4
- 17
- Achse von 1
- 18
- Kontaktflächen von 6
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10028655 A1 [0003, 0004, 0004]
- EP 0717156 B1 [0004]
- EP 0791695 B1 [0004]
- CH 00700/13 [0005, 0023, 0032, 0041, 0048, 0053, 0058]
- US 4191384 [0006]
- GB 2256688 [0006]
- GB 977148 [0007]
