-
Die Erfindung betrifft einen Dichtring für eine Rohrverbindung mit einem äußeren Rohr und einem inneren Rohr, wobei der Dichtring dazu vorgesehen und ausgelegt ist, in eine Ringsicke des äußeren Rohres eingelegt zu werden und eine Dichtung zwischen der Innenseite des äußeren Rohres und der Außenseite des inneren Rohres zu bewirken, wobei der Dichtring ein Basiselement aus einem elastomeren Kunststoff mit einer Dichtlippe und ein Trägerelement aus einem im Vergleich zum Basiselement härteren Kunststoff aufweist, wobei das Trägerelement einen U-förmigen Querschnitt mit zwei Schenkeln aufweist, die innerhalb der Ringsicke anordbar sind und sich dort parallel zur Mittelsenkrechten des Dichtrings erstrecken, und wobei die Schenkel unterschiedlich lang sind.
-
Derartige Dichtringe für eine Rohrverbindung, die auch als Steckmuffenverbindung bezeichnet werden kann, sind grundsätzlich bekannt. Ein Dichtring der eingangs genannten Art ist in der
EP 1 236 002 B1 beschrieben. Der dort gezeigte Dichtring weist ein Basiselement und ein Trägerelement auf, wobei das Trägerelement aus einem härteren Material hergestellt ist und einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Dadurch wird eine besonders gute Stabilität erreicht.
-
Aus der
DE 10 2004 038 333 A1 ist ein weiterer Dichtring für eine Steckmuffenverbindung bekannt, bei der ebenfalls ein Trägerelement aus einem härteren Kunststoff und ein Basiselement aus einem elastomeren Kunststoff vorhanden ist, wobei das Trägerelement zur Stabilisierung und Ausrichtung des Dichtrings dient. Das Trägerelement ist hier jedoch L-förmig ausgebildet.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring der eingangs genannten Art zu schaffen, der besonders stabil ist und gleichzeitig eine besonders zuverlässige Dichtwirkung gewährleistet.
-
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Dichtring mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Eine Rohrverbindung mit einem solchen Dichtring wird im Schutzanspruch 14 beansprucht. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Bei einem Dichtring für eine Rohrverbindung mit einem äußeren Rohr und einem inneren Rohr, wobei der Dichtring dazu vorgesehen und ausgelegt ist, in eine Ringsicke des äußeren Rohres eingelegt zu werden und eine Dichtung zwischen der Innenseite des äußeren Rohres und der Außenseite des inneren Rohres zu bewirken, wobei der Dichtring ein Basiselement aus einem elastomeren Kunststoff mit einer Dichtlippe und ein Trägerelement aus einem im Vergleich zum Basiselement härteren Kunststoff aufweist, wobei das Trägerelement einen U-förmigen Querschnitt mit zwei Schenkeln aufweist, die innerhalb der Ringsicke anordbar sind und sich dort parallel zur Mittelsenkrechten des Dichtrings erstrecken, und wobei die Schenkel des U-förmigen Querschnitts unterschiedlich lang sind, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass der Dichtring so ausgebildet ist, dass der längere Schenkel des Trägerelements auf der innenliegenden Seite des Dichtrings angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird ein Dichtring mit einer besonders hohen Stabilität und gleichzeitig einer hohen Sitzgenauigkeit geschaffen. Durch die Ausbildung des längeren Schenkels des Trägerelements auf der innenliegenden Seite des Dichtrings ist es möglich, einen verbesserten Sitz der Dichtung beim Einschieben des inneren Rohres zu erreichen.
-
Der innere Schenkel ist bevorzugt um den Faktor 1,3 bis 3,5 insbesondere um den Faktor 1,4 bis 2,0, alternativ um den Faktor 2,0 bis 3,5 länger als der äußere Schenkel. Bevorzugt ist auf der innenliegenden Seite des Dichtrings mit der dort liegenden Flanke des längeren Schenkels des Trägerelements eine Anlaufschräge ausgebildet. Entlang dieser Anlaufschräge kann das Innenrohr entlanggleiten und der Sitz des Dichtrings ist gewährleistet und es kommt nicht zu einem Rollen oder Herausschieben des Dichtrings aus der Ringsicke. Bevorzugt ist die Anlaufschräge, also die außenliegende Flanke des längeren Schenkels des Trägerelements länger als der kürzere Schenkel des Trägerelements bezogen auf die Höhe innerhalb des U-förmigen Querschnitts. Es wird hier durch die Positionierung des längeren Schenkels des U-förmigen Elements eine besonders gute Abdichtung und Sitzgenauigkeit erreicht, wobei gleichzeitig der U-förmige Querschnitt mit der hohen Stabilität und Steifigkeit der geometrischen Form des U-förmigen Elements beibehalten wird.
-
Bevorzugt ist die innenliegende Flanke des Trägerelements mit einem Winkel zwischen 20° und 40° zu der Mittelsenkrechten der Ringdichtung ausgebildet. Besonders bevorzugt beträgt dieser Winkel zwischen 25° und 35°. Dieser Winkel ist bevorzugt durchgängig über die gesamte innenliegende Flanke des Trägerelements, also die Anlaufschräge im Bereich des Trägerelements konstant. Dadurch wird die Funktion der Anlaufschräge besonders gut erfüllt.
-
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Anlaufschräge des Trägerelements bündig an die Dichtlippe des Basiselements anschließt und die Dichtlippe dabei den selben Winkel zur Mittelsenkrechten der Ringdichtung hat, wie die innenliegende Flanke des Trägerelements. Die Anlaufschräge erstreckt sich damit durchgehend unter konstantem Winkel von der Spitze des Trägerelements bis zum Ende der Dichtlippe des Basiselements. Es gibt damit eine Gesamtanlaufschräge. Dabei nimmt die innenliegende Flanke des Trägerelements mindestens 15 % der Gesamtlänge, bevorzugt mindestens 20 % und noch besser mindestens 25 % und noch weiter bevorzugt mindestens 28 % und im Idealfall sogar 30 % der Gesamtlänge von Anlaufschräge, des Trägerelements und Dichtlippenanlaufschräge der Dichtlippe ein.
-
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der vorderste Punkt des längeren Schenkels des U-förmigen Trägerelements so lang ausgebildet, dass er im eingebauten Zustand benachbart zu der Wand der Ringsicke positioniert ist. Bevorzugt schließt er dort direkt an. Dadurch kann beim Einschieben des inneren Rohres dieses nicht hinter den vordersten Punkt des U-förmigen Trägerelements gelangen und den Dichtring dadurch herausschieben. Bevorzugt ist der vorderste Punkt des längeren Schenkels des U-förmigen Trägerelements auch beabstandet zu dem offenen Rand der Ringsicke, also im Inneren der Ringsicke, positioniert. Auch durch diese Ausgestaltung wird ein Herausschieben des Dichtrings verhindert.
-
In einer anderen bevorzugten Weiterentwicklung weist das Basiselement neben der Dichtlippe einen zweiten Bereich auf, der zur Anlage an den Boden der Ringsicke vorgesehen und ausgelegt ist. Zwischen der Dichtlippe und dem zweiten Bereich ist ein Einschnitt mit einem Plateau vorhanden, wobei dieses Plateau parallel zur Grundebene der Ringdichtung ausgebildet ist. Bevorzugt ist der Dichtring und damit das Basiselement und das Trägerelement so dimensioniert und ausgebildet, das beim Stapeln von Dichtringen, der längere innenliegende Schenkel des Trägerelements in Kontakt mit dem Plateau des Basiselements eines benachbarten Dichtrings ist und dass der kürzere Schenkel des Trägerelements in seitlich abstützenden Bereich mit dem zweiten Bereich des Basiselements des benachbarten Dichtrings ist. Dadurch können die Dichtringe besonders gut aufeinandergestapelt werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der kürzere Schenkel, der auf der außenliegenden Seite des Dichtrings angeordnet ist, eine Auszugsnase auf. Der äußere Schenkel ist mindestens in einem Teilbereich nicht von dem Basiselement umgeben. In diesem Teilbereich, insbesondere auf der Außenseite des äußeren Schenkels, ist die Auszugsnase angeordnet. Die Auszugsnase ist umlaufend ausgebildet und bildet daher vor allem im Querschnitt eine „Nase“ aus, ist in der umlaufenden Form jedoch auch als umlaufender Vorsprung beschreibbar. Diese Auszugsnase dient dazu, dass das Formwerkzeug beim Auseinanderfahren den Dichtring definiert in der Form mit dem Trägerelement und der Auszugsnase behält.
-
Bevorzugt beginnt das Basiselement unterhalb der Auszugsnase und ist dort mit einem Winkel von etwa 30°, bevorzugt zwischen 25° und 35°, zur Ebene des Dichtrings nach unten, also weg von der Auszugsnase, abgewinkelt.
-
Das Trägerelement ist bevorzugt aus Polypropylen hergestellt. Das Basiselement ist bevorzugt aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Rohrverbindung mit einem äußeren Rohr mit einer umlaufenden Ringsicke und einem in dem äußeren Rohr aufgenommenen inneren Rohr und einem in der Ringsicke aufgenommenen Dichtring, wobei der Dichtring ein Dichtring der oben genannten beschriebenen Art ist.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:
- 1: einen Dichtring in perspektivischer Ansicht;
- 2: eine Draufsicht auf einen geschnittenen Dichtring in perspektivischer Ansicht;
- 3: eine Untenansicht eines geschnittenen Dichtrings in perspektivischer Ansicht;
- 4: einen Querschnitt durch einen in eine Rohrverbindung eingelegten Dichtring in ungequetschter Darstellung;
- 5: zwei übereinandergestapelte Dichtringe im Querschnitt; und
- 6: einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtrings.
-
In 1 ist ein ringförmiger Dichtring 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der Dichtring 1 spannt eine Ebene 2 auf und hat eine Mittelsenkrechte 3. Die Mittelsenkrechte 3 entspricht auch der Längsachse der abzudichtenden Rohre. Der Dichtring 1 weist ein Trägerelement 4 aus einem härteren Material, insbesondere Polypropylen und ein Basiselement 5 aus einem im Vergleich dazu weicheren Material, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer auf. Der Dichtring 1 ist in eine Ringsicke eines äußeren Rohres eingelegt. In dieses äußere Rohr wird ein inneres Rohr eingeschoben. Das Trägerelement 4 ist dabei der Seite zugewandt, von der das innere Rohr eingeschoben wird. Auf der innenliegenden Seite weist der Dichtring 1 daher als Teil des Basiselements 5 eine Dichtlippe 6 auf.
-
Der Dichtring 1 wird unter Bezugnahme auf die perspektivischen Ansichten des Dichtrings 1 in den 2 und 3 weiter erläutert. Die 2 und 3 zeigen eine geschnittene Ansicht des Dichtringes 1 in perspektivischer Ansicht von oben und in perspektivischer Ansicht von unten. Dadurch sind alle Teile des Dichtrings 1 besonders gut zu erkennen. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Basiselement 5 weist neben der Dichtlippe 6 einen zweiten Bereich 7 auf, der von der Dichtlippe 6 durch einen Einschnitt 8 getrennt ist. Der Einschnitt 8 weist an seiner tiefsten Stelle ein Plateau 9 auf, das die Dichtlippe 6 und den zweiten Bereich 7 miteinander verbindet und eine Fläche ausbildet, die etwa parallel zur Ebene 2 des Dichtrings 1 ausgerichtet ist. Der zweite Bereich 7 weist in seinem Außenbereich mehrere Vorsprünge 10 auf, die zur Anlage an einen Boden der Ringsicke vorgesehen und ausgelegt sind. Das Trägerelement 4 ist insgesamt U-förmig ausgebildet und weist einen inneren Schenkel 11 und einen äußeren Schenkel 12 auf. Die beiden Schenkel 11 und 12 sind durch einen Bodenbereich 13 verbunden. Die Breite der Schenkel 11 und 12 und die Dicke des Bodenbereichs 13 sind etwa gleichgroß, bzw. weichen in weiten Bereichen nicht um mehr als einen Faktor 1,5 voneinander ab. Der innere Schenkel 11 ist lediglich in seinem oberen Endbereich 14 verbreitert, um eine Anlaufschräge 15 auszubilden.
-
In 4 ist der Dichtring 1 in der Rohrverbindung dargestellt. Die Rohrverbindung weist insbesondere ein äußeres Rohr 20 und ein inneres Rohr 21 auf. In dem äußeren Rohr 20 ist eine Ringsicke 22, die einen Boden 27, ein einschubseitiges Ende 23 und ein rückwärtiges Ende 24 aufweist. Eine Wand 25 bildet das äußere Rohr 20 im Wesentlichen aus. In das äußere Rohr 20 wird ein inneres Rohr 21 mit einer Wand 26 eingeschoben. Der Dichtring 1 ist hier ungequetscht dargestellt, um dessen Dimensionierung besser darstellen zu können. Das Trägerelement 4 zeigt hier im Querschnitt den inneren Schenkel 11 und den äußeren Schenkel 12, wobei der äußere Schenkel 12 deutlich kürzer ist als der innere Schenkel 11. Die Höhe des inneren Schenkels 11 ergibt sich aus der Höhe 19 und die Länge des äußeren Schenkels 12 ergibt sich aus der Höhe 16. Der innere Schenkel 11 ist etwa 1,6-mal länger oder höher als der äußere, kürzere Schenkel 12. Insbesondere liegt das Längenverhältnis zwischen den Faktoren 1,3 und 2, bevorzugt zwischen 1,4 und 1,8. Der innere Schenkel 11 bildet auf der Innenseite im Endbereich 14 eine Anlaufschräge 15 aus. Diese steht unter einem Winkel 17 zur Mittelsenkrechten 3. Der Winkel 17 beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 30°. Der Endbereich 14 des innenliegenden Schenkels 11 hat eine Spitze 28, die benachbart und anliegend zum einschubseitigen Ende 23 der Ringsicke 22 positioniert ist. Diese Spitze 28 ist auch beabstandet zu der offenen Seite der Ringsicke 22. Dadurch kann das innere Rohr 21 mit seiner Wand 26 beim Einschieben nicht die Spitze 28 hintergreifen und dadurch die Ringdichtung 1 aus der Ringsicke 22 herausschieben. Die Ringdichtung 1 weist neben dem Trägerelement 4 auch das Basiselement 5 mit der Dichtlippe 6 auf. Die Dichtlippe 6 weist auf ihrer Außenseite eine Dichtlippenanlaufschräge 18 auf, die als lineare Fortsetzung, der Anlaufschräge 15 ausgebildet ist und demzufolge auch unter dem Winkel 17 zur Mittelsenkrechten 3 des Dichtrings 1 ausgebildet ist. Beim Einschub wird das innere Rohr 21 auf die Anlaufschräge 15 des inneren Schenkels 11 treffen und dann daran heruntergleiten und auf die Dichtlippenanlaufschräge 18 treffen und weitergleiten bzw. diese dann nach innen drücken und quetschen, so dass eine Dichtwirkung zwischen dem Dichtring 1, insbesondere der Dichtlippe 6 und der Wand 26 des inneren Rohres 21 erfolgt. Der Dichtring 1 und insbesondere das Basiselement 5 ist mit seinem zweiten Bereich 7 und dort insbesondere mit den Vorsprüngen 10 gegen den Boden 27 der Ringsicke 22 gedrückt. Der zweite Bereich 7 hat einen Fußbereich 29, der zur Anlage und Abstützung gegen das rückseitige Ende 24 der Ringsicke 22 vorgesehen und ausgelegt ist.
-
In 5 sind zwei aufeinandergestapelte Dichtringe 1 dargestellt. Hier fällt insbesondere auf, dass das Trägerelement 4 des unteren Dichtrings 1 mit dem Basiselement 5 des oberen Dichtrings 1 in Kontakt ist. Insbesondere ist die Spitze 28 des inneren Schenkels 11 die wesentliche Stütze des oberen Dichtrings 1. Dabei liegt der obere Dichtring 1 mit dem Plateau 9 zwischen der Dichtlippe 6 und dem zweiten Bereich 7 auf der Spitze 28 des inneren Schenkels 11 auf. Die innenliegende Flanke des zweiten Bereichs 7 stützt sich am oberen Ende des äußeren Schenkels 12 ab. Dadurch erfolgt eine Kontaktierung in zwei Bereichen und damit eine sicherere und zuverlässige Lagerung der Dichtringe aufeinander.
-
In 6 ist ein Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtrings 1 dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der Dichtring 1 weist ein Trägerelement 4 aus einem härteren Material sowie ein Basiselement 5 mit einem weicheren Material auf. Wesentlich ist auch hier, dass das Trägerelement 4 als formstabiles U ausgebildet ist, wobei der innere Schenkel 11 länger ist als der äußere Schenkel 12. Im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß der 1 bis 5 ist hier der innere Schenkel 11 im Verhältnis zum äußeren Schenkel 12 tendenziell länger als bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der innere Schenkel 11 etwa 2,3-mal so lang wie der äußere Schenkel 12. Die Längen der beiden Schenkel 11 und 12 werden durch die Pfeile 19 und 16 dargestellt. Weiterhin ist hier in Abweichung zu dem vorher dargestellten Ausführungsbeispiel eine Auszugsnase 30 auf der Außenseite des äußeren Schenkels vorhanden. Diese Auszugsnase 30 ist oberhalb des Basiselements 5. Die Auszugsnase 30 dient vor allem bei der Entformung des Dichtrings 1 aus den Werkzeugen dazu, dass der Dichtring 1 definiert in dem trägerelementseitigen Werkzeug verbleibt und somit in die „richtige“ Richtung abgezogen wird. Der innere Schenkel 11 hat eine eingezeichnete Länge 19. Der äußere Schenkel 12, der kürzer ist als der innere Schenkel 11, hat eine eingezeichnete Länge 16. Die Länge des inneren Schenkels 11 ist hier etwa 2,3 mal größer als die Länge des äußeren Schenkels 12. Der innere Schenkel 11 ist in seinem oberen Bereich 14 frei von dem Basiselement 5. Dadurch bildet sich eine offenliegende Anlaufschräge 15 aus, die aus dem harten Material gebildet ist und an der gegebenenfalls das zweite Rohr entlanggleiten kann. Die Anlaufschräge 15 ist kontinuierlich und als eine Gerade ausgebildet und geht über in die Dichtlippenanlaufschräge 18, die durch die Dichtlippe 6 des Basiselements 5 ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine durchgehende Anlaufschräge, die aus der Anlaufschräge 15 und der Dichtlippenanlaufschräge 18 gebildet ist. Die Anlaufschräge 15 des inneren Schenkels 11 nimmt dabei nahezu 30% der gesamten Länge ein. Insbesondere nimmt dieser Teil hier zwischen 20% und 40% der gesamten Länge der Anlaufschräge 15 ein. Die Auszugsnase 30 ist betrachtet auf den freien Teil des äußeren Schenkels 12, also den Teil, der nicht mit dem Material des Basisteils in Kontakt ist, im unteren Drittel angeordnet. Unterhalb der Auszugsnase 30 schließt sich das Basisteil und dort insbesondere der zweite Bereich 7 an, der innerhalb der Ringsicke 22 platziert ist und auf seiner Außenseite mehrere Vorsprünge, hier drei Vorsprünge 10, aufweist. Der Fußbereich 29 dieses Bereichs ist hier ebenfalls nach Außen ausgebildet, so dass man hier von einem vierten Vorsprung 10 sprechen könnte. Die obere Kante 31 des zweiten Bereichs 7 ist unter einem Winkel 32 von 30° bezogen und auf die Ebene 2 des Dichtrings 1 abgewinkelt.
-
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1236002 B1 [0002]
- DE 102004038333 A1 [0003]
