DE2340644A1

DE2340644A1 - Dichtglied bzw. -ring zur abdichtung einer rohrmuffenverbindung

Info

Publication number: DE2340644A1
Application number: DE19732340644
Authority: DE
Inventors: Richard George Williams
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1972-08-11
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1974-02-28
Also published as: GB1436310A; FR2196050A5

Description

DR. ING. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER

21 HAMBURG 90 8 MÜNCHEN 8O

WlLSTORFEIi STH 32 TEL. (0 4O) 77 O8 61 LUCILE-GRAHN-STR. 22 ■ TEL. COS ItI *7 29 Λ7

8. August 1973

M/jb

P/7436

Anmelder: British Steel Corporation, 33 Grosvenor Place, London S.W. !,England

Dichtglied bzw. -ring zur Abdichtung einer Rohrmuffenverbindung

Die Erfindung betrifft Rohr verbindungen und Dichtglieder für derartige Verbindungen und insbesondere Dichtglieder zur Verwendung in Verbindung mit halbstarren und starren Rohren, wie beispielsweise Ton- oder Keramikrohren, mit Muffenverbindungen und derartigen Muffenverbindungen selbst.

Üblicherweise sind derartige Rohre, die beispielsweise in sehr weitern Umfang für häusliche Abwassernetze und öffentliche Kanalisationsnetze verwendet worden sind und noch werden, mit einer starren Verbindung ausgestattet, in der der ringförmige Raum zwischen dem Einsatzabschnitt und dem Muffenabschnitt durch Auffüllung mit einer Mörtelmischung abgedichtet ist.

Bei rlie^e" Verbindungen haben sich Schwierigkeiten u.a. infolge von Untergrundbewegungen nach Verlegung einer Leitung ergeben. In diesen Fällen können die Rohre der Leitung Kräften ausgesetzt sein,

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die bestrebt sind, die relative Zuordnung der Rohre, beispielsweise die winkelmäßige Ausrichtung aufeinander folgender Rohre, die axiale Ausrichtung aufeinander folgender Rohre und das axiale Ausmaß der gegenseitigen Berührung zwischen aneinander anschließenden Einsatzabschnitten und Muffenabschnitten, zu verändern.

Diese Kräfte wirken in Richtung auf einen Bruch der Mörtelver bindung, was zu einer Zerstörung der von dieser gebildeten Abdichtung führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine flexible Verbindung für derartige Rohre und ein flexibles Dichtglied für derartige Verbindungen zu schaffen, mittels deren die genannten Probleme überwunden oder mindestens im beträchtlichen Umfang reduziert -werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein elastisches Dichtglied zur Abdichtung einer Verbindung zwischen einem Muffenabschnitt und einem Einsatzabschnitt eines Paars hintereinander liegender starrer oder halbstarrer Rohrteile vor, -wobei dieses Dichtglied gekennzeichnet ist durch einen ringförmigen Rohrausrichtungsabschnitt, der zur Einsetzung zwischen die radiale Innenfläche des Muffenabschnitts und die radiale Außenfläche des Einsatzabschnitts und zur Anlage an diesem bestimmt ist, einen ringförmigen Muffenabdichtungsabschnitt, der an dem einen Ende des Rohrausrichtungsabschnitts vorgesehen ist oder von diesem ausgeht und zur Bildung einer Dichtung mit der radialen Innenfläche des Muffenabschnitts bestimmt ist, und einen ringförmigen Einsatzabdichtungsabschnitt, der an dem anderen Ende des Rohrausrichtungsabschnitts vorgesehen ist oder von diesem ausgeht und zur Bildung einer Dichtung mit der radialen Außenfläche des Einsatzabschnitts bestimmt ist, -wobei der Einsatzabdichtungsabschnitt zur Achse des Dichtglieds elastisch radial verschiebbar ist.

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Der ringförmige Einsatzabdichtungsabschnitt des Dichtglieds kann von einem ringförmigen Abschnitt des Dichtglieds getragen sein, der von dem Rohrausrichtungsabschnitt in axialer Richtung ausgeht und aus einem Material besteht, das leichter deformierbar ist als das Material des Rohrausrichtungsabschnitts, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, daß der Einsatzabdichtungsabschnitt radial zur Achse des Dichtglieds verschiebbar ist.

Alternativ hierzu und vorzugsweise ist der Einsatzabdichtungsabschnitt von einem ringförmigen Verlängerungsabschnitt des Dichtglieds gebildet, der eine geringere Wandstärke besitzt als der Rohraus richtungsabschnitt und der von diesem in axialer Richtung ausgeht. Der ringförmige V erlange rungs- bzw. Aus gangs abschnitt kann einen größeren Innendurchmesser als der Rohr aus richtung sabschnitt besitzen, in welchem Fall der Einsatzabdichtungsabschnitt mit dem ringförmigen Verlängerungs- bzw. Ausgangsabschnitt über einen einwärts gerichteten elastischen Steg verbunden sein kann, um so dem Einsatzabdich- , tungsabschnitt die Möglichkeit einer elastischen Radialverschiebbarkeit zu geben.

Der ringförmige Muffenabdichtungsabschnitt und der ringförmige Einsatzabdichtungsabschnitt des Dichtglieds können von im Querschnitt keilförmigen Abschnitten des Dichtglieds gebildet sein, die als Federkanten ausgebildet sein können, die im wesentlichen in Axial richtung des Dichtglieds verlaufen, jedoch in nicht zusammengedrücktem Zustand geringfügig derart geneigt sind, daß die Kanten der im Querschnitt keilförmigen Abschnitte radial nach außen bzw. radial nach innen ausgerichtet sind.

Vorzugsweise sind die Kanten der im Querschnitt keilförmigen Abschnitte in Hinblick auf den Rohrausrichtungsabschnitt des Dichtglieds derart axial ausgerichtet, daß im Betrieb der in den Rohren herrschende

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innere Flüssigkeitsdruck und die Verbindung bestrebt sind, die im Querschnitt keilförmigen Abschnitte in eine abdichtende Berührung mit dem Muffenabschnitt und gegebenenfalls dem Einsatzabschnitt zu drücken.

Das Dichtglied kann des weiteren mit einem inneren ringförmigen Flansch ausgestattet sein, der derart angeordnet ist, daß er bei Benutzung das vordere Ende des Einsatzabschnitts vom rückwärtigen Ende des Muffenabschnitts getrennt hält, um ein schädliches Aneinanderstoßen zwischen diesen beiden aufeinander folgenden Enden zu verhindern.

Die radiale Außenfläche des Dichtglieds und die radiale Innenfläche des Muffenabschnitts können mit Mitteln ausgestattet sein, die in Hinblick auf eine bestimmte, d.h. lagegerechte, Anordnung des Dichtglieds im Muffenabschnitt zusammenarbeiten.

Die äußere Umfangsfläche des Dichtglieds sollte eine Gestalt besitzen, die im wesentlichen der Innenfläche des Muffenabschnitts entspricht, in welchem das Dichtglied einzusetzen ist. Somit besitzt das Dichtglied in dem Fall, in dem die Rohrmuffenabschnitte eine konische Gestalt mit einer aufgeweiteten Öffnung besitzen, eine entsprechend konisch gestaltete Außenfläche.

Das Dichtglied kann aus jedem geeigneten elastischen Material wie einem synthetischen Gummi, beispielsweise Styrol-Butadien, hergestellt sein. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch eine Muffenverbindung zwischen zwei halbstarren oder starren Rohren, wobei in dieser Muffenverbindung das beschriebene Dichtglied enthalten ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be-

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ORIGINAL INSPECTED

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schrieben; in diesen zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Muffenverbindung vor dem Zusammenbau,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Verbindung der Fig. 1 in zusammengebautem Zustand,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine alternative Form des Dichtglieds und

Fig. 4 eine Vergrößerung eines Teils der Fig. 3.

Aus den Figuren 1 und 2 ist ein Paar hintereinander liegender Tonrohre 1 und 2 zu ersehen. Am Rohr 1 ist ein aufgeweiteter Muffenabschnitt 3 vorgesehen, in dem ein Einsatzabschnitt 4 des Rohrs 2 zur Bildung der Verbindung eingesetzt wird.

Ein kreisförmiges Dichtglied bzw. ein kreisförmiger Dichtring 5 aus Styrol-Butadien richtet den Einsatzabschnitt 4 im Muffenabschnitt 3 aus und bildet eine Dichtung für die Verbindung.

Der Dichtring 5 verfügt über einen zentralen Rohrausrichtungsabschnitt 6, der den Einsatzabschnitt 4 im Muffenabschnitt 3 durch Anlage gegen die Innenfläche 7 des Muffenabschnitts 3 und die Außenfläche 8 des Einsatzabschnitts 4 ausrichtet.

Da sich bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung der Muffenabschnitt 3 zur Bildung einer geringfügig erweiterten Öffnung entsprechend geringfügig erweitert, ist die Außenfläche 9 des Dichtrings 5 entsprechend schräg bzw. konisch gestaltet.

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Der Dichtring 5 verfügt des weiteren über einen Muffenabdichtungsabschnitt 10 in der Form eines im Querschnitt keilförmigen Rings mit einer feinen Federkante, die vom Ausrichtungsabschnitt 6 axial ausgeht und in ihrem ungedrückten Zustand nach außen geneigt ist, so daß sie gegen die Innenfläche 7 des Muffenabschnitts 3 zur Anlage kommt und mit dieser Fläche eine flüssigkeitsdichte Dichtung bildet.

Des weiteren geht vom Ausrichtungsabschnitt 6 axial entgegen der zum Muffenabdichtungsabschnitt 10 führenden Richtung ein in seiner Dicke reduzierter Abschnitt 11 des Rings 5 aus. An seinem. Ende setzt sich der Abschnitt 11 in einem einwärts gerichteten scheibenförmigen Steg 12 fort, der einen Einsatzabdichtungsabschnitt 13 in der Form eines im Querschnitt keilförmigen Rings trägt, dessen Federkante axial in Richtung auf den Ausrichtungsabschnitt 6 ausgerichtet ist. Dieser keilförmige Abschnitt 13 ist in ungedrücktem Zustand nach innen geneigt, so daß er nach Zusammensetzung der Muffenverbindung gegen die Außenfläche 8 des Einsatzabschnitts 4 zur Anlage kommt und mit dieser Fläche eine Dichtung bildet.

Der Dichtring 5 besitzt des weiteren einen inneren ringförmigen Flansch 14, der vom keilförmigen Abschnitt 10 aus nach innen gerichtet ist und dazu dient, bei zusammengesetzter Muffenverbindung das Ende 15 des Einsatzabschnitts 4 und die rückwärtige Querwand 16 des Muffenabschnitts 3 voneinander getrennt zu halten und ein gegenseitiges Anstoßen zwischen dem Ende 15 und der Wand 16 und dadurch bedingte Beschädigungen zu verhindern.

Am Dichtring 5 ist ferner eine außen umlaufende, ringförmige Rippe 17 vorgesehen, die dazu bestimmt ist, bei zusammengesetzter Muffenverbindung mit einer entsprechend ringförmigen Nut 18 in der Innenwand 7 des Muffenabschnitts 3 in Eingriff zu stehen, wodurch

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eine bestimmte axiale Ausrichtung des Rings 5 im Muffenabschnitt 3 gewährleistet ist.

Die Verbindung wird durch Einbringung des Rings 5 in den Muffenabschnitt 3 derart zusammengesetzt, daß die Rippe 17 in die Nut 18 eingreift.

Danach wird der Einsatzabschnitt 5 in den Muffenabschnitt 3 und den Ring 5 eingeschoben, bis das Ende 15 des Einsatzabschnitts 4 gegen den Flansch 14 zur Anlage kommt. Hiernach befinden sich die Teile der Verbindung in der zusammengesetzten Lage, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße Dichtglied bzw. der erfindungsgemäße Dichtring und die ihn enthaltende Dichtung besitzen eine Anzahl bedeutender Merkmale und Vorteile. So ist der Dichtring 5 in dem Muffenabschnitt 3 mit Hilfe der Rippe 17 und der Nut 18 axial fixiert. Die Außenfläche 8 des Einsatzabschnitts 4 ist im Inneren des Muffenabschnitts 3 mit Hilfe des zentralen Ausrichtungsabschnitts 6 des Dichtrings 5 fixiert. Der keilförmige Dichtungsabschnitt 10 sorgt für eine flüssigkeitsdichte Dichtung gegen die Innenfläche 7 des Muffenabschnitts 3, während der keilförmige Di chtungs ab schnitt 13 für eine flüssigkeitsdichte Dichtung gegen den Einsatzabschnitt 4 sorgt.

Es ist zu beachten, daß ein beachtliches Ausmaß einer Abweichung der axialen und/oder ringförmigen Fluchtung zwischen dem Muffenabschnitt 3 und dem Einsatzabschnitt 4 von dem elastischen Ausrichtungsabschnitt 6 ohne Beeinträchtigung der von dem Dichtglied 5 gebildeten Dichtung ausgeglichen werden kann, da der keilförmige Muffenabdichtungsabschnitt 10 hierdurch in erheblichem Umfang in seiner Wirkung nicht beeinträchtigt wird und der keilförmige Einsatz-

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abdichtungsabschnitt 13 radial zur Achse des Dichtglieds infolge seines Ausgangs von dem flexiblen Steg 12 bewegbar ist. Infolge der beträchtlichen Deformierbarkeit der keilförmigen Dichtungsabschnitte 10 und 13 und insbesondere der Federkanten derselben kann des weiteren eine beträchtliche Abweichung von der Konzentrizität zwischen dem Muffenabschnitt 3 und dem Einsatzabschnitt 4 ohne Verlust der Abdichtung aufgefangen und ausgeglichen werden.

Auch ist zu beachten, daß während des Betriebs der in den Rohren 1 und 2 herrschende Flüssigkeitsdruck zu einer Erhöhung der Abdichtung swirkung der keilförmigen Abdichtungsabschnitte 10 und 13 führt, in_dem jegliche in den P„obren befindliche Flüssigkeit, die zu den Stellen der keilförmigen Abdichtuiigsabschnitte durchtritt, diese fester in abdichtende Berührung mit dem Muffenabschnitt bzw. mit dem Einsatzabschnitt drückt.

Der in den Figuren 3 und 4 dargestellte Dicht ring 20 entspricht ganz allgemein dem der Figuren 1 und ?.,

Jedoch ist in diesem Fall der Muffenabdichtungsabschnitt 21 weiter vorn Ende 22 des Dicht ring 3 Zurückgesetzt, die ringförmige Fixierungsrippe 23 größer und der Einsatzabdichtungsabschnitt 24 nicht mit einer Federkante ausgestattet, sondern stattdessen mit drei einwärts gerichteten ringförmigen Rippen 25 zur Beeinflussung der abdichtenden Berührung mit dem Einsatzabschnitt.

Zur Erläuterung der Tauglichkeit des erfindungsgemäßen Dichtrings und der erfindungsgemäßen Verbindung kann angegeben werden, daß, wie festgestellt wurde, Dichtringe der oben beschriebenen Art bei der Verwendung mit 6-Zoll-Rohren und Einbau in einer entsprechenden Verbindung die nachfolgend angegebenen Leckdichtigkeitswerte erreichen oder sogar überschreiten lassen:

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1. Einen Innendruck von 6 m Wassersäule,

2. eine Abknickung der Leitung im Bereich der Verbindung von 2,5°,

3. ein Zurückziehen des Einsatzabschnitts vom Fuß des Muffenabschnitts von 10 mm und

4. einen Widerstand gegen eine senkrechte Verschiebung zwischen hintereinander liegenden Rohren bei einer Scherlast von 2, 5 kg/mm der Nominalbohrung des Rohres.

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Claims

Patentansprüche

\J Elastisches Dichtglied zur Abdichtung einer Verbindung zwischen einem Muffenabschnitt und einem Einsatzabschnitt eines Paars hintereinander liegender starrer oder halbstarrer Rohrteile, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Rohrausrichtungsabschnitt (6), der zur Einsetzung zwischen die radiale Innenfläche (7) des Muffenabschnitts (3) und die radiale Außenfläche (8) des Einsatzabschnitts (4) und zur Anlage an diesen bestimmt ist, einen ringförmigen Muffenabdichtungsabschnitt (10), der an dem einen Ende des Rohrausrichtungsabschnitts (6) vorgesehen ist oder von diesem ausgeht und zur Bildung einer Dichtung mit der radialen Innenfläche (7) des Muffenabschnitts (3) bestimmt ist, und einen ringförmigen Einsatzabdichtungsabschnitt (13), der an dem anderen Ende des Rohrausrichtungsabschnitts (6) vorgesehen ist oder von diesem ausgeht und zur Bildung einer Dichtung mit der radialen Außenfläche (8) des Einsatzabschnitts (4) bestimmt ist, wobei der Einsatzabdichtungs abschnitt (13) zur Achse des Dichtglieds (5) elastisch radial verschiebbar ist.

2. Dichtglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatzabdichtungsabschnitt (13) des Dichtglieds (5) von einem ringförmigen Abschnitt (H) des Dichtglieds (5) getragen ist, der von dem Rohrausrichtungsabschnitt (6) in axialer Richtung ausgeht und aus einem Material besteht, das leichter deformierbar

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ist als das Material des Rohrausrichtungsabschnitts (6).

3. Dichtglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzabdichtungsabschnitt (13) von einem ringförmigen Abschnitt (11) des Dichtglieds (5) getragen ist, der eine geringere Wandstärke aufweist als der Rohrausrichtungsabschnitt 6 und von diesem in axialer Richtung ausgeht.

4. Dichtglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Ausgangsabschnitt (ll) einen größeren Innendurchmesser besitzt als der Rohraus richtung s abschnitt (6).

5· Dichtglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzabdichtungsabschnitt (13) an den ringförmigen Ausgangsabschnitt (ll) über einen einwärts gerichteten, nachgiebigen Steg (12) angeschlossen ist.

6. Dichtglied nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Muffenabdichtungsabschnitt und der ringförmige Eins atzabdichtungs abschnitt des Dichtglieds (5) von im Querschnitt keilförmigen Abschnitten (10, 13) des Dichtglieds (5) gebildet sind, die sich im wesentlichen in axialer Richtung des Dichtglieds (5) erstrecken, jedoch in nicht zusammengedrücktem Zustand derart geringfügig geneigt sind, daß die Kanten der im Querschnitt keilförmigen Abschnitte (10, 13) radial nach außen bzw. radial nach innen gerichtet sind.

7. Dichtglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der im Querschnitt keilförmigen Abschnitte (10, 13) als Federkante gestaltet ist.

8. Dichtglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante mindestens eines der im Querschnitt keilförmigen Abschnitte (24)

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mit einer Vielzahl ringförmiger Rippen (25) zur abdichtenden Berührung mit dem Einsatzabschnitt (3) und/oder dem Muffenabschnitt (4) ausgestattet ist.

9. Dichtglied nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der keilförmigen Abschnitte (10, 13) in Hinblick auf den Rohrausrichtungsabschnitt (6) des Dichtglieds (5) axial derart ausgerichtet sind, daß -während des Betriebs der im Inneren der Rohrteile (l, 2) herrschende innere Flüssigkeitsdruck bestrebt ist, die im Querschnitt keilförmigen Abschnitte (10, 13) in abdichtende Berührung mit dem Muffenabschnitt (3) und dem Einsatzabschnitt (4) zu drücken.

10. Dichtglied nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen inneren ringförmigen Flansch (14), der derart ausgerichtet ist, daß er das vordere Ende (15) des Einsatzabschnitts (4) vom rückwärtigen Ende (16) des Muffenabschnitts (3) während der Benutzung getrennt hält.

11. Dichtglied nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Außenfläche (9) des Dichtglieds (5) mit Mitteln (17) zur Zusammenarbeit -während der Benutzung mit einem Teil (18) der radialen Innenfläche (7) des Muffen- abschnitts (3) ausgestattet ist, um das Dichtglied (5) fest im Muffenabschnitt (3) anzuordnen.

12. Verwendung eines Dichtglieds nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Muffenverbindung zwischen zwei halbstarren oder starren Rohrteilen.

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L e e r s e i f e