DE2364392A1

DE2364392A1 - Muffenrohrverbindung mit an der innenflaeche der muffe vorgesehener ringfoermiger dichtung

Info

Publication number: DE2364392A1
Application number: DE2364392A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Waiblinger
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1973-12-22
Filing date: 1973-12-22
Publication date: 1975-07-10

Description

Continental Gummi-Werke Aktiengesellschaft, Hannover

Muffenrohrverbindung mit an der Innenfläche der Muffe vorgesehener ringförmiger Dichtung -

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Muffenrohrverbindung mit ringförmiger, elastischer Dichtung, die in einer an der Innenfläche der Muffe vorgesehenen ringförmigen Nut angeordnet ist und aus dieser zum dichtenden Anlegen an ein einzuschiebendes Rohrende mit einer Schutzschicht bezogen hervorragt sowie in Rohrachsrichtung (Breite) um ein Mehrfaches größer ist als in radialer Richtung (Dicke).

Dichtungen dieser Art kommen dadurch zu der Wirkung, daß sie zwischen der Muffe und dem einzuschiebenden Rohrende eingeklemmt werden und gegen die im Rohr zu führenden Medien an den Flächen, die in das Rohrinnere weisen, mit einer Schutzschicht überzogen oder bedeckt sind. Bei Rohrleitungen, die aus wirtschaftlichen Gründen ohne besondere Bearbeitung im Rohzustand gegossen oder geformt verlegt werden, genügen die bekannten Dichtungen nicht. Sie sind nicht imstande, die Toleranzen zu überbrücken und bei den unglatten Oberflächen ausreichend zu dichten. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgemäß in der Vermeidung der geschilderten Kachteile.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß bei Muffenrohrverbindungen der oben erwähnten Art eine Quetschrippe, deren axiale Breite größer ist als die radiale Dicke der gequetschten Dichtung, etwa in der Mitte des Nutgründea angeordnet ist. Es wird einmal durch die Rippe ein besonders verformbarer Bereich der Dichtung geschaffen, der im Zusammenhang mit der notwendigen Dicke der Dichtung in der Lage ist, durch Zusammendrücken des Dichtungewerkstoffes große

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Toleranzen zu überbrücken und der zum anderen durch die erforderliche Mindestbreite dennoch in der Lage ist, einen so ausreichenden Dichtungsdruck auf die unebene Fläche des einzuschiebenden Rohres auszuüben, daß eine Abdichtung bei den üblichen im Rohr auftretenden Drücken gewährleistet ist.

Zweckmäßig wird die Quetschrippe durch zwei mindestens im Abstand der radialen Dicke der Dichtung vorgesehene ringförmige Vertiefungen gebildet. Die die Dichtung aufnehmende Hut muß demnach nicht durchgehend einen Hutengrund aufweisen, auf dem sich die Quetschrippe erhebt, sondern es kann durch die nur teilweise den Hutgrund in Axialrichtung ausfüllenden Vertiefungen die notwendige Quetschrippe gebildet werden. Daraus erhellt sich, daß die Quetschrippe hur im Zusammenhang mit den beiden benachbarten ringförmigen Vertiefungen die vorteilhafte Wirkung hervorruft, da notwendigerweise bei einem Größtmaß im Rahmen der Toleranz des einzuschiebenden Rohrendes dem Dichtungswerkstoff ein Verdrängungsraum zur Verfügung gestellt werden muß, um ausweichen zu können.

Es hat sich jedoch unter Berücksichtigung des Vorstehenden als besonders zweckmäßig erwiesen, daß die dem inneren Ende der Muffe am nächsten liegende ringförmige Vertiefung sich im wesentlichen bis zur inneren Seitenwand der Hute erstreckt, so daß also der Nutgrund in diesem Bereich nicht die erwähnte Vertiefung, sondern eine durchgehende Höhlung aufweist. Die dadurch bei der Einwirkung eines Druckmediums entstehenden Verformungen in der Dichtung erhöhen die Dichtwirkung besonders des mit einem Überzug versehenen Teiles der Dichtung, da eine durch axiales Zusammendrücken der Dichtung verliehene Vorspannung eine Flächenabdichtung in eine Lippenabdichtung umwandelt.

Ferner wird vorteilhaft zur Sicherung der Dichtung gegen ein vom Druckmedium bewirktes Herausdrücken aus der Muffe die dem äußeren Ende der Muffe am nächsten liegende ringförmige Vertiefung mit einer einen Flansch der Dichtung aufnehmenden, vertieften Ausdrehung versehen. Es wird damit auch für den Fall, daß durch Toleranzen ein Größtmaß des ringförmigen Raumes zwischen dem Rohrende und der Muffe entsteht, die Dichtung in

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vollem Umfang gegen Herausdrücken aus der Hut gesichert ist.

Eine besonders vorteilhafte Maßnahme im Zusammenhang mit allen vorerwähnten Merkmalen ist darin zu sehen, daß der im Bereich der Quetschrippe befindliche Abschnitt der Dichtung eine geringere Härte nach Shore hat als die benachbarten Abschnitte aufweisen. Dieser Bereich geringerer Härte ist in der Lage, die durch Toleranzen entstehenden Unterschiede besonders elastisch auszugleichen, während der gegen das drückende Medium gerichtete Teil der Dichtung aus vorzugsweise besonders hartem Werkstoff besteht und demzufolge geringfügigen Verformungen infolge des Druckes ausgesetzt ist, während der abgewendete Abschnitt, sich mit seiner besonderen Härte in der vertieften Ausdrehung als Flansch geformt festsetzt und Axialbewegungen der Dichtung verhindert. Zum Zusammenschieben der Rohrteile ist es schließlich noch vorteilhaft, daß die beiderseits des Bereichs der Quetschrippe liegenden Abschnitte der Dichtung sich zu den Rändern hin konisch erweitern.

Die abdichtende Wirkung kann auch noch dadurch gesteigert werden, daß die dem inneren Ende der Muffe am nächsten liegende Nutwand und die anliegende Stirnfläche der Dichtung - diese auch in nicht eingebauter spannungsloser Ruhelage - eine sich zum inneren Ende der Muffe verjüngende Konizität aufweisen. Durch die der Dichtung von Anfang an verliehenen größeren axialen Länge im Verhältnis zur axialen Länge der Nut werden diese beiden erwähnten Flächen unter Torspannung aneinander gedruckt, so daß die Abdichtung an dieser am stärksten belasteten Stelle gewährleistet ist. Bei erheblichen Druckeinwirkungen wird dann, wenn durch die Toleranzen ein großer Ringspalt zwischen den Rohrteilen vorhanden ist, die Dichtung in die am Muffeninneren liegende Vertiefung gedruckt, wobei dieser besonders harte Abschnitt der Dichtung durch die Verkantung eine axiale Längung erfährt und anstelle der Flächendichtung zwischen den unter Konizität aneinander liegenden Dichtungsund Muffenflächen eine Art Lippendichtung wirksam und besonders der äußere Rand der Dichtung angepreßt wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer Muffenrohrverbindung wird durch die Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigern

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Pig. 1 einen Axialschnitt durch einen Ausschnitt

einer Rohrmuffe und eines darin befindlichen Rohrendes, wobei aufgrund der Toleranzen ein großer Ringspalt vorhanden ist,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 mit einem kleinen Ringspalt und

Fig. 3 eine für die Muffenrohrverbindung verwendete Dichtung ebenfalls im Axialschnitt eines Ausschnittes.

Ein Rohr 1 geht an einem Ende in eine Muffe 2 über, in die ein Rohrende 3 eines anschließenden Rohres eingesetzt ist. Der Rohrinnenraum 4 wird durch eine Dichtung 5 vom Außenraum abgetrennt, und diese Dichtung 5 gegen axiales Verschieben in eine ringförmige Nut 6 der Muffe 2 eingesetzt, wobei die Dichtung 5 in Axialrichtung in der fertigungsgemäßen Ruhelage größer ist als die Nut 6, so daß eine axiale Druckvorspannung entsteht. Im Mittelteil der. Nut befindet sich eine Quetschrippe 7» die sich aus den beiderseits liegenden Vertiefungen 8, 9 hervorhebt. Diese Vertiefungen 8, 9 können im wesentlichen als Nutgrund angesprochen werden. Der Nutgrund ist jedoch am tiefsten im Bereich einer Ausdrehung 10, die dem äußeren Ende 11 der Muffe 2 benachbart liegt.

Die Dichtung 5 besteht aus drei Zonen verschiedener Härte, wobei die mittlere Zone 12 (vgl. Fig. 3) ^aus gut verformbarem Werkstoff mit einer Härte von weniger als 65 Shore A besteht, während die im Schnittbild nach Fig. 3 erscheinenden Enden rechts und links aus härter eingestelltem Werkstoff bestehen. Das eine Ende bildet einen Ringflansch I3, der in die erwähnte Ausdrehung 10 der Muffe 2 hineingreift und der Dichtung 5 in beiden axialen Richtungen einen Halt verleiht. Zwischen der Ausdrehung 10 und der Vertiefung 8.befindet sich noch eine Rippe, die zusätzlich als Halteflanke der Ausdrehung 10 dient und den Ringflansch I3 der Dichtung 5 stützt.

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Wie in Fig. 1 veranschaulicht, sind die Durchmesser der Vertiefungen 8 und 9 und der Ausdrehung 1O größer gehalten als die entsprechenden Bereiche der Dichtung 5, so daß Dichtungswerkstoff in die verbleibenden ringförmigen Zwischenräume hinein verdrängt werden kann.

In Fig. 1 wird eine Muffenrohrverbindung veranschaulicht, deren Muffe 2 toleranzmäßig das Größtmaß und deren eingesetztes Rohrende. 3 toleranzmäßig das Kleinstmaß aufweist, so daß die Dichtung ihre Wirkung im wesentlichen durch die Quetschrippe 7 erhält, deren Durchmesser stets kleiner gehalten ist als der entsprechende Bereich der Dichtung 5 im spannungslosen Fertigungszustand, so daß die eingesetzte Dichtung im Bereich der Quetschrippe eine Stauchung erfährt. Damit wird sichergestellt, daß auch in einem durch die Toleranzen größten Ringspalt zwischen der Muffe 2 und dem Rohrende 3 die dichtende Wirkung eintritt, während beim Vorhandensein eines Kleinstspaltes zwischen der Muffe 2 und dem Rohrende 3 die Dichtung 5 in die Vertiefungen 8, 9 und in die Ausdrehung 10 verdrängt wird.

Die Quetschrippe 7 und die Vertiefungen 8, 9 wirken also zusammen, um die bei unbearbeiteten Rohren entstehenden Toleranzen zu überbrücken, wobei aber auch wesentlich die große Weichheit im mittleren Bereich der Dichtung 5 als ergänztes Merkmal zu betrachten ist, weil die Nachgiebigkeit und Dichtfähigkeit dieses weichen, mittleren Bereiches ergänzt wird durch die haltenden Bereiche, wovon der Ringflansch 13 mit größerer Werkstoffhärte der wichtigere Bereich ist. Der andere härtere Bereich der Dichtung 5 stellt einen Druckring 14 dar, der dem Innenraum 4 zugerichtet ist. Dieser Druekring 14 erstreckt sich axial im wesentlichen über den Bereich der Vertiefung 9 und wird bei der Einwirkung eines Druckes aus dem Innenraum 4 etwa gemäß der Fig. 1a verformt. Die Vertiefung 9 wird daher bei einem in Betrieb genommenen Rohr auch dann ausgefüllt sein, wenn infolge der Toleranz bei der Herstellung der Rohre der Größtspalt zwischen der Muffe 2 und dem Rohrende 3 vorhanden ist.

Die dem Innenraum 4 benachbarte Nutwand 15 der Nut 6 und die an der Nutwand 15 anliegende Ringfläche 16 der Dichtung 5 sind konisch gehal-

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ten, wobei der Winkel zur Rohrachse etwa 65 bis 80 beträgt. Durch die Konizität dieser aneinanderliegenden Teile (Nutwand I5 und Ringfläche 16) wird sowohl im Fall der Fig. 1 und im Fall der Fig. 2 eine sichere Anlage gewährleistet, da im ungünstigsten Fall (Fig. 1) eine Verformung nach Fig. 1a eintritt, wobei der innere Rand I7 der Dichtung 5 im Anlagedruck zwar verringert, der äußere Rand 18 jedoch so erheblich durch die Biegung vergrößert wird, daß die Abdichtung insgesamt nicht leidet. An der so entstehenden Hebelwirkung ist auch eine an der Ringfläche 16 und an der Innenfläche der Dichtung vorgesehene Schutzschicht I9 beteiligt, die eine sehr hohe chemische Beständigkeit gegen im Innenraum 4 zu führende Medien aufweist und den in erster Linie auf bestimmte Elastizitäten und auf Werkstoffhärten abgestimmten Dichtungswerkstoff von einer notwendigen Chemikalienbestanaigkeit befreit. Die Schutzschicht 19 ist in irgendeiner Weise mit. dem Werkstoff der Dichtung 5 verbunden und wirkt mit, den Rand 18 der Ringfläche in verstärktem Maße als Schneidendichtrand gegen die Nutwand 15 zu pressen, wenn eine gemäß Fig. 1a veranschaulich.te Verformung des Druckringes 14 eintritt.

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Claims

Ansprüche:

j 1 J Muffenrohrverbindung mit ringförmiger, elastischer Dichtung, die in einer an der Innenfläche der Muffe vorgesehenen ringförmigen Nut angeordnet ist und aus dieser zum dichtenden Anlegen an ein einzuschiebendes Rohrende mit einer Schutzschicht bezogen hervorragt sowie in . Rohrachsrichtung (Breite) um ein Mehrfaches größer ist als in radialer Richtung (Dicke), dadurch gekennzeichnet, daß eine Quetschrippe (7), deren axiale Breite größer ist als die radiale Dicke der gequetschten Dichtung (5), etwa in der Mitte des Nutgrundes (8, 9) angeordnet ist.
2. Muffenrohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschrippe (7) durch zwei mindestens im Abstand der radialen Dicke der Dichtung (5) vorgesehene ringförmige Vertiefungen (8, 9) gebildet ist.
3. Muffenrohrverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem inneren Ende der Muffe (2) am nächsten liegende ringförmige Vertiefung (9) sich im wesentlichen bis zur inneren Seitenfläche (5) der Nut (6) erstreckt.
4- Muffenrohrverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem äußeren Ende der Muffe (2) am nächsten liegende ringförmige Vertiefung (8) eine einen Plansch (13) äer Dichtung (5) aufnehmende, vertiefte Ausdrehung (1O) aufweist.
5. Muffenrohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich der Quetschrippe (7) befindliche Abschnitt der Dichtung (5) eine geringere Härte nach Shore als die benachbarten Abschnitte (13* 16) aufweist.
6. Muffenrohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits des Bereiches der Quetschrippe (7) liegenden Abschnitte (13» 16) der Dichtung (5) sich zu den Enden hin konisch erweitern.

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7. Muffenrohrver'bindung nach den Ansprüchen 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem inneren Ende der Muffe (2) am nächsten liegende Nutwand (15) und die anliegende Ringfläche (16) der Dichtung (5) - diese auch in nicht eingebauter spannungsloser Ruhelage eine sich zum Inneren der Muffe verjüngende Konizität aufweisen.

Hannover, den 20. Dezember 1973
73-108 P / 115 G/Hö Hö/Lo

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