DE2513982A1 - Rohrdichtung - Google Patents

Description

Humes Limited; a Victorian Company, Melbourne in the State of Victoria, Commonwealth of Australia

"Rohrdichtung"

Die Erfindung betrifft eine Rohrdichtung für das Abdichten zwischen einer äußeren zylindrischen Oberfläche eines inneren Teiles und einer inneren zylindrischen Oberfläche eines äußeren Teiles, die ein ringförmiges Dichtungsteil aus elastischem Material enthält, das in eine ringförmige Aussparung in dem äußeren Teil eingesetzt ist und dessen innere Oberfläche unter Druck gegen die äußere zylindrische Oberfläche des inneren Teiles anliegt.

Die Rohrdichtung soll zugleich eine Rohrverbindung bewirken und ganz allgemein eine Dichtung zwischen einer inneren zylindrischen Oberfläche und eina* äußeren zylindrischen Oberfläche sicherstellen. Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht hierauf beschränkt, Dichtungen aus O-Ringen oder D-Ringen, wie sie etwa zum Verbinden von Betonrohren benutzt werden und die z. B. zwischen dem glatten Ende eines Rohres und dem Muffenende eines angrenzenden Rohres eingesetzt sind. Die Erfindung ist aber auch allgemein anwendbar auf Dichtungen oder Verbindungen zwischen inneren und äußeren zylindrischen Oberflächen, wie etwa Rohren oder anderen Teilen, bei denen ein Dichtungsteil in einer Aussparung angeordnet ist, die in eine der Ober-

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flächen eingeformt ist, also in das Material, das von dieser Oberfläche begrenzt wird.

Der Ausdruck "zylindrisch" oder "rohrförmig" im Rahmen dieser Beschreibung soll also alle zylindrischen und auch nicht echt zylindrische kontinuierlich gekrümmte Oberflächen umfassen, einschließlich eiförmiger oder ovaler Oberflächen oder Körper; aber in den meisten praktischen Anwendungsfällen wird es sich um zylindrische Oberflächen handeln.

Die Verbindung von Rohren, insbesondere von Betonrohren, weist gewöhnlich ein Muffenende auf, das ein glattes Ende des anschließenden Rohres aufnimmt, wobei entweder das Muffenende oder das glatte Ende Halterungen aufweist, in denen eine 0-Ringdichtung od. dgl. angeordnet ist.

Die Dichtungen sind gewöhnlich infolge Pressung zusammendrückbar, und die Abdichtung zwischen dem Muffenende und dem glatten Ende wird gewährleistet durch radiale Kräfte, die nach innen auf das glatte Ende und nach außen auf das Muffenende wirken.

Damit solche Dichtungen für die praktischen Anforderungen ausreichend sind, müssen zwei Kriterien erfüllt sein. Zunächst muß das Muffenende hinreichend robust ausgestaltet sein, um die nach außen gerichteten radialen Kräfte ohne Beschädigung des Muffenendes aufnehmen zu können; und zweitens muß der Toleranzbereich zwischen dem glatten Ende und dem Muffenende relativ klein sein, um einmal eine Verbindung zuzulassen, die eine gute Abdichtung sicherstellt und außerdem sicherzustellen, daß die nach außen gerichteten radialen Kräfte, die auf das Muffenende wirken wenn eine derartige Verbindung geschaffen wird, inner-

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halb der konstruktiv zulässigen Beanspruchungsgrenzen des Muffenendes liegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Form einer derartigen Rohrverbindung und Rohrabdichtung zu schaffen, die die vorbeschriebenen Nachteile mindert und Verbesserungen bei Entwurf und Kontruktion von Rohrdichtungen der beschriebenen Art zuläßt, die auch ohne Erhöhung der zulässigen Beanspruchung des Muffenendes wirksamer sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das ringförmige Dichtungsteil mit einem ringförmigen nichtdehnbaren Teil ausgestattet ist, das nach außen ge- ' richtete radiale Kräfte, die von einer Pressung des ringförmigen Dichtungsteiles herrühren, im wesentlichen aufnimmt und deren Übertragung auf das äußere Teil (Muffenende) im wesentlichen verhindert.

Das nichtdehnbare Teil, welches insbesondere aus Metall gebildet sein kann,kann in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des ringförmigen elastischen Dichtungsteiles stehen. Ober es kann darin eingebettet und an einer geeigneten Position innerhalb des elastischen Dichtungsteiles angeordnet sein; vorzugsweise ist es dann näher zur äußeren Peripherie des Dichtungsteiles als zu seiner inneren Peripherie hin angeordnet.

Das nichtdehnbare Teil absorbiert im wesentlichen - und eliminiert sogar u.U. - die nach außen gerichteten radialen Kräfte, die vom elastischen Dichtungsteil hervorgerufen werden. Gleichzeitig vergrößern ste die Längskräfte (d. h., die Kräfte, die in Richtung parallel zur zylindrischen

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Oberfläche und rechtwinklig zu den radialen Kräften wirken) zwischen dem elastischen Dichtungsteil und den Seitenwänden der ringförmigen Aussparung im äußeren Teil, in das der Hauptteil des Dichtungsteiles eingesetzt ist. Die Wirksamkeit der Abdichtung wird dadurch verbessert.

Im Falle einer Dichtung zwischen einem glatten Ende an einem Rohr, welches innerhalb des äußeren Muffenteiles am Ende eines anderen Rohres abgedichtet werden soll, an das das erstgenannte Rohr angeschlossen werden soll, weist die Erfindung noch den besonderen Vorteil auf, daß die nach außen wirkende, radial gerichtete Kraft des Dichtungsteiles auf das Muffenende reduziert wird, wodurch die radiale Dicke des Muffenendes wesentlich vermindert werden kann, ohne daß dadurch schädliche Auswirkungen für die Rohrverbindung oder -dichtung auftreten; dadurch können wesentliche Ersparnisse erreicht werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen zur Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Querschnittsdarstellung

eine Rohrdichtung nach der Erfindung, angewandt bei der Abdichtung zwischen dem glatten Ende eines Muffen-Rohres und der Muffe des hier anschließenden Rohres;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung entsprechend Fig. 1, jedoch die beiden Rohre vor ihrer Zusammenfügung zeigend;

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Fig. 5 eine Schnittdarstellung entsprechend Pig. I oder Fig. 2, den Moment zeigend, in dem das glatte Ende des einen Rohres schon in das Muffenende des anderen Rohres eingetreten ist;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1, aber im verkleinerten Maßstab die beiden miteinander verbundenen und gegeneinander abgedichteten Rohr-Enden zeigend;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform für das Dichtungsteil nach der Erfindung und

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform für das Dichtungsteil nach der Erfindung.

Die Schnittdarstellungen der Zeichnung sind jeweils Teil* schnitte, denn sie zeigen nur die eine der beiden Wandungs-Schnittflächen der achsparallel geschnittenen Rohre. Ein als inneres Teil dienendes erstes Rohr 11 weist ein glattes Ende 10 auf, das mit dem Muffenende 12 eines als äußeres Teil wirkenden zweiten Rohres 15 verbunden werden soll. In den Zeichnungen sind diese Rohre 11, 15 als Betonrohre dargestellt, sie können aber auch aus anderen Materialien erstellt sein.

Das glatte Ende 10 des Rohres 11 ist an seinem Ende mit einer nach innen abgeschrägten umlafenden Fläche 14 ausgestattet. Im Muffenende 12 des Rohres 15 ist eine zylindrische Ausnehmung 15 vorgesehen, in die das glatte Ende 10 des hier anschließenden ersten Rohres 11 aufgrund seiner Gestaltung hineinpasst. Ein kreisringförmiger Raum l6 besteht

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zwischen der inneren zylindrischen Oberfläche 17 des Muffenendes 12 des zweiten Rohres 13 und der äußeren zylindrischen Oberfläche 18 des glatten Endes 10 des ersten Rohres 11.

Eine rechtwinklige Aussparung 19 ist in die innere Oberfläche 17 des Muffenendes 12 des zweiten Rohres 13 z. B. eingeformt, und ein ringförmiges Dichtungsteil 20, das aus Gummi oder anderem elastischem Material besteht, ist in diese Aussparung 19 eingelegt. Das ringförmige Dichtungsteil 20 kann ein O-Ring oder ein D-Ring sein, oder eine andere geeignete Form aufweisen; vorzugsweise ist es aber gemäß der Querschnittsdarstellung in Fig. 5 oder Fig. 6 gestaltet.

Die Stirn- oder Seitenflächen 21 des ringförmigen Dichtungsteiles 20 können flach oder gebogen verlaufen; vorzugsweise stehen sie in Druckkontakt mit den Seitenwänden 22 der Aussparung I9, wenn das ringförmige Dichtungsteil 20 in die Aussparung 19 eingesetzt ist.Die Seitenflächen 21 des Dichtungsteiles 20 verlaufen gebogen, ehe es in die Aussparung I9 eingesetzt ist; normalerweise werden sie eine ebene Konfiguration annehmen, wenn sie in Druckkontakt mit den Seitenwänden 22 geraten.

Das ringförmige Dichtungsteil 20 umgibt das glatte Ende des ersten Rohres 11 vollständig, und es ist derart bemessen, daß die innere gebogene Fläche 23 des Dichtungsteiles 20 unter Druck gegen die äußere zylindrische Oberfläche 18 des glatten Endes 10 anliegt, wenn dieses glatte Ende 10 vollständig in das Muffenende 12 des anderen Rohres 13 eingeführt ist.

Das ringförmige Dichtungsteil 20 ist mit einem ebenfalls

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ringförmigen, aber nicht dehnbaren Stützteil 25 ausgestattet, das aus Metall oder anderem im wesentlichen nicht dehnbarem Material gebildet ist; es weist eine ununterbrochene, vorzugsweise ringförmige Form auf. Das nichtdehnbare Teil 25 kann eine flache Stange oder ein Streifen sein, wie in Fig. 1 bis Fig. 5 dargestellt, oder ein Draht od. dgl. Konstruktionsteil zylindrischer oder anderer geeigneter Querschnittsform, wie in Fig. 6 dargestellt.

Das nichtdehnbare Teil 25 kann zweckmäßigerweise in das Material des Dichtungsteiles 20 eingebettet sein, vorzugsweise an der Peripherie 26 oder in deren Nähe, wie in Fig. 1, Fig. 4 oder Fig. 6 gezeigt; oder es kann so angeordnet sein, daß es die äußere Oberfläche_i also Peripherie 26 des Dichtungsteiles 20 umgibt, wie in Fig. 5 dargestellt. Vorzugsweise ist das nichtdehnbare Teil 25 näher zur äußeren Peripherie 26 des Dichtungsteiles 20 hin gelegen, als zu dessen innerer Peripherie 23 hin.

Wenn das glatte Ende 10 des ersten Rohres 11 in den Hohlraum 15 des Muffenendes 12 des zweiten Rohres 13 hineingedrückt wird, dann gerät zunächst eine nach Art einer Spitze abgeschrägte oder geneigte Oberfläche 14 am Ende des glatten Endes 10 in Eingriff mit der inneren Peripherie des Diohtungsteiles 20, welches derart bemessen ist, daß seine innere Peripherie 23 normalerweise, im entspannten Zustand, einen kleineren Durchmesser aufweist, als die Peripherie 18 des glatten Endes 10 jenseits der abgeschägten Oberfläche 14. Wenn das glatte Ende 10 in das Muffenende eingeführt wird, dann dehnt die geneigte Oberfläche 14 das nachgiebige Dichtungsteil 20, wie in Fig. 3 dargestellt, und zwängt es nach außen in die Aussparung 19 im Muffenende 12 hinein, so daß dann,wenn das glatte Ende 10 vollständig in das Muffenende 12 eingeführt ist, wie in Fig.

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und Pig. 4 dargestellt,-die innere Peripherie 23 des Dichtungsteiles 20 unter Druck gegen die äußere zylindrische Oberfläche oder Peripherie 18 des glatten Endes 10 des ersten Rohres 11 anliegt.

Das nichtdehnbare Teil 25 hat den vorteilhaften Effekt, die nach außen gerichteten radialen Kräfte aufzunehmen, die aus dem Druck auf das Dichtungsteil 20 herrühren, so daß verhindert wird, daß diese radial nach außen wirkenden Kräfte gegen die äußere Peripherie 27 der Aussparung

und damit gegen das Muffenende 12 des zweiten Rohres zur Auswirkung gelangen.

Die äußeren radialen Kräfte, die durch das verformbare, nachgiebige Dichtungsteil 20 vermittelt werdet werden durch das nichtdehnbare Teil 25 aufgenommen, wie durch die Pfeile 28 in Fig. 1 angedeutet, und umgesetzt in Längskräfte, die durch Pfeile 29 in Fig. 1 angegeben sind, die ihrerseits gegen die Seitenwände 22 der Aussparung 19 im Muffenende 12 wirken; dieser Effekt ist erreicht durch die Verformung des nachgiebigen Dichtungsteiles 20, das mit dem nichtdehnbaren Teil 25 zusammenwirkt.

Es ist ersichtlich, daß weiterhin eine gewisse radiale Komponente hinsichtlich der Kräfte existiert, die auf das Dichtungsteil 20 einwirken; aber obwohl ein Druck aufrechterhalten ist zwischen dem Dichtungsteil 20 und der äußeren Oberfläche 18 des glatten Endes 10, wie durch die Pfeile 30 in Fig. 1 gegeben, geraten doch die häuptsächlich auftretenden Kräfte im wesentlichen in Längsrichtung des Muffenendes 12 zur Auswirkung, wie durch die Pfeile 29 in Fig. 1 angegeben.

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Mittels der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, Muffenenden 12 herzustellen, die bei einem beliebig dimensbnierten Rohr wesentlich dünner sind, als es normalerweise der Fall ist; und darüberhinaus kann der Toleranzbereich, der zur Verfügung steht, sehr viel größer sein, als es bisher der Fall war, da auch vergrößerter Druck des Dichtungsteiles 20, wenn überhaupt, wenig zusätzliche radiale Beanspruchung des Muffenendes 12 bringt. Auch bei geringerer Druckbeanspruchung des Dichtungsteiles ist immer noch eine gute Abdichtung längs der Seitenwände 22 Aussparung 19 im Muffenende 12 gewährleistet.

Durch diese Erfindung ist es daher möglich, die Kosten der Muffenenden-Teile und allgemein von Rohrverbindern wesentlich zu senken und zugleich die Wirksamkeit der Dichtungsteile 20 für Rohrverbinder, wie für eine Abdichtung zwischen in Abstand zueinander angeordneten beliebigen zylindrischen Teilen, bei denen es sich nicht um Rohre handeln muß, zu verbessern.

Die radiale Stärke des Muffenendes 12 kann aufgrund der Verwendung eines Dichtungsteiles 20 nach der Erfindung, also mit nichtdehnbarem Teil 25* wesentlich geringer sein, als die radiale Stärke der Muffenenden 12 herkömmlicher Rohre 13 gleicher Durchmesser.

- Ansprüche

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Claims (9)

1. Ansprüche

   x.j Rohrdichtung für das Abdichten zwischen einer äußeren zylindrischen Oberfläche eines inneren Teiles und einer inneren zylindrischen Oberfläche eines äußeren Teiles, die ein ringförmiges Dichtungsteil aus elastischem Mateiial enthält, das in eine ringförmige Aussparung in dem äußeren Teil eingesetzt ist und dessen innere Oberfläche unter Druck gegen die äußere zylindrls ehe Oberfläche des inneren Teiles anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Dichtungsteil (20) mit einem ringförmigen nichtdehnbaren Teil (25) ausgestattet ist, das nach außen gerichtete radiale Kräfte, die von einer Pressung des ringförmigen Dichtungsteiles (20) herrühren, im wesentlichen aufnimmt und deren Übertragung auf das äußere Teil (Muffenende 12) im wesentlichen verhindert.
2. 2. Rohrdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtdehnbare Teil (25) an der äußeren Peripherie des ringförmigen Dichtungsteiles (20) anliegt.
3. 3. Rohrdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtdehnbare Teil (25) ein Metallband aufweist.
4. 4. Rohrdichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtdehnbare Teil (25) in das Dichtungsteil (20) eingebettet ist.
5. 5. Rohrdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtdehnbare Teil (25) näher zur äußeren Peripherie (26) des Dichtungsteiles (20) als zu dessen innerer Peripherie (23) hin gelegen ist.

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6. 6. Rohrdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das nichtdehnbare Teil (25) die nach außen gerichteten radialen Kräfte, die durch das deformierbare, elastische Dichtungsteil (20) hervorgerufen werden, in zusätzliche Längskräfte umsetzt, die zwischen dem Dichtungsteil (20) und den Seitenwänden (22) der ringförmigen Aussparung"(19) zusätzlich wirken.
7. 7. Rohrdiehtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Teil das glatte Ende (10) eines Beton-Rohres (11) und das äußere Teil die Muffe des Muffenendes (12) eines zweiten Beton-Rohres (13) ist, in die das glatte Ende (10) einsetzbar ist, um die Rohrverbindung herzustellen.
8. 8. Rohrdiehtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß das glatte Ende (10) konisch verjüngt ist und in das Dichtungsteil (20) eingreift und dieses dehnt, wenn das glatte Ende (10) in das Muffenende (12) hineingedrückt wird.
9. 9. Rohrdiehtung nach Anspruch 7,oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke der Wand des Muffenendes (12) wesentlich geringer ist, als die radiale Dicke des Muffendes eines herkömmlichen Rohres des gleichen Durchmessers.

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