DE2640221B2 - Dichtung für eine Flüssigkeitsdruckprüfeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Flüssigkeitsdruckprüfeinrichtung für Rohre. Sie geht aus von einer bekannten derartigen Einrichtung mit einem Gehäuse und einem ringförmigen Dichtungskörper aus gummielastischem Werkstoff, der gegen den Umfang des eingeführten Rohres radial anpreßbar ist und mit seinen Stirnflächen an den Stirnflächen einer Ausnehmung des Gehäuses dicht anliegt und auf dessen Innenfläche über den Umfang verteilte Dmckstücke aus hartem Werkstoff angeordnet sind, die sich in axialer Richtung nur über einen Teil der axialen Länge des μ Dichtungskörpers erstrecken und die sich beim radialen Zusammenpressen des Dichtungskörpers mit diesem radial bewegen können.

Um ein Rohr mit einer solchen Einrichtung auf Druck zu prüfen, wird ein Ende des Rohres in den ringförmigen Dichtungskörper hineingeschoben und dann der Prüfdruck aufgebracht. Bei einer bekannten Einrichtung der oben angegebenen Art beaufschlagt der Prüfdruck den Dichtungskörper auch von außen und drückt ihn dadurch radial zusammen, so daß seine Innenfläche an die Außenwand des Rohres anzuliegen kommt Der Prüfdruck beaufschlagt den Dichtungskörper auch axial. Die an seiner Innenfläche über den Umfang verteilt angeordneten Dmckstücke aus hartem Werkstoff stützen ihn teilweise ab, können aber nicht verhindern, daß der gummielastische Werkstoff zwischen ihnen unter dem Einfluß des hohen Prüfdrucks zu kriechen beginnt und sich allmählich von den Druckstücken löst, so daß unter Druck stehendes Prüfwasser entweichen kann. Darunter leidet die Zuverlässigkeit der Prüfung und das Ersetzen des Dichtungskörpers erfordert Zeit

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Dichtung geschaffen, die den in axialer Richtung auf dem Dichtungskörper lastenden Druck zuverlässig und dauerhaft aufnimmt und auf das Gehäuse überträgt. Das erreicht sie dadurch, daß die Dmckstücke, in axialer Richtung gesehen, einander überlappen.

Wird der Dichtungskörper bei einer Dmckprüfung, nachdem das zu prüfende Rohr eingesetzt ist, radial zusammengedrückt, dann bilden die sich überlappenden Druckstücke, die sich mit dem Dichtungskörper radial nach innen bewegen, in jeder Stellung eine durchgehende, ringförmige Stützfläche für den Dichtungskörper. Dieser wird gleichförmig zusammengedrückt, so daß kein Leckweg entstehen kann.

Die Erfindung und ihre weiteren Ausbildungen, auf die Unteransprüche gerichtet sind, sind nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert

F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Dichtung gemäß der Erfindung;

Fig.2 ist eine Draufsicht auf die Dichtung im Teilausschnitt;

F i g. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in F i g. 2;

F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Dichtung gemäß der Erfindung;

Fig.5 ist eine Draufsicht der in Fig.4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform einer Dichtung gemäß der Erfindung im Teilausschnitt;

F i g. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in Fig.5;

F i g. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Gegendruckstückes, welches für die in Fig.4 gezeigte Dichtung bestimmt ist; und

Fig.8 ist eine schematische Ansicht einer Flüssigkeitsdruckprüfeinrichtung.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 3 ist eine Dichtung, die insgesamt mit 1 bezeichnet ist, dargestellt. Diese weist einen Dichtungskörper 2 und eine Anzahl von Druckstücken 3 und 4 auf.

Der Dichtungskörper 2 mit einer kreisringförmigen Gestalt ist aus Polyurethankautschuk oder ähnlichem hergestellt und weist ein ausreichendes Federungsvermögen auf. Der Dichtungskörper 2 ist mit einer Umfangsnut 5 am Außenumfang versehen, um gleichmäßig einen Vorsteuerdruck aufnehmen zu können. Zusätzlich weist der Dichtungskörper 2 eine kreisringförmige Ausnehmung bzw. Auskehlung 6 am Innenumfang auf. Eine Anzahl von Druckstücken 3, die aus einem

harten Werkstoff, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, hergestellt sind, ist in die Ausnehmung bzw. die Auskehlung an einem vorgegebenen Umfangsabstand eingesetzt. Diese Druckstücke sind weiterhin als Gegendruckstücke bezeichnet und sind in Radiairichtung ausgerichtet. Sie sind an der Wand der Ausnehmung bzw. Auskehlung 6 mit Hilfe von Schrauben 7 festgelegt. Weitere Druckstücke 4, weiterhin Anpaßstücke genannt, mit einem L-förmigen Querschnitt, die aus einem harten Werkstoff, wie ζ. Β. ίο einer Aluminiumlegierung, hergestellt sind, sind in den Wandungen der kreisringförmigen Auskehlung 6 eingelassen, wobei die Innenflächen rer Anpaßstücke der Ausnehmung 6 zugewandt liegen. Die Außenumfangsfläche eines Gegendruckstückes 3 steht demzufol- is ge gleitend in Berührung mit den vorstehenden Flächen eines benachbart liegenden Paares von Anpaßstücken 4 an den gegenüberliegenden Seiten des Gegendruckstükkes 3. Der Abschnitt der Innenfläche des Dichtungskörpers 2, der von der kreisringförmigen Ausnehmung 6 2ü ausgenommen ist, ist kegelförmig ausgebildet, wobei der Innendurchmesser von der Seite der Gegendruckstücke 3 und der Anpaßstücke 4 in Richtung der Seite der Dichtung abnimmt, an der der Flüssigkeitsdruck in Achsrichtung einwirkt Dieser kegelförmig ausgebildete Abschnitt ist mit 8 bezeichnet

Unter Bezugnahme auf die Fig.4 bis 7 ist eine weitere, bevorzugte Ausführungsform einer Dichtung gemäß der Erfindung gezeigt Ähnlich wie die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Dichtung weist die Dichtung 11 einen Dichtungskörper 12, eine Anzahl von Gegesidruckstücken 13 und eine Anzahl von Anpaßstücken 14 auf.

Der Dichtungskörper 2 ist ringförmig ausgebildet und aus Polyurethankautschuk oder ähnlichem hergestellt, der ausreichend federnd nachgiebig ist. Der Dichtungskörper 12 weist eine äußere Umfangsnut 15 am Außenumfang auf, um einen Vorsteuerdruck gleichmäßig aufnehmen zu können. Der Dichtungskörper 12 weist eine kreisringförmige Ausnehmung oder Auskehlung 16 aus dem Innenumfang auf. Eine Anzahl von Gegendruckstücken 13 sind in die kreisringförmige Ausnehmung 16 in einem vorgegebenen Umfangsabstand derart angeordnet, daß die Kanten von benachbart liegenden Gegendruckstücken 13 in Umfangsrichtung einander überlappen.

Wie in Fig.7 gezeigt, ist das Gegendruckstück 13 gekrümmt ausgebildet und aus einem harten Werkstoff, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, hergestellt Das Gegendrucksiuck 13 weist zwei Ausnehmungen 17, 18 so an den diagonal in einer Richtung gegenüberliegenden Kanten auf, und die benachbart liegenden Kanten von benachbart liegenden Gegendruckstücken 13 sind komplementär zueinander ausgebildet d. h. die Kanten von benachbart liegenden Gegendruckstücken 13 können sich in Umfangsrichtung überlappen. Senkrecht auf der Seitenfläche des Gegendruckstückes 13, welches die Innenwand der Ausnehmung 16 in Achsrichtung gesehen, berührt sind elastische Stifte 19 vorgesehen. Andererseits sind in der seitlichen Innenwand der t>o kreisringförmigen Ausnehmung 16 Aufnahmeöffnungen 20 bzw. Aufnahmebohrungen 20 vorgesehen, die die elastischen Stifte bzw. Boizen 19 aufnehmen. Hüllen 21, welche aus einem harten Werkstoff, wie z. B. einem Metall, hergestellt sind, sind in die Aufnahmeöffnungen b> eingesetzt um die Innenwandung der Aufnahmeöffnungen vor Beschädigungen durch die elastischen Stifte 19 zu schützen. Die entsprechenden Gegendruckstücke 13 sind in der kreisringförmigen Ausnehmung 16 in dem Dichtungskörper 12 mit Hilfe der zuvor erwähnten elastischen Stifte 19 angebracht.

In den Wänden der Ausnehmung 16 des Dichtungskörpeis 12, die die Gegendruckstücke 13 berühren, sind Anpaßstücke 14 mit einem L-förmigen Querschnitt eingelassen, deren Innenflächen der Ausnehmung 16 zugewandt liegen. Die Anpaßstücke 13 sind aus einem harten Werkstoff, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, gefertigt, und die Flächen der Gegendruckstücke 13 stehen gleitend in Berührung mit den vorstehend erwähnten Innenflächen der Anpaßstücke 14.

Der Abschnitt der inneren Umfangsfläche des Dichtungskörpers 12, welcher von der kreisringförmigen Ausnehmung 16 ausgenommen ist, ist derart kegeiförmig ausgebildet, daß der Innendurchmesser von der Seite der Gegendruckstücke 13 und der Anpaßstükke 14 in Richtung der Seite abnimmt, an der der Flüssigkeitsdruck einwirkt. Dieser kegelförmig ausgebildete Abschnitt ist mit 22 bezeichnet.

Die Dichtungen 1 und 11 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau werden an dem stirnseitigen Aufsatz oder an der stirnseitigen Aufnahme der Flüssigkeitsdruckprüfeinrichtung angebracht. Die Betriebsweise der Prüfeinrichtung wird unter Bezugnahme auf eine in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Dichtung 1 erläutert.

Wie in F i g. 8 gezeigt, weist eine Flüssigkeitsdruckprüfeinrichtung 30 einen rückwärtigen Aufsatz 31 und einen stirnseitigen Aufsatz 32 auf, der dem rückwärtig liegenden Aufsatz 31 gegenüberliegt und diesem zugewandt ist. Die entgegengesetzten Enden eines Rohres 33 werden in die Aufsätze 31,32 eingesetzt.

Der rückwärtige Aufsatz 31 weist einen rückwärtigen Aufsatzkörper 31 a und einen Klammkörper 31 b auf. Die Körper 31a und 31Z> sind zusammen über einen Verbindungsring 34 verbunden. In dem rückseitigen Aufsatz 31 wird eine Einstecköffnung 35 begrenzt, durch die das Rohr 33 mit einer Schutzeinrichtung 36 am Ende eingesteckt und in seiner Lage mit Hilfe eines Führungsteils 37 am Boden der Bohrung 35 festgelegt wird, wobei die Dichtung 1 an der Innenfläche des Aufsatzkörpers 31a längs der Begrenzungslinie zwischen dem Aufsatzkörper 31a und dem Halte- bzw. Klemmkörper 3ib angebracht ist. Ein Wassereinlaß 38 erstreckt sich durch den Haltekörper 31 b zu dem AußenumfangsabschniU des Dichtungskörpers 2, über welchen ein Flüssigkeitsdruck eingeleitet wird.

Der stirnseitige Aufsatz 32 weist einen stirnseitigen Aufsatzkörper 32a und einen Haltekörper 326 auf. Eine Einsetzöffnung 39 wird von dem stirnseitigen Aufsatzkörper 32a begrenzt Das andere Ende des Rohres 33 mit einem Abschlußring 40 wird in die öffnung 39 eingesetzt, wobei ein Futterteil 41 zwischen dem Rohr und dem Boden der öffnung 39 angeordnet ist. Die Dichtung 42 ist an der inneren Umfangsfläche des stirnseitigen Aufsaizkörpers 32 eingebaut und dem Innenumfang des Abschiußringes 40 zugewandt. Ein Wassereinlaß 43 ist in dem stirnseitigen Aufsatzkörper 32a ausgebildet und verläuft zum Außenumfang der Dichtung 42, wobei ein Vorsteuerdruck hierdurch eingeleitet wird. Der Haltekörper 32b ist am Eingang der Einsetzöffnung 39 derart eingebaut, daß die Dichtvng 42 an der Wand der Einstecköffnung 39 festgelegt bzw. eingespannt ist. Zur Prüfung wird Druckwasser über den Wassereinlaß 38 eingespeist, so daß der Dichtungskörper 2 in radialer Richtung zusammengedrückt wird. Hierdurch wird ein Schrumpfen bzw. Zusammenziehen des Dichtungskörpers 2

verursacht, und die entsprechenden Gegendruckstücke 3 bewegen sich in Richtung der Mitte des Dichtungskörpers 2, währenddem sie längs der Oberflächen der Anpaßstücke 4 gleiten, so daß ein sich zwischen den benachbarten Gegendruckstücken 3 bildender Zwischenraum verringert wird, was dazu führt, daß die innere Umfangsfläche des Dichtungskörpers 2 gegen die Außeniimfangsfläche des Rohres 3 zum dichten Verschließen angedrückt wird.

Nunmehr wird ein Flüssigkeitsdruck an der Innenfläehe des Rohres 33 für die beabsichtigte Druckprüfung angelegt. Selbst wenn der Druck in Achsrichtung auf die Innenfläche des Dichtungskörpers 2 bei der Druckprüfung unter Hochdruck einwirkt, wird der Innenumfangsabschnitt der Dichtung mit Hilfe der Gegendruckstücke 3 abgestützt, so daß ein Abschnitt mit der Innenumfangsfläche des Dichtungskörpers 2, der die Außenumfangsfläche des Rohres 33 berührt, nicht kriechen noch sich in Richtung auf die Mitte des Rohres 33 bewegen kann, sondern gegen den Außenumfang des Rohres fest angedrückt wird. Selbst wenn sich ein beträchtliches Spiel zwischen der Innenumfangsfläche des Dichtungskörpers 2 und dem Außenumfang des Rohres 3 vor dem Zusammenziehen oder Schrumpfen des Dichtungskörpers 2 bildet, ist dieses Spiel oder dieser Zwischenraum vollständig beseitigt, so daß das Rohr vollständig verschlossen ist. Hierdurch wird ein Ausströmen von Wasser verhindert.

Wie eingangs beschrieben, sind die Anpaßstücke 4 in der Wand der kreisringförmigen Ausnehmung 6 in dem Dichtungskörper 2 derart eingelassen, daß ein Gegendruckstück 3 ein Paar von benachbart liegenden Anpaßstücken 4 berührt, so daß die Kanten benachbart liegender Gegeridruckstücke 3 von den Anpaßstücken 4 unterstützt sind, wobei ein Zwischenraum dazwischen v> frei bleibt. Auf diese Art und Weise kann ein Brechen oder ein Versagen des Dichtungskörpers 2 infolge einer Beanspruchung, die auf die Kanten von benachbart liegenden Gegendruckstücken 3 ausgeübt wird, verhindert werden. -»o

Im folgenden wird die Dichtung 11, die in den F i g. 4 bis 7 gezeigt ist, näher erläutert. Die Dichtung 11 ist in die Prüfeinrichtung 30 auf dieselbe Art und Weise wie die Dichtung 1 eingebaut und dient zum dichtei Verschließen der Außenumfangsfläche des Stahlrohre 33, indem dieses angepreßt wird. Beim Zusammendrük kein oder Schrumpfen des Dichtungskörpers V. überlappen sich die ausgenommenen Kanten benach bart liegender Gegendruckstücke in Achsrichtuni miteinander, während die entsprechenden Gegendruck stücke 13 auf den Oberflächen benachbart liegende Anpaßstücke 14 in Umfangsrichtung gleiten können.

Zur Durchführung eines Drucktests wirkt eil Flüssigkeitsdruck auf die Innenfläche des Stahlrohres 3; ein. Selbst wenn ein Druck bei einer Prüfung au Hochdruck auf die Innenfläche des Dichtungskörpers l: in Achsrichtung einwirkt, ist der innere Umfangsab schnitt der Dichtung durch die Gegendruckstücke i; derart unterstützt, daß der Dichtungskörper 12 durcl den Druck in Achsrichtung gleichmäßig belastet ist, d; die Gegendruckstücke 13 gleichmäßig verteilt angeord net sind, wobei sich die gegenüberliegenden Kantei jedes der Gegendruckstücke in Achsrichtung überlap pen. Somit kann ein Abschnitt des Dichtungskörpers Yl der den Außenumfang des Stahlrohres 33 berührt, nich kriechen und sich nicht in Richtung des Mittelabschnitt des Rohres bewegen, so daß eine positive Abdichtunj eines Stahlrohres sichergestellt ist.

lim folgenden wird eine bevorzugte Weiterbildunj einer Dichtung gemäß der Erfindung erläutert, welchi in den Figuren nicht dargestellt ist.

Vorzugsweise ist eine kreisringförmige Ausnehmunj längs des Mittelteils am Innenumfang des Dichtungskör pers vorgesehen. Eine Anzahl von Gegendruckstückei ist am Umfang in einem vorgegebenen Abstanc angeordnet und ist in Radialrichtung ausgerichtet. Di« Anpaßstücke sind in die Innenflächen gegenüberliegen der Wandungen der kreisringförmigen Ausnehmunger in Dichtungskörper eingelassen und stehen über diese über und berühren mit Gleitkontakt die gegenüberlie genden Endabschnitte jedes Gegendruckstückes. Wenr sich nunmehr der Dichtungskörper zusammenzieht körnen die gegenüberliegenden Endabschnitte jede· Druckstückes längs den Oberflächen zweier benachban liegender Anpaßstücke in Umfangsrichtung gleiten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dichtung für eine Flüssigkeitsdruckprüfeinrichtung für Rohre mit einem Gehäuse und einem ringförmigen Dichtungskörper aus gummielastischem Werkstoff, der gegen den Umfang des eingeführten Rohres radial anpreßbar ist und mit seinen Stirnflächen an den Stirnflächen einer Ausnehmung des Gehäuses dicht anliegt und auf dessen Innenfläche über den Umfang verteilte Druckstücke aus hartem Werkstoff angeordnet sind, die sich in axialer Richtung nur über einen Teil der axialen Länge des Dichtungskörpers erstrecken und die sich beim radialen Zusammenpressen des Dichtungskörpers mit diesem radial bewegen können, dadurch gekennzeichnet, d'iß die Druckstücke (3, 4, 13, 14), in axialer Richtung gesehen, einander überlappen.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (3, 13) in einer kreisringförmigen Ausnehmung (6, 16) des Dichtungskörpers (2,12) angeordnet sind.

3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Druckstücke in einzelnen Ausnehmungen des Dichtungskörpers (2) eingelassen ist.

4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingelassenen Druckstücke (4,14) L-förmiges Profil haben und die darauf gleitenden anderen Druckstücke (3, 13) radial und axial abstützen.

5. Dichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer kreisringförmigen Ausnehmung (6) des Dichtungskörpers (2) angeordneten Druckstücke (3, 13) achsparallel gerichtete Stifte (7, 19) aufweisen, die in öffnungen (20) im Dichtungskörper eingreifen.

6. Dichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (7,19) elastisch sind und von im Dichtungskörper (2) fest angeordneten Hüllen (21) aufgenommen werden.

7. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umfangsfläche des Dichtungskörpers (2,12) derart kegeiförmig ausgebildet ist, daß der Innendurchmesser des Dichtungskörpers (2, 12) von der Seite der Dichtung, an der die Druckstücke (3, 13, 4, 14) angeordnet sind, zur anderen Seite der Dichtung hin abnimmt

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