DE2642921A1 - Dichtungselement fuer rohrverbindungen - Google Patents

Dichtungselement fuer rohrverbindungen

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Karl Heinz Vahlbrauk
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L17/00Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure
    • F16L17/10Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure the packing being sealed by the pressure of a fluid other than the fluid in or surrounding the pipe

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  • Fluid Mechanics (AREA)
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  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Dichtungselement für Rohrverbindungen
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein ring- oder manschettenförmiges Dichtungselement für Rohrverbindungen, insbesondere für Einsteckmuffenverbindungen, aus elastischem Werkstoff.
  • Bei Rohrverbindungen für die Installationstechnik und insbesondere bei den sogenannten Einsteckmuffenverbindungen werden in den Verbindungsspalt ring- oder manschettenförinige Dichtungselemente eingelegt, die aus elastischem Werkstoff, insbesondere aus elastischen Kunststoffen bestehen. Diese Dichtungselemente werden bei der Montage der Rohrverbindung in den jeweiligen Rohraufnahmeteil oder auf das Rohreinsteckende aufgeschoben und legen sich nach dem Zusammenschieben der Verbindungsteile elastisch gegen die Rohrwandungen an.
  • Den Abmessungen solcher Dichtungselemente sind Grenzen gesetzt, die einerseits durch die Gestaltung der Verbindungsteile und andererseits durch die beim Einschieben noch überwindbare Kraft vorgegeben sind. Nach der Herstellung der Rohrverbindung ist eine weitere Beeinflussung des Dichtungselements nicht möglich, so daß man sich bei der Montage auf die richtige Einbringung und die richtige Lage des Dichtungselements verlassen muß Für die zusätzliche Verriegelung der Dichtungselemente in der Rohrverbindung werden häufig zusätzliche ring- oder manschettenförmige Bauteile verwendet, meistens aus härterem Werkstoff, damit das Dichtungselement in seiner Lage in der Rohrverbindung arretiert wird und zusätzlich eine Verriegelung der Rohrverbindung erreicht werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungselement der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das einerseits eine einfache Montage ohne besondere Kraftanwendung ermöglicht, außerdem jedoch nach der Zusammenfügung der Verbindungsteile eine zusätzliche Verpressung und Verriegelung des Dichtungselements in der Rohrverbindung gestattet, ohne daß dazu weitere Bauteile in die Rohrverbindung eingebracht und dort gehalten werden müßten. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Dichtungselement über seinen gesamten Umfang verlaufend mit wenigstens einem geschlossenen Hohlraum versehen ist und dieser Hohlraum mit einer im eingebrachten Zustand nicht, nach Hinzufügen wenigstens einer Reaktionskomponente und/oder nach Wärmeeinwirkung jedoch sich verfestigent reagierenden Kunststoffmasse gefüllt ist. Das Dichtungselement kann eine der jeweiligen Form des Aufnahmeraums der Rohrverbindung angepaßte Gestalt, insbesondere einen entsprechenden Querschnitt aufweisen. In den geschlossenen Hohlraum bzw. die auf dem Umfang verteilten geschlossenen Hohlräume des Dichtungselements wird bei der Herstellung die nicht reagierende Kunststoffmasse eingebracht, insbesondere in flüssiger, pastöser oder pulverförmiger Form, so daß die Kunststoffmasse diesen Zustand bis zur endgültigen Montage beibehält. In dieser Form kann das Dichtungselement an der jeweiligen Montagestelle in die Rohrverbindung eingebracht werden, ohne daß ein besonderer Kraftaufwand erforderlich ist, da sich bei dem geschilderten Zustand der Kunststoffmasse das Dichtungselement in jeder Weise elastisch verformen läßt.
  • Nach dem Zusammenfügen der Rohrverbindung mit dem Dichtungselement wird entweder eine Reaktionskomponente durch geeignete Mittel, insbesondere durch eine Injektionsspritze unter Druck in den Hohlraum oder die Hohlräume eingebracht, oder es wird durch Wärmezufuhr eine Reaktion der Kunststoffmasse ausgelöst.
  • Durch die jeweilige Reaktion der Kunststoffmasse und zusätzlich im Fall der Einbringung der Reaktionskomponete durch die Volumenvergrößerung erhöht sich der Druck in dem Hohlraum bzw.
  • den Hohlräumen und somit auch der Anpreßdnck gegen die vom Dichtungselement beaufschlagten Wandlungen der Rohrverbindung, wobei durch die entsprechende Gestaltung der einander zugeordneten Verbindungsteile eine besonders gute Ausfüllung des Aufnahmespalts erreicht werden kann. Infolge der dann innerhalb der Kunststoffmasse einsetzenden und sich abschließenden Verfestigung erfolgt dann eine zusätzliche formschlüssige Verriegelung des Dichtungselements innerhalb der Rohrverbindung.
  • Die Verpressung und die Verriegelung erfolgen ohne weitere Maßnahmen und ohne zusätzliche Bauteile durch die besondere Gestaltung des Dichtungselements nach der Erfindung. Auch im Fall der Einbringung der Reaktionskomponente kann zusätzlich durch Wärmeeinwirkung die jeweilige Reaktion der Kunststoffmasse beschleunigt oder verstärkt werden. Eine solche Wärmeeinwirkung kann z.Bo in einfacher Weise durch eine sogenannte Wärmezange vorgenommen werden.
  • Das Dichtungselement besteht zweckmäßig aus einem Elastomer, und es kann die Kunststoffmasse ein Duroplast ohne Reaktionskomponenten sein, dem dann als Reaktionskomponente ein geeigneter Härter durch die Wandung des Dichtungselements hindurch beigegeben wird. Ebenso ist als Kunststoffmasse ein Polyurethan geeignet, das zunächst ohne die jeweils gewünschte Reaktionskomponente eingebracht wird und dem dann diese Reaktionskomponente, insbesondere ein Härter, zugeführt wird, wenn nicht bereits die Wärmeeinwirkung für den gewünschten Vergrößerungs- und/oder Verfestigungsvorgang ausreicht. Schließt lich können als Kunststoffmasse Plastisole mit Treibmittelzusatz eingefüllt werden, deren Härter durch das Einbringen der Reaktionskomponente aktiviert wird und ein Treibgas entwickelt, das dann zu der gewünschten Volumenvergrößerung vor der Verfestigung führt.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind der Hohlraum oder die Hohlräume innen mit einer Zwischenschicht aus elektrisch leitendem, als elektrisches Widerstandsheizelement wirkenden Kunststoff bedeckt, in die elektrische Anschlußelemente eingebettet oder einbringbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, ohne jedes zusätzliches Werkzeug an der Baustelle eine Wärmeeinwirkung auf das Dichtungselement zu erreichen, indem nach der geschilderten Einbringung des Dichtungselements die Zwischenschicht aus dem elektrisch leitenden Kunststoff mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird und so als elektrisches Widerstandsheizelement die erforderliche Wärme selbst erzeugt. Zweckmäßig besteht bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Zwischenschicht aus elektrisch leitendem Silikonkautschuk. Das Dichtungselement selbst, also der äußere Mantel, besteht dabei aus elektrisch nichtleitendem Kautschuk oder einem thermoplastischen Elastomer. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann dieser Mantel des Dichtusigselements außen noch mit einer zusätzlichen alterungsbeständigen Kunststoff-Deckschicht versehen sein. Diese Deckschicht schützt einerseits das Dichtungselement gegen Alterungseinflüsse und bildet ferner mit dem nichtleitenden Werkstoff des Dichtungselements selbst eine elektrische Isolierung der inneren elektrisch leitenden Zwischenschicht.
  • Wie eingangs bereits beschrieben, können die jeweils benötigten Reaktionskomponenten der in dem Hohlraum oder den Hohlräumen befindlichen nicht reagierenden Kunststoffmasse durch den elastischen Außenmantel hindurch injiziert werden.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung können jedoch auch in der Wandung des Dichtungselements zum Hohlraum oder zu den Hdlräumen führend gleichmäßig auf dem Umfang verteilt Ventile zur Einbringung der Reaktionskomponenten über jeweils geeignete pumpen- oder spritzenartige Einrichtungen angeordnet sein.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigen Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Rohrverbindung mit einem Dichtungselement nach der Erfindung, und zwar in der linken Hälfte ohne Reaktion der Kunststoffmasse im Dichtungselement und in der rechten Hälfte mit dem Dichtungselement nach Reaktion der eingefüllten Kunststoffmasse, Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht eines Dichtungselements nach der Erfindung.
  • Als Rohrverbindung ist eine sogenannte Einsteckmuffenverbindung dargestellt, die aus einer Einsteckmuffe 1 an dem einen der zu verbindenden Rohrenden und einem Rohreinsteckende 2 an dem anderen der zu verbindenden Rohre besteht. In dem Aufnahmespalt zwischen Muffe 1 und Rohreinsteckende 2, der durch den eingezogenen Rand der Muffe 1 als Aufnahmekammer ausgebildet ist, ist ein ringförmiges Dichtungselement 3 angeordnet. Dieses Dichtungselement 3 ist als Hohlring ausgebildet, weist also über seinen gesamten Umfang verlaufend einen geschlossenen Hohlraum 4 auf. Dieser Hohlraum ist mit einer Kunststoffmasse 5 gefüllt. In dem in der linken Hälfte der Fig. 1 bzw. in Fig. 2 dargestellten Zustand reagiert die Kunststoffmasse 5 nicht. Vielmehr ist diese Kunststoffmasse in der eingangs bereits geschilderten Weise mit den dort beispielsweise angegebenen Werkstoffen so eingestellt, daß erst nach Hinzufügen einer oder mehrerer Reaktionskomponenten eine Verfestigung und/oder eine Volumenvergrößerung der Kunststoffmasse 5 auftritt, also erst dann diese Kunststoffmasse 5 in diesem Sinn reagiert.
  • Die rechte Hälfte der Fig. 1 zeigt den Dichtungsring 3 nach dem Einbringen der Reaktionskomponente oder Reaktionskomponenten. Die Kunststoffmasse 5 hat sich in ihrem Volumen vergrößert und außerdem verfestigt. Durch die Volumenvergrößerung hat sich der Dichtungsring 3 entsprechend der Form des Aufnahme spalts in der Muffe 1 verformt und preßt sich an die jeweils zugeordneten Wandungen an. Ist die Kunststoffmasse 5 verfestigt, so ergibt sich eine formschlüssige Verriegelung des Dichtungselements 3 im Aufnahmespalt und zugleich infolge des elastischen Mantelwerkstoffs des Dichtungselements oder Dichtungsrings 3 die gewünschte elastische Dichtungswirkung. Die Reaktionskomponente oder Reaktionskomponenten wird bzw. werden in jeweils geeigneter Weise durch den Mantel des Dichtungselements 3 hindurch eingebracht, z.B. injiziert mit Hilfe einer Injektionsspritze geeigneter Art.
  • Fig. 1 zeigt das Dichtungselement 3 in seinem prinzipiellen Aufbau. Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Ausgestaltung des Dichtungsrings 3. Der Dichtungsring 3 ist widerum als Hohlring ausgebildet und besteht aus dem Hauptmantel 6 aus dem jeweils geeigneten elastischen Dichtungswerkstoff, also z.B. aus einem elektrisch nichtleitenden Kautschuk oder thermoplastischen Elastomer. Innen ist der Hohlraum 4 mit einer Zwischenschicht 6a aus elektrisch leitendem, als elektrisches Widerstandsheizelement wirkendem Kunststoff bedeckt, z.B.
  • einer Zwischenschicht aus elektrisch leitendem Silikonkautschuk.
  • Zum Anschluß der elektrischen Spannung sind, wie in Fig. 2 an einer Anschlußstelle schematisch dargestellt, elektrische Anschlußelemente 7 eingebettet. Es kann aber auch ein geeignetes elektrisches Anschlußelement im Bedarfsfall durch den elastischen Mantel 6 hindurch eingebracht werden.
  • Außerdem ist in Fig. 2 als Ausführungsbeispiel dargestellt, daß in die Wandung des Dichtungselements 3 zum Hohlraum 4 führend gleichmäßig auf dem Umfang verteilt Ventile 8 zur Einbringung der Reaktionskomponente angeordnet.
  • Sowohl die im Aufnahmespalt der jeweiligen Rohrverbindung vorgesehenen Aufnahmekammern wie auch der Querschnitt und die sonstige Form des Dichtungselements können den jeweiligen Anwendungszwecken entsprechend gewählt werden, und es läßt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dichtungselements jede dieser besonderen Gestaltungen in ganz besonders zweckmäßiger Weise zur Dichtung und Verriegelung ohne zusätzliche Bauteile heranziehen, wie das einfache Beispiel in der rechten Hälfte der Fig. 1 deutlich macht. Ferner können nach den jeweiligen Anwendungsfällen die Werkstoffe für das Dichtungselement und für die eingefüllte Kunststoffmasse und deren einzubringenden Reaktionskomponenten gewählt werden. Auch kann das in Fig. 2 dargestellte Dichtungselement 3 augen mit einer zusätzlichen alterungsbeständigen Kunststoff-Deckschicht versehen sein, die sich dann bei der Reaktion der eingefüllten Kunststoffmasse ebenfalls den jeweiligen Konturen des Aufnahmespalts oder Aufnahmeraums anpaßt, zur gewünschten Dichtungswirkung jedoch zusätzlich die Alterungsbeständigkeit gewährleistet. Es können ferner in dem Dichtungselement 3 auch einzelne Hohlräume auf dem Umfang verteilt angeordnet sein, um gegebenenfalls bei komplizierteren Konturen des Aufnahmespalts oder Aufnahmeraums gesondert über die Reaktion der eingefüllten Kunststoffmasse auf den jeweiligen Umfangsabschnitt des Dichtungselements einwirken zu können.
  • leerseite

Claims (5)

  1. Ansprüche 1. Ring- oder manschettenförmiges Dichtungselement für Rrverbindungen, insbesondere für Einsteckrnuffenverbindungen, aus elastischem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß es über seinen gesamten Umfang verlaufend mit wenigstens einem geschlossenen Hohlraum (4) versehen ist und dieser Hohlraum mit einer im eingebrachten Zustand nicht, nach Hinzufügen wenigstens einer Reaktionskomponente und/oder nach Wärmeinwirkung jedoch sich verfestigend reagierenden Kunststoffmasse (5) gefüllt ist.
  2. 2. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (4) oder die Hohlräume innen mit einer Zwischenschicht (6a) aus elektrisch leitendem, als elektrisches Widerstandsheizelement wirkenden Kunststoff bedeckt sind, in die elektrische Anschlußelemente (7) eingebettet oder einbringbar sind
  3. 3. Dichtungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (6a) aus elektrisch leitendem Silikonkautschuk besteht.
  4. 4. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zusätzliche alterungsbeständige Kunststoff-Deckschicht.
  5. 5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in seine Wandung zum Hohlraum (4) oder zu den Hohlräumen führend gleichmäßig auf dem Umfang verteilt Ventile (8) zur Einbringung der Reaktionskomponenten angeordnet sind.
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DE2642921B2 DE2642921B2 (de) 1978-10-19
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609365A1 (de) * 1986-03-20 1987-09-24 Mannesmann & Ibs Nagel Manibs Klemmverbindung fuer druckrohrleitungen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3609365A1 (de) * 1986-03-20 1987-09-24 Mannesmann & Ibs Nagel Manibs Klemmverbindung fuer druckrohrleitungen

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DE2642921B2 (de) 1978-10-19

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