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Dichtungselement für Rohrverbindungen
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Die Erfindung bezieht sich auf ein ring- oder manschettenförmiges
Dichtungselement für Rohrverbindungen, insbesondere für Einsteckmuffenverbindungen,
aus elastischem Werkstoff.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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einer Zwischenschicht aus elektrisch leitendem Silikonkautschuk.
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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.
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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.
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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.
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