DE2805065A1

DE2805065A1 - Kombinierter umformungs- und dichtungsring

Info

Publication number: DE2805065A1
Application number: DE19782805065
Authority: DE
Inventors: Gunnar Parmann
Original assignee: Rieber and Son ASA
Current assignee: Rieber and Son ASA
Priority date: 1977-02-07
Filing date: 1978-02-07
Publication date: 1978-08-10
Also published as: DK147771C; NL7801356A; FI68306C; SE7801392L; IT1155817B; SG74584G; JPS6116488U; NO145354B; MX145826A; NO145354C; NL183783B; ZA789B; BR7800651A; AU515839B2; NL183783C; DK147771B; AU3214778A; FI780388A; DD134136A5; JPS5399154A

Description

Kombinierter Ümformungs- und Dichtungsring

Die Erfindung betrifft einen kombinierten ümformungs- und Dichtungsring. Genauer gesprochen betrifft die Erfindung einen verstärkten kombinierten ümformungs- und Dichtungsring/ der zur Abdichtung von Rohrmuffen dient, die sowohl hohen inneren Drücken wie auch niedrigen Drücken oder Vakuum ausgesetzt sind.

Wie bereits in meiner Parallelanmeldung beschrieben, hat der kombinierte ümformungs- und Dichtungsring zwei bestimmte und voneinander verschiedene Zwecke, nämlich einmal als Umformungselement zu dienen und zum andern als Dichtungsring. In diesem Zusammenhang werden die Ausdrücke "Umformungselement" und "Dichtungsring" im folgenden benutzt um die verschiedenen Wirkungen in jedem Fall klarzustellen. Es liegt aber auf der Hand, daß sich beide Ausdrücke auf ein und dieselbe Konstruktionseinhext beziehen. So wird z.B. der Dichtungsring dazu verwendet, eine Muffenverbindung zwischen dem erweiterten Ende und dem dahineingesteckten Ende von zwei zusammenwirkenden Rohren, welche aus thermoplastischem Werkstoff bestehen, abzudichten. Das ümformungs- oder Formelement wird als Teil eines Körpers einer Ümformungsvorrichtung verwendet, die sowohl zur Her-

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stellung der Muffe am Ende eines Rohres dient, wie auch gleichzeitig zum Einsetzen des Ringes in die innere Nut oder Rinne, die dabei in der Muffe gebildet wird. Das Umformungselement ist hierzu üblicherweise auf einem Dorn montiert und es ist aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, hergestellt.

Im allgemeinen wird der Dichtungsring beim Zusammensetzen und Vereinigen von Zapfen und Muffenende soweit zusammengepreßt, wie dies im wesentlichen dem Druck entspricht, dem das Formungselement während des Abziehens dieses Elementes vom Dorn ausgesetzt ist. üblicherweise hat der Dorn eine äußere Form, die im wesentlichen der inneren Form der herzustellenden Rohrmuffe entspricht_o Die innere Form des herzustellenden Rohres ist daher im wesentlichen zylindrisch, wobei sich der Dichtungsring etwas radial nach innen erstreckt, so daß er eine Dichtung gegen das zapfenförmige Ende des Rohres bildet, welches in die Muffe einzusetzen ist„ Allerdings ist es wichtig, daß, wenn der Zapfen in die Muffe eingesetzt wird, der Dichtungsring nicht verschoben oder aus der Nut ausgestoßen wird, selbst dann nicht, wenn der Zapfen nicht sauber abgekantet ist.

Desweiteren ist es bekannt, daß die Ausdehnung des Nutbereiches der Muffe in dem der Dichtungsring gelagert ist diesen Bereich zu einer verhältnismäßig dünneren und daher

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leichter zerbrechlichen Wandstärke v/eitet. Während der Lagerung und des Transportes liegen die Rohre sehr oft auf den am meisten ausgeweiteten Teilen der Rohrenden. Unbeabsichtigte Belastung während des Transportes oder während Handhabung und Verlegung z.B. durch Schütteln oder Darauflegen von Steinen u.dgl. treffen eben leichter diese nach außen hervorragenden Teile des Muffen-endes. Eine Unterstützung dieser Teile ist folglich wichtig, um unbeabsichtigte Deformationen sowie auch Brüche zu vermeiden, die als Folge von Stoßen sowohl während des Transportes und der Handhabung des Rohres wie auch während der Installation von Rohrleitungen vorkommen können. Im Zusammenhang mit Materialerweichung in den Rohren, die durch Lagern bei heißem Sommerwetter und bei Verwendung in der Nähe von Wärmequellen (Dampfleitungen im gleichen Graben) usw. vorkommen können, ist es wünschenswert, die Ringnut durch Verwendung von versteiften Dichtungsringen zu unterstützen, um Deformationen (Ovalwerden) u.dgl. zu verhindern, welche zu Druckverlusten und Leckstellen führen können.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen kombinierten Umformungs- und Dichtungsring vorzuschlagen, der nicht aus der Nut der Rohrmuffe herausgestoßen wird, während ein nicht genau abgeschrägter Zapfen eingeführt wird.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, die Dehnung des Werkstoffes im Muffenende eines Rohres während der Herstellung zu reduzieren. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das

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Muffenende eines Rohres zu festigen und das Risiko von ungewünschten Deformationen zu vermindern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen verstärkten kombinierten Umformungs- und Dichtungsring vorzuschlagen, der zum Abdichten von Rohrmuffen dienen kann, welche wahlweise sowohl hohen inneren Drücken wie auch niederen Drücken und Vakuum ausgesetzt sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Dichtungsring mit minimalem Querschnitt und folglich einem minimalen Volumen herzustellen, um auf diese Weise die Herstellungskosten des Ringes soweit wie möglich abzusenken.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen kombinierten umformungs- und Dichtungsring vorzuschlagen, der mit sehr geringen Toleranzen hergestellt werden kann, um eine sichere und verhältnismäßig konstante Kompression in der Rohrmuffe und dabei gleichzeitig eine Erniedrigung der Herstellungskosten des Ringes zu gewährleisten.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, einen kombinierten Umformungs- und Dichtungsring herzustellen, bei dem das Spritzgießen oder Formpressen des elastischen Materials zusammen mit einem versteifenden Glied dadurch erleichtert wird, daß mindestens ein versteifendes Ringglied in bevorzugter Lage in der Form plaziert wird, um Verschiebungen

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des Versteifungsgliedes während des Einspritzens oder Pressens des elastischen Materials zu verhindern.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, sehr genaue Durchmessertoleranzen in dem hergestellten Ring dadurch zu erhalten, daß das elastische Material im Verstärkungs-Ring verankert wird, um Materialverschiebungen zu vermeiden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein kombiniertes Element zur Verfügung zu haben, bei dem die äußeren Konturen des Elementes mit den Formeigenschaften des Endes eines heißen Thermoplastrohres übereinstimmen.

Kurz gesagt sieht die Erfindung einen kombinierten Umformungsund Dichtungsring vor, der einen ringförmigen Körper aus elastisch verformbaren Werkstoff und ein festes verstärkendes im Vergleich zum elastischen Werkstoff, wie z.B. Gummi nicht-elastisches Glied, welches im Körper angeordnet ist, aufweist. Der Ringkörper hat einander gegenüberliegende Seitenteile, eine innere ümfangsfläche, welche wenigstens einen nach innen vorstehenden Dichtungsbereich bildet, der zwischen den genannten einander gegenüberliegenden Seitenteilen angeordnet ist sowie eine äußere Umfangsflache mit einem radial nach außen gerichteten Oberflächenteil zwischen den genannten einander gegenüberliegenden Seitenteilen. Das feste ver-

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stärkende, im Vergleich zu Gummi nicht-elastische Glied ist in einem Bereich angeordnet, der zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenteilen liegt und welches sich ringförmig außerhalb des erwähnten nach innen vorstehenden Dichtungsbereiches erstreckt.

Der kombinierte Umformungs- und Dichtungsring kann dazu be-

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nutzt werden, eine Nut mit eingesetztem Dichtungsring während der Muffenbildung am heißen Ende eines Rohres zu formen. Durch Anordnung des festen Versteifungselementes des kombinierten Ringes im äußeren radialen Bereich/ wird der Verankerungseffekt des Elementes in der Rohrmuffe gefördert.

Das heiße Rohr kann mit eher steilen Winkeln und kleinen Abrundungen in den am meisten gedehnten Bereichen der Nut geformt werden. Auch kann der Verankerungseffekt dadurch verbessert werden, daß es dem heißen Rohrende ermöglicht wird, mit steilem Winkel frontal des äußeren Radialbereiches des kombinierten Elementes einzusacken. Ein steiler Winkel kann durch Herstellung einer Stufe im äußeren Radialbereich der Form für die Herstellung des kombinierten Elementes erzielt werden und zur gleichen Zeit kann die Anordnung des Versteifungsgliedes während der Formungsoperation dadurch erleichtert werden, daß das Ringglied bei dieser Stufe in der Form positioniert wird. Um den Dichtungsring gegen Herausdrücken aus dem Ringspalt zwischen Zapfen und Rohrmuffe durch Innendruck in der Rohrleitung zu verankern, ist es vorteilhaft, das feste Ringglied dicht zur Hinterwand des kombinierten Elementes anzuordnen. Um den Dichtungsring gegen Verschiebung oder Ausstoßen aus der Ringnut durch den Zapfen während des Zusammenbaus der Rohrleitung zu verankern ist es allerdings vorteilhaft, das feste Ringglied dicht zur Front, das ist also nahe der Leitkante anzuordnen.

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Bei einer Ausfuhrungsform hat die innere periphere Oberfläche des Ringkörpers einen konisch geformten Bereich, der sich vom Dichtungsbereich aus erstreckt, um mit dem äußeren Oberflächenbereich eine Führungskante zu bilden. Bei einer anderen Ausführungsform hat die innere periphere Oberfläche einen zweiten Bereich, der an den Dxchtungsbereich angrenzt und eine Führungskante mit der äußeren peripheren Oberfläche bildet.

Das Versteifungsglied kann entweder vollständig oder teilweise in den Ringkörper eingebettet sein und kann jeden geeigneten Querschnitt haben, um die in jedem Einzelfall erforderlichen Vorteile aufzuweisen. Z.B. kann das Verstärkungsglied ein Ring mit kreisförmigem Querschnitt oder mit krummlinig begrenztem Querschnitt sein, oder es kann aus einem Paar kreisförmiger Ringe bestehen, die durch mehrere Gewebe miteinander verbunden sind.

Der innere periphere Dichtungsbereich des Ringkörpers kann ab-gerundet oder flach oder er kann als Dichtungslippe geformt sein. Desgleichen kann der Ringkörper einen abgerundeten oder flachen äußeren Radialbereich aufweisen.

Der kombinierte ümformungs- und Dichtungsring kann in einer Rohrverbindung angeordnet sein, die zwei Rohre umfaßt« Z.B. wenn die Rohre aus PVC bestehen, wird das Ümformungselement

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auf dem Dorn eines Umformungsapparates montiert und ein Rohrende wird erhitzt und über das Umformungselement getrieben« Dies veranlaßt das Rohrende eine Muffe mit innerer Ringnut um das Umformungselement zu bilden, wie dies in meiner Parallelanmeldung beschrieben ist. Danach wird das Umformungselement und die Rohrmuffe vom Umformungsapparat entfernt und das Ende eines anderen Rohres wird als Zapfen in das Muffenende eingeführt. Das Dichtungselement kann wirtschaftlich mit sehr engen Toleranzen gefertigt werden, da die Schrumpfung des elastischen Materials durch das Versteifungsglied verhindert wird. Dadurch wird erreicht, daß das Dichtungselement aus einer relativ kleinen Menge eines elastisch verformbaren Werkstoffes hergestellt werden kann, z.B. einer kleinen Gummimenge und wobei die Gummimenge an dem festen Ringglied in einem Bereich radial gegenüber dem Dichtungsbereich verankert wird. Im Fall gewöhnlicher Gummidichtungsringe gibt es Grenzen hinsichtlich der Abmessungen, wie klein die Ringe gemacht werden können, da Ringe mit nur kleinen Gummimengen leicht zu verschieben oder aus der Führung beim Zusammensetzen einer Rohrleitung herauszupressen sind oder in den Ringspalt zwischen Zapfenende und Muffenende durch den inneren Druck in der Rohrleitung gepreßt werden.

Es besteht die allgemeine Tendenz, daß Dichtungsringe und speziell nicht verstärkte Dichtungsringe aus dem Ringspalt, der das Zapfenende vom Muffenende trennt, herausgedrückt werden, wenn diese hohen Innendrücken ausgesetzt sind. Dies kann desgleichen bei Dichtungsringen der Fall sein, die mit Ver-

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starkungsringen geringerer Dicke ausgerüstet sind. Im vorliegenden Fall kann allerdings das Problem durch Verwendung von Verstärkungsringen mit kleinen Querschnittsabmessungen gelöst werden, also mit einem Querschnittsdurchmesser, der größer ist als der Ringspalt, der die äußere Oberfläche des Zapfens von der inneren Oberfläche der Muffe trennt.

Andere Begrenzungen der üblichen Dichtungsringe liegen in der Not-wendigkeit relativ großer Produktionstoleranzen, die ihrerseits wieder ein verhältnismäßig großes Gummivolumen fordern, um den Dichtungseffekt zwischen Muffe und Zapfen sicherzustellen. Bei Anordnung des festen Ringgliedes nahe an oder in der gleichen Radialfläche wie der des Dichtungsbereiches des Dichtungsringes, ist es möglich Dichtungsringe herzustellen, mit sehr engen Durchmessertoleranzen im Dichtungsbereich. Dies ermöglicht es, die Gummimenge ohne Beeinflussung der Dichtungseigenschaften des Ringes zu reduzieren und es eliminiert gleichzeitig die Möglichkeit der Verschiebung oder des Ausstoßens des Gummiringes mit dem Zapfenende während des Zusammenbaus oder durch Innendruck in der Rohrleitung .

Da die Masse des Dichtungsringes reduziert werden kann, ist es desgleichen möglich, auch die Tiefe der Führung zu reduzieren. Dies reduziert die Dehnung und die Wandstärkenabnahme der Führung und gibt so große Vorteile hinsichtlich der Festigkeit der Rohrleitung.

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Diese und auch andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Ansprüche verdeutlicht, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Es stellen dar:

Fig. 1 Teil einer Querschnittsdarstellung eines kombinierten ümformungs- und Dichtungselementes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt durch ein modifiziertes kombiniertes Ümformungs- und Dichtungselement mit einem zweiten innerperipheren Bereich, welches mit einem äußeren Oberflächenbereich eine Führungskante bildet gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine teilweise Querschnittsansicht eines weiteren modifizierten kombinierten Ümformungs- und Dichtungsringes mit abgerundeter Führungskante gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt durch einen weiteren modifizierten kombinierten ümformungs- und Dichtungsring mit einem Verstärkungsglied mit krummlinig begrenztem Querschnitt gemäß der Erfindung,

Fig. 5 einen teilweisen Querschnitt eines weiteren modifizierten kombinierten ümformungs- und Dichtungsringes mit einem Verstärkungsglied, das aus einem Paar von Ringen mit kreisförmigen Querschnitt zusammengesetzt ist,

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Fig. 6 ein teilweiser Querschnitt durch einen modifizierten Ümformungs- und Dichtungsring mit einer Dichtungslippe an der inneren Peripherie gemäß der Erfindung,

Fig. 7 einen teilweisen Querschnitt durch einen kombinierten ümformungs- und Dichtungsring ähnlich dem der Fig. 2, jedoch auf dem Dorn einer Ümformungsvorrichtung,

Fig. 8 einen teilweisen Querschnitt eines kombinierten Ümformungs- und Dichtungsringes ähnlich dem der Fig. 2, jedoch auf dem Dorn eines umformungsapparates mit darüber geformter Rohrmuffe,

Fig. 9 einen teilweisen Querschnitt durch einen kombinierten ümformungs- und Dichtungsring ähnlich dem der Fig. 2, jedoch in einer Rohrmuffe,

Fig. 10 einen teilweisen Querschnitt durch eine Rohrmuffe in einer Rohrleitung mit Innendruck, der auf den kombinierten ümformungs- und Dichtungsring ähnlich Fig. einwirkt,

Fig. 11 einen teilweisen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Werkzeuges für die Herstellung eines kombinierten ümformungs- und Dichtungsringes gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist der kombinierte Ümformungs- und Dichtungsring dargestellt, der aus einem ringförmigen Körper 21 aus elastisch verformbarem Werkstoff, beispielsweise Gummi sowie

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einem festen, relativ nicht-elastischen Verstärkungsglied 22 besteht. Der Ringkörper 21 hat einen im wesentlichen tropfenförmigen Querschnitt sowie eine innere periphere Oberfläche, welche einen abgerundeten radial nach innen weisenden Dichtungsbereich 23 und einen flachen konisch geformten Bereich 24 bildet, der sich von dem abgerundeten Bereich 23 erstreckt, ferner einen sich schräg erstreckenden (d.h. konischen) äußeren Oberflächenbereich 25 auf einer Seite, der mit dem konischen Teil 24 eine Führungskante 26 bildet, eine äußere periphere Oberfläche mit einem abgerundeten radial nach außen gerichteten Oberflächenbereich 27, angrenzend an den Oberflächenbereich 25 sowie einen abgerundeten Nasenbereich 28 auf der entgegengesetzten Seite. Wie dargestellt ist das nicht-elastische Glied 22, welches in Form eines Ringes mit kreisförmigen Querschnitt dicht dem Nasenbereich 28 eingebettet ist, d.h. also an einem Punkt, an dem der Nasenbereich 28 und der äußere radiale Bereich 27 ineinanderübergehen. Die Oberfläche des Ringes 22 liegt dicht an der Übergangszone zwischen dem Nasenbereich 28 und dem äußeren peripheren Bereich 27.

Wie desweiteren in Fig. 1 dargestellt, ist die Radialfläche A durch den Mittelpunkt des Dichtbereiches oder des abgerundeten Bereiches 23 zwischen der Radialfläche B des Gliedes 22 und einem FührungsSeitenbereich zwischen der konischen inneren Oberfläche 24 und der konischen äußeren Ober-

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fläche 25 angeordnet. Die Radialfläche ist als eine Fläche definiert, die einen Winkel von 90° mit der Längsmittellinie des Rohres bildet.

In Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie oben gekennzeichnet. Der kombinierte Umformungs- und Dichtungsring 30 hat einen planen oder leicht konisch geformten inneren Bereich 41, der getrennt ist vom Dichtungsbereich Dieser Bereich 41 erstreckt sich radial nach auswärts zum konischen Bereich 25 und formt die Führungskante 26_o Zusätzlich ist ein zurückversetzter Bereich 42 von konkaver Form vorhanden, der zwischen dem Dichtungsbereich oder abgerundeten Bereich 23 und dem Bereich 41 gebildet ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Radialfläche B des Gliedes 22 zwischen der Radialfläche A durch den Mittelpunkt des Dichtungsbereiches oder abgerundeten Bereiches 23 und einer Radialfläche G durch den Führungsflächenbereich 25 angeordnete Für die Anordnung des Ringgliedes 22 ist eine Grenze radial außerhalb der Führungskante 26 des Umformungselementes 40 gewählt, um dadurch sicherzustellen, daß die Führungskante 26 während des Überschiebens eines heißen Rohrendes über die Einheit 40 heruntergedrückt wird.

In Fig. 7 ist ein umformungsapparat 31 dargestellt, der zur Formung einer Rohrmuffe am Ende eines nicht dargestellten Rohres aus thermoplastischem Werkstoff und zur Herstellung

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eines kombinierten Ümformungs- und Dichtungsringes 40 (ähnlich dem gemäß Fig. 2) dient. Die Vorrichtung enthält einen Dorn 32 mit einer Vertiefung 33 und einem Stützring 34. Die Vertiefung 33 im Dorn 32 trägt den ringförmigen Körper 21 der Umformungseinheit 40 und der Stützring 34 ist in diesem Fall derart geformt, daß er mit dem Nasenbereich 28 korrespondiert, um zu verhindern, daß das Element kippt, wodurch ansonsten eine "Fischmaul"-Form zwischen Röhrenende und Ümformungselement während des Aufdrückens auf das heiße Röhrenende gebildet werden könnte (Fig. 8). Die Art und Weise wie hier ein Röhrenende über dem kombinierten ümformungs- und Dichtungsring 40 im Umformungsapparat 31 gebildet wird, ist ähnlich der in meiner Parallelanmeldung beschriebenen Art und muß deshalb nicht weiter erläutert werden.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist das Rohr 35 nach dem Umformen nach außen über die Einheit 40 ausgebuchtet und weist eine Nut oder Führung 36 auf, in welche die Einheit 40 hineingesetzt ist. Es ist erkennbar, daß der innere Durchmesser d (Fig. 9) der Einheit 40 kleiner ist als der innere Durchmesser D des Muffenendes der Röhre 35. Desgleichen liegen in diesem Fall das Rohr 35 und die Einheit 40 im wesentlichen kontinuierlich aneinander an und entsprechen einander vom Nasenbereich 28 bis zur Führungskante 26 (etwas von der Röhrendicke abhängig).

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Wie in Fig. 10 dargestellt ist, bildet die Einheit 40 nach Einführen einer zweiten Röhre 37, welches ein abgeschrägtes Zapfenende aufweist in die Röhre 35 einen dichten Verschluß zwischen den Röhren 35 und 37. Es ist erkennbar, daß das innere Rohr 37 einen äußeren Durchmesser aufweist, der größer ist als der innere Durchmesser der Einheit .40. Der Körper 21 der Einheit 40 wird folglich komprimiert und dehnend verformt. Dabei wird allerdings das Ringglied 22 nicht verformt und hält seine ursprüngliche Gestalt bei. Dies dient dazu die Einheit 40 positiv an ihrem Platz gegen den Druck zurückzuhalten, der die Einheit 40 in den Spalt zwischen den Röhren 35 und 37 drücken möchte.

Wie in Fig. 10 dargestellt, wird der Dichtungsring durch den in der Rohrleitung herrschenden Innendruck in den Spalt zwischen Muffe 35 und Zapfen 37 hineingepreßt, jedoch durch das Verstärkungselement des Ringes 22, d.h. also einen Stahlring der in die Gummimasse des Ringkörpers 21 eingegossen ist verankert .

Fig. 7 zeigt weiter, wie das der Verstärkung dienende Ringglied 22 zusammen mit dem Stützring 34 das Umformungselement sicher auf dem Dorn 32 hält, wenn die Gummimasse gegen den Dorn 32 gepreßt wird. Die punktierte Linie zeigt die unbelastete Position des Nasenbereiches. Der Verstärkungsring 22 ermöglicht es, daß die Gummimasse gegen die Dornoberflä-

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ehe gepreßt wird, ohne daß der äußere Bereich des Elementes in gleicher Weise ausgedehnt oder verschoben wird und der Stützring 34 vermeidet jegliches Verkippen des Elementes. Dies ermöglicht es, daß das heiße Rohrende über den Dorn 32 und das Element 40 geschoben wird, wobei die gewünschte äußere Kontur des Führungsweges beibehalten wird, wenn die Röhre schrumpft und abkühlt entsprechend US-PS 3 776 682 und Fig. 8. Die punktierten Linien in Fig. 8 zeigen die Lage des Nasenbereiches vor dem Rückziehen des Stützringes 34.

In Übereinstimmung mit Fig. 7 hat der Dorn 32 in Längsrichtung verlaufende Schlitze 38, welche es der Luft ermöglichen, beidseits des Umformungselementes über nicht dargestellte Vakuumöffnungen abgesaugt zu werden. Um die Bildung von "Fischmäulern" zu vermeiden und eine gute Lage des Umformungselementes auf dem Dorn 32 sicherzustellen, ist eine kleine Vertiefung 33 oberhalb der in Längsrichtung verlaufenden Schlitze 38 am Umformungselement vorgesehen. Der Bereich C, der in Fig. 7 durch sich kreuzende Linien markiert ist, zeigt das Andrücken des Umformungselementes gegen den Dorn 32.

Fig. 2 läßt erkennen, daß bei Anordnung des Ringgliedes 22 über dem Dichtungsbereich 23 oder in Richtung auf die Führungskante 26 jede Verschiebung des Umformungselementes während der Bewegung axial auf einem Dorn vermieden wird und keine "Fischmaulbildung" während des nachfolgenden über-

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Streifens des heißen Röhrenendes erfolgen kann. Für den Fall, daß das Ringglied 22 mehr nach links positioniert wird, kann das Kippen und die "Fischmaulbildung" durch Verwendung eines Tragringes 34 mit einer angeformten Anstoßkante vermieden werden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, um den Nasenbereich anzuheben und die Führungskante 26 auf den Dorn zu drücken.

In Fig. 3, in der gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile wie oben verwendet worden sind, ist ein kombinierter Umformungs- und Dichtungsring 50 mit von der Tropfenform abweichender Querschnittsform dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Einheit 50 einen abgerundeten Führungsbereich 51 auf der einen Seite gegenüber dem konisch verlaufenden Oberflächenbereich 25 aufweist. Dieser Führungsbereich 51 bildet mit dem inneren peripheren Bereich 23 eine Kante, in der eine konkave Einbuchtung vorgesehen ist. Der Querschnitt der Einheit 50 ist vorteilhaft für einen ümformungsapparat wie er im US-Patent 3 793 427 beschrieben ist.

Fig. 4 läßt erkennen, daß der kombinierte Umformungs- und Dichtungsring 60 auch unter Verwendung eines Ringgliedes 61 mit krummlinig begrenztem Querschnitt hergestellt werden kann. Das dargestellte Ringglied 61 hat die Form eines metallischen Reifenringes von besonders fester Gestalt, welches sich besonders anbietet zur Aufnahme sowohl von äußeren wie inneren Radialbelastungen. Das Ringglied 21 ist mit einer

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exponierten Oberfläche zwischen dem Nasenbereich 28 und dem äußeren peripheren Bereich 27 des Ringkörpers 21 angeordnet. In dieser Form ist das Ringglied 61 besonders geeignet zur Bildung einer inneren Stütze des Muffenendes im spannungsgeschwächten Führungsweg. Das Ringglied 21 ist zusätzlich geeignet eine effektive Stütze für den Dichtungsring zu bilden und die Einheit 60 davor zu bewahren in den ringförmigen Spalt zwischen Zapfenende und Muffenende durch Innendrücke in der Rohrleitung gepreßt zu werden, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.

Es liegt auf der Hand, daß das Ringglied 22 auch verschiedene andere Formen aufweisen kann und auf verschiedene Weise angeordnet sein kann als dies dargestellt ist je nach den Anforderungen die gestellt werden. Falls gewünscht, können auch, wie in Fig. 5 dargestellt, zwei oder mehr Ringglieder 62 zu ein und derselben Konstruktion kombiniert werden und darüber hinaus können derartige Ringglieder 62 miteinander zu einem zusammenhängenden festen Glied verbunden werden, z.B. mit Hilfe separater Verbindungsgewebe 63 zwischen den Ringen 62.

Wie in Fig. 6 dargestellt, kann der kombinierte Umformungsund Dichtungsring 70 auch mit einem inneren peripheren Bereich 71 hergestellt werden, der eine Dichtungslippe (darge-

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stellt im unbelasteten Zustand) bildet. In diesem Fall ist zwischen der Dichtungslippe 71 und dem Planenbereich 41 eine Vertiefung 72 vorgesehen. Es wird folglich anstelle einer Kompressionsdichtung eine Lippendichtung oder eine kombinierte Lippen- und Kompressionsdichtung geformt.

Wie in den Fig. 8 und 10 dargestellt werden im Dichtungsbereich 23 der Einheit 40 zunächst Preßfelder E erzeugt, wenn die Einheit 40 in die in Fig. 7 dargestellte Lage auf dem Dorn gebracht wird und, danach in der äußeren Peripherie nachdem das heiße Rohrende über die Einheit 40 bewegt worden ist wie dies in Fig. 8 dargestellt ist und wenn schließlich das Rohr abgekühlt und in radialer Richtung gegen die Einheit 40 und den Dorn 32 geschrumpft ist. Bei diesem Herstellungsschritt des Rohrmuffendendes verstärkt das feste Ringglied 22 die Einheit 40, um so die Druckwirkungen zu beeinflussen, die sowohl in den inneren wie auch in den äußeren Teilen der Einheit 40 entstehen. Wie aus Fig. 9 ersichtlich werden die Preßfelder gemäß Fig. 8 im wesentlichen entspannt nachdem das Muffenende und die Einheit 40 vom Dorn entfernt werden. Die verbleibende Kompression entsprechend den Feldern F stellen einen guten Sitz sicher und verhindern das Eindringen von Staub u.dgl. in den Dichtungsbereich. Wenn ein Zapfen in das Muffenende hineinbewegt wird, wird die Einheit 40 in ähnlicher Weise zusammengedrückt wie dies im Zusammenhang mit der Herstellung in Fig. 8 dargestellt ist und ähnliche Preßfelder werden im Muffen- und Zapfenbereich

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entstehen. Fig. 10 läßt erkennen, daß, wenn ein Druckmedium durch die Rohrleitung mit der dargestellten Rohrverbindung transportiert wird, dann kann das Druckmedium in den Spalt zwischen der Dichtungseinheit 40 und der Muffe eindringen. In diesem Fall werden die Druckfelder E der Einheit 40 so lokalisiert, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Die Rückwirkung der Druckfelder am Dichtungskörper 21 der Einheit 40 in Zusammenwirkung mit dem Verstärkungsglied 22 bedingen eine sehr wirksame Dichtung gegen Leckverluste zwischen dem Muffenende und dem Zapfenende der dargestellten Rohrleitung.

Fig. 11 läßt erkennen, daß die Dichtungseinheit 40 in einer Form in bekannter Weise hergestellt werden kann. So kann beispielsweise die Einheit 40 in einem Hohlraum 80 zwischen drei separaten aber zusammenarbeitenden Werkzeugteilen 81,82 und 83 gebildet werden. Die Herstellung der Dichtungseinheit 40 geschieht durch Anordnung eines vorfabrizierten Stahlringes im Hohlraum 80 auf einem Satz von Stiften 84, die versenkbar sein können. In der Zeichnung (Fig. 11) ist lediglich ein derartiger Stift dargestellt. Diese Stifte stehen von der Innenseite des Werkzeugteiles 82 mit angemessenem Abstand in das Werkzeuginnere vor. Mit Hilfe solcher Stifte kann jeder Ring verhältnismäßig genau im Werkzeug unterstützt werden, so daß eine präzise Verstärkungswirkung in der Einheit 40 sichergestellt werden kann. Bevor die hergestellte Einheit aus dem Werkzeug entfernt wird, werden die Stifte

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84 von der Einheit und den entsprechenden Werkzeugteilen zurückgezogene Die Elastizität des Gummis erlaubt die Loslösung der Einheit 40 aus der Form sowie den Stiften selbst, wenn die Stifte fest mit der Oberfläche verbunden sein sollten und nicht relativ hierzu bewegbar sein sollten.

Die Formteile werden in Richtung x,y relativ zu der Einheit zurückgezogen, um die Einheit 40 zu entfernen.

Alle Figuren der Zeichnung zeigen, daß die Verstärkungselemente in der Nähe der Gummioberfläche angeordnet sind. Das Verstärkungselement kann allerdings auch in etwas größerem Abstand von der äußeren Oberfläche untergebracht werden„

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L e e rs e it

Claims

Dipl.-lng.E.Tergau + h.l. pom

Patentanwalt

Nürnberg, den 6. Feb. 1978

Rieber & S^n A/S, Bergen (Norwegen)

Patentansprüche

1J Kombinierter Umformungs- und Dichtungsring für die Bildung und Abdichtung muffenartig erweiterter Enden von Rohren aus thermoplastischem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem ringförmigen Körper aus elastisch verformbarem Werkstoff besteht mit einander gegenüberliegenden Seitenteilen sowie einer inneren Umfangsfläche, die wenigstens einen nach innen vorstehenden Dichtungsbereich bildet, der zwischen den genannten einander gegenüberliegenden Seitenteilen angeordnet ist, sowie einer äußeren Umfangsflache mit einem radial nach außen gerichteten Oberflächenteil zwischen den genannten einander gegenüberliegenden Seitenteilen, und

einem im Vergleich zu Gummi nicht-elastischen Versteifungsglied in diesem Körper, das in einem Bereich zwischen den erwähnten einander gegenüberliegenden Seitenteilen angeordnet ist und welches sich ringförmig außerhalb des erwähnten nach innen vorstehenden Dichtungsbereiches erstreckt.

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Hefneraplatz 3 Telefon (0911) Telex TeleQramme Bayer. Vereinebank Stadtsparkassa Postscheckkonto

8S00 Nürnberg 11 204081-83 OB/22327 "Patwetzel" Nbg. 6311696 Nbg. 1.528.354 Nürnberg 111 SI-853
2. Kombinierter ümformungs- und Dichtungsring nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere ümfangsfläche einen ebenen Bereich (24) umfaßt, der sich vom Dichtungsbereich (23) aus erstreckt und mit der äußeren Umfangsfläche (25) eine Führungskante (26) bildet.
3. Kombinierter ümformungs- und Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere ümfangsfläche einen zweiten Bereich aufweist, der sich vom Dichtungsbereich (23) aus erstreckt und mit der äußeren ümfangsfläche eine Führungskante (28) bildet.
4. Kombinierter Ümformungs- und Dichtungsring nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin einen sich schräg erstreckenden Leitflächenbereich an einer der Seitenbereiche aufweist und bei dem das Versteifungsglied nahe an einem Übergangsbereich zwischen dem äußeren Oberflächenbereich und dem Leitflächenbereich angeordnet ist.
5. Kombinierter ümformungs- und Dichtungsring nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialfläche (B) durch das (bzw. die Mittellinie des) Versteifungsglied(es) zwischen der Radialfläche (A) durch den Dichtungsbereich und der Radialfläche durch den Leitflächenbereich verläuft.
6. Kombinierter ümformungs- und Dichtungsring nach Anspruch

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28GS065

1, dadurch gekennzeichnet» daß im anderen der beiden Seitenbereiche ein hinterer Oberflächenbereich vorhanden ist, in welchem das Versteifungsglied angeordnet ist, nahe einer konkaven Übergangszone zwischen dem erwähnten äußeren und dem hinteren Oberflächenbereich.
7. Kombinierter Umformungs- und Dichtungsring nach Anspruch

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialfläche durch das (bzw. die Mittellinie des) Verstärkungselement(es) den Hauptbereich der Dichtungszone kreuzt.
8. Kombinierter Umformungs- und Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement ein Ring mit kreisförmigem Querschnitt ist„
9. Kombinierter Umformungs- und Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement ein Ring mit krummlinig begrenztem Querschnitt ist.
10. Kombinierter Umformungs- und Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungsglied aus einem Paar kreisförmiger Ringe besteht, die durch mehrere Aussteifungen miteinander verbunden sind.
11. Kombinierter Umformungs- und Dichtungsring nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied vollständig in den Ringkörper eingebettet ist.

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2BQSUoS
12. Kombinierter ümformungs- und Dichtungsring (für die Bildung und Abdichtung muffenartig erweiterter Enden von Rohren aus thermoplastischem Werkstoff) bestehend aus einem ringförmigen Körper aus elastisch verformbarem Werkstoff, mit einer inneren Umfangsfläche, die wenigstens einen nach innen vorstehenden Dichtungsbereich bildet, sowie einer äußeren Umfangsfläche mit einem radial nach außen gerichteten Oberflächenteil und einem Nasenteil an einer Seite, und

einem im Vergleich zu Gummi nicht-elastischen Versteifungsglied in diesem Körper, das in einem Bereich radial außerhalb des vorstehenden Dichtungsbereiches angeordnet ist.
13. Kombinierter Ümformungs- und Dichtungsring ach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper einen abgerundeten Leitflächenbereich auf dem dem Nasenbereich gegenüberliegenden Bereich aufweist.
14. Kombinierter Ümformungs- und Dichtungsring nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper in dem dem Nasenbereich gegenüberliegenden Bereich einen sich schräg erstreckenden Leitflächenbereich aufweist sowie eine plane Oberfläche an der inneren umfangsfläche, welche mit dem Leitflächenbereich eine Leitkante (26) bildet.
15. Kombinierter Ümformungs- und Dichtungsring (für die BiI-

' C 5ΛΓ

28UbOSS

dung und Abdichtung muffenartig erweiterter Enden von Rohren aus thermoplastischem Werkstoff), bestehend aus:

einem ringförmigen Körper aus elastisch verformbarem Werkstoff, mit einem hervorstehenden innerperipheren Dichtungsbereich, einem flachen inneren Bereich getrennt von diesem hervorstehenden Bereich, einem schräg sich erstreckenden äußeren Oberflächenbereich auf einer Seite, der mit dem inneren flachen Bereich eine Leitkante bildet, einem hervorstehenden peripheren Bereich, der an den äußeren Oberflächenbereich angrenzt sowie einem hervorstehenden Nasenbereich an der gegenüberliegenden Seite,
und

einem im Vergleich zu Gummi nicht-elastischen Versteifungsring, der in den Ringkörper radial außerhalb der Dichtungszone eingebettet und der zwischen einer Radialfläche durch den Dichtungsbereich und einer Radialfläche durch die Führungsfläche angeordnet ist.
16. Kombinierter ümformungs- und Dichtungsring nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der hervorstehende Dichtungsbereich eine Klappe oder Lippe (71) darstellt.

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