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Bezeichnung: Dichtungsanordnung für eine Muffenverbindung
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an Rohren Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung
für eine Muffenverbindung an Rohren, insbesondere an Betonrohren mit einem im Bereich
der Innenwandung der Glocke des Rohres angeordneten Dichtungsring.
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Die Abdichtung einer Muffenverbindung an Rohren geschieht in der Weise,
daß an einem Ende des Rohres ein Dichtungsring angeordnet ist, der beim Ineinanderschieben
der Rohre verpreßt wird und hierbei die erforderliche Dichtkraft in radialer Richtung
aufbringt. Der Dichtungsring kann hierbei am Spitzende des Rohres angeordnet sein,
beispielsweise in Form eines Rollringes (DE-OS 19 63 917) oder in Form einer Gleitringdichtung,
die in einer Nut des Spitzendes gehalten ist (US-PS 35 67 233). Die Anordnung des
Dichtungsringes am Spitzende des Rohres hat zwar den Vorteil, daß der Dichtungsring
in einfacher Weise auch bei großen Rohrdurchmessern sicher in der Ausgangsposition
am Rohr gehalten ist, hat aber demgegenüber den Nachteil, daß
der
Dichtungsring nicht schon im Herstellerwerk sondern erst auf der Baustelle angebracht
werden kann, da sonst die Gefahr besteht, daß der Dichtungsring wegen des mangelnden
Schutzes bei Lagerung und Transport beschädigt wird. Um dem abzuhelfen, ist man
bestrebt, den Dichtungsring an der Innenwandung der Glocke anzubringen, da dann
der Dichtungsring bei Lagerung und Transport geschützt ist, so daß bereits im Herstellerwerk
der Dichtungsring angebracht werden kann. Während bei kleinen Rohrdurchmessern auch
hier wieder ein loser Dichtungsring aus Gummi eingesetzt werden kann, der bei entsprechender
Bemessung sicher in der Glocke gehalten wird, muß bei großen Rohrdurchmessern der
Dichtungsring an der Innenwandung der Glocke festgelegt werden, um ein Herausfallen
zu verhindern. Eine Festlegung des Dichtungsringes kann beispielsweise durch Verkleben
erfolgen (DE-OS 16 75 385), was jedoch bei Steinzeugrohren möglich ist, oder aber
bei Betonrohren bereits bei der Herstellung durch Einbetonieren eines entsprechenden
Ansatzes am Dichtungsring (DE-OS 22 52 089). Ein Einkleben stößt bei Betonrohren
insbesondere dann auf Schwierigkeiten, wenn man die Dichtungen bereits im Herstellerwerk
anbringen will. Eingeklebte oder einbetonierte Dichtungsringe haben den Nachteil,
daß ein nachträgliches Auswechseln der Dichtungsringe zum Ausgleich von Toleranz
fehlern der zusammenzusteckenden Rohre nicht mehr möglich ist.
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ner Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung
der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die unabhängig vom Rohrdurchmesser das
Anbringen des Dichtungsringes nach Fertigstellung der Rohre gestattet.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Dichtungsring im wesentlichen
einen Dichtungskörper und einen an diesem angeordneten, umlaufenden stegförmigen
Haltekragen aufweist, daß der Haltekragen mit wenigstens einem Teil seines freien
Endes über einen Preßring an der Innenwandung
der Glocke festgelegt
ist und daß der Preßring im wesentlichen nicht verformbar ist. Eine darartige Dichtungsanordnung
kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach Fertigstellung des Rohres in die Glocke
eingebracht werden und bei Bedarf vor dem Verlegen der Rohre zum Ausgleich von Dichtungsspalttoleranzen
auch ausgewechselt werden.
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Dichtungsring und Preßring können hierbei fest miteinander verbunden
sein, also ein einstückiges Bauteil bilden oder aber aus zwei nacheinander einzubringenden
Teilen bestehen. Bei zweiteiliger Ausbildung braucht die vom Preßring auf den Haltekragen
des Dichtungsringes wirkende Kraft nur so groß zu sein, daß der Dichtungsring bei
Lagerung und Transport in der vorgegebenen Position gehalten wird und daß der Haltekragen
sich nicht schon in der ersten Phase des Einschiebens des Spitzendes in die Glocke
vom Preßring löst. Die Festlegung des Haltekragens kann hierbei sowohl formschlüssig
bei entsprechender Formgebung von Preßring und Haltekragen als auch kraftschlüssig
zwischen Preßring und Innenwandung der Glocke erfolgen. Gibt man dem Dichtungsring
einen in Richtung der Rohrachse langgestreckten, nicht rollbaren Querschnitt, so
wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, daß keine Verdrillung des Dichtungsringes
beim Einschieben des Spitzendes in die Glocke erfolgt, wenn sich der Haltekragen
vom Preßring lösen sollte.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Dicke des Preßringproflis in radialer Richtung in etwa der Tiefe einer umlaufenden
Ausnehmung der Innenwandung im Bereich des freien Glockenendes entspricht. Insbesondere
dann, wenn die umlaufende Ausnehmung im Bereich der Innenkante der Stirnseite des
freien Glockenendes verläuft, bietet diese Ausgestaltung den Vorteil, daß der Preßring
gleichzeitig die Funktion einer Führungsfläche für das einzuschiebende. Spitzende
des Nachbarrohres bildet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Haltekragen des Dichtungsringes an seinem freien Ende mit einer umlaufenden
Verdickung versehen ist und daß der Preßring mit einer Ausnehmung zur Aufnahme der
Verdickung versehen ist. Hierdurch ergibt sich eine zumindest teilweise kraftschlüssige
Verbindung zwischen Dichtungsring und Preßring, die es trotzdem ermöglicht, die
Dichtungsanordnung zweiteilig auszubilden und nacheinander in die Glocke einzubringen.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Ausnehmung des Preßring als Nut auf einer Stirnseite angeordnet ist. Hierbei ist
es in weiterer Ausgestaltung zweckmäßig, daß die Nut im Bodenbereich eine größere
Breite aufweist als im öffnungsbereich. Diese Ausgestaltung erlaubt es, den Dichtungsring
zunächst mit dem Preßring zu einem einheitlichen Ring zu verbinden, wobei die Verbindung
lediglich mechanisch erfolgt und keinerlei Klebung oder sonstige Bearbeitung erforderlich
ist, und anschließend die gesamte Anordnung als einheitliches Bauteil in die Glocke
einzupressen. Der Dichtungsring wird hierbei formschlüssig im Preßring gehalten,
während der Preßring in axialer Richtung kraftschlüssig in der Glocke festgelegt
ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Preßring aus einem elastomeren Material mit dichter Struktur hergestellt ist,
dessen Härte mindestens shore 70 beträgt. Da der Preßring lediglich ein Hilfsteil
darstellt, wird er zweckmäßigerweise aus einem entsprechend preiswerten Material,
beispielsweise PVC hergestellt. Hierbei ist es möglich, für kleine Rohrdurchmesser
den Preßring als Formteil herzustellen, während für große Durchmesser zunächst ein
entsprechendes Strangprofil hergestellt wird, das anschließend abgelängt und zu
einem Ring zusammengefügt wird.
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Während bei kleineren Rohrdurchmessern die Biegefestigkeit eines Preßrings
aus PVC ausreicht, um den Dichtungsring sowohl bei Lagerung und Transport als auch
beim Einschieben des Spitzendes in seiner Position zu halten, muß für größere Rohrdurchmesser
in einer Ausgestaltung vorgesehen werden, daß der Preßring mit einer weiteren umlaufenden
Ausnehmung versehen ist, in die ein Metallprofil eingelegt ist. Dies ist deshalb
erforderlich, weil der zur Verfügung stehende Dichtungsspalt auch bei größten Rohrdurchmessern
nicht wesentlich breiter ist als bei kleinen Rohrdurchmessern, so daß die Formsteifigkeit
eines reinen Kunststoffprofils nicht mehr ausreicht und dementsprechend eine Bewahrung
durch ein Metallprofil vorgesehen werden muß. Das Metallprofil braucht im vorliegenden
Fall kein in sich geschlossener Ring zu sein, sondern kann, ebenfalls abgelängt,
vor dem Einbringen in die Glocke in die Ausnehmung des Preßrings eingelegt werden.
In der einfachsten Form genügt hier ein Stahldraht mit entsprechender Dicke.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Preßring *aus Metall besteht und daß der Preßring das freie Ende des Haltekragens
an die Innenwandung der Glocke preßt. Auch hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Innenwandung
der Glocke im Bereich des freien Glockenendes eine entsprechende umlaufende Ausnehmung
aufweist, in die das freie Ende des Haltekragens über den Preßring eingedrückt wird.
Für Lagerung und Transport wird herbei der Dichtungsring über den Preßring im wesentlichen
kraftschlüssig gehalten. Beim Einschieben des Spitzendes wird der Haltekragen im
Bereich zwischen Preßring und Dichtring über die innenliegende Kante der umlaufenden
Ausnehmung an der Innenwandung der Glocke abgeknickt, so daß sich hierbei zusätzlich
ein Formschluß ergibt, durch den die Mitnahme des Dichtungsrings in Einschubrichtung
verhindert wird. Durchmesserabweichungen im Anlagebereich des Haltekragens werden
durch entsprechende radiale Verformung des Haltekragens beim Einbringen des Preßringes
* vorzugsweise
innerhalb gewisser Toleranzbereiche ausgeglichen.
Dies gestattet es, einen glatten Metallring mit beispielsweise Rechteckquerschnitt
zu verwenden. Da der Metallring außerhalb der Dichtzone liegt, braucht hierfür kein
korrosionsbeständiges Material verwendet werden, da die Beständigkeit nur für den
Zeitraum von Transport und Lagerung bis zur endgültigen Verarbeitung gegeben sein
muß, so daß ein einfacher Bandstahl zur Herstellung des Preßrings ausreicht. Anstelle
von Metall können andere Werkstoffe mit vergleichbaren Formsteifigkeit verwendet
werden.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung für einen metallischen
Preßring ist vorgesehen, daß der Preßring aus einem in Umfangrichtung wenigstens
über einen Teil seiner Breite wellenförmig ausgebildeten Blechring besteht, der
an seiner Stirnseite mit einem Ansatz versehen ist, und daß der Haltekragen des
Dichtungsringes an seinem freien Ende mit einer - im Querschnitt gesehen - im wesentlichen
hakenförmigen Verdickung versehen ist, die der Ansatz des Preßrings untergreift.
Bei dieser Ausgestaltung, die in gleicher Weise wie die Ausführungsform mit einem
Preßring aus Kunststoff verarbeitet wird, lassen sich auch bei Verwendung eines
metallischen Preßringes verhältnismäßig grosse Durchmesserabweichungen ausgleichen,
da der Preßring mit seinem wellenförmigen Teil knirsch in eine entsprechende Ausnehmung
der Glocke eingedrückt wird, während-der Dichtungsring formschlüssig über eine hakenförmige
Verdikkung vom Ansatz des Preßrings gehalten wird, wobei der Haltekragen durch den
Preßring gegen eine entsprechende Anlagefläche der Ausnehmung wie bei der Verwendung
eines Preßrings aus einem Kunststoff gepreßt wird.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
aus einem elastomeren Material mit dichter Struktur hergestellte Preßring mit einem
umlaufenden stegförmigen Ansatz versehen ist, mit dem der Haltekragen des Dichtringes
fest verbunden ist. Dies kann durch Klebung oder durch Koextrusion entsprechender
Materialien bewirkt
werden, wobei Preßring und Dichtungsring durch
Verklebung der freien Enden eines entsprechend abgelängten Stranges zusammengefügt
werden.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens
der Haltekragen des Dichtungsringes aus einem elastomeren Material mit dichter Struktur
besteht. Hierdurch ist es möglich, den Haltekragen ohne Beeinträchtigung der Festigkeit
mit einer relativ geringen Dicke herzustellen. Der eigentliche Dichtungsring kann
hierbei entweder aus dem gleichen Material bestehen wie der Haltekragen oder aber
aus einem elastomeren Material mit geringerer Härte, wobei hier das Material entweder
eine dichte Struktur oder aber eine zellige Struktur aufweisen kann. Auch hier erfolgt
die Herstellung des Dichringsringes bei unterschiedlichen Materialien entsprechend
durch Koextrusion.
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Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 im Längsschnitt die Glocke eines Betonrohres
mit eingesetzter zweiteiliger Dichtung, Fig. 1a eine andere Ausführung für einen
Preßring Fig. 2 im Schnitt entspr. Fig. 1 eine einteilige Dichtung mit formschlüssiger
Verbindung zwischen Dichtring und Preßring, Fig. 3 eine einteilige Dichtung, bei
der Preßring und Dichtring unlösbar miteinander verbunden sind, Fig. 4a eine Dichtungsanordnung
mit metallischem Preßring,
Fig. 4b eine andere Dichtringform für
eine Anordnung mit metallischem Preßring, Fig. 5 eine Stirnansicht eines metallischen
Preßrings in Form eines Wellrings, Fig. 6a einen Schnitt gem. der Linie a-a in Fig.
5, Fig. 6b einen Schnitt gem. der Linie b-b in Fig. 5.
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Bei der Ausführungsform gem. Fig. 1 ist die Glocke 1 eines Betonrohres
auf ihrer Innenseite im Bereich des freien Endes mit einer umlaufenden Ausnehmung
2 versehen, die neben einer zylindrischen Anlagefläche 3 eine radial verlaufende
Andruckfläche 4 bildet. In die Glocke 1 wird zur Herstellung eines Rohrstranges
das strichpunktiert gezeichnete Spitzende 5 des Nachbarrohres eingeschoben. Der
zwischen der Innenwandung der Glocke 1 und der Außenwandung des Spitzendes 5 verbleibende
Spalt s wird beim Zusammenschieben unter entsprechender Verpressung durch einen
Dichtungsring D ausgefüllt.
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Der in Fig. 1 unverpreßt dargestellte Dichtungsring D weist einen
Dichtungskörper 6 auf, der mit einem umlaufenden, stegförmigen Haltekragen 7 verbunden
ist. Der Haltekragen 7 weist an seinem freien Ende eine wulstförmige Verdickung
8 auf. Durch einen Preßring 9, der an seiner der Glocke zugekehrten Stirnseite mit
einer Ausnehmung 10 versehen ist, wird der Kragen 7 des Dichtungsringes D gegen
die Andruckfläche 4 der Glocke angedrückt, wobei die Ausnehmung 10 die wulstartige
Verdickung 8 aufnimmt. der Außendurchmesser des Preßringes 9 ist hierbei geringfügig
größer als der Innendurchmesser der zylindrischen Anlagefläche 3 in der Glocke,
so daß der Preßring 9 nach dem Einlegen des Dichtungsringes D in die Ausnehmung
2 eingedrückt werden muß, so daß der Preßring 9 kraftschlüssig in der Ausnehmung
2 gehalten wird. Beim Einschieben des Spitzendes 5
wird der Dichtkörper
6 auf das Maß des Dichtungsspaltes s zusammengedrückt. Die gewünschte Verpressung
wird in übliher Weise durch entsprechende Abstimmung von Dicke des Dichtungskörpers
6, Weite des Dichtungsspaltes s sowie die Härte des Materials des Dichtungsringes
D bestimmt.
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Da der Preßring 9 nach der Montage des Rohrstranges keinerlei Funktionen
mehr zu erfüllen hat, ist man in der Materialauswahl für den Preßring verhältnismäßig
frei.
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Der Preßring muß lediglich eine ausreichende Formsteifigkeit aufweisen,
durch die zum einen ein sicherer Halt des Dichtungsringes in der Glocke bei Lagerung
und Transport gewährleistet ist und zum anderen gewährleistet ist, daß beim Einschieben
des Spitzendes 5 in die Glocke 1 der Haltekragen 7 an der Andruckfläche 4 gehalten
wird. Bei kleineren Rohrdurchmessern genügt hier ein einfacher PVC-Ring entsprechender
Härte. Bei größeren Durchmessern ist es zweckmäßig, wenn entsprechend dem Querschnitt
gem.
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Fig. 1a der Preßring 9 eine zusätzliche Ausnehmung, beispielsweise
in Form einer innen umlaufenden Nut 11 aufweist, in die ein Metallprofil 12, beispielsweise
ein Stahldraht eingelegt ist. Je nach Herstellungsverfahren kann das Metallprofil
auch vollständig vom Kunststoff umschlossen sein.
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Während bei der Ausführungsform gem. Fig. 1 das aus Dichtungsring
D und Preßring 9 bestehende Dichtungselement zweiteilig ausgebildet ist und dementsprechend
nacheinander in die Glocke eingebracht wird, ist in Fig. 2 im Querschnitt eine Ausführungsform
dargestellt, bei der der Preßring 9 an seiner der Glocke zugekehrten Seite als Ausnehmung
eine Nut 13 aufweist, die beispielsweise Schwalbenschwanz form besitzt, so daß sie
im Bodenbereich eine größere Breite aufweist als im Offnungsbereich. In diese Nut
13 ist der Wulst 8 am freien Ende des Haltekragens 7 des Dichtungsringes D eingedrückt,
so daß sich hier eine
formschlüssige Verbindung zwischen Preßring
und Dichtungsring ergibt. Dieses Element wird als "einteiliges" Element angeliefert
und in die Glocke entsprechend eingedrückt.
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In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform für ein "einteiliges" Element
dargestellt. Hierbei ist der Preßring 9' mit einem Ansatz 14 versehen, der mit einem
entsprechend verkürzten Haltekragen 7 am Dichtungskörper 6 des Dichtungsringes D
beispielsweise durch Verklebung, Verschweissung oder im Wege der Koextrusion verbunden
ist, wobei Preßring und Dichtungsring aus entsprechend elastomeren Materialien mit
unterschiedlicher Härte bestehen.
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In Fig. 4 ist eine zweiteilige Ausführungsform dargestellt, bei der
der Haltekragen 7 am Dichtungskörper 6 zum feien Ende hin - im Querschnitt gesehen
- etwa hakenförmigen Verlauf besitzt. Das freie Ende des Haltekragens 7 ist hierbei
durch einen Preßring 15 aus Metall gegen die zylindrische Anlagefläche 3 der Glocke
1 angepreßt. Der Reibschluß zwischen der Anlagefläche 3 und dem Preßring 15 wird
hierbei durch eine entsprechende Verpressung des Haltekragens 7 zwischen der Anlagefläche
3 und der Außenfläche des Preßrings 15 bewirkt.
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In Fig. 4b ist eine andere Formgebung für den Dichtungsring dargestellt,
bei der der Haltekragen 7 den Preßring 15 aus Metall abdeckt und die Funktion des
Kantenschutzes über nimmt. Statt Metall können auch für die Ausführungsform an dere,
entsprechend formsteife Werkstoffe verwendet werden.
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Da bei der in Fig. 4a bzw. 4b dargestellten Ausführungsform nur geringe
Durchmesserabweichungen überbrückt werden können, weil der metallische Haltering
15 entsprechend starr ist, ist in Fig. 5 in einer Stirnansicht sowie in Fig. 6a
und Fig. 6b in entsprechenden Schnitten eine andere Form für einen Preßring aus
Metall dargestellt. Der hier dargestellte metallische Preßring 15' besteht aus einem
in Umfangsrichtung wenigstens über einen Teil seiner Breite
wellenförmig
ausgebildeten Blechring, der an einer Stirnseite, wie aus den Fig. 6a bzw. 6b ersichtlich,
in eine glatte Ringkontur 16 ausläuft. Der Außendurchmesser des Blechringes im gewellten
Bereich 18 ist größer als im Bereich der glatten Ringkontur 16. In Fig. 5 ist der
Schnitt durch den Blechring 15' durch entsprechende Bereiche der Glocke 1 und durch
den Dichtungsring D ergänzt worden.
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Wie aus dieser ergänzten Darstellung ersichtlich. bildet die glatte
Ringkontur 16 einen Ansatz, der bei eingedrücktem Preßring eine hakenförmige Verdickung
17 am freien Ende des Haltekragens 7 untergreift und so für eine formschlüssige
Verbindung zwischen Preßring 15' und Dichtungsring D sorgt. Der Preßring 15' ist
hierbei knirsch unter entsprechender radialer Verspannung in die Glocke eingepreßt
und drückt mit seiner innenliegenden freien Kante den Haltekragen 7 des Dichtungsringes
D gegen die Anlagefläche 4 der Glocke.