DE3934430A1 - Kunststoffrohrkupplung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Kupplung an glasfaserver­ stärkten, füllstoffhaltigen Kunststoffrohren und ein Ver­ fahren zu deren Herstellung.

Kunststoffrohre der genannten Art mit integrierter Kupp­ lung, d.h. also mit an den Rohrenden fest vorgesehenen Kupplungsteilen müssen üblicherweise an mindestens einer Rohrendpartie mit einer Aussparung versehen werden, die der Aufnahme eines Dichtungsringes dient. Besonders vor­ teilhaft aber ist es, wenn beide Rohrendpartien mit Aus­ sparungen versehen werden, wobei die Aussparung an der einen Rohrendpartie derart abgestuft ist, daß die tiefere Aussparungspartie als Dichtungsringaufnahme dient und die sich beidseits dieser Aufnahme erstreckende Aussparungs­ partie geringerer Tiefe von der der anderen Rohrendpartie des benachbarten Rohres wegragenden und in einer Ausspa­ rung dieser andern Rohrendpartie fixierten Kupplungshülse überlappt wird. Im Gegensatz zum erstgenannten Fall, wo die Kupplungshülse den äußeren Rohrdurchmesser überragt, besitzt die Kupplung im zweitgenannten Fall gleichen Außendurchmessers wie die gekuppelten Rohre. In jedem Fall aber war es bisher üblich, die an den Rohrendpartien erforderlichen Aussparungen nach Fertigstellung des Rohres durch Wegschleifen einer äußeren Wandschicht zu erzeugen. Nachteilig ist nicht nur der entsprechende Arbeitsaufwand und der Verschleiß an Rohrmaterial, sondern auch die Tatsache, daß damit der homogene Schichtverlauf der mehr­ schichtig aufgebauten Rohrwand unterbrochen wird, was be­ sonders dann nachteilig ist, wenn auch glasfaserarmierte Schichten durch das Schleifen tangiert oder ganz entfernt werden. Dies ist besonders bei der relativ tiefen Ausspa­ rung zur Aufnahme eines üblichen Dichtungsrings der Fall.

Die vorliegende Erfindung bezweckt diese Nachteile zu ver­ meiden, wobei eine Kupplung der genannten Art geschaffen werden soll, die ohne Schleifen der notwendigen Ausspa­ rungen auskommt, wobei die die Rohrwand bildenden Schich­ ten aus den unterschiedlichen Materialien bzw. Material­ mischungen bis an die Rohrenden ununterbrochen weitergeführt sind.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Rohrkupplung dadurch gekennzeichnet, daß das in einer rotierend an­ getriebenen Form durch Schleuderguß hergestellte Rohr Endpartien aufweist, von denen wenigstens die eine, eine durch einen entsprechenden Formeinlagering geschaffene Aussparung besitzt, wobei die die eine Rohrendpartie axial überragende Kupplungshülse ein auf dieser Rohrendpartie festhaftendes Laminat ist, während die in der andern Rohr­ endpartie geschaffene Aussparung der Aufnahme eines in Kupplungslage von der Kupplungshülse des benachbarten Roh­ res überlappten Dichtungsringes dient.

Nach dem ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahren werden Formeinlageringe aus Weich-PVC verwendet, die aus zusammen­ geschweißten Endlosprofilen hergestellt sind, wobei der Materialeintrag während der Rohrherstellung im Bereich dieser Einlageringe der Wanddicke der letzteren entsprechend verringert wird.

Die der Dichtungsringsaufnahme dienende Aussparung besitzt zweckmäßig eine axiale Breite die mehrfach z.B. 5 bis 6fach größer ist als die radiale Tiefe dieser Aussparung. Die radiale Dicke der Stirnflächen des Dichtungsrings ist zweckmäßig gleich der Aussparungstiefe; er besitzt an seiner auf dem Aussparungsboden aufliegenden Innenseite zweckmäßig mehrere Ringnuten, während seine mit der Innen­ seite der Kupplungshülse zusammenwirkende Außenseite we­ nigstens eine als Ringwulst oder Ringlippe ausgebildete, die Aussparung überragende Erhöhung aufweist, deren radi­ ale Höhe mindestens das Doppelte der Aussparungstiefe be­ trägt.

Zur Schaffung der die eine Rohrendpartie überragenden Kupplungshülse kann das Laminat direkt auf die dem Außen­ durchmesser des Rohres entsprechende Rohrendpartie aufge­ bracht sein, oder sie kann in eine Aussparung an dieser Rohrendpartie so eingesetzt sein, daß sie mit dem Rohr­ außendurchmesser bündig ist; in diesem Fall ist die den Dichtungsring aufnehmende Aussparung der andern Rohrend­ partie axial innerhalb einer Endaussparung der Rohrend­ partie angeordnet, deren Tiefe etwa der radialen Dicke der sie überlappenden Kupplungshülse entspricht.

Solche mit Rohrdurchmesser aufweisender integraler Kupplung versehene Rohre eignen sich insbesondere als auch nach­ trägliche Innenauskleidung von Abwasserrohren aus Beton, Stahlbeton oder Asbestzementrohren, da sie gegen biogene Schwefelsäurekorrosion beständig sind.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 und 2 im Axialschnitt die eine bzw. andere Hohlform­ endpartie mit eingesetzten Einlageringen zur Herstellung der beiden Kupplungsteile eines ersten Beispiels,

Fig. 3 teilweise im Axialschnitt bzw. in Ansicht die beiden mit den Einlageringen nach Fig. 1 und 2 geformten Rohrendpartien,

Fig. 4 im Axialschnitt die zwischen zwei Rohren ge­ bildete Kupplung des Beispiels nach Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 im Axialschnitt analog Fig. 4 ein zweites Beispiel der Kupplung,

Fig. 6 in größerem Maßstab und im Axialschnitt den Dichtungsring nach Fig. 4 und 5 im nicht eingebauten Zustand, und

Fig. 7 eine Variante des Dichtungsrings analog Fig. 6.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die Schleuder-Hohlform be­ zeichnet die zur Rohrherstellung dient. In die eine End­ partie der Hohlform ist ein zylindrischer Einlagering 2 aus Weich-PVC eingesetzt. Dieser Einlagering 2 ist aus Endlos­ profilen durch Zusammenschweißen mit 1% Überlänge herge­ stellt um ein Verspannen des Ringes in der Hohlform 1 zu erreichen. Ein analog hergestellter Einlagering 3 ist in die andere Endpartie der Hohlform 1 eingesetzt. Dieser Ring 3 besitzt eine innere Rippe 3 a, deren axiale Länge ein Mehrfaches ihrer radialen Höhe beträgt; die Rippe 3 a hat radiale Flanken und eine zylindrische Innenfläche. Die axial innere Stirnfläche des Einlagerings 3 ist konisch angesenkt. Mit der diese Einlageringe 2, 3 enthaltenden Form wird im Schleudergußverfahren das glasfaserverstärkte, füllstoffhaltige Kunststoffrohr 4 (Fig. 3) hergestellt. Die Materialzufuhr zur Hohlform 1 erfolgt dabei in üblicher Weise mittels eines in der Hohlform 1 axial hin- und her­ gehenden Zuführarms (nicht gezeichnet). Um die an den bei­ den Rohrendpartien 4 a, 4 b notwendige Wandstärkenverminderung zu erreichen, wird der Materialzuführarm in diesen Berei­ chen früher umgeschaltet, so daß dort entsprechend weniger Material deponiert wird; die Schichtbildung wird dort jedoch nicht unterbrochen. Das so hergestellte Kunststoffrohr 4 besitzt somit an der einen Endpartie 4 a eine äußere durch­ gehend zylindrische Aussparung 5 a und an der andern End­ partie 4 b eine äußere eine Ringnut 5 c aufweisende und ko­ nisch in die Rohraußenwand übergehende zylindrische Aus­ sparung 5 b. Die Stirnseiten des mit einer gewissen Über­ länge gefertigten Rohres 4 werden anschließend in bekannter Weise auf die gewünschte Länge gekürzt. In die die Ausspa­ rung 5 a aufweisende Endpartie 4 a des Rohres 4 wird an­ schließend eine mit der Außenwand dieser Aussparung bündi­ ge Stahlform 6 eingesetzt. Auf der durch diese Stahlform 6 verlängerten Aussparung 5 a der Rohrendpartie 4 a wird durch Auftrag eines Laminats aus einem mit lichthärtendem Poly­ esterharz getränkten Matte/Gewebekomplex die Kupplungshülse 7 festhaftend gebildet. Damit ist das mit integrierten Kupplungsteilen versehene Rohr fertiggestellt.

Fig. 4 zeigt zwei solcher gekuppelter Rohre 4, wobei in die Nut 5 c der den einen Kupplungsteil bildenden Rohrendpartie 4 b ein Dichtungsring 8 eingesetzt ist, der unter Kompression durch die Kupplungshülse 7 an der andern Rohrendpartie 4 a überlappt wird. Der beim Beispiel nach Fig. 4 vorgesehene, für eine drucklose Rohrleitung geeignete Dichtungsring 8 besitzt im nichteingespannten Zustand die in Fig. 6 ge­ zeigte Querschnittsform. Die axiale Nutbreite ist etwas größer als die Ringbreite, während der Innenumfang des Ringes etwa 1% kleiner ist als der Umfang des Nutbodens, so daß der Dichtungsring 8 mit entsprechender Vorspannung in die Nut 5 c eingesetzt werden kann. Die radiale Höhe der Stirnseiten des Dichtungsringes entspricht der Tiefe der Nut 5 c. Von diesen Stirnseiten geht je eine durch Wölbung erhöhte Ringwulst 8 a aus, die in der Mittelpartie des Dichtungsringes 8 in eine die Ringwulst 8 a noch über­ ragende ebenfalls gewölbte Ringwulst 8 b übergeht. Die mit zwei zylindrischen Randflächen 8 c auf dem Nutboden auf­ sitzende Innenseite des Dichtungsringes 8 besitzt eine Mehrzahl von Ringrillen 8 d. Damit ist in der Nut 5 c ge­ nügend Hohlraum geschaffen, um beim Kuppeln der beiden Rohre 4 das durch den Preßdruck der die Ringwulste 8 a, 8 b des Dichtungsrings 8 übergreifenden Kupplungshülse 7 verdrängte Volumen des Dichtungsrings aufzunehmen und eine einwandfreie Abdichtung der Rohrkupplung zu gewähr­ leisten. Durch die Ringwulst 8 a wird der Ring 8 beim Kuppeln der Rohre in die Nut 5 c gepreßt, so daß er beim Auftreffen der Kupplungshülse 7 auf die Ringwulst 8 b nicht aus der Nut 5 c herausgedrückt werden kann.

Wie in Fig. 4 ersichtlich besitzt die aus den gekuppelten Rohren 4 gebildete Rohrleitung durchgehend, also auch im Kupplungsbereich, konstanten Außendurchmesser. Dies wird durch die in der Aussparung 5 a der einen Rohrendpartie 4 a bündig mit dem Rohraußendurchmesser versenkt angeordnete Kupplungshülse 7 einerseits und die entsprechende, die Nut 5 c enthaltende Aussparung 5 b im andern Rohrendteil 4 b erreicht. Wie Fig. 5 zeigt, ist aber auch eine Rohrkupplung nach dem beschriebenen Verfahren herstellbar, bei welcher die Kupplungshülse 7 nicht wie gemäß Fig. 4 in einer Aussparung der Rohrendpartie 4 a versenkt, sondern direkt auf dieser Rohrendpartie aufgebracht wird. Entsprechend ge­ nügt es auch in der andern Rohrendpartie 4 b mittels eines entsprechenden Einlageringes nur die die Aufnahmenut 5 c für den Dichtungsring 8 bildende Aussparung zu schaffen.

Wie erwähnt wird der in Fig. 6 gezeigte Dichtungsring 8 in der Kupplung von Rohren einer drucklosen Leitung verwendet. Soll aber die Kupplung gegen Außendrücke dicht sein, z.B. gegen Dämmdrücke bei als Innenauskleidung einer Stahl- oder Betonrohrleitung verwendeten Kunststoffrohren, wird vor­ teilhaft eine, ebenfalls mit z.B. 10% Vorspannung in die Nut 5 c eingesetzte Lippendichtung 9 (Fig. 7) verwendet. Aber auch in diesem Fall sind die Oberkanten der Stirnflächen des Dichtungsrings 9 bündig mit der entsprechenden Oberkante der Stirnwände der Nut 5 c, wobei die Oberseite des Dichtungs­ ringes 9 als gegen die Offenseite der Kupplungshülse 7 hin gerichtete Dichtungslippe 9 a ausgebildet ist. Die Innen­ seite des Dichtungsrings 9 entspricht dagegen genau jener des Dichtungsringes 8, d.h. sie besitzt zwischen den zylindrischen Ringflächen 9 c Ringrillen 9 d, die zusätzlich zum axialen Spiel des Ringes 9 in der Nut 5 c Raum schaffen für das beim Einsetzen des Übermaß aufweisenden Dich­ tungsringes bzw. beim Kuppeln der Rohre verdrängte Material des Dichtungsringes.

Claims (6)

1. Kupplung an glasfaserverstärkten, füllstoffhaltigen Kunststoffrohren, dadurch gekennzeichnet, daß das in einer rotierend angetriebenen Form (1) durch Schleu­ derguß hergestellte Rohr (4) Endpartien (4 a, 4 b) auf­ weist, von denen wenigstens die eine, eine durch einen entsprechenden Formeinlagering (3) geschaffene Ausspa­ rung (5 c) besitzt, wobei die die eine Rohrendpartie (4 a) axial überragende Kupplungshülse (7) ein auf die­ ser Rohrendpartie festhaftendes Laminat (7) ist, wäh­ rend die in der andern Rohrendpartie (4 b) geschaffene Aussparung (5 c) der Aufnahme eines in Kupplungslage von der Kupplungshülse (7) des benachbarten Rohres überlappten Dichtungsringes (8; 9) dient.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Dichtungsringaufnahme dienende Aussparung eine Ringnut (5 c) mit Rechteckquerschnitt ist, in die der Dichtungsring (8; 9) mit radialer Vorspannung eingesetzt ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (8; 9) an seiner auf dem Nutboden aufliegenden Innenseite zwischen zwei zylindrischen Endflächen (8 c; 9 c) mehrere Ringrillen (8 d, 9 d) auf­ weist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seinen radialen Stirnflächen mit der zylindri­ schen Außenfläche der entsprechenden Rohrendpartie (4 a) bündig in die Nut (5 c) eingesetzte Dichtungsring an seiner Oberseite mit die Außenfläche der Rohrend­ partie (4 b) radial überragenden Ringwulsten (8 a, 8 b) oder einer Dichtungslippe (9 a) versehen ist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Rohrendpartien (4 a, 4 b) eine zylindrische Aussparung (5 a bzw. 5 b) gleicher Tiefe auf­ weisen, wobei in der Aussparung (5 a) der einen Rohrend­ partie (4 a) die Kupplungshülse (7) bündig mit der Rohr­ außenseite vorgesehen ist, während in der zylindrischen Aussparung (5 b) der andern Rohrendpartie (4 b) die den Dichtungsring (8) aufnehmende Ringnut (5 c) vorgesehen ist.

6. Verfahren zur Herstellung der Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Aussparung (5 b) bzw. der Ausspa­ rungen (5 a 5 b) an der einen (4 b) bzw. an beiden Rohr­ endpartien (4 a, 4 b) Einlageringe aus Weich-PVC in die Hohlform eingesetzt werden, und daß die Kupplungs­ hülse (7) an der einen Rohrendpartie (4 a) nach dem Ausformen des Rohres durch Bewickeln dieser durch einen zylindrischen Formeinsatz (6) verlängerten Rohrendpartie mit einem Gewebe oder einer Matte bewickelt wird, das bzw. die mit lichthärtendem Polyesterharz getränkt ist.