DE4229984A1 - Abdichtung zwischen zwei ineinandersteckbaren Teilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung zwischen zwei ineinandersteckbaren Teilen, insbesondere Rohren, vornehmlich aus Beton, bei der jedes Teil eine Glockenmuffe bzw. ein Spitzende aufweist, die unter Zwischenfügung einer Dichtung ineinander passen und wobei die Dichtung Mittel zur Befestigung entweder in der Glockenmuffe oder am Spitzende aufweist.

Bekannte Abdichtungen dieser Art (DE-A 29 00 437, EP-A 312 763) weisen jeweils eine Lippendichtung auf, deren Bauart es nicht ermöglicht, große radiale Kräfte zwischen den Betonrohren zu übertragen. Es ist auch bereits eine Abdichtung der eingangs angegebenen Art mit einer breiten, weichen Preßdichtung bekannt geworden (EP-B-11 919), und es wird hier durch verschiedene Maßnahmen dafür gesorgt, daß die auf die Dichtung einwirkende maximale radiale Kraft beschränkt ist, und zwar dadurch, daß an der Glockenmuffe in Einschubrichtung vorne eine Anschlagsfläche und am Spitzende eine korrespondierende Anschlagsfläche in Einschubrichtung hinten angeordnet sind. Bei größeren radialen Kräften treffen diese Anschlagsflächen aufeinander und übertragen die erheblichen radialen Kräfte zwischen den Betonrohren. Die Glockenmuffe bildet dabei einen Hebelarm, wodurch am Muffengrund, nahe des Muffenspiegels, Zugkräfte entstehen, gegen die bekanntlich Beton empfindlich ist. Deshalb besteht die Gefahr der Rißbildung am Glockenmuffengrund.

Mit Preßdichtungen lassen sich große radiale Kräfte zwischen den Teilen übertragen, jedoch haben Preßdichtungen den Nachteil, daß das Ineinanderstecken der Teile nur mit größeren Kräften gelingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung zwischen zwei ineinandersteckbaren Teilen zu schaffen, bei der der Zusammenbau der Teile mit mäßig großen axialen Kräften gelingt, ohne daß eine wesentliche Einbuße für die Übertragung radialer Kräfte zwischen den Teilen in Kauf genommen werden müßte.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dichtung mehrere Elastomerschichten aufweist, die parallel zur Einschubrichtung der Betonfertigteile verlaufen, und umfaßt eine Verbindungseinrichtung für die Schichten, die in Einschubrichtung vorne an der Dichtung angeordnet ist.

Durch diesen Schichtaufbau der Dichtung wird der axiale Zusammenbau der Teile erleichtert, jedoch wird eine erhebliche radiale Tragfähigkeit der zusammengebauten Teile erzielt, bei denen es sich im allgemeinen um Rohre, hauptsächlich aus Beton, handelt.

Die Verbindungseinrichtung der Schichten kann als ein schräg verlaufender Stegbereich ausgebildet sein, der eine glatte Einschubschräge bildet. Eine gleichartige Verbindungseinrichtung kann auch in Einschubrichtung hinten an der Dichtung angeordnet sein. Um die Verschiebbarkeit der Schichten gegeneinander zu fördern, können Schmiermittelkanäle zwischen den Schichten angeordnet sein.

Die Dichtung kann noch einen Sockel aufweisen, der zweckmäßig in einer ringförmigen Aussparung der Glockenmuffe mit Abstand zu den Aussparungsrändern angeordnet ist. Dieser Abstand ermöglicht die seitliche Ausdehnung der Dichtung bei großen radialen Kräften auf die Dichtung. Dabei bewahrt die Dichtung weitgehend ihre Fähigkeit der Rückstellung.

Ähnlichen Zwecken dient die Ausgestaltung der Teile mit einem ringförmigen, mit einer Schulter begrenzten Aufnahmeraum, dem in Einschubrichtung hinten ein Ausweichraum benachbart ist, in welchen die sockelfernen Schichten der Dichtung ausweichen können. Der Ausweichraum kann teilweise von einem Sockelfortsatz eingenommen werden, über den sich die sockelfernen Schichten der Dichtung im zusammengebauten Zustand der Teile legen. Der Aufnahmeraum kann einseitig oder beidseitig durch Schultern begrenzt sein. Wenn der Aufnahmeraum im Spitzende angeordnet ist, ist es bei Betonteilen vorteilhaft, am Spitzende in Einschubrichtung vorne eine Anschlagsfläche vorzusehen, die mit einer korrespondierenden, am Übergang zur Spiegelfläche angeordneten Anschlagsfläche der Glockenmuffe bei großen radialen Belastungen zusammenarbeitet. Die radialen Kräfte zwischen den Betonteilen (Rohre) werden deshalb zwischen dem Spitzende vorne und der Glockenmuffe hinten übertragen, so daß am Boden der Glockenmuffe am Übergang zur Spiegelfläche keine großen Zugbelastungen auftreten. Demgemäß ist die in einem Rohrstrang empfindlichste Stelle vergleichsweise (gegenüber dem Stand der Technik) entlastet.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Rand einer Muffe mit Dichtung in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 die Dichtung nach Fig. 1, aufgeklappt,

Fig. 4 die Dichtung nach Fig. 2 mit schmiermittelgefüllten Kanälen,

Fig. 5 den Querschnitt durch eine abgedichtete Verbindung zwischen Muffe und Spitzende,

Fig. 6 eine Variante hierzu,

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Spitzende mit Dichtung und

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Rohrverbindung nach einer Variante zu Fig. 7.

In Fig. 1 ist der innere Randbereich einer Glockenmuffe 1 dargestellt, die zu einem Betonrohr gehört, an dessen anderem Ende ein Spitzende 2 angeformt ist, wie ein solches in den Fig. 5 und 6 angedeutet ist. Die Glockenmuffe 1 weist eine achsparallele Innenoberfläche 3 und eine radiale Innenoberfläche 4 auf, die in der Praxis als "Spiegelfläche" bezeichnet wird. In der Muffe 1 ist ferner eine Aussparung 5 vorgesehen, die durch radiale Schultern 6 begrenzt wird und einen Aufnahmeraum für die Dichtung 10 bildet.

Die Dichtung 10 wird mittels eines schwalbenschwanzförmigen Fußes 11 in der Muffe 1 während der Rohrherstellung verankert. Der Fuß 11 ist etwa in der Mitte der Dichtung angeordnet. Der Bereich der Dichtung innerhalb der Aussparung 5 wird als Sockel 12 bezeichnet. Radial weiter nach innen enthält die Dichtung 10 einzelne, übereinandergestapelte Schichten 13, die in Einschubrichtung vorne durch eine durchgehende Wand oder Stegausbildungen 14 zusammengehalten werden. Die Dichtung weist eine Einschubschrägfläche 15 auf, und auch die Rückseite 16 kann schräg ausgebildet sein. Wie dargestellt, befindet sich zwischen den Schultern 6 und dem Sockel 12 jeweils eine Lücke, um einen gewissen Abstand und Freiraum zwischen Sockel und radialer Schulter 6 zu schaffen.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Dichtung, bei der die Einschubschrägfläche 15 weiter radial innen ansetzt und stärker geneigt ist. Die Rückseite 16 der Dichtung verläuft im wesentlichen radial und wird nicht durch Schichtlücken unterbrochen, d. h. es ist eine Verbindungswand 17 für die einzelnen Schichten 13 vorgesehen. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach Fig. 2 der nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt, wie man bei einer Dichtung nach Fig. 1 die Einschnitte oder Trennfugen 18 zwischen den einzelnen Schichten fächerförmig aufklappen kann, um Gleitmittel bis zu Ringkanälen 19 einzubringen, die bereits bei der Extrusion der Dichtung hergestellt worden sind. Beim Zuklappen entweicht überschüssiges Gleitmittel und wird entfernt.

Das angebrachte Gleitmittel bleibt bis zur Anwendung der Dichtung in den Kanälen 19 gekammert. Wenn die Dichtung beim Zusammenschieben der Teile zusammengepreßt wird, wird das Gleitmittel aus den Kanälen 19 in die Trennfugen 18 verdrängt und begünstigt das Gleiten der Schichten 13 aufeinander.

Fig. 4 zeigt die geschlossene Version der Dichtung, bei welcher man das Gleitmittel durch Injektion in die Kanäle 19 einbringen kann.

Fig. 5 zeigt eine abgedichtete Rohrverbindung mit einer Dichtung nach Fig. 2. Man kann sich vorstellen, daß die vordere abgerundete Umlaufkante 7 des Spitzendes 2 auf die Schrägfläche 15 aufgetroffen ist und den Schichtbereich 13 der Dichtung 10 in der Zeichnung nach links verschoben hat, wodurch sich ein Überhang 20 gebildet hat, der auf der axialen Ringfläche 3 der Muffe 1 aufruht. Bemerkenswert ist, daß durch den Schichtenaufbau das Zusammenfügen der Teile erleichtert wird, da hierfür verhältnismäßig kleine Einschubkräfte benötigt werden. Dagegen können große radiale Abstützkräfte zwischen den Teilen übertragen werden, da die komprimierte Dichtung 10 eine breitflächige Auflage zwischen Muffe 1 und Spitzende 2 bietet. Dabei werden im übrigen die Freiräume im Bereich der Schultern 6 von dem Dichtungsmaterial ausgefüllt, welches sich an diesen Schultern 6 abstützt und somit Rückstellenergie speichert, die bei nachlassenden, radial gerichteten Querkräften dafür sorgen, daß die Dichtfunktion der Dichtung beibehalten bleibt.

Wenn die radialen Querkräfte sehr groß werden, etwa weil ein schweres Fahrzeug über das Erdreich fährt, in welchem die Rohrverbindung liegt, dann besteht die Gefahr, daß der überhängende Bereich 20 verquetscht wird, d. h. bis zu einem Ausmaß verformt wird, so daß keine Rückstellung in die Ausgangslage erfolgt. Die Dichtung wirkt dann nur noch im radialen Bereich 21 oberhalb des Sockels 12. Um dies zu verhindern, ist die Formgestaltung nach Fig. 6 entwickelt worden. In Einschubrichtung hinten ist benachbart zu der Aussparung 5 ein Aufnahmeraum 9 angeordnet, in den der Überhang 20 ausweichen kann, ohne übermäßig verpreßt zu werden. Diese übermäßige Verformung wird dadurch vermieden, daß die axialen Flächen 3 und 8 von Muffe und Spitzende bei übermäßigen radialen Querkräften aufeinandertreffen, wodurch weitere Zusammenpressung der Dichtung verhindert wird.

Um ein Abknicken des Überhangs 20 zu vermeiden, kann im übrigen ein Sockelfortsatz 22 vorgesehen sein, der sich teilweise in den Ausweichraum 9 hinein erstreckt.

Die Dichtung mit dem erfindungsgemäßen Schichtaufbau kann auch auf Dichtungen 30 angewendet werden, die auf das Spitzende 2 aufgezogen sind, wie Fig. 7 zeigt. Die Dichtung 30 ist radial gespannt und benötigt keinen Fuß. Die Aussparung 5 ist hier im Spitzende als Randaussparung ausgebildet, d. h. es ist nur eine begrenzende Schulter 6 vorgesehen, an der sich die Dichtung 30 in Einschubrichtung hinten abstützt. Die Dichtung 30 weist wiederum einen Sockelfortsatz 22 auf, über den sich die Dichtung im belasteten Zustand legt, wie bei 20 angedeutet. Der Freiraum 9 ist so bemessen, daß das Elastomermaterial einerseits einer unzulässig großen Verquetschung ausweichen kann, andererseits aber sich noch genügend Rückstellkräfte in der Dichtung entwickeln können, um die Dichtwirkung aufrechtzuerhalten, wenn die große Querkraftbelastung wieder zurückgeht.

Die Dichtung 30 kann auch in einer nut- oder kammerförmigen Aussparung 5 des Spitzendes 2 angeordnet sein, wie in Fig. 8 dargestellt. In diesem Fall bleibt im Bereich der abgerundeten Umlaufkante 7 des Spitzendes ein Stück der ursprünglichen Umrißform des Spitzendes erhalten, die eine Anschlagsfläche 8a bildet. Demgemäß ist am Übergang zwischen Spiegelfläche 4 und der axialen Innenfläche 3 der Glockenmuffe 1 eine korrespondierende Anschlagsfläche 3a vorgesehen, die bei auftretenden, sehr großen Querkräften sich auf der Anschlagsfläche 8a abstützt. Zwischen den restlichen axialen Flächen 3 und 8 der Muffe und des Spitzendes verbleibt dabei ein Spalt. Demgemäß werden die Querkräfte auf kurzem Weg zwischen Muffe und Spitzende übertragen, wodurch Zugkräfte im Bereich der Hohlkehle zwischen Spiegelfläche 4 und axialer Ringfläche 3 weitgehend vermieden werden. Wenn nämlich die Querkraft im Bereich des vorderen Endes der Muffe 1 übertragen werden würde, würden wegen der Hebelwirkung größere Zugbelastungen in dieser Hohlkehle entstehen, wodurch sich dort infolge der Empfindlichkeit von Beton gegen Zugspannungen Risse bilden könnten.

Claims (9)

1. Abdichtung zwischen zwei ineinandersteckbaren Teilen, insbesondere Rohre, vornehmlich aus Beton, mit folgenden Merkmalen:
jedes Betonfertigteil weist eine Glockenmuffe (1) bzw. ein Spitzende (2) auf, die unter Zwischenfügung einer Dichtung (10, 30) ineinander passen;
die Dichtung (10, 30) weist Mittel zur Befestigung entweder in der Glockenmuffe (1) oder am Spitzende (2) auf;
gekennzeichnet durch:
die Dichtung (10, 30) umfaßt mehrere Elastomerschichten (13), die parallel zur Einschubrichtung der Teile verlaufen, und weist wenigstens eine Verbindungseinrichtung (14) für die Schichten (13) auf, die in Einschubrichtung vorne an der Dichtung angeordnet ist.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung der Schichten (13) als ein Stegbereich (14) ausgebildet ist, der eine glatte Einschubschräge (15) bildet.

3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Verbindungseinrichtung (17) in Einschubrichtung hinten an der Dichtung angeordnet ist.

4. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schichten (13) Trennfugen (18) verlaufen, die mit Schmiermittelkanälen (19) in Verbindung stehen.

5. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (10, 30) einen Sockel (12) aufweist, der in einer ringförmigen Aussparung (5) der Glockenmuffe mit Abstand zu den Aussparungsrandwänden (6) angeordnet ist.

6. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (10, 30) mit einem Sockel (12, 22) in einem ringförmigen Aufnahmeraum (5, 9) der Glockenmuffe (1) oder des Spitzendes (2) angeordnet ist, der einen Ausweichbereich (9) aufweist, in welchen Teile (20) der Dichtung (10, 30) in Einschubrichtung hinten ausweichen können.

7. Abdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sockelfortsatz (22) in den Ausweichbereich (9) hineinragt und im zusammengebauten Zustand der Teile von sockelfernen Schichten der Dichtung überdeckt wird.

8. Abdichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Anordnung des Aufnahmeraums (5) im Spitzende (2) das Spitzende in Einschubrichtung vorne eine Anschlagsfläche (8a) aufweist, die mit einer korrespondierenden, am Übergang zur Spiegelfläche angeordneten Anschlagsfläche (3a) der Glockenmuffe (1) bei auftretenden großen radialen Querkräften zusammenarbeitet, um die radiale Zusammenpressung der Dichtung (30) zu beschränken.

9. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Befestigung der Dichtung (10) aus einem schwalbenschwanzförmigen Fuß (11) bestehen, der etwa in der Mitte der Dichtung (10) angeordnet ist.