DE4408743C2 - Dichtvorrichtung zum Abdichten von Rohrleitungen - Google Patents
Dichtvorrichtung zum Abdichten von RohrleitungenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtvorrichtung zum
Abdichten von Rohrleitungen gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Bei einer Dichtvorrichtungen dieser Art wird das geöffnete,
unverspannte Gehäuse mit dem Dichtelement um eine
abzudichtende Rohrleitung herum angeordnet. Durch Verspannen
des Gehäuses wird der Ringwulst des Dichtelementes radial
gegen die Außenseite der Wand der Rohrleitung bewegt, bis
sich die Dichtfläche des Ringwulstes mit einer erforderlichen
Anpreß- oder Dichtkraft gegen die Rohrwand preßt. Wird das in
der Rohrleitung enthaltene gasförmige oder fluide Medium
unterschiedlichen Betriebsdrücken (Unterdruck oder Überdruck)
ausgesetzt, so muß die Anpreßkraft der Ringwulst an die
Rohrwand für die jeweiligen Druck- und somit
Kraftunterschiede an der Dichtfläche zwischen Druckraum und
Umgebung angepaßt und eingestellt werden. Wird eine zu
geringe Anpreßkraft aufgebracht, so kann die Dichtung bei
Erhöhung des Innendruckes undicht werden, da sich der
beispielsweise in Kreisbogenform gestaltete Ringwulst von der
Wand der Rohrleitung abhebt. Daher wird es erforderlich sein,
vorsorglich eine erhöhte Anpreßkraft aufzubringen, um eine
ausreichende Abdichtung auch für die maximalen Druck- und
Kraftunterschiede im Dichtungsbereich zu schaffen.
Bei Verwendung dünnwandiger Rohre darf jedoch die
aufzubringende Anpreßkraft der Dichtung aufgrund der
begrenzten Festigkeit der Rohre einen vergleichsweise
geringen, von dieser Festigkeit abhängigen Wert nicht
übersteigen. Diese Begrenzung der Anpreßkraft ist
insbesondere bei Rohren aus Kunststoff mit geringerer
Festigkeit gegenüber Rohren aus Metall zu berücksichtigen.
Diese nur in begrenztem Maß zulässige Anpreßkraft kann aber,
wie erwähnt, eine ungenügende Dichtwirkung zur Folge haben,
insbesondere bei wechselnden Drücken, bei denen die Dichtung
"arbeitet", d. h. Mikrobewegungen im elastischen Bereich
ausführt, und bei geringem Druck oder bei Unterdruck des
Mediums, bei dem mit herkömmlichen Dichtungen Schwierigkeiten
beim Abdichten auftreten.
Aus der US-PS 1,833,776 ist eine gattungsgemäße Rohrkupplung
zum Verbinden und Abdichten von zwei zusammenstoßenden
Rohrenden bekannt. Die Rohrkupplung enthält ein Gehäuse aus
zwei verschraubbaren Halbringen. In das Gehäuse ist ein ring
förmiges Dichtelement aus flexiblem Material eingelegt. Das
Dichtelement weist zwei randseitige, axial beabstandete
Ringwülste auf, die sich radial einwärts erstrecken. Jeder
Ringwulst enthält mindestens zwei radiale Vorsprünge, die
durch eine radiale Ringnut voneinander getrennt sind. Wenn
zwei zu verbindende und abzudichtende Rohrenden in das Dicht
element geschoben werden, bildet jede Ringnut mit der Rohr
umfangsfläche eine sogenannte Vakuumkammer, die die
Dichtwirkung unterstützen soll. Derartige einfache radiale
Dichtwülste können jedoch eine dauerhafte Dichtwirkung unter
schwierigen, insbesondere wechselnden Druckbedingungen nicht
gewährleisten.
Aus der CH 566 508 AS ist eine Rohrkupplung mit einer
Dichtungsmanschette bekannt, die in einem um die zu
verbindenden Rohrenden spannbaren Gehäuse angebracht ist. An
ihren beiden axialen Enden weist die Dichtungsmanschette
jeweils eine Dichtlippe auf, die auf den zu verbindenden
Rohren abdichtend aufliegen. An der Dichtungsmanschette ist
gegenüber den Enden der Dichtlippen je ein ringförmiger Wulst
angeformt. Die Wülste trennen zwei Teilräume ab, die durch
Bohrungen mit dem mittigen mantelförmigen Raum in Verbindung
sind. Beim Verspannen der Rohrkupplung drücken die Wülste auf
die Dichtlippen, so daß diese zur satten flächigen Auflage
auf den Außendurchmesser der Rohre gebracht werden. Die
Ringwülste bilden aber keine eigenständige Dichtung an den
Rohren. Die Dichtmanschette hat somit nur jeweils einen
ringförmigen Dichtwulst. Bei wachsendem Druck trennen sich
sogar die Ringwulste von den Dichtlippen.
Aus der US-PS 2,424,542 ist eine Rohrkupplung bekannt, die
einen Dichtungseinsatz mit einwärts gerichteten Dichtlippen
aufweist, die beim Verspannen gegen den Außenumfang von
abzudichtenden Rohren gedrückt werden. Der Dichtungseinsatz
hat jeweils nur einen nicht unterteilten Ringwulst mit bei
schwierigen Dichtungsanwendungen ungenügender Dichtwirkung.
Aus der EP 0 288 993 A1 ist eine Vorrichtung zum Verbinden
der koaxialen Enden zweier muffenloser Rohre bekannt, die
eine Dichtungsmanschette aufweist, die axial an beiden
Randbereichen jeweils zwei Dichtlippen enthält, die durch
einen abgerundeten Bereich voneinander getrennt sind, so daß
keine gegenseitige Dichtwirkungsverstärkung auftreten kann.
Bei den vorgenannten Dichtvorrichtungen besteht das Problem,
daß ihre Dichtwirkung insbesondere bei wechselnden
Mediendrücken nicht sicher gewährleistet werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
gattungsgemäße Dichtung zu schaffen, die eine universelle und
dauerhafte Abdichtung von Rohrleitungen aus unterschiedlichen
Materialien und Festigkeiten sowohl bei niedrigen wie auch
bei hohen und bei wechselnden Leitungsdrücken und auch bei hoher Beanspruchung
der Verbindung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dicht
vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch
diese Gestaltung der Dichtvorrichtung wird erreicht, daß beim
Festlegen der Dichtvorrichtung an einer Rohrleitung,
beispielsweise an einer undichten Stelle eines Rohres oder an
der Stelle einer Rohrleitungsverbindung, beim Verspannen des
Gehäuses die Dichtfläche des ersten, inneren Radialwulstes an
die Rohrwand angelegt wird, so daß sie eine erste Abdichtung
bildet. Diese Dichtfläche bildet einen verbreiterten Dicht
bereich, so daß eine geringe, die Rohrwand in zulässigem Maß
belastende Anpreßkraft des Radialwulstes für eine erste,
innere Abdichtung ausreichend ist. Aufgrund des geneigten,
unter einem Winkel zur Längsachse angeordneten Spaltes drückt
der erste, innere Radialwulst beim Verspannen der Dichtvor
richtung auf die spitz zulaufende Dichtlippe des äußeren,
zweiten Radialwulstes, die sich dadurch fest an die Rohrwand
legt und eine zusätzliche äußere, zweite Abdichtung bildet,
deren Dichtwirkung durch die einwärts gerichtete Dichtlippe
verbessert wird. Damit sind auch Rohrleitungen mit geringem
Mediendruck zuverlässig abdichtbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Da der abdichtende Ringwulst bei Anwendung an einer
Rohrverbindung nicht im Wirkungsbereich der
Rohrleitungskräfte (axiale Bewegung oder Torsionsbewegung)
liegt, sondern auf der Umfangsfläche der Rohrleitung aufliegt
und dort dosiert angepreßt wird, bleibt die Abdichtung dank
geringer mechanischer Beanspruchung dauerhaft elastisch. Bei
Rohrverbindungen ist kein präziser Rohrstoß nötig und die
Rohrenden müssen nicht speziell bearbeitet werden, da das
erfindungsgemäße Dichtelement sowohl auf rauher wie auch auf
glatter Oberfläche eine gute Dichtwirkung aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält der erste
Radialwulst eine axiale Ringnut in Form einer
Hinterschneidung auf seiner in axialer Richtung betrachtet
dichtungsinneren Seite, d. h. auf derjenigen Seite eines
Dichtungsinnenraumes, die dem in der Leitung vorhandenen und
gegenüber der Umgebung abzudichtenden Medium zugewandt ist.
Durch die Hinterschneidung wird somit eine ausgeprägte,
hervorstehende, spitzwinklig zulaufende Dichtlippe gebildet.
Wenn bei Zunahme des Druckes in der Leitung auch der Druck in
dem Dichtungsraum proportional zunimmt, der dann auf die
Hinterschneidung am ersten Radialwulst drückt, so ergibt sich
einerseits ein in etwa radiales Anpressen der hervorstehenden
Dichtlippe an die Rohrwand und andererseits eine Verformung
des ersten Radialwulstes im wesentlichen in axialer Richtung.
Diese Verformung drückt über den zusammengepreßten Spalt
schräg auf den zweiten Radialwulst, wodurch dieser mit einer
erhöhten Anpreßkraft auf die Rohrwand drückt und eine
zusätzliche, zu dem erhöhten Druck proportionale Abdichtung
mit progressiver Dichtwirkung bildet.
Das Dichtelement kann einen vertieft ausgebildeten
Übergangsbereich aufweisen, der sich an die Hinterschneidung
des ersten Radialwulstes in Richtung auf den beispielsweise
zylindrisch geformten Bereich des Dichtelementes anschließt.
Dann kann sich der erste Radialwulst leichter mit einer
radialen Komponente verformen, da seine
Verformungselastizität durch Schwächung seiner Basis im
Übergangsbereich verbessert wird.
Wird gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel die Dichtlippe
des zweiten Radialwulstes gegenüber der Dichtfläche des
ersten Radialwulstes in radialer Richtung nach außen
zurückversetzt angeordnet, so legt sich beim Verspannen
zuerst die Dichtfläche des ersten Radialwulstes an die
Rohrwand an. Danach legt sich die Dichtlippe des zweiten
Radialwulstes an die Rohrwand an, wodurch sie sich nicht
unter die Dichtfläche des ersten Radialwulstes schieben kann.
Diese Anordnung hat eine definierte Lage der Dichtlippe an
der Rohrwand zur Folge, die bei Druckerhöhung zu einer
gleichmäßigeren Abdichtung mit verbesserter Dichtwirkung auch
bei rauhen oder unebenen Oberflächen führt.
Wird die Dichtfläche des äußeren, zweiten Radialwulstes in
eine axial geneigte und eine achsparallele Dichtfläche
aufgeteilt, so steigt bei verspannter Dichtvorrichtung die
Anpreßkraft in der geneigten Dichtfläche in etwa linear an,
während die achsparallele Dichtfläche nur geringfügig mit
vernachlässigbarer Anpreßkraft oder kraftlos aufliegt. Somit
muß nur die minimal nötige Anpreßkraft aufgebracht werden,
die das Rohr mit minimaler Flächenpressung ohne Verformung
des Rohres belastet.
Vorzugsweise ist das Dichtelement in axialer Richtung
spiegelsymmetrisch ausgebildet. Dann ist das Dichtelement
durch das an einer Rohrverbindungsstelle beidseitige
Aufliegen der Radialwülste in besonders zweckmäßiger Weise
nutzbar, da die gleichen Dichtbedingungen an den beiden
Radialwülsten auftreten. So ergibt sich eine schlag- und
schocksichere Dichtung, die auch vibrations- und rüttelfest
ist und insbesonders bei Gasleitungen eine erhöhte Brand- und
Explosionssicherheit bietet, wie sie z. B. in
erdbebengefährdeten Gebieten unerläßlich ist.
Vorzugsweise wird das Dichtelement lose oder mit einem
Paßsitz mit relativ geringer Einsetzkraft in das Gehäuse
eingelegt. Dann kann sich das Dichtelement beim Schließen des
Gehäuses oder bei Bewegungen der Rohrenden an seinem Umfang
relativ zu dem Gehäuse geringfügig bewegen, so daß keine
Spannungen im Dichtelement aufgebaut werden, die die
Dichtwirkung einschränken könnten. Durch Aufbringen eines
Gleit- oder Schmiermittels am Außenumfang des Dichtelementes
und/oder am Innenumfang des Gehäuses kann eine unerwünschte
Reibung, die die Ausgleichsbewegung behindern würde, weiter
reduziert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer geschnittener Darstellung eine
erfindungsgemäße Dichtvorrichtung, die eine
Rohrverbindung umgibt;
Fig. 2 die Dichtvorrichtung der Fig. 1 in verspanntem
Zustand mit sich ergebendem radialen
Druckkraftverlauf an der Dichtfläche der Dichtung;
Fig. 3 in schematischer geschnittener Darstellung die
Dichtvorrichtung bei steigendem Leitungsdruck mit
daraus resultierendem radialen Druckkraftverlauf an
der Dichtfläche der Dichtung; und
Fig. 4 in perspektivischer Ansicht das teilweise
aufgeschnittene Gehäuse mit der Dichtung in
verspanntem Zustand.
In Fig. 1 ist eine Rohrverbindungsstelle von zwei Rohren 1
und 2 einer Rohrleitung dargestellt. Die Rohre 1, 2 grenzen
mit ihrem jeweiligen einander zugewandten offenen Ende
aneinander. Sie können mit einem Spalt 3 oder auf Stoß ohne
Spalt oder nur mit geringem Spalt montiert sein. Ebenso kann
die Rohrverbindung beispielsweise durch Verschraubung oder
durch Ineinanderstecken (nicht dargestellt) gebildet werden.
Eine derartige einfache Verbindung ist nicht gas- oder
fluiddicht, so daß Leckagen durch Austritt des in dem Rohr
enthaltenen Mediums auftreten können.
In den Figuren ist die Rohrverbindung mit einem Spalt 3
dargestellt, um die Möglichkeit des Austritts des Mediums zu
verdeutlichen. Die Dichtvorrichtung, die symmetrisch zu einer
in Fig. 1 dargestellten Achse bzw. Querschnittsfläche A-A
ausgebildet ist, ist in den Figuren lediglich mit ihrem
Mittelbereich und ihrer rechten Halbseite dargestellt. Die
Beschreibung des Ausführungsbeispiels erfolgt anhand der
Geometrie an einer Schnittansicht, soll jedoch auf eine
rotationsförmige Dichtvorrichtung bezogen sein.
Ein Gehäuse 4 ist in der Art einer Muffe oder einer
Rohrschelle im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet
und mit einem mechanischen Verschluß versehen, um an einem
Rohr durch Umgreifen desselben festgelegt zu werden. Das
Gehäuse 4 wird in anfangs unverspanntem Zustand in etwa
mittig über der Rohrverbindungsstelle, d. h. über dem Spalt
3, angeordnet. Dann liegen die beiden axialen Enden 6 des
Gehäuses 4 über den Endbereichen der Rohre 1 und 2. Das
Gehäuse 4 hat an seinem jeweiligen Ende 6 eine sich radial
nach innen erstreckende Abschlußwand 7.
Im Inneren des Gehäuses 4 ist ein rotationssymmetrisches,
ringförmiges Dichtelement 8 aus elastomerem Werkstoff, das in
Form einer Manschette ausgebildet ist, eingesetzt. Das
Dichtelement 8 liegt mit seiner Außenseite am Innenumfang des
Gehäuses 4 an. Vor dem Einsetzen des Dichtelementes 8 kann an
seiner Außenseite oder an der Innenseite des Gehäuses 4 eine
Gleitpaste oder ein ähnlicher Schmierstoff aufgetragen
werden.
In der vorliegenden Beschreibung der Dichtvorrichtung
bedeutet Innendurchmesser oder Innenradius das Innenmaß des
Dichtelementes 8 an einem jeweiligen Querschnitt. Das
Dichtelement 8 weist in einem mittleren ersten Bereich 9, der
die Verbindungsstelle der Rohre 1 und 2 übergreift, einen
Innendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser
der Rohre 1 und 2, so daß ein dichtungsinnenseitiger, im
wesentlichen ringförmiger Hohlraum 10 zwischen dem mittleren
Bereich 9 des Dichtelementes 8 und den Außenwänden bzw.
Oberflächen der Rohre 1 und 2 auch in einem verspannten
Zustand des Gehäuses 4 verbleibt (siehe Fig. 2).
In axialer Richtung schließt sich ein Übergangsbereich 11 an,
der einen größeren Innendurchmesser als der mittlere Bereich
9 des Dichtelementes 8 aufweist. Dieser Übergangsbereich 11
kann als Ringnut mit kreisbogenförmigem oder ähnlich
geformtem Querschnitt oder mit abgeschrägten Seitenwänden
ausgebildet sein. Der Übergangsbereich 11 geht in einen
abdichtenden Ringwulst 12 mit kleinerem Innendurchmesser
über, der durch eine Ausnehmung in Form einer schmalen,
schlitzförmigen Nut oder eines ringförmigen Spaltes 13 in
zwei Wulstbereiche, und zwar in die Radialwülste 14 und 18,
unterteilt ist.
Der Radialwulst 14 schließt sich in axialer Richtung an den
Übergangsbereich 11 an. Er weist eine Dichtfläche 15 auf, die
sich in etwa parallel zur Oberfläche der Rohrleitung axial
bis zum Spalt 13 erstreckt. Am Radialwulst 14 ist zum
Übergangsbereich 11 hin eine axiale Nut in Form einer
Hinterschneidung 16 ausgebildet, die in Richtung auf das Rohr
2 in die Dichtfläche 15 des Radialwulstes 14 übergeht, wobei
eine hervorspringende, spitzwinklige, in etwa axial einwärts
zur Rohrverbindung weisende Dichtlippe 17 gebildet wird.
Der Spalt 13 erstreckt sich - bei axialer Betrachtung (d. h.
bei Blickrichtung nach rechts in Fig. 1) - unter einem
stumpfen Winkel, der beispielsweise etwa 110° bis 130°
betragen kann, von der Dichtfläche 15 des Radialwulstes 14
ins Innere des Dichtelementes 8 bzw. der Ringwulst 12, wobei
der Spalt 13 eine größte Tiefe bzw. einen größten Durchmesser
aufweist, der in etwa dem Innendurchmesser des mittleren
Bereiches 9 des Dichtelementes 8 entspricht.
Der sich axial anschließende Dichtungsbereich, der sich von
dem Spalt 13 bis zur Abschlußwand 7 des Gehäuses 4 erstreckt,
bildet den zweiten Radialwulst 18. Der zweite Radialwulst 18
weist eine erste Dichtfläche 19 auf, die mit der durch den
Spalt 13 festgelegten Seitenwand 20 des Radialwulstes 18 eine
unter spitzem Winkel zulaufende Dichtlippe 21 bildet. Der
durch die Vorderkante der Dichtlippe 21 definierte
Innendurchmesser ist kleiner als der Durchmesser der
benachbarten Außenkante 22 des Radialwulstes 14, die als
Grenzlinie zwischen der Dichtfläche 15 des Radialwulstes 14
und dem Spalt 13 gebildet wird. Die erste Dichtfläche 19
erstreckt sich in axialer Richtung mit sich erweiterndem
Durchmesser und geht in eine zweite Dichtfläche 23 über, die
sich mit konstantem Durchmesser bis zum Abschluß 7 des
Gehäuses 4 erstreckt.
Das Dichtelement 8 ist spiegelsymmetrisch ausgebildet und
weist an seinem nicht dargestellten linken Endbereich einen
dem Ringwulst 12 entsprechenden Ringwulst in
spiegelsymmetrischer Anordnung auf.
Zum Verspannen der Dichtvorrichtung wird das Gehäuse 4
beispielsweise mit einem Schraubverschluß (nicht dargestellt)
verspannt, so daß das Gehäuse 4 in radialer Richtung gegen
das Rohr 2 und gegen das Rohr 1 gedrückt wird, wobei sich der
Radialwulst 14 mit seiner Dichtfläche 15 am Rohr 2 anlegt.
Durch weiteres Verspannen wird der Radialwulst 14 unter
elastischer Verformung seines gummiartigen Werkstoffs radial
komprimiert, wobei seine dem Spalt 13 zugewandte Seitenfläche
den Spalt 13 ausfüllt, an der Seitenwand 20 des zweiten
Radialwulstes 18 zum Anliegen kommt und gegen diese drückt.
Das Gehäuse 4 wird soweit radial verspannt, bis die zweite
Dichtfläche 23 des Radialwulstes 18 am Rohr 2 ohne oder mit
geringem Druck anliegt. Dann drückt auch der dem Spalt 13
zugewandte Seitenbereich des Radialwulstes 14 auf den zweiten
Radialwulst 18 und auf die Dichtlippe 21 und es ergibt sich
eine in Fig. 2 dargestellte verspannte Stellung des
Dichtelements 8 mit dem aufgrund der speziellen Geometrie der
Radialwülste 14, 18 sich ergebenden Druckverlauf an den
Dichtflächen 15, 19, 23. Beim Verspannen wird somit eine
zweifache Abdichtwirkung erzielt, indem einerseits die
Dichtfläche 15 des Radialwulstes 14 und die Dichtfläche 19
des Radialwulstes 18 gegen das Rohr 2 drücken, und indem
andererseits der Radialwulst 14 - den Spalt 13 ausfüllend -
zusätzlich gegen den Radialwulst 18 und insbesondere dessen
Dichtlippe 21 drückt und somit eine zweite Abdichtwirkung
erzielt. Dies ergibt eine zuverlässige Feinabdichtung auch
bei niedrigem Leitungsdruck und bei Vakuum, wenn im Ringwulst
12 lediglich eine geringe Anpreßkraft aufgebracht wird.
Steigt der Druck p des Mediums in der Rohrleitung (siehe Fig.
3) an, so nimmt auch der Druck im Hohlraum 10 proportional
zu. Dieser Druck p übt eine Kraft auf die dem Hohlraum 10
zugewandte Seite des Radialwulstes 14 (Übergangsbereich 11
und Hinterschneidung 16) aus, so daß die Dichtlippe 17 und
die Dichtfläche 15 durch die beschriebene elastische
Verformung des Radialwulstes 14 zusätzlich gegen die
Oberfläche des Rohres 2 gepreßt werden. Durch die
Hinterschneidung 16 kann sich der Radialwulst 14 bei
Druckerhöhung im Medium und somit im Hohlraum 10 auch radial
gegen das Rohr 2 verformen. Der Druck p führt des weiteren zu
einer zusätzlichen Verformung oder Auswölbung des
Radialwulstes 14 in axialer Richtung, so daß er auf den
Radialwulst 18 und insbesondere auf dessen Dichtlippe 21
drückt und somit zu einer Erhöhung der Anpreßkraft des
Dichtelementes 8 mit seinem Ringwulst 12 auf das Rohr 2
führt. Der sich ergebende Druckverlauf an den Dichtflächen
15, 19, 23 ist schematisch in Fig. 3 dargestellt, wobei mit F
in Pfeilrichtung die durch die Verspannung erzeugte Kraft im
abdichtenden Ringwulst 12 und durch P die durch den
ansteigenden Druck erzeugte Kraft bezeichnet wird. Somit kann
bei einem niedrigen Ausgangsdruck in der Rohrleitung eine
geringe Anpreßkraft ausreichen, die nicht für einen maximalen
Druck ausgelegt sein muß und daher die Rohrwand nur gering
belastet, und bei steigendem Druck erhöht sich damit
einhergehend die Anpreß- bzw. Dichtkraft.
Das Gehäuse 4 der Dichtvorrichtung sowie die Verschlußteile
und Spannschrauben bestehen vorzugsweise aus Metall,
insbesondere aus rostfreiem Edelstahl.
Die Dichtmanschette bzw. das Dichtelement 8 besteht aus
synthetischem Kautschuk, der abhängig vom jeweiligen Medium
ausgewählt wird. So ist ein EPDM-Gummi (Ethylen-Propylen-
Dien-Elastomer) für alle Wasserqualitäten, für Abwässer,
Luft, Feststoffe und Chemieprodukte geeignet, während ein
NBR-Kautschuk (Acrylnitril-Butadien-Elastomer) bei Gas, Öl,
Brenn-/Treibstoffen und anderen Kohlenwasserstoffen verwendet
wird.
Die Dichtvorrichtung kann, wie beschrieben, zur Abdichtung
einer Verbindungsstelle von zwei zu verbindenden Rohren einer
Rohrleitung verwendet werden. Dabei können die beiden Rohre
durch Haltemittel in ihrer gegenseitigen Stellung festgelegt
sein, so daß die Dichtvorrichtung im wesentlichen auf die
Funktion der Abdichtung beschränkt ist.
Die Dichtvorrichtung kann jedoch auch die Haltefunktion der
Enden der Rohre 1 und 2 übernehmen, beispielsweise bei frei
verlegten Abwasserrohren, wobei sie dann die Enden der Rohre
zueinander zentriert hält.
Durch die erfindungsgemäße Dichtvorrichtung kann sowohl eine
undichte Stelle eines Rohres wie auch ein schmaler oder ein
breiter Spalt zwischen den Rohrenden einer Rohrverbindung
überbrückt und abgedichtet werden, so daß die
Dichtvorrichtung als Längenkompensator verwendbar ist. Des
weiteren eignet sich die Dichtvorrichtung bei Achsversatz der
Rohrenden in radialer Richtung, bei Winkelversatz und bei
einer gegenläufigen Rotationsbewegung der Rohrenden sowie bei
unterschiedlichen Rohrdurchmessern.
Die Dichtvorrichtung ist bei vielen Rohrmaterialien
verwendbar. So können die Rohre aus Stahl (auch
längsgeschweißt oder spiralverschweißt), aus Nichteisenmetall
(Aluminium, Kupfer und deren Legierungen), aus Kunststoff
(PE, PP, PVC, ABS, glasfaserverstärkte Kunststoffe GFK) oder
aus anderen Materialien (Glas, Faserzement, Keramik)
bestehen.
Das Gehäuse 4 und das Dichtelement 8 können in einer
Längsebene halbseitig oder durchgehend geteilt ausgebildet
sein, so daß die Dichtvorrichtung vollständig teilbar oder um
ein an dem Gehäuse angeordnetes Scharnier aufklappbar ist.
Dann ist die Dichtvorrichtung besonders einfach montierbar,
da die abzudichtenden Rohre nicht voneinander getrennt werden
müssen. Insbesondere ist die Dichtvorrichtung als
Reparaturteil an einem undichten Rohr verwendbar.
Wenn die Teil- oder Trennebene, die durch die Längsachse der
Dichtvorrichtung führt, zwischen den beiden Radialwülsten 14,
18 um einen Winkel bezüglich der Längsachse versetzt ist,
wird eine geradlinige durchgehende Trennfuge im Bereich des
Ringwulstes 12 vermieden. Somit bleibt die verbesserte
Dichtwirkung erhalten.
Das Dichtelement, das mit Bezug auf eine
rotationssymmetrische Dichtvorrichtung beschrieben worden
ist, kann auch in horizontaler, flächiger Konfiguration
ausgebildet werden, wobei die Geometrien der Radialwülste auf
eine ebene Dichtvorrichtung übertragen werden.
Claims (11)
1. Dichtvorrichtung zum Abdichten von Rohrleitungen für
gasförmige oder fluide Medien, die ein die Rohrleitung um
greifendes, schließbares Gehäuse und ein Dichtelement ent
hält, das aus elastomerem Werkstoff besteht, im Gehäuse
ringförmig angeordnet ist und zwei axial beabstandete, radial
einwärts hervorstehende Ringwülste zum Anlegen an die ab
zudichtende Rohrleitung aufweist, wobei jeder Ringwulst in
einen ersten, inneren und einen zweiten, äußeren Radialwulst
unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein ringförmiger Spalt (13) die beiden benachbarten
Radialwülste (14, 18) jedes Ringwulstes (12) trennt, der sich
von einer Dichtfläche (15, 19) der Radialwülste (14, 18)
unter Bildung einer spitzwinkligen Dichtlippe (21) am zwei
ten, äußeren Radialwulst (18) geneigt in den Ringwulst (12)
erstreckt, und wobei der ringförmige Spalt (13) durch ela
stische Verformung der angrenzenden Radialwülste (14, 18)
zusammendrückbar ist.
2. Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der erste, innere Radialwulst (14) dichtungsinnen
seitig eine axiale Ringnut in Form einer Hinterschneidung
(16) aufweist, die am inneren Radialwulst (14) eine spitz
winklige Dichtlippe (17) bildet.
3. Dichtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Dichtelement (8) einen vertieften Über
gangsbereich (11) aufweist, der an den inneren Radialwulst
(14) bzw. an die Hinterschneidung (16) des inneren Radial
wulstes (14) angrenzt.
4. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante der Dichtlippe
(21) gegenüber der Dichtfläche (15) des inneren Radialwulstes
(14) radial nach außen versetzt ist.
5. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, äußere Radialwulst
(18) eine erste, in axialer Richtung sich konisch erweiternde
Dichtfläche (19) und eine zweite Dichtfläche (23) aufweist,
die sich an die erste Dichtfläche (19) anschließt und sich in
axialer Richtung im wesentlichen mit konstantem Durchmesser
bis zu einer äußeren Abschlußwand (7) des Gehäuses (4) er
streckt.
6. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) in einer
Längsebene halbseitig oder durchgehend geteilt ausgeführt
ist, so daß es mit dem Gehäuse (4) um eine Rohrleitung legbar
ist.
7. Dichtvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß eine Trennebene zwischen den beiden Radialwülsten
(14, 18) um einen Winkel versetzt ist.
8. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) eine an seinem
Außenumfang angeordnete Spanneinrichtung aufweist.
9. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) im Gehäuse
(4) lose oder mit Paßsitz eingelegt ist.
10. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein reibungsverminderndes Mittel
am Außenumfang des Dichtelementes (8) und/oder am Innenumfang
des Gehäuses (4) aufgetragen ist.
11. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Werkstoff des
Dichtelementes (8) ein EPDM-Gummi (Ethylen-Propylen-Dien-Ela
stomer) oder ein NBR-Kautschuk (Acrylnitril-Butadien-
Elastomer) ist.
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