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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Dichtungen
für Rohrverbindungen wobei
ein inneres Einsteckende eines Rohrabschnittes in ein passendes, äusseres
Muffenende eines Rohrabschnittes eingesetzt wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Rohrstücke aus
thermoplastischen Werkstoffen einschliesslich Polyäthylen,
Polypropylen und PVC werden in vielfältigen Industrieen eingesetzt. Zur
Herstellung einer Verbindung zwischen Rohrstücken wird das innere oder Einsteckende
in das äussere
oder Muffenende eingeführt.
Ein Elastomerring oder eine ringförmige Elastomerdichtung sitzt
normalerweise in einer Nut des Muffenendes des thermoplastischen
Rohrstückes.
Beim Einführen
des Einsteckendes in das Muffenende gewährleistet der Elastomerring
das Hauptdichtungsvermögen
der Verbindung. Es ist wesentlich, dass bei der Herstellung der Verbindung
die Dichtung sich nicht verdrehen oder wenden kann, da eine verschobene
oder eine verlagerte Dichtung die spätere Dichtheit der Rohrverbindung
nachteilig beeinflussen kann.
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Ungeachtet
der Art der Dichtwirkung des Dichtungselementes, wie z. B. Kompressionsdichtwirkung,
Lippendichtwirkung oder eine Kombination derselben, ist es notwendig,
dass die Dichtung aus ziemlich weichem Elastomerwerkstoff besteht.
Ein Dichtring, der ganz aus einem Werkstoff hergestellt ist, welcher
ausreichend weich und elastomerisch ist, um die Dichtaufgabe zu
gewährleisten
hat jedoch den Nachteil, dass er beim Verbinden der Rohrstücke schwierig
in der gewünschten
Stellung in einer Nut des Rohrstückes
zurückzuhalten
ist. Es besteht auch die Gefahr, dass ein solcher Dichtring aus
seiner Dichtstellung in der Rohrverbindung verschoben wird wenn
der Unterschied zwischen dem Innen- und dem Aussendruck auf beiden
Seiten des Dichtringes ausreichend hoch ist.
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In
den frühen
1970ern wurde durch Rieber & Son
aus Bergen, Norwegen eine neue Technologie entwickelt, die in der
Industrie als „Rieber-Dichtung" bekannt ist. Das
Rieber-System verwendet
ein kombiniertes Formelement und Dichtungsring zum Abdichten einer
Verbindung zwischen dem Muffenende und dem Einsteckende zweier zusammengesetzter Rohrstücke aus
thermoplastischen Werkstoffen. Gemäss dem Rieber-Verfahren wird
die Elastomerdichtung in eine gleichzeitig geformte Innennut in
dem Muffenende des äusseren
Rohrstückes
während dem
Rohraufweitverfahren eingesetzt. Das Einsetzen einer vorgespannten
und verankerten Elastomerdichtung während dem Rohraufweitverfahren
in der Rohrfabrik schafft ein verbessertes Muffenende für eine Rohrverbindung
mit einer Abdichtung, die sich nicht verdreht oder wendet oder sonstwie
Verunreinigungen in die Dichtungsstellen der Verbindung eindringen
lässt,
und somit die Zuverlässigkeit
der Verbindung verbessert und die Leckgefahr oder die Beeinträchtigung
der Dichtwirkung durch Abrieb herabsetzt. Das Rieber-Verfahren ist
u. a. in den folgenden erteilten US Patentschriften beschriebens 4,120,521;
4,061,459; 4,030,872; 3,965,715; 3,929,958; 3,887,992; 3,884,612
und 3,776,682.
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Es
ist klar, dass ein Dichtungsring der in Betracht gezogenen Bauform
vollständig
aus elastischem Material, z. B. Gummi, hergestellt werden kann.
Ein solcher Dichtungsring wäre
einfach und könnte
relativ leicht mit unkomplizierten Maschinen hergestellt werden.
Jedoch, wie eingangs beschrieben, lassen solche Dichtungsringe,
die vollständig aus
elastisch nachgiebigen Werkstoffen hergestellt sind, den erforderlichen
Stützeffekt
im Wesentlichen vermissen der verhindert, dass bei Installationsarbeiten
im Feld der Dichtungsring verschoben wird, und solche Dichtungsringe können ungeeignet
sein zur Verwendung als kombiniertes Formelement, wie eingangs beschrieben.
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Die
in dem Aussen- oder Muffenrohrende vorgesehene Nut kann vielfältige Formen
aufweisen. Das Problem des Zurückhaltens
der Dichtungsringe beim Verbinden der Rohrstücke ist sogar noch schwerwiegender
wenn die Innennut eine Grundfläche
aufweist, die mindestens teilweise eine runde Form aufweist. In
diesem Fällen
können
axial gerichtete Kräfte
wesentliche Torsionskräfte
in dem Dichtungsring hervorrufen. Um die vorstehenden Probleme zu
lösen wurden
verschiedene Vorschläge
gemacht, um die fehlende Stützwirkung
der Dichtungsringe aus elastisch nachgiebigem Werkstoff auszugleichen.
Die eingangs erwähnte
US Patentschrift 3,776,782 hat ein separates Stützglied zum Abstützen des
Formelementes bei der Herstellung des Muffenendes des Rohrstückes. Diese
Ausführungsform ist
aber mehr oder weniger ungestützt
als Dichtungsring. Die US Patentschrift 3,500,047 betrifft eine
Ausführungsform
mit zwei Stützringen
für das
Formelement, die mit dem Dichtungsring verbunden sind. Eine Ausführungsform
mit drei getrennten Teilen macht aber das Herstellungsverfahren
aufwendiger.
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In
anderen Ausführungsformen
hat der Dichtungsring, ausser dem elastisch nachgiebigen Material,
einen inneren oder äusseren
Haltering oder Halteband zum Stützen
der Dichtung während
dem Herstellungsverfahren und/oder während Installationsarbeiten
im Feld und beim Transport.
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Bei
Ausführungsformen
mit äusseren
Verstärkungsbändern oder
-ringen kann Wasser, Abwasser oder andere Verunreinigungen, die
Metallflächen korrodieren
und dadurch die Integrität
der Rohrdichtung beeinträchtigen.
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Die
US-A-4,818,209, auf die die zweiteilige Form der unabhängigen Ansprüche 1 und
10 sich stützt,
betrifft eine Rohrverbindung mit einem Form- und Dichtungsring mit
einem ersten, ringförmigen Dichtungsteil
bestehend aus elastisch nachgiebigem Dichtungswerkstoff und einem
zweiten, im Wesentlichen ringförmigen
Teil zum Verstärken
des Form- und Dichtungsringes, wobei der zweite Teil aus einem Werkstoff
besteht der steif ist in Bezug auf den elastisch nachgiebigen Werkstoff
und mit dem elastisch nachgiebigen Werkstoff an einer Verbindungsfläche verbunden
ist.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es eine Rohrverbindung zu schaffen mit
einer Dichtung aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, die geeignet
ist zur Verwendung als kombiniertes Formelement und Dichtungsring
und die einen einfachen Aufbau aufweist und wirtschaftlich herzustellen
ist.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist es eine Rohrverbindung zu schaffen
mit einer Dichtung, die einen verstärkten Bereich aufweist, welcher
hilfreich ist um sicherzustellen, dass die Dichtung bei Installationsarbeiten
im Feld, während
der Lagerung und beim Transport nicht verschoben wird und welche
als verstärkte
Berührungsstelle
beim Rohraufweitverfahren dient.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist es eine Rohrverbindung zu schaffen,
mit einer Dichtung, welche sowohl ein Verstärkungselement als auch ein Verstärkungsbereich
des Dichtungswerkstoffes selbst aufweist, um somit beide Verstärkungseigenschaften
in einem Kombinationsform- und Dichtungselement zu benützen.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist es eine Rohrverbindung zu schaffen
mit einem aussen freiliegenden verstärkten Bereich aus einem Werkstoff,
der vom Rest des Dichtungskörpers
verschieden ist.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist es eine Rohrverbindung zu schaffen
mit einer Dichtung, welche einen eingebetteten Metallring aufweist,
der einen Metall-Wasser-Kontakt
vermeidet und gleichzeitig eine verstärkte Berührungsstelle schafft zum Verstärken der
Dichtung während
den kombinierten Formvorgängen.
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Erläuterung
der Erfindung
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Gemäss einem
Gesichtspunkt schafft die Erfindung eine Rohrverbindung, einer ersten
Röhre aus thermoplastischem
Werkstoff mit einem Muffenende, das eine innere Ringnut aufweist,
die längs
einer mittleren Längsachse
angeordnet ist und mit inneren zylindrischen Flächen im Wesentlichen gleichen
Durchmessers auf gegenüberliegenden
Seiten der Ringnut; einer zweiten Röhre mit einen Einsteckende,
das in dem Muffenende der ersten Röhre aufgenommen ist; und einem
Dichteinsatz, der in der Nut gänzlich zwischen
den zylindrischen Flächen
konzentrisch zwischen und in dichter Anlage mit dem Einsteckende
und dem Muffenende der Röhren
angeordnet ist, wobei der Dichteinsatz einen Elastomerkörper aufweist
bestehend aus einem ersten Teil aus Gummi verhältnismässig niedrigerer Durometerhärte zur
Abdichtung in der Nut des Röhrenmuffenendes
und aus einem zweiten Teil aus einem härteren, weniger flexiblen Werkstoff,
wie z. B. Gummi, der eine höhere Durometerhärte als
der Werkstoff des ersten Teiles aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass ein starrer, in Umfangsrichtung kontinuierlicher Verstärkungsring gänzlich in
dem zweiten Teil aus Werkstoff verhältnismässig höherer Durometerhärte angeordnet
ist.
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Die
Dichtung kann einen ersten Teil aufweisen, der, im Querschnitt betrachtet,
eine schräge
Einführungsfläche auf
einer inneren Fläche
der Dichtung aufweist, die nach unten geneigt ist zum Formen eines
unteren Kompressionsbereiches, um beim Zusammenbauen der Rohrverbindung
mit dem Einsteckende des Innenrohrstückes eine Kompressionsdichtung
zu bilden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
hat der zweite Teil der Dichtung eine Aussenseite, die, im Querschnitt
betrachtet, einen geraden Teil aufweist, welcher in Bezug auf die
Längsachse
des Rohrstückes
geneigt ist und unmittelbar an der Rohrinnennut anliegt. Der restliche
Teil der Aussenseite der Dichtung besteht aus dem Gummi des ersten
Teiles mit niedrigerer Durometerhärte und besetzt den restlichen
Teil der ringförmigen
Rohrnut.
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Gemäss einem
anderen Gesichtspunkt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Einbauen
einer Rohrdichtung in eine Nut eines Muffenteiles einer thermoplastischen
Röhre,
wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
Anordnen
eines Dichteinsatzes auf einem Formdorn, wobei der Dichteinsatz
gegen eine Formschulter gelegt wird;
Erhitzen eines Bereiches
einer thermoplastischen Röhre
und Aufschieben einer Mundöffnung
des Röhrenbereiches über den
vorher angebrachten Dichteinsatz, um dadurch die Innenfläche der
erhitzten Röhre
zu verformen;
Trennen des Röhrenbereiches
von der Formschulter damit die erhitzte Röhre sich um den Dichteinsatz
zusammenzieht und dabei die erwärmte
innere Fläche mit
einer Dichteinsatznut in der Mundöffnung der Röhre versehen
wird;
Entfernen der Röhre
mit dem vorher angebrachten Dichteinsatz von dem Formdorn; und
wobei
der Dichteinsatz ein Elastomerkörper
ist mit einem ersten Teil, der aus Gummi mit einer verhältnismässig niedrigen
Durometerhärte
geformt ist zur Abdichtung in der Nut in der Mundöffnung der
Röhre, und
mit einem zweiten Teil aus härterem,
weniger weichem Werkstoff, wie z. B. Gummi, der eine höhere Durometerhärte als
der Werkstoff des ersten Teiles aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Dichteinsatz auch einen starren, in Umfangsrichtung kontinuierlichen
Verstärkungsring
aufweist, der gänzlich in
dem zweiten Teil aus Werkstoff verhältnismässig höherer Durometerhärte angeordnet
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile sind aus der nachfolgenden schriftlichen Beschreibung
zu entnehmen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine teilweise Darstellung in Perspektive, z. T. aufgebrochen, einer
Rohrverbindung gemäss
der Erfindung, mit einem inneren Einsteckrohr, das in ein äusseres
Muffenende einzusetzen ist, wobei das äussere Muffenende eine Nut
für die
Dichtung gemäss
der Erfindung aufweist;
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2 ist
eine Querschnittansicht des Dichtungsringes gemäss der Erfindung mit dem eingebetteten
Ring und verschiedenen Bereichen aus Elastomerwerkstoff;
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3 ist
eine Längsschnittansicht
des äusseren
Muffenendes des Rohrstückes
mit dem Dichtungsring gemäss
der Erfindung in dem zusammengedrückten Einbauzustand, wobei
das innere Einsteckende strichpunktiert dargestellt ist; und
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die 4–7 sind
vereinfachte schematische Darstellungen des Rieber-Verfahrens gemäss dem Stand
der Technik zum Anbringen eines Dichtungsringes in einer in dem äusseren
Muffenende eines thermoplastischen Rohrstückes geformten Nut.
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Bestes Ausführungsbeispiel
der Erfindung
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Um
die Vorteile des Dichtungsringes gemäss der Erfindung in ihrer Gesamtheit
wahrzunehmen muss zuerst auf das Rieber-Herstellungsverfahren gemäss dem Stand
der Technik Bezug genommen werden. Die 4–7 zeigen
das Rieber-Verfahren zum Einsetzen eines Kompressionsdichtungsringes
gemäss
dem Stand der Technik in eine Nut in dem äusseren Muffenende eines Rohrstückes.
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Die 4 zeigt
einen Dichtungsring 11 aus Elastomerwerkstoff mit einem
freiliegenden Verstärkungsband 13,
dabei sitzt der Dichtungsring auf einer im Allgemeinen zylindrischen äusseren
Arbeitsfläche 15 des
Dornes 17, der in dem Aufweitverfahren eingesetzt wird.
Der Elastomerdichtungsring 11 kann z. B. aus Gummi hergestellt
sein und ist ein ringförmiger Umfangsbauteil
mit einem unteren Kompressionsbereich 19 und einem freiliegendem
Nasenteil 21, der, wie in 4 gezeigt,
an einer Stütz- oder Formhülse 23 anliegt.
Die Formhülse 23 hat
eine erste im Wesentlichen zylindrische Ausdehnung 25,
die an eine zweite im Wesentlichen zylindrische Ausdehnung 27 in
einem Schulterbereich 29 anschliesst, wobei die zweite
Ausdehnung 27 einen grösseren äusseren Durchmesser
als die erste zylindrische Ausdehnung 25 aufweist, wie
in 4 dargestellt.
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Gemäss dem Verfahren
des Standes der Technik wird der stahlverstärkte Elastomerring 11 auf die
Arbeitsfläche
des Dornes 17 angebracht und in eine Stellung gedrückt, damit
er an der Stütz-
oder Formhülse 23 anliegt.
In dieser Stellung ist der Dichtungsring fest mit der Dornoberfläche verankert.
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In
dem zweiten Schritt des Rieber-Verfahrens wird das Muffenende 33 des
thermoplastischen Rohrstückes 31 erhitzt
und über
den Stahldorn 17, den Dichtungsring 11 und die
Stützhülse 23 geschoben.
Das Hülsenende
wird dabei aufgeweitet infolge der thermoplastischen Eigenschaft
des Rohrstückes. Verschiedene
thermoplastische Werkstoffe wie z. B. Polyäthylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid (PVC)
sind in dem Stand der Technik bekannt und haben die erforderlichen
Dehnungseigenschaften, je nach der Endverwendung der Rohrverbindung.
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Das
Muffenende 33 gleitet über
die erste zylindrische Ausdehnung 25 der Stützhülse 23 und stösst gegen
den Schulterbereich 29, in dem zweiten Schritt des Rieber-Verfahrens. In dem
nächsten Schritt
dieses Verfahrens (6) bewegen sich der Dorn und
das Rohrstück
von der Stützhülse 23 weg und
das Muffenende 33 des Rohrstückes zieht sich infolge der
elastischen Kräfte
des thermoplastischen Werkstoffes um den Dorn und den Dichtungsring 11 zusammen.
Es ist auch üblich über die
Bohrungen 35, 37, welche die Dornarbeitsfläche mit
einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) verbinden, einen Unterdruck
anzulegen.
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In
dem letzten Schritt des Rieber-Verfahrens (7) wird
das Muffenende 33 durch ein Wassersprührohr 39 mit Sprühdüsen 41 gekühlt. Beim
Abkühlen
schrumpft das Muffenende 33 des Rohrstückes um den Dichtungsring 11 und
drückt
dabei den Gummikörper
des Dichtungsringes zusammen zwischen dem Stahlverstärkungsband 13 und
der Muffennut zum Erzielen einer festen Dichtung. Da der Dichtungsring
gegenüber
dem Muffenende unter geregelten Bedingungen in der Fabrik abgedichtet
wird ist die Gefahr, dass Sand oder andere Verunreinigungen in die
kritische Dichtzone der Abdichtung eindringen können, wesentlich herabgesetzt.
Das Verstärkungsmetallband 13,
ausser dass es die benötigte Steifheit
während
dem beschriebenen Herstellungsverfahren gewährleistet, dient auch als ein
Zurückhalter,
um sicherzustellen, dass die Dichtung beim Transport und Zusammenbau
der Rohrverbindung nicht aus der Nut (43 in 7)
herausgedrückt
wird.
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Das
vorstehend beschriebene Rieber-Verfahren wird kommerziell eingesetzt
seit den frühen 1970ern
und ist in den eingangs erwähnten
US Patentschriften sowie auch in anderen Literturstellen beschrieben.
Es ist dementsprechend dem Fachmann auf dem Gebiet der Abdichtungen
für thermoplastische
Rohrstückverbindungen
allgemein bekannt.
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Die 1 zeigt
einen Dichtungsring gemäss der
Erfindung, im Allgemeinen mit 45 bezeichnet, der in eine
in dem Muffenende 47 des dargestellten thermoplastischen
Rohrstückes
vorgesehenen Nut 43 eingebaut ist. Wie in 1 gezeigt
befindet sich die innere Ringnut 43 des Muffenendes 47 zwischen
inneren zylindrischen Flächen 49, 51,
die einen im Wesentlichen gleichem Durchmesser haben. Das Muffenende 47 ist
zum Herstellen einer Rohrverbindung mit einem passenden äusseren
oder Einsteckende 53 zu verbinden, das in das Muffenende 47 einzuführen ist.
Der Dichtungsring 45, gemäss 1, befindet sich
in der Nut 43 vollständig
zwischen den zylindrischen Flächen,
konzentrisch zwischen und in dichter Anlage mit dem Einsteckrohrende 53 und
dem Muffenrohrende 47 (siehe 3) wenn
die Rohrverbindung zusammengebaut ist.
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Die 2 zeigt
den Dichtungsring gemäss der
Erfindung in vergrösserter
Querschnittansicht zur deutlicheren Darstellung. Der Dichtungsring 45 hat einen
ersten Teil 46 aus einem Gummi mit verhältnismässig niedriger Durometerhärte und
einen zweiten Teil 48 aus einem Gummi mit verhältnismässig höherer Durometerhärte. Ein
starrer, in Umfangsrichtung durchgehender Ring 55 befindet
sich in dem Dichtungsringkörper
und ist eingebettet in dem Bereich des Gummis 48 mit relativ
höherer
Durometerhärte. Der
Ring 55 besteht vorzugsweise aus einem steifen Metall,
wie z. B. Stahl. Der Dichtungsring 45 hat einen vorderen
Nasenbereich 57 und einen unteren Kompressionsbereich 59.
Der vordere Nasenbereich 57 ist mit dem unteren Kompressionsbereich 59 über einen
vorderen, gekrümmten
Flächenbereich 61 verbunden,
der eine schräge
Einführungsfläche für das passende, äussere Einsteckende
des Rohrstückes beim
Zusammenbau der Rohrverbindung bildet. Der untere Kompressionsbereich 59 ist
auch mit einer sekundären
Dichtfläche 63 über einen
hinteren gekrümmten
Flächenbereich 65 und
einen dazwischenliegenden Umfangsnutbereich 67 verbunden.
Der Nutbereich 67 hat eine Aussenwand 69, die
einen stumpfen Winkel mit dem Rest des Nutbereiches bildet.
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Die
sekundäre
Dichtfläche 63 ist
ein ebener Umfangsbereich, die an einer inneren Kante 71 des Dichtungsringes 45 endet.
Die innere Kante 71 ist an einen äusseren, gekrümmten Bereich 73 des
Dichtungsringes 45 über
eine gleichförmig
geneigte, äussere
Dichtungsringfläche 75 angeschlossen.
Der äussere,
gekrümmte
Bereich 73 ist an den Nasenbereich 57 des Dichtungsringes über einen
konkav gekrümmten
Bereich 77 angeschlossen.
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Wie
in den 2 und 3 gezeigt hat der zweite Teil
mit höherer
Durometerhärte
des Dichtungsringes 48 eine Aussenseite, welche durch einen geraden
Teil 50 bestimmt ist der, im Querschnitt betrachtet, in
Bezug auf die Längsachse
(52 in 1) des Rohrstückes geneigt
ist und der unmittelbar an der inneren Rohrnut 43 anliegt.
Der Rest der Aussenseite des Dichtungsringes ist durch den ersten
Gummiteil 46 mit niedrigerer Durometerhärte gebildet, der den Rest
der ringförmigen
Rohrnut belegt.
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Der
Teil des Dichtungsringes 48 aus dem Gummi mit relativ höherer Durometerhärte und
der starre Verstärkungsring 55 sind
widerstandsfähig
gegen Verformung, so dass der Dichtungsringkörper als Ganzes sicher in der
Nut des Rohrstückmuffenendes beim
Einführen
des Einsteckendes zurückgehalten wird.
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Demgemäss, wie
in 2 gezeigt, besteht die sekundäre Dichtfläche 63 aus einer ersten
Ausdehnung 54 des Gummis mit der ersten relativ niedrigen
Durometerhärte
und einer zweiten Ausdehnung 56 des Gummis mit relativ
höherer
Durometerhärte. Die
innere Kante 71 des Dichtungsringes besteht ausschliesslich
aus dem Gummi der höheren
Durometerhärte.
Der zweite Teil 48 des Dichtungsringes, der aus dem Gummi
mit verhältnismässig höherer Durometerhärte hergestellt
ist, ist im Wesentlichen rechteckig im Querschnitt, endet aber in
einer keilförmigen
Spitze, welche die innere Kante des Dichtungsringes bildet.
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Der
erste Teil des Dichtungsringkörpers 46 ist
vorzugsweise hergestellt aus einem Naturgummi oder synthetischem
Gummi mit verhältnismässig niedrigerer
Durometerhärte,
der geeignet ist zum Erzielen einer adequaten Abdichtung in der äusseren Rohrstücknut 43.
Der zweite Teil 48 des Dichtungsringkörpers kann hergestellt sein
aus einem härteren, weniger
elastischen Werkstoff, der eine höhere Durometerhärte aufweist
als der Werkstoff des ersten Teiles. Obschon viele verschiedene
Werkstoffe bekannt sind, welche die erwünschte höhere Durometerhärte aufweisen,
wie z. B. harte Kunststoffe, wie z. B. Polypropylen oder Polyvinylchlord,
ist der bevorzugte Werkstoff für
den zweiten Teil 48 Naturgummi oder synthetischer Gummi
mit einer höheren
Durometerhärte,
um somit einen Dichtungsring mit im Wesentlichen homogener Zusammensetzung
zu schaffen.
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Gemäss einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der zweite Teil 48 hergestellt aus Gummi
mit einer Shore A Durometerhärte zwischen
etwa 75 bis 95, während
der erste Teil 46 hergestellt ist aus Gummi mit einer Shore
A Durometerhärte
zwischen etwa 40 bis 65.
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Die
Teile 46, 48 des Dichtungsringes sind in einem
Stück geformt,
d. h. sie sind miteinander verbunden oder auf andere Art und Weise
längs einer winkligen
Grenze vereinigt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine erste Länge 58 aufweist sowie
ein zweite Länge
60 hat, die senkrecht zu der ersten Länge 58 ist. Die Teile könnten z.
B. durch Extrusion hergestellt sein, und die winkligen Grenzen können miteinander
vereinigt werden durch Verkleben oder Vulkanisieren zum Formen eines
einheitlichen Dichtungsringkörpers.
Fachleuten auf dem Gebiet der Gummiverarbeitung ist es geläufig zur
Verfügung
stehende Verfahren für
die Herstellung eines einheitlichen Körpers mit Bereichen unterschiedlicher
Durometerhärte
anzuwenden.
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Der
zweite Teil 48 des Dichtungsringkörpers ist vorzugsweise mit
einem geeigneten Pigment eingefärbt,
z. B. um Kennzeichen für
einen Endverbraucher vorzusehen. Z. B. könnte ein rotes Band einen Dichtungsring
kennzeichnen zur Benutzung in einem Wasserleitungsrohr, ein blaues
Band könnte
einen Dichtungsring kennzeichnen zur Anwendung in einem Kanalisationsrohr,
ein gelbes Band könnte
einen Dichtungsring kennzeichnen für Hochtemperaturanwendungen,
usw.
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Bezugnehmend
auf 1, zum Zusammenbau der Rohrverbindung wird das
innere Einsteckrohrstück 53 in
die Mundöffnung
des äusseren
Muffenendes 47 eingeführt.
Wenn das innere Einsteckende 53 über die Dichtungsstelle gleitet
wird der Kompressionsbereich 59 des Dichtungsringes 45 etwa
bis zur horizontalen Achse 93 (3) zusammengedrückt. Beim Zusammenbau,
wobei das innere Einsteckende 53 in das äussere Muffenende 47 eingeführt wird
helfen der Verstärkungsring 55 und
der Bereich des relativ höheren
Durometergummis 48 um den Dichtungsring 45 in
seiner Lage in der Nut 43 zurückzuhalten, damit beim Zusammenbauen
der Rohrverbindung der Dichtungsring nicht verschoben oder verdrängt wird.
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Mit
Bezug wieder auf den Aufweitvorgang gemäss dem Stand der Technik entsprechend
den 4–7 ist
zu erwähnen,
dass der Dichtungsring 45 gemäss der Erfindung zuerst auf
den Dorn 17 aufgesetzt wird, in gleicher Weise wie der
Dichtungsring 11 gemäss
dem Stand der Technik. Wenn das erhitzte Rohrstück 31 über den
Dichtungsring fliesst und sich schliesslich um den Dichtungsring
formt dienen der eingebettete Ring 55 und der verstärkte Bereich 48 zusammen
als verstärkte
Berührungsstelle während den
Schritten des Formes der Rohrstücknut entsprechend
den 6 und 7. Während der Dichtungsring weiterhin
eine verstärkte
Berührungsstelle
aufweist, die beim Aufweitvorgang behilflich ist, ist aber das metallische
Verstärkungselement
gegenüber
den Umgebungsbedingungen isoliert. Da die Rohrverbindungen gemäss der Erfindung öfters in Wasser-
oder Kanalisationsleitungen eingesetzt werden, verhindert die Isolierung
des metallischen Verstärkungselementes
jede mögliche
Korrosion dieses Elementes, welche die Integrität der Verbindung nachteilig
beeinflussen könnte.
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Eine
Erfindung mit vielen Vorteilen wurde geschaffen. Der Dichtungsring
gemäss
der Erfindung hat einen einfachen Aufbau und ist wirtschaftlich
herzustellen. Die Konstruktionsweise ist kennzeichnend für einen
metallverstärkten
Elastomerkörper,
der als kombiniertes Formelement und Dichtungsstruktur zu benutzen
ist. In anderen Worten, der verstärkte Dichtungsring kann auf
einen Formdorn gesetzt werden und das erhitzte thermoplastische
Rohrstück
kann über
und um den Dichtungsring gedrückt
bzw. geformt werden, um während
dem Herstellungsverfahren die Dichtungsringnut zu formen, ohne den
Dichtungsring zu verschieben. Ausserdem hilft das Verstärkungselement
zum Zurückhalten
des Dichtungsringes nachdem der Aufweitvorgang abgeschlossen ist,
um zu gewährleisten,
dass der Dichtungsring bei der Lagerung, beim Transport oder beim
Zusammenbau der Rohrverbindung nicht verlagert oder verschoben wird.
Da das Verstärkungselement
in dem Elastomerkörper
des Dichtungsringes eingebettet ist, ist es von äusseren Umgebungsbedingungen
wie z. B. Wasser, Abwasser- oder
anderen Fluids, die durch die Rohrverbindung strömen, vollständig isoliert. Somit unterliegt
das metallische Verstärkungselement keiner
Korrosion oder Degenerierung durch Berührung mit Flüssigkeiten.
Durch die Kombination eines metallischen Verstärkungsringes mit einem Bereich verstärkten Elastomers
werden die Gesamteigenschaften des kombinierten Dichtungsringes
und Formelementes verbessert.