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Vorrichtung zum Einwalzen von Dichtringen in die zylindrische Bohrung
eines Aufnahmekörpers, z. B. eines Hydranten Die Erfindung bezieht sich auf das
Befestigen von Dichtringen, vor allem bei Hydranten, die in bekannter Weise dazu
dienen, Wasser für Feuerlöschzwecke einem unterirdisch verlegten Leitungsnetz zu
entnehmen. Der flüssigkeitsdichte Abschluß gegen den Rohrleitungsdruck wird dabei
in der Weise erzielt, daß die an einem Abschlußkörper angebrachte elastische Dichtungsplatte
gegen .eine Fläche des Dichtringes gepreßt wird. -Die elastische Dichtungsplatte
wirkt außerdem gleichzeitig als Kolben, der in einem oberhalb der Dichtfläche angeordneten,
zylindrischen Teil des Dichtringes abdichtend geführt wird und verhindern soll,
daß zu Beginn der öffnungsbewegung bis zum Zeitpunkt des Verschließens einer Entleerungsöffnung
Druck-Wasser austreten kann. Für die unbedingte Betriebssicherheit eines Hydranten
ist es also von größter Bedeutung, daß sowohl die Sitzfläche wie die Zylinderfläche
des Dichtringes möglichst glatt und korrosionsfest sind, denn der Dichtring darf
weder durch die dauernden Wechselbeanspruchungen undicht, noch gar durch die große
Reibung der kolbenartigen Dichtungsplatte ganz aus seinem Sitz herausgerissen werden.
Eine solche Betriebssicherheit läßt sich erfahrungsgemäß gerade bei Hydranten bisher
nur sehr schwer erreichen und erst recht schwer erhalten.
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Bei der bisher bekannten Art der Befestigung eines solchen Dichtringes
durch Einstemmen wird dieser in axialer Richtung in eine Aussparung des
Hydrantenkörpers
hineingedrückt. Diese Befestigungsart gewährleistet nicht mit ausreichender Sicherheit
die zum Abdichten erforderlichen, radialen Anpreßkräfte sowie einen genügenden Schutz
gegen ein allmähliches Lockerwerden der Verbindung. Nachteilig ist ferner, daß die
Innenfläche des Dichtringes, also sowohl seine Sitz- als auch seine Zylinderfläche
zum Zwecke der anzustrebenden, sicheren Abdichtung und reibungsarmen Führung der
elastischen Dichtungsplatte nach dem Befestigen möglichst glatt bearbeitet werden
muß. Das führt dazu, daß an der erwähnten Innenfläche des Dichtringes die verschleiß-
und. korrosionshemmende Gußhaut entfernt wird, was gerade bei Hydranten mit ihrer
relativ großen Wasserentnahme und dem dadurch unvermeidbaren Mitreißen von Fremdkörpern,
wie Sand oder kleinen Steinen, besonders ungünstig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorerwähnten
Nachteile das Befestigen derartiger Dichtringe in anderer Weise zu vollziehen. Es
wird dabei von der Methode des Einwalzens ausgegangen, die man im Zusammenhang mit
der Befestigung von Dichtringen bei Armaturen oder sonstigen, in entsprechender
Weise durch radiales Aufweiten von in einem Außenkörper zu befestigenden Ringen
oder Rohren schon in Erwägung gezogen hat. Dabei wird ein konischer Dorn verwendet,
der von einer Anzahl unter sich gleicher Walzensteine mit ebenfalls konischer oder
auch zylindrischer Form umgeben ist, wobei im letzten Falle noch ein auf der Innenseite
entsprechend konisches und auf der Außenseite zylindrisches Zwischenglied vorgesehen
ist. Außerdem gibt es zum gleichen Zweck Einwalzgeräte, die aus drei in Dreieckform
verstellbar zueinander an einem Rahmen gelagerten und mit diesem um die Mitte des
durch ihre Achsen verlaufenden Kreises geschwenkten Rollen bestehen. Ferner sind
die vorerwähnten konischen Dorne und Walzensteine, g&-gebenenfalls sogar in
mehrfacher, hintereinanderliegender Anordnung, zum Fertigbearbeiten von Lagerflächen
durch einen Rollvorgang bekannt.
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Es soll nun eine für bestimmte bauliche Verhältnisse, wie sie z. B.
bei Hydranten gegeben sind, geeignete Lösung geschaffen werden zum Einwalzen von
Dichtringen mit kegeliger, innerer Dichtungsfläche und an diese beiderseits anschließenden,
zylindrischen Bohrungen in die zylindrische, mit einer Schulter zum Abstützen des
durch die kleinere Bohrung gebildeten, wulstförmigen Teiles des Dichtringes versehene
Bohrung eines Aufnahmekörpers, z. B. eines Hydranten, wobei die Vorrichtung kegelige,
in einem Käfig umlaufende und durch einen ebenfalls kegeligen Dorn spreizbare Walzen
aufweist. Zu diesem Zwecke besteht die Erfindung darin, daß für die größere Bohrung
und die kegelige Dichtungsfläche einerseits und für die kleinere Bohrung des Dichtringes
andererseits je eine Gruppe von Walzen vorgesehen ist.
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Für die im vorliegenden Zusammenhang gegebenen, speziellen Aufgaben
ist das Gerät nach weiteren Erfindungsmerkmalen derart ausgebildet, daß für beide
Walzengruppen ein gemeinsamer Dorn vorgesehen ist, daß die Walzen beider Gruppen
miteinander abwechselnd angeordnet sind und daß die Walzen der der größeren Bohrung
des Dichtringes zugeordneten Gruppe eine zusätzliche, der kegeligen Dichtungsfläche
entsprechende Walzfläche haben.
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Die Vorteile der Verwendung eines solchen Gerätes bestehen vor allem
darin, daß eine z. B. gegen den Wasserleitungsdruck absolut ausreichende und dauerhafte
Abdichtung und eine gegen Lockerwerden oder gar Herausreißen des Dichtringes sichere
Verbindung zum Hydrantenkörper od. dgl. erzielt werden. Dazu trägt insbesondere
das durch plastisches Verformen im Sinne einer radialenAufweitung ermöglichte, vollkommene
Anschmiegen der Außenseite des Dichtringes an die gegenüberliegende Wand des Aufnahmekörpers
bei, die im unteren Teil vorzugsweise eine unterschnittene Schrägfläche aufweist,
deren Neigung dem zunächst entgegengesetzt konischen Verlauf der Innenseite des
verstärkten. Teiles des Dichtringes entspricht.
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Ferner ist bei einem mit einem Gerät gemäß der Erfindung eingewalzten
Dichtring eine vollkommen glatte Sitz- und Zylinderfläche gewährleistet, die wesentlich
zur Schonung der elastischen Dichtungsplatte beiträgt. Schließlich tritt an der
durch die Aggression des Wassers gefährdeten Innenfläche des Dichtringes eine die
Korrosions- und Verschleißfestigkeit beträchtlich erhöhende Materialverdichtung
ein.
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Einzelheiten der durch die Erfindung erzielten Vorteile ergeben sich
aus der nachstehenden Beschreibung einer in der Zeichnung beispielsweise dargestellten
Ausführung eines solchen Gerätes. Es zeigt Fig. i das Gerät im Längsmittelschnitt
vor Beginn des Einwalzvorganges, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gerät nach der
Linie II-II der Fig. i und Fig.3 den Hydrantenkörper mit eingewalztem Dichtring
in einem Teillängsschnitt.
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Das Gerät besteht aus einem Walzenkäfig i, in welchem zentrisch ein
axial verschiebbarer, konischerWalzdorn2 sowie um diesen herum mehrere gruppenweise
verschieden geformte, im wesentlichen ebenfalls konische Walzensteine 3 bzw. q.
in entsprechenden seitlichen Aussparungen des Käfigs etwas radial verschiebbar gelagert
sind. Die Gruppe 3 der Walzensteine ist kürzer und dicker als die andere Gruppe
q., und zwar wechseln die verschiedenen Steine in Umfangsrichtung der Reihe nach
einzeln miteinander ab (Fig.2). Von den insgesamt sechs Walzensteinen liegen die
drei dickeren, kürzeren auf einem Kreis mit etwas größerem Durchmesser als die drei
dünneren, längeren, so daß alle Walzensteine mit ihrer radial am weitesten nach
innen liegenden Mantellinie gegen den Walzdorn :2 anliegen.
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Mit Hilfe eines solchen Gerätes soll im vorliegenden Falle ein Dichtring
5 mit einer zylindrischen, einer kegelstumpfförmigen Dichtungsfläche
sowie
einer konischen Walzfläche auf der Innenseite, welcher in eine entsprechende Aussparung
eines Hydrantenkörpers 6 eingesetzt ist, durch radiales Aufweiten mit diesem Körper
fest verbunden werden.
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Wenn der konische Walzdorn :3 unter Drehen in axialer, durch dem Pfeil
A angedeuteten Richtung vorgeschoben wird, üben zuerst die Walzensteine 4, im weiteren
Verlauf des Walzvorganges auch die Walzensteine 3, eine durch die radialen Pfeile
R angedeutete Kraft auf den Dichtring 5 aus. Unter dem Einfluß dieser radialen Kraft
wird der Dichtring gegen die Wand der zur Erzielung einer sicheren Verankerung am
unteren Ende mit einer Schrägfläche 7 ausgebildeten Aussparung des Hydrantenkörpers
angedrückt. Dabei tritt eine zum Dichthalten gegen den Wasserdruck erforderliche,
plastische Verformung der Berührungsfläche des Dichtringes ein. Diese Verformung
muß so groß sein, daß alle durch etwaige Unebenheiten der beiderseitigen Berührungsflächen
oder aus anderen Gründen sonstwie vorhandenen Zwischenräume vollkommen ausgefüllt
werden. Durch den Walzvorgang `werden gleichzeitig die einzelnen Innenflächen des
Dichtringes vollkommen glatt, und es tritt dabei eine weitgehende Materialverdichtung
der Oberfläche ein.
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Die dickeren Walzensteine 3 haben am unteren Ende eine kegelstumpfförmige
Fläche 3', die etwas höher als die entsprechenden anderen Flächen ausgebildet ist
und dazu dient, auf die Sitzfläche des Dichtringes 5 in Richtung des schräg abwärts
zeigenden Pfeiles R' einzuwirken. Die an diese Sitzfläche sich nach unten anschließende
Innenfläche des Dichtringes ist vor dem Einwalzen gemäß Fig. i etwas konisch, wodurch
nach der beim Einwalzen erfolgenden Verformung des Dichtringes bis zur Anlage gegen
die Schrägfläche 7 des Hydrantenkörpers 6 ihre zylindrische Form gemäß Fig. 3 erreicht
wird.