DD296147A5 - Stopfbuchsenpackung mit ringfoermiger verabkerungswulst - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung fuer Rohrverbindungen mit Einsteckende und Muffenkelch. Die Dichtung 1 weist eine Verankerungsstruktur 2 und einen Dichtungskoerper 3 auf, wobei die Verankerungsstruktur 2 einen mit Einkerbungen 27 versehenen Verankerungsabsatz 5 aufweist. Anwendung auf die Ausfuehrung von Dichtungen, die sich leicht verformen lassen, um ihr Einsetzen in einen Muffenkelch zu ermoeglichen.

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung aus Elastomer mit nur einer Härte für Rohrverbindungen mit Einsteckende und Muffenkelch, die einen Kompressionskörper und einen ringförmigen Verankerungsabsatz aufweist, der über die äußere radiale Fläche der Dichtung übersteht.

Eine solche Dichtung dient dazu, radial zwischen dar inneren Fläche des Muffenkelches des einen der zu verbindenden Rohre und der Außenfläche des Einsteckendes des anderen zu verbindenden Rohres zusammengedrückt zu werden.

Um diese Dichtung in den Muffenkelch, für den sie bestimmt ist, einzusetzen, muß sie gebogen werden, was auf Grund der natürlichen Steifheit der Dichtung in einigen Fällen sehr schwierig ist.

Außerdem muß eine Dichtung dieses Typs eine vollkommene Dichtigkeit gewährleisten in Abhängigkeit:

- von den Maßtoleranzen der zu verbindenden Rohre,

- von der Mittenverschiebung eines Rohres in bezug auf das andere,

- vom Druck des in der Leitung zirkulierenden Mediums.

Durch das Patent FR 2 554 205 ist eine Dichtung des vorstehend beschriebenen Typs bekannt, bei der der Verankerungsabsatz in radialer innerer Richtung zur Innenfläche der Dichtung durch einen ringförmigen Kompressionsfuß verlängert wird. Auch wenn mit einer Dichtung dieses Typs eine gute Dichtheit tatsächlich gewährleistet werden kann, so zeigt es sich, daß angesichts ihrer Steifigkeit, die ein Verbiegen erschwert, ihr Einsetzen in den für sie bestimmten Muffenkelch noch schwieriger als im vorhergehenden Fall ist, vor allem im Fall der Rohre mit kleinen Durchmessern unter 250mm. Die vorliegende Erfindung hat folglich eine Dichtung zum Ziel, die einen Absatz zur Verankerung der Dichtung in einem Muffenkelch aufweist, durch den ein leichtes Einsetzen dieser Dichtung in dem für sie bestimmten Muffenkelch möglich ist. Die vorliegende Erfindung hat folglich eine Dichtung aus Elastomer zum Ziel, die in einen Muffenkelch eines Rohres eingesetzt wird, wobei diese Dichtung eine Verankerungsstruktur und einen durch radiale Kompression wirkenden Dichtungskörper enthält, wobei die Verankerungsstruktur aus einem Verankerungsabsatz besteht, der sich an einer radial äußeren Fläche der Dichtung befindet und einen radialen Vorsprung in bezug auf dieselbe bildet, wobei Einkerbungen an einer radial äußeren Fläche der Dichtung in dem Verankerungsabsatz eingebracht sind.

Die weiteren Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt, die lediglich als nicht einschränkende Beispiele angeführt sind. Auf diesen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Dichtung im Axialschnitt,

Fig. 2: eine dichte Rohrverbindung, die aus einem Einsteckende, einem Muffenkelch und einer erfindungsgemäßen Dichtung besteht,

Fig. 3: eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Dichtung, Fig.4: eine Variante der erfindungsgemäßen Dichtung.

Wie auf Fig. 1 zu sehen ist, weist eine erfindungsgemäße Dichtung 1 mit der Achse X-X eine Verankerungsstruktur 2 mit der Länge L2 und einen Dichtungskörper 3 mit der axialen Länge L3 auf, der die Verankerungsstruktur 2 entlang der Achse X-X verlängert, wobei eine Zwischenstruktur 4 mit der axialen Länge l4 die Verankerungsstf uktur 2 mit dem Dichtungskörper 3 verbindet.

Die axiale Länge L2 der Verankerungsstruktur macht zwischen 25 und 35% der gesamten axialen Länge L1 der Dichtung 1 aus.

Noch spezieller stellt das Volumen der Verankerungsstruktur 2 zwischen 25 und 35% des Gesamtvolumens der Dichtung 1 dar.

Die Dichtung 1 weist eine radiale äußere Fläche auf, die aus einem Verankerungsabsatz 5 der Verankerungsstruktur 2 mit äußerer zylindrischer Fläche und mit dem Durchmesser D1 besteht, die mit einer kegelstumpfförmigen Fläche 6 der Verbindungsstruktur 4 durch eine ebene oder leicht kegelstumpfförmige Fläche 7 verbunden ist, deren Konizität zum Dichtungskörper 3 und einer gekrümmten Fläche 8 hin konvergiert.

Die kegelstumpfförmige Fläche 6 wird längs der Achse X-X durch eine zylindrische Fläche 9 des Dichtungskörpers 3 verlängert.

Wie auf Figur 1 zu sehen ist, weist die Fläche 6 eine zum Dichtungskörper 3 hin offene Konizität auf, wobei die Flächen 6,7 und 8 eine konkave Fläche bilden, die Flächen 7 und 8 eine Wange mit der gleichen Höhe H und demnach mit dem Innendurchmesser gleich (D1-2 χ H) bilden.

Wie ebenfalls auf Fig, 1 zu sehen ist, ist der Durchmesser D2 der zylindrischen Fläche 9 des Dichtungskörpers kleiner oder gleich D1 und größer als (D1-2 x H).

Die Dichtung 1 weist an ihrer lnnenflächq,einon ringförmigen Fuß 10 in radialer innerer Verlängerung des Verankerungsabsatzes 5, d.h. gegenüber demselben, auf.

Dieser ringförmige Fuß 10 besteht aus einer zylindrischen inneren Fläche 11 mit dem Durchmesser D11 und aus einer kegelstumpfartigen Eintrittsfläche 12 mit der Achse X-X, die mit dem Verankerungsabsatz 5 durch eine leicht kegelstumpfartige Fläche T3 mit der Achse X-X verbunden ist.

Der Dichtungskörper weist an seiner inneren, in der Nähe des ringförmigen Fußes 10 gelegenen Fläche eine kegolstumpfförmigo Fläche 14 mit ei nem Halbwinkel von etwa 40° am Eckpunkt und mit einer zur Verankerungsstruktur 2 hin offenen Konizität auf, an die sich eine zweite innere zylindrische Fläche 15 mit der Achse X-X und dem Innendurchmesser D12 anschließt, die durch eine kegelstumpfförmlge Fläche 17 mit einem Halbwinkel am Scheitelpunkt von 10" bis 20° und mit einer zur Verankerungsstruktur 2 hin offenen Konizität abgeschlossen wird.

Der Innendurchmesser D12 der inneren Fläche 15 ist kleiner als der Durchmesser D11 der Fläche 11 des ringförmigen Fußes 10.

Die Querfläche des Endes des Dichtungskörpers 3, der der Fläche 13 der Verankerungsstruktur 2 gegenüberliegt, weist eine in bezug auf diese Querfläche axial überstehende Rundung und zwei Flächen 25 und 26 auf, die einen Teil dieser Querfläche zu beiden Seiten der überstehenden Rundung 16 darstellen.

Die Fläche 26 bildet mit der Fläche 17 eine kleine dreieckige Lippe 18, wobei sich die ebene oder leicht kegeistumpfförmige Fläche 25, die senkrecht zur Achse X-X verläuft, an die äußere zylindrische Fläche 9 des Dichtungskörpers 3 anschließt.

Eine ringförmige Nut 19, die sich zwischen dem ringförmigen Fuß 10 und dem Dichtungskörper 3 an der Innenseite der Dichtung 1 befindet, verbindet die Innenfläche 11 des Fußes 10 mit der kegelstumpfförmigen Innenfläche 14 des Dichtungskörpers 3 und stellt die innere radiale Begrenzung der Verbindungsstruktur 4 dar.

Wie auf Fig. 1 zu sehen ist, liegt die Kante; die durch die Fläche 11 des Fußes 10 und die ringförmige Nut 19 gebildet wird, der Fläche 7 gegenüber, die den Verankerungsabsatz 5 seitlich begrenzt.

Somit liegt das Verhältnis zwischen der minimalen Dicke E der Dichtung 1 gegenüber der Nut 19 und der gekrümmten Fläche 8 und der Höhe H des Verankerungsabsatzes 5 zwischen 1,3 und 2,5. Noch spezieller muß das Verhältnis zwischen der Höhe H des Verankerungsabsatzes 5 und der Dicke E des Dichtungskörpers größer als 0,2 sein, damit der durch den Verankerungsabsati: 5 in Verbindung mit dem ringförmigen Fuß 10 gewährleistet Verankerungseffekt ausreichend bleibt.

Vorzugsweise liegt rlps Verhältnis H:E zwischen 0,25 und 0,38.

Um vertretbare Koi, ._Hi tK'sionstraten der Dichtung 1 einzuhalten, die somit eine vorzeitige Alterung des Elastomers der Dichtung zu verhindern, und bei Aufrechterhaltung einer tatsächlichen Dichtigkeit in dem Toleranzboreich, den die Dichtung abdecken muß, wurde nachgewiesen, daß es, wenn A die Dicke der Dichtung in der Nähe des Absatzes 5 und des Fußes 10 darstellt, einerseits notwendig ist, daß das Verhältnis A:E zwischen 0,80 und 1, und vorzugsweise zwischen 0,85 und 0,95 liegen muß, und daß andererseits das Verhältnis (D11-D 12):(2 E) größer als 0,18 sein und vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,3 liegen muß.

Wie auf Fig. 2 zu sehen ist, ist eine Dichtung 1 des vorstehend beschriebenen Typs dazu bestimmt, ins Innere eines Muffenkelches 30 mit der Achse X-X eines zu verbindenden Rohres eingebaut zu werden.

Der Verankerungsabsatz 5 findet Platz in einer Auskehlung 32 dieses Muffenkelches, wobei die Flächen 6,7,8 und 9 der Dichtung 1 mit den entsprechenden Flächen des Muffenkelches 30 in Berührung kommen.

Um die erfindungsgemäße Dichtung in ihren Muffenkelch einzubauen, wird die Dichtung zum Beispiel manuell oder mit einem tragbaren oder nicht tragbaren Werkzeug gebogen, bis sie soweit verformt ist, daß ihre Einführung in den Muffenkelch möglich

Meist erfährt die Dichtung eine herzförmige Verformung, d.h. in Form von zwei durch eine Einstülpung getrennten Lappen. Vor allem wenn eine Dichtung des oben beschriebenen Typs manuell in einen Muffenkelch einsetzen möchte, weist diese eine Steifigkeit auf, die diesen Vorgang erschwert. So wurde herausgefunden, daß es ohne Veränderung der Leistungen der Dichtung möglich war, eine Verringerung der Steifigkeit dieser Dichtung zu erreichen, indem an der Außenfläche der Dichtung in dem Verankerungsabsatz 5 Einkerbungen 27 vorgesehen wurden, die an dieser Außenfläche enden und über die gesamte axiale Länge dieses Absatzes eingearbeitet wurden.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie auf den Figuren 1 und 3 dargestellt Ist, besitzt jede Einkerbung 27 eine Tiefe, die die Höhe H des Absatzes 5 erreichen kann und vorzugsweise größer als 0,66 χ Η ist.

Übrigens weist, wie auf Fig. 3 dargestellt, jede Einkerbung 27 längs einer zur Achse X-X der Dichtung senkrechten Schnittebene einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf.

Um schließlich eine ausreichende Verringerung der Steifigkeit der Dichtung zu erreichen, müssen mindestens drei am Umfang des Verankerungsabsatzes 5 gleichmäßig verteilte Einkerbungen 27 vorgesehen werden, bei dem auf Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Einkerbungen 27 vorhanden.

Entsprechend der auf Fig.4 dargestellten Variante ist die erfindungsgemäße Dichtung dazu bestimmt, Metalleinsätze 33 zur Verriegelung eines Einsteckendes eines zu verbindenden Rohres in einem mit einer Dichtung versehenen Muffenkelch eines anderen Rohres aufzunehmen, das mit ersterem zu verbinden ist.

Beispielsweise aus dem Dokument FR 2 621376 ist eine Dichtung bekannt, die einen Verankerungsabsatz dieser Dichtung im Muffenkelch aufweist, in der gleichmäßig verteilte Verriegelungselemente, die aus Metalleinsätzen bestehen, die Dichtung in Höhe ihres Verankerungsabsatzes von einer Seite zur anderen durchqueren. Es hat sich jedoch beim Einsetzen einer Dichtung dieses Typs neben dem bereits erwähnten Problem der Steifigkeit gezeigt, daß die Einsätze 33 beim Biegen der Dichtung dazu tendierten, sich aus der Dichtung herauszulösen.

Dieses Phänomen ist besonders stark in den radial äußeren Zonen der Dichtung, die bei deren Biegung einer Spannung ausgesetzt werden.

Die Anwendung der Einkerbungen 27 der erfindungsgemäßen Dichtung, durch die die Steifigkeit dieser Dichtung verringert werden kann, gestattet es außerdem, die Spannungen in Höhe dieser Einkerbungen unter beträchtlicher Verminderung derselben, und vor allem der Spannung im Bereich der Kontaktflächen zwischen den Verriegelungseinsätzen 33 und dem umgebenden Elastomer zu konzentrieren.

Somit wird das oben erwähnte Problem des Ablösens vermieden. Durch die vorliegende Erfindung kann folglich eine Dichtung mit Verankerungsabsatz und mit durch radiale Kompression wirkendem Dichtungskörper realisiert werden, die eine geringere Steifigkeit als beim früheren Stand der Technik unter gleichzeitiger Gewährleistung einer einwandfreien Dichtigkeit aufweist.

Claims (3)

1. Dichtung (1) aus Elastomer, die in einen Muffenkelch (30) eines Rohres eingesetzt werden soll, wobei diese Dichtung (1) eine Verankerungsstruktur (2) und einen durch radiale Kompression wirkenden Dichtungskörper (3) enthält, wobei die Verankerungsstruktur (2) einen Verankerungsabsatz (5) aufweist, der sich an einer radialen äußeren Fläche der Dichtung (1) befindet und in bezug auf diese einen radialen Vorsprung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß Einkerbungen (27) an einer radialen äußeren Fläche der Dichtung (1) im Verankerungsabsatz (5) eingearbeitet sind und dadurch, daß das Verhältnis zwischen der Höhe H des Verankerungsabsatzes (5) und der Dicke E des Dichtungskörpers (3) größer als 0,2 ist.

2. Dichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei gleichmäßig verteilte Einkerbungen (27) am Umfang des Verankerungsabsatzes (5) eingearbeitet sind.

3. Dichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Dichtung (1) an ihrer Innenfläche einen ringförmigen Fuß (10) in innerer radialer Verlängerung des Verankerungsabsatzers (5) aufweist.