DE102007048119B4

DE102007048119B4 - Dichtring für eine Steckmuffenverbindung zweier Rohre

Info

Publication number: DE102007048119B4
Application number: DE102007048119A
Authority: DE
Inventors: Hermann Hartke
Original assignee: MOL Gummiverarbeitung GmbH and Co KG
Current assignee: MOL Gummiverarbeitung GmbH and Co KG
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-10-06
Also published as: DE102007048119A1

Abstract

Dichtring für eine Steckmuffenverbindung zweier Rohre, insbesondere Abflussrohre, der in die Ringsicke des Muffenendes eines ersten Rohres einsetzbar ist, mit einer in Radialrichtung außenseitigen gewellten Anlagefläche (2) zur Anlage an den Sickengrund der Ringsicke und wenigstens einer innenseitigen Lippendichtung (1) zur Anlage an die Außenseite eines in das Muffenende des ersten Rohres einschiebbaren Spitzendes eines zweiten Rohres, wobei die Anlagefläche (2) und die wenigstens eine Lippendichtung (1) aus einem flexiblen weichen Gummi- oder Kunststoffmaterial gebildet sind, welche mit einem radial zwischen Anlagefläche (2) und der wenigstens einen Lippendichtung (1) angeordneten harten Kunststoffring (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffring (3) in Axialrichtung breiter als die Anlagefläche (2) und die wenigstens eine Lippendichtung (1) ausgebildet ist, und dass der Kunststoffring (3) mehrere umlaufend verteilte Durchbrüche oder kantenseitige Ausnehmungen (10) zur Verbindung des Materials von Anlagefläche (2) und Lippendichtung (1) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtring für eine Steckmuffenverbindung zweier Rohre nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
Solche Dichtringe werden üblicherweise in die Ringsicken von Muffenenden von Kanalisationsrohren eingesetzt. Die Dichtung erfolgt zum Sickengrund über eine in Radialrichtung außenseitig gewellte Anlagefläche und zum Spitzende eines in die Muffe eingeschobenen Rohres durch eine Lippendichtung, die als einfache Lippe oder auch als Doppellippe ausgebildet sein kann.
Solche Dichtungen, die seit Jahrzehnten bekannt sind, haben im Laufe der Zeit eine Vielzahl von Veränderungen und Verbesserungen erfahren. Zur Erhöhung der Stabilität und zur Vermeidung eines Verlustes einer solchen Dichtung, die häufig bereits fabrikseitig in die Muffen eingesetzt wird, haben sich Kunststoffringe bewährt, die in eine Ausnehmung der Dichtung eingesetzt werden. Mittels solcher Kunststoffringe werden die Dichtungen daher im Sickengrund relativ fest verankert, so dass ihre Entfernung aus einer Muffe nur schwer möglich ist.
Es sind auch Dichtungen bekannt geworden, die aus zwei Komponenten bestehen, nämlich einem weichen Gummi oder Kunststoff zur Abdichtung der Rohrverbindung und einem harten Kunststoff zur Erhöhung der Stabilität.
Aus der DE 203 20 542 U1 ist ein Dichtring bekannt, der aus einem Dichtstoff besteht, der teilweise einen Kern aus härterem Kunststoff, wie PP, umschließt, wobei der Kern an der in Einsteckrichtung abgewandten Flanke der Sicke eines Rohres anliegt. Der Kern ist damit von Dichtmaterial einseitig umschlossen.
Zum Teil liegt der Kern auch auf dem Sickengrund auf. Dieser Umstand führt dazu, dass insbesondere in dem Sickenbereich, in dem der Kern der Dichtung freiliegt, nur der Kern die Lage der Dichtung bestimmt. Dies ist problematisch, wenn große Toleranzbereiche einzuhalten sind oder wenn Verschmutzungen in der Sicke vorhanden sind, die durch den Kern ja nicht ausgeglichen werden können.
In der DE 10 2004 038 333 A1 ist ein ähnlicher Dichtring angegeben, dessen Kern jedoch am Dichtungsanfang in Einsteckrichtung des Rohres der Sicke angeordnet ist. Der Kern liegt damit auf der entgegengesetzten Seite der zuvor angegebenen DE 203 20 542 U1 . Die Form des Kerns der DE 10 2004 038 333 ist winkelförmig gestaltet, so dass sich in der Sicke zwischen dem vorstehenden Schenkel des Kerns und dem Sickengrund ein Hohlraum ergibt.
Zweikomponenten-Ringe mit einseitig angeordnetem härteren Material sind auch bereits durch die US 6,277,315 , die EP 0 156 222 B2 und die GB 1,063,745 bekannt geworden.
Aus der WO 00/7360 A1 ist ein Dichtungsring bekannt, der ebenfalls nur einseitig Dichtstoff enthält. Diese Druckschrift enthält keine Angaben darüber, wie das Dichtungsmaterial von der Außenseite und der Innenseite des Dichtungsrings miteinander verbunden werden könnte. Der Kern der Dichtung folgt der Umfangsform der inneren und äußeren weichen Dichtung, wobei die Innenseite keine Lippendichtung enthält.
Ein gemeinsames Merkmal aller bekannten Zweikomponenten-Dichtringe liegt darin, dass die Komponenten im Wesentlichen in Axialrichtung aneinander grenzen, und dass der prozentuale Anteil der härteren Komponente relativ klein in Bezug auf den Gesamtmaterialeinsatz für die Dichtung ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring für eine Steckmuffenverbindung zweier Rohre anzugeben, der als Zweikomponenten-Dichtring mit einem relativ weichen Dichtungsmaterial und einem relativ harten Kunststoffring ausgebildet ist, wobei der Materialanteil des Kunststoffrings möglichst hoch gewählt ist, der eine hohe Festigkeit aufweist und der kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht aus von einem Dichtring für eine Steckmuffenverbindung zweier Rohre, beispielsweise Abflussrohre, der in die Ringsicke des Muffenendes eines ersten Rohres einsetzbar ist. Der Dichtring weist in Radialrichtung eine außenseitige gewellte Anlagefläche zur Anlage an den Sickengrund der Ringsicke auf und wenigstens eine innenseitige Lippendichtung zur Anlage an die Außenseite eines in das Muffenende des ersten Rohres einschiebbaren Spitzendes eines zweiten Rohres.
Dabei sind die Anlagefläche und die wenigstens eine Lippendichtung aus einem flexiblen weichen Gummi- oder Kunststoffmaterial gebildet, welches mit einem radial zwischen Anlagefläche und der wenigstens einen Lippendichtung angeordneten harten Kunststoffring verbunden ist.
Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ist der Kunststoffring dabei in Axialrichtung breiter als die Anlagefläche und die wenigstens eine Lippendichtung ausgebildet. Der Kunststoffring weist ferner mehrere umlaufend verteilte Durchbrüche oder kantenseitige Ausnehmungen auf, über die das Material der Anlagefläche und der Lippendichtung miteinander verbunden ist.
Damit lässt sich eine verbesserte Verbindung zwischen weichem Dichtmaterial und hartem Kunststoffring erreichen und ferner ist der Kunststoffring dadurch spritztechnisch einfacher in einem Spritzvorgang herzustellen.
Alternativ können gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 eine oder beide Stirnseiten des Kunststoffrings einen umlaufenden Ringspalt aufweisen, der es einerseits erleichtert, den Dichtring im Bedarfsfall mittels eines Werkzeugs, z. B. eines Schraubenziehers, aus der Ringsicke herauszuhebeln, und andererseits führt die Schwächung des Materials des Kunststoffrings an den Stirnseiten aufgrund des Ringspalts dazu, dass die Stirnseiten eine gewisse Flexibilität erhalten, die eine bessere Anpassung an die Flankenform der Ringsicke ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines solchen Dichtrings erlaubt es, einen hohen Anteil eines harten Kunststoffmaterials zu verwenden, ohne dass die radialen Dichteigenschaften zwischen Dichtring und Sickengrund einerseits und Dichtring und Spitzende eines einzuschiebenden Rohres andererseits beeinträchtigt werden. Der verwendete Kunststoffring bewirkt eine hohe Stabilität des Dichtrings, und verhindert das zufällige oder leichte Herauslösen eines Dichtrings aus einer Sicke. Ferner sichert der Kunststoffring die axiale Festlegung des Dichtrings in der Ringsicke, so dass auch bei enger Passung von Dichtung und/oder zu verbindender Rohre keine unzulässige axiale Verlagerung des Dichtrings zu befürchten ist.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Dichtrings kann im Wesentlichen in einem Herstellungszuge in einem Mehrkomponenten-Spritzwerkzeug erfolgen.
Die Dichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass Anlagefläche und Dichtlippe in Axialrichtung des Kunststoffrings den Kunststoffring nicht überragen. Dadurch ergibt sich kein über den Kunststoffring in Axialrichtung vorstehendes weiches Material, so dass die axiale Positionierung des Dichtrings allein durch den Kunststoffring herstellbar ist.
Zur noch weiteren Verbesserung der Verbindung zwischen weichem Material und Kunststoffring kann vorgesehen sein, dass der Kunststoffring umlaufend verteilte Vorsprünge aufweist, die in das Material der Lippendichtung hineinragen. Die Vorsprünge verhindern bei hohem Einschubdruck des einzusteckenden Rohres eine Abscherung der Lippendichtung von dem Kunststoffring.
Das Material der Anlagefläche und der Lippendichtung besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Polymer, wie TPE, TPU. Alternativ kann das Material aus EPDM gebildet sein.
Das Material des Kunststoffrings besteht vorzugsweise aus Polypropylen oder vergleichbaren Kunststoffen.
Die bevorzugte Materialwahl von Kunststoffring und Anlagefläche bzw. Dichtlippe führt aufgrund des höheren Anteils von Polypropylen an der gesamten Materialmenge des Dichtrings dazu, dass bei gleichen oder verbesserten Dichteigenschaften des Dichtrings die Gesamtmaterialkosten verringert werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Dichtring in Seitenansicht,
2 einen Dichtring in Schnittansicht,
3 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A von 1,
4 eine vergrößerte Querschnittansicht entlang der Schnittlinie B-B von 1,
5 eine Ansicht eines Dichtrings mit Doppeldichtung, und
6 eine perspektivische Ansicht eines Kunststoffrings.
1 zeigt den Dichtring in axialer Ansicht in Aufsicht. An der Außenseite befindet sich eine Anlagefläche 3 zur Anlage an den Sickengrund einer Muffe eines Kanalisationsrohres. Die Innenseite des Dichtrings enthält eine Lippendichtung 1 zur Anlage an das Spitzende eines einzuschiebenden Rohres.
Solche Dichtringe können bevorzugt für Kanalisationsrohre der Haustechnik bis zum Durchmesser von etwa 400 mm eingesetzt. Bei größeren Durchmessern werden zwar überwiegend Betonrohre mit alternativen Dichtungskonzepten verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den angegebenen Durchmesserbereich beschränkt.
2 zeigt den Dichtring in geschnittener Seitenansicht. Insbesondere ist die Ausbildung einer radialen Aufeinanderfolge von Lippendichtung 1, Kunststoffring 3 und Anlagefläche 2 erkennbar.
3 zeigt ein Detail des Dichtrings entlang der Schnittfläche A-A von 1. Die 3 zeigt den Kunststoffring 3, der den Kern des Dichtrings bildet, an dessen Innenseite eine Lippendichtung 1 ausgebildet ist, während an der Außenseite eine Anlagefläche 2 vorhanden ist, die wellenförmig ausgebildet ist, um eine bessere Dichtwirkung am Sickengrund einer Muffe zu erzielen. An der Innenseite des Kunststoffrings 3 befindet sich umlaufend verteilt eine Reihe, insbesondere 12, von stift- oder knopfförmigen Stützpunkten 4, die zur Erhöhung der Verankerungswirkung zwischen Lippendichtung 1 und Kunststoffring 3 führen. Die Stützpunkte 4 dienen außerdem zur Verbesserung der Scherfestigkeit der Lippendichtung 1 in Verbindung mit dem Kunststoffring 3.
Der Kunststoffring 3 enthält außerdem axial gerichtete umlaufende Ringspalte 5 und 6. Diese Ringspalte erlaubt es, einen Dichtring bei Bedarf mit einfachen Werkzeugen wieder aus einer Muffe herausnehmen zu können. Ferner dient die Ringspalte dazu, die Materialmenge verringern zu können und außerdem erhöhen sie die Flexibilität an den stirnseitigen Enden des Kunststoffrings, so dass sich eine flexiblere Anpassung an die Flanken der Ringsicke eines Kunststoffrohres ergibt.
4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B von 1. An der Stelle der Schnittlinie weist der Kunststoffring an einer Stirnseite eine rechteckförmige Ausnehmung 7 auf, durch die bei der Herstellung des Dichtungsrings das Dichtungsmaterial von der Außenseite zur Innenseite des Kunststoffrings bzw. umgekehrt, fließen kann, so dass das Material der Anlagefläche und der Lippendichtung in einem Spritzdurchgang erstellt werden kann. Der Dichtring weist umlaufend verteilt eine Mehrzahl von derartigen Durchbrüchen auf, insbesondere 12 Durchbrüche, die jeweils abwechselnd zu den Stützpunkten 4 ausgebildet sind. Anstelle von Ausnehmungen 7 können bei geeignetem Spritzwerkzeug auch Durchbrüche durch den Kunststoffring verwendet werden. Endseitige Ausnehmungen erleichtern jedoch den Aufbau eines Spritzwerkzeugs.
Die 3 und 4 zeigen deutlich, dass der Kunststoffring den größten Materialanteil am Dichtungsring bildet. Gleichwohl ergibt sich eine ausreichende Abdichtung zum Sickengrund hin durch eine über die gesamte axiale Länge des Sickengrundes laufende mit Wellen versehene Anlagefläche sowie eine Lippendichtung auf der Innenseite des Dichtrings.
5 zeigt eine alternative Form eines Dichtrings, bei dem anstelle einer Lippendichtung 1 gemäß den 1–4 Doppellippen 8 und 9 verwendet werden. Der übrige Aufbau der Lippendichtung unterscheidet sich nicht von einer Dichtung gemäß den 1–4. Doppellippen können dann verwendet werden, wenn erhöhte Anforderungen an die Dichtheit eines Dichtrings gestellt werden.
6 zeigt einen isolierten Kunststoffring 3 in perspektivischer Darstellung. Die umlaufenden Ausnehmungen 10 dienen der Materialüberleitung zwischen Lippendichtung und Anlageflächen. Ferner zeigt 6 die innenseitigen Stützpunkte 4 zur Verbesserung der Materialverankerung zwischen Kunststoffring und Lippendichtung.
Die Zahl der Durchbrüche und Stützpunkte kann nach Bedarf variiert werden.
Als Material des Kunststoffrings ist vorzugsweise Polypropylen (PP) einsetzbar, welches eine hohe mechanische Festigkeit bei gleichzeitig geringen Kosten und hoher Haltbarkeit aufweist. Als Material von Anlagefläche und Lippendichtung wird vorzugsweise ein thermoplastisches Polymer (TP, TPE, TPU) oder EPDM verwendbar. Es sind jedoch auch andere elastomere Werkstoffe, wie SPR, verwendbar.

1: Lippendichtung
2: Anlagefläche
3: Kunststoffring
4: Stützpunkt
5: umlaufender Ringspalt
6: umlaufender Ringspalt
7: Ausnehmung
8: Lippe
9: Lippe
10: Ausnehmung

Claims

Dichtring für eine Steckmuffenverbindung zweier Rohre, insbesondere Abflussrohre, der in die Ringsicke des Muffenendes eines ersten Rohres einsetzbar ist, mit einer in Radialrichtung außenseitigen gewellten Anlagefläche (2) zur Anlage an den Sickengrund der Ringsicke und wenigstens einer innenseitigen Lippendichtung (1) zur Anlage an die Außenseite eines in das Muffenende des ersten Rohres einschiebbaren Spitzendes eines zweiten Rohres, wobei die Anlagefläche (2) und die wenigstens eine Lippendichtung (1) aus einem flexiblen weichen Gummi- oder Kunststoffmaterial gebildet sind, welche mit einem radial zwischen Anlagefläche (2) und der wenigstens einen Lippendichtung (1) angeordneten harten Kunststoffring (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffring (3) in Axialrichtung breiter als die Anlagefläche (2) und die wenigstens eine Lippendichtung (1) ausgebildet ist, und dass der Kunststoffring (3) mehrere umlaufend verteilte Durchbrüche oder kantenseitige Ausnehmungen (10) zur Verbindung des Materials von Anlagefläche (2) und Lippendichtung (1) aufweist.
Dichtring für eine Steckmuffenverbindung zweier Rohre, insbesondere Abflussrohre, der in die Ringsicke des Muffenendes eines ersten Rohres einsetzbar ist, mit einer in Radialrichtung außenseitigen gewellten Anlagefläche (2) zur Anlage an den Sickengrund der Ringsicke und wenigstens einer innenseitigen Lippendichtung (1) zur Anlage an die Außenseite eines in das Muffenende des ersten Rohres einschiebbaren Spitzendes eines zweiten Rohres, wobei die Anlagefläche (2) und die wenigstens eine Lippendichtung (1) aus einem flexiblen weichen Gummi- oder Kunststoffmaterial gebildet sind, welche mit einem radial zwischen Anlagefläche (2) und der wenigstens einen Lippendichtung (1) angeordneten harten Kunststoffring (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffring (3) in Axialrichtung breiter als die Anlagefläche (2) und die wenigstens eine Lippendichtung (1) ausgebildet ist, und dass eine oder beide der axial gerichteten Stirnseiten des Kunststoffrings einen umlaufenden Ringspalt (5, 6) aufweisen.
Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffring (3) innenseitige umlaufend verteilte Stützpunkte (4) aufweist, die in das Material der Lippendichtung (1) hineinragen.
Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Anlagefläche und der Lippendichtung aus einem thermoplastischen Polymer gebildet ist.
Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Anlagefläche und der Lippendichtung aus EPDM gebildet ist.
Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffring aus Polypropylen gebildet ist.