DE2363177A1

DE2363177A1 - Muffenrohrverbindung mit in diese einfuegbarem dichtungsring und verfahren zur herstellung derartiger verbindungen

Info

Publication number: DE2363177A1
Application number: DE19732363177
Authority: DE
Inventors: Henry Joseph Kazienko
Original assignee: Johns Manville
Current assignee: Johns Manville
Priority date: 1973-04-19
Filing date: 1973-12-14
Publication date: 1974-11-07
Also published as: IT1008219B; CA1013000A; FR2226610B3; BE810029A; NL7400957A; JPS50257A; BR7400592D0; AR202550A1; FR2226610A1; AU6288773A

Description

PATENTANWÄLTE

Dipi.-ing. H. Seiler Dipi.-Ing. J.Pfenning Dipi.-Phys. K. H. Meinig

4295-B

1 Berlin 19

Oldenburgallee 1O Tel. 030/304 55 21/22

Drahtwort: Seilwehrpatent

Postscheckkonto: Berlin-West 59 38-1O2

14. Dezember 1973 Me/Cw

JOHNS-MANVILLE CORPORATION

22 East 4Oth Street

New York, N.Y. 10016/USA

Muffenrohrverbindung mit in diese einfügbarem Dichtungsring und Verfahren zur Herstellung derartiger Verbindungen;

Die Erfindung betrifft eine Muffenrohrverbindung mit in diese einfügbarem Dichtungsring und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Verbindungen.

Es ist bekannt, Muffenrohrverbindungen zur Verbindung und Abdichtung von Rohrenden, insbesondere auch für Kunststoffrohre zu verwenden. Zum Abdichten von Muffenenden und glatten Rohrendabschnitten ist die Verwendung einer ringförmigen Dichtung allgemein üblich. Hierbei sitzt der Dichtring in einer umlaufenden Ausbauchung innerhalb der Muffe, die sich

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radial nach innen erstreckt, so daß der Dichtring am glatten Rohrende zur Anlage kommt.

Für die Formgebung eines Dichtringes für eine Muffenverbindung sind viele Möglichkeiten gegeben, aber auch Schwierigkeiten zu überwinden. Beispielsweise ergibt sich beim Zusammenbau der Verbindung immer die Möglichkeit, daß der Dichtring aus der Ausbauchung herausgeschoben wird, in der er liegt. Insbesondere ist dies der Fall, wenn das glatte Ende nicht mit einer Anfasung zur Erleichterung des Zusammenfügens versehen ist oder wenn die Ausbauchung mehrere Krümmungsradien aufweist.

Der Dichtring sollte so ausgebildet sein, daß er eine zuverlässige Lagebeständigkeit und eine betriebssichere Abdichtung gegen Luft, Staub und/oder gegen Flüssigkeit schafft. Insbesondere ist dies schwer zu erreichen, wenn für die Abmessung der Muffe und des glatten Rohrendes, wie allgemein üblich, ein großer Toleranzbereich besteht. Der Dichtring soll seine Funktion in der beabsichtigten Weise nicht nur dann erfüllen, wenn die Muffe ihren größtmöglichen Durchmesser und das glatte Rohrende seinen kleinsten Durchmesser hat, so daß sich eine maximale Differenz zwischen beiden ergibt, sondern auch dann, wenn die Verbindungsstelle unter Druck steht und es hierdruch zu ovalen Verformungen kommt.

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Bisher ist in diesem Zusammenhang kein einfacher und preiswerter Dichtring vorgeschlagen worden, der allen in der Praxis auftretenden Forderungen ausreichend genügen könnte.

Der Erfindung liegt daher insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring zu schaffen, der so durchgebildet ist, daß er eine bessere Lagestabilität und Dichtfähigkeit zwischen einem Muffenende eines Rohres und dem glatten Ende eines zweiten Rohres bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der elastische Dichtring zum Abdichten einer Muffe eines Rohrteiles mit einem etwas kleineren glatten Ende eines anderen Rohrteiles dadurch kennzeichnet, daß er einen ringförmigen Hauptteil aufweist, der dafür vorgesehen ist, in einer ringförmigen, in der Muffe ausgebildeten Ausbauchung zu liegen und an dieser anzugreifen, wobei der Hauptteil eine ringförmige vordere und eine ringförmige hintere Kante aufweist, daß er einen ersten elastischen Dichtungsteil aufweist, welcher mit dem Hauptteil ein Ganzes bildet und dafür vorgesehen ist, erst dann am glatten Rohrende anzu— greifen, wenn dieses in der Muffe und der Hauptteil in der Ausbauchung in Stellung gebracht sind, wobei der erste Dichtungsteil auch eine Verdrehung des Hauptteiles in vorbestimmter Richtung bewirkt, wenn das glatte Rohrende erstmals am ersten Dichtungsteil angreift,und daß er einen

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zweiten elastischen Dichtungsteil aufweist, welcher mit dem Hauptteil ein Ganzes bildet und hinter dem ersten Teil angeordnet und dafür vorgesehen ist, am glatten Rohrende anzugreifen, wenn dieses in der Muffe und der Hauptteil in der Ausbauchung positioniert sind. Die Erfindung schafft auch eine Muffenverbindung, welche sich dadurch kennzeichnet, daß sie den vorstehend genannten Dichtring enthält. Ferner sieht die Erfindung ein Verfahren vor, um eine Abdichtung zwischen der Muffe eines Rohrteiles und dem glatten Ende eines anderen Rohrteiles zu bewirken, welches sich durch die Verwendung des vorstehend genannten Dichtringes kennzeichnet.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform und soll die vorliegende Erfindung weiter verdeutlichen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtring,

Fig. 2 einen diametralen Schnitt durch eine nicht zusammengefügte Muffenverbindung unter Verwendung des Dichtringes nach Fig. 1,

Fig. 3 einen diametralen Schnitt durch die Muffenverbindung gem. Fig. 2 in teilweise zusammengefügtem Zustand,

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Pig. 4 einen diametralen Schnitt durch die Muffenverbindung nach Fig. 2, im vollständig zusammengefügten Zustand.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, ist der Dichtring 10 insbesondere zum Abdichten eines Muffenendes mit einem glatten Ende einer Muffenverbindung geeignet und besteht vorzugsweise aus einem einstückigen Teil aus elastischem Material, beispielsweise Gummi mit einem Härtegrad von etwa 50 bis 70.

In Fig. 1 ist der Querschnitt durch den nicht verformten Dichtring 10 dargestellt. Wie gezeigt, weist der Dicht— ring einen ringförmigen Hauptteil 12 mit einer Vorderoder Frontkante 14, einer rückwärtigen oder hinteren Kante 16 und eine äußere Ringfläche 18 auf, die sich vorzugsweise stetig gekrümmt von der Vorderkante 14 des Haupt teiles 12 bis zu dessen hinteren Kante 16 erstreckt. Dies hat zur Folge, daß die ganze Dichtung beim Zusammenfügen der Muffenverbindung leichter verdrehbar ist.

Der Dichtring 10 weist auch einen ersten oder vorderen ringförmigen Dichtungsteil 20 auf, der mit dem Hauptteil 12 ein Ganzes bildet. Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, befindet sich dieser Dichtungsteil nahe der Vorderkante des Hauptteiles 12 und erstreckt sich von dort radial nach

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innen. Dieser Dichtungsteil weist einen vorzugsweise dreieckigen Querschnitt auf, eine ringförmige, ebene vordere oder Frontfläche 22 und eine ringförmige hintere Fläche Die Fläche 22 ist von der Vorderkante 14 des Hauptteiles zu der am meisten nach innen gelegenen Kante 26 des Dichttungsteiles radial nach innen und hinten schräg geneigt. Von dieser Stelle erstreckt sich die hintere Fläche 24 des Dichtungsteiles 20 vorzugsweise in einer im wesentlichen radialen Richtung zum Hauptteil 12.

Außer dem Dichtungsteil 20 weist der Dichtungsring 10 einen zweiten ringförmigen Dichtungsteil 28 auf, welcher ebenfalls mit dem Hauptteil 12 ein Ganzes bildet und sich von ihm ebenfalls radial nach innen erstreckt. Der Dichtungsteil 28 ist hinter dem Dichtungsteil 20 und anschließend an diesen angeordnet und im Querschnitt vorzugsweise im wesentlichen dreieckig, so daß eine vordere ebene Ringfläche 30 und eine hintere ebene Ringfläche 32 abgegrenzi sind. Die Fläche 30 ist schräg geneigt und von der hinteren Fläche 24 zur am weitesten innen liegenden Kante 34 des Dichtungsteiles 28 radial nach innen und nach hinten gerichtet. Wie ersichtlich, liegt diese Kante innerhalb des Dichtringes tiefer als die Kante 26 des Teiles 20. Hierbei ist zu beachten, daß die beiden benachbarten Flächen 24 und 30 zwischen sich eine ringförmige Vertiefung 36 festlegen. Die Fläche 32 erstreckt sich wie die vorher beschriebene Fläche 24 in im wesentlichen radialer -7-

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Richtung von der Kante 34 des Dichtungsteiles 28 zum Hauptteil 12. Da die Flächen- 24 und 32 vorzugsweise radial gerichtet sind, können sie aus dieser Richtung leicht abgelenkt werden.

Außer den Dichtungsteilen 20 und 28 weist der Dichtring 10 noch einen dritten ringförmigen Dichtungsteil 38 auf, der mit dem Hauptteil 12 ein Ganzes bildet und sich von diesem nach hinten erstreckt. Genauer ausgedrückt, weist der im Querschnitt vorzugsweise ebenfalls dreieckige Dichtungsteil 38 eine äußere Ringfläche 40 und eine innere Ringfläche 42 auf, die sich an der hinter dem Hauptteil 12 befindlichen Kante 44 vereinigen. Die Fläche 40 kann eine ebene geneigte Fläche sein, die sich von der hinteren Kante 16 des Hauptteils 12 zur Kante 44 erstreckt, wie aus Fig. l ersichtlich, oder sie kann einen Teil der durchlaufend gekrümmten Außen— fläche 18 des Hauptteiles 12 bilden. Wenn die Fläche 40 wirklich eine gekrümmte Fortsetzung der gekrümmten Fläche 18 bildet, würde die hintere Kante 16 des Hauptteiles 12 in Fortfall kommen. Jedoch sollte zur Erleichterung der Beschreibung diese Kante noch bestehen bleiben, die etwa direkt in der nach außen verlängerten Fläche 32 des Teiles 28 liegt. An— dererseits ist die Innenfläche 42 des Teiles 28 vorzugsweise eben und erstreckt sich von der Fläche 32 des Dichtungsteiles 28 radial nach außen geneigt zur Kante 44. Auf diese Weise schließen die beiden benachbarten Flächen 32 und 42 eine zweite Vertiefung 46 zwischen sich ein.

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Nach der Beschreibung des Aufbaues des Dichtringes 10 wird die Funktion der Dichtung in einer Muffenverbindung geschildert. Fig. 2 bis 4 stellen eine Muffenverbindung dar, die aus irgendeinem geeigneten Material, beispielsweise Kunststoff oder Kunststoff mit Glasfasergewebe verstärkt ausgeführt ist und eine Muffe 50 mit einem Ende eines ersten Rohrteiles und ein glattes Rohrende 52 eines anderen Rohrteiles aufweist. Wie beschrieben, enthält das Muffenende eine innere umlaufende Ausbauchung 54, die im diametralen Schnitt eine durchgehend gekrümmte Innenfläche aufweist. In Wirklichkeit zeigt die Innenfläche im wesentlichen vorzugsweise dieselbe Form wie die Außenfläche des Dichtungsringes 10. Das glatte Rohrende 52 weist natürlich einen etwas kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser der Muffe 50 auf, so daß das glatte Rohrende durch Einschieben in die Muffe 50 in die richtige Lage gebracht werden kann. Außerdem erfordert das glatte Rohrende 52 wegen des besonderen Aufbaues des Dichtringes 10 nur eine schwache Schrägung bzw. Anfasung 56. Eine stärkere Anfasung würde zwar das Zusammenfügen erleichtern bringt aber andere Nachteile.

Vor dem Zusammenbau der Muffenverbindung wird der Dichtring 10 in die umlaufende Ausbauchung 54 eingesetzt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. In dieser Weise eingelegt, liegen die Außenflächen 18 und 40 des Hauptteiles 12 und des Dichtungs-

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teiles 38 an der entsprechenden Innenfläche der umlaufenden Ausbauchung 54 an, so daß sich die Dichtungsteile 20 und 28 radial in die Muffe erstrecken. Von hier aus sind die Flächen 22 und 30 dieser Teile schräg nach unten zur Öffnung oder zum das glatte Rohrende aufnehmenden Ende der Muffe gerichtet. Außerdem sind das glatte Rohrende 52 und die Anfasung 56 zur Erleichterung des Zusammenbaues in üblicher Weise eingefettet.

In die Muffe 50 wird das glatte Rohrende 52 eingesetzt, dessen vorderes Ende zuerst an der geneigten Fläche 22 des Dichtringes angreift, was bei seinem weiteren Eindringen ein Verdrehen des gesamten Dichtringes entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zur Folge hat, s. Fig. 3, bis die Fläche 22 im wesentlichen vollständig an der Außenfläche des glatten Rohrendes zum Anliegen kommt. Diese Bewegung verringert die Möglichkeit eines Herausschiebens des Dichtringes aus der Ausbauchung 54 heraus während dieses Vorganges. Gleichzeitig verformt sich der ganze Dichtungsteil 20 an seiner Rückseite, so daß wenigstens teilweise die Vertiefung 36 zwischen diesem Dichtungsteil und dem Dichtungsteil 28 geschlossen wird.

Die weitere Verschiebung des glatten Rohrendes 52 in die Muffe 50 hat zur Folge, daß das freie Ende des glatten Rohres danach an der Fläche 30 des Dxchtungsteiles 28 an-

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greift und dadurch dessen hintere Verformung verursacht, wodurch die Vertiefung 46 teilweise geschlossen wird.

Der vollständige Zusammenschluß der Muffenverbindung 48 ist in Fig. 4 dargestellt. Wie ersichtlich, sind die Dichtungsteile 20 und 28 rückwärtig und der Dichtungsteil 38 radial einwärts verformt. Auf diese Weise greifen die Ringfläche 22 und ein Teil der Ringfläche 30 dichtend an der Außenfläche des glatten Rohrendes 52 an. Außerdem liegen wenigstens ein Teil der Ringfläche 24 und ein zweiter Teil der Ringfläche 30 aneinander an, so daß die Vertiefung 36 zwischen ihnen teilweise geschlossen ist. Ferner liegen die Ringflächen 32 und 42 teilweise aneinander an, so daß die Vertiefung 46 zwischen ihnen teilweise geschlossen ist.

In dieser Endstellung schafft der Dichtungsring zwei ausgeprägte Abdichtungen zwischen der Muffe 50 und dem glatten Rohrende 52 und sorgt für bessere Lagestabilität zwischen ihnen. Insbesondere schafft der rückseitig verformte Dichtungsteil 20 in Verbindung mit dem Hauptteil 12 einen Dichtungsabschluß und ist auch maßgebend für die Lagesta— bilität zwischen der Muffe und dem glatten Rohrende. Die Dichtungsteile 28 und 38 schaffen zusammen eine zweite Abdichtung und insbesondere zwischen sich eine zuverlässige Flüssigkeitsdichtung.

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Claims

Patentansprüche

Dichtring für Muffenverbindungen eines Rohrteiles mit einem etwas kleineren glatten Ende eines anderen Rohrteiles , gekennzeichnet durch einen, in eine ringförmige,innerhalb der Muffe ausgebildete Ausbauchung einfügbaren ringförmigen Hauptteil, der eine ringförmige vordere und eine ringförmige hintere Kante aufweist, durch einen, mit dem Hauptteil ein Ganzes bildenden und mit dem glatten Rohrende dann in Eingriff bringbaren ersten elastischen Dichtungsteil, wenn dieser in der Muffe und der Hauptteil in der Ausbauchung in Stellung gebracht sind, wobei der erste Dichtungsteil auch eine Verdrehung des Hauptteiles in einer vorbestimmten Richtung ermöglicht, wenn das glatte Rohrende erstmals am ersten Dichtungsteil angreift und durch einen zweiten· elastischen Dichtungsteil, welcher mit dem Haupt*· teil ein Ganzes bildet und hinter dem ersten Teil angeordnet^ am glatten Rohrende angreift, wenn dieses in der Muffe und der Hauptteil in der Ausbauchung positioniert sind.
2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil eine im wesentlichen fortlaufend gekrümmte obere Fläche aufweist, welche sich von der Vorderkante

des Hauptteiles zu dessen hinteren Kante erstreckt.
3. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtungsteil eine Dichtfläche aufweist, welche sich an die Vorderkante des Hauptteiles anschließt und sich von dieser im wesentlichen radial nach innen erstreckt, wobei der erste Dichttungsteil eine im wesentlichen ebene Ringfläche aufweist, welche von der Vorderkante radial nach innen und hinten geneigt ist.
4. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtungsteil eine erste Dichtfläche aufweist, welche sich vom Hauptteil im wesentlichen radial nach innen erstreckt und eine zweite Dichtfläche aufweist, welche sich in Richtung zur hinteren Kante des Hauptteiles erstreckt.
5. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtungsteil in bezug auf den Hauptteil ,sowohl nach vorn als auch nach hinten elastisch bewegbar ist, und zwar nach hinten mehr als nach vorn.
6. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

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gekennzeichnet, daß er einen dritten Dichtungsteil aufweist, welcher mit dem Hauptteil ein Ganzes bildet und zwischen der hinteren Kante des Hauptteiles und dem zweiten Dichtungsteil angeordnet ist und sich in nicht verformten^ Zustand vom Hauptteil im wesentlichen nach hinten erstreckt.
7. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtungsteil eine im wesentlichen ebene Ringfläche aufweist, welche vom ersten Dichtungsteil radial nach innen und hinten geneigt ist.
8. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erste als auch der zweite Dichtungsteil in bezug auf den Hauptteil nach vorn und nach hinten elastisch bewegbar sind, mehr jedoch in Richtung nach hinten.
9. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsteile ausreichend dicht aneinander angeordnet sind, so daß im wesentlichen dreieckförmige Vertiefungen zwischen benachbarten Teilen angegrenzt sind.
10. Verfahren zum Abdichten einer Muffe eines Rohrteiles mit

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dem etwas kleineren glatten Rohrende eines anderen Rohrteiles unter Verwendung eines Dichtringes- nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring in einer ringförmigen, inneren, in der Muffe ausgebildeten Ausbauchung in Stellung gebracht wird, daß das glatte Rohrende innerhalb der Muffe durch Relativbewegung der Rohrenden zueinander angeordnet wird und daß der Dichtring so eingefügt wird, daß der Hauptteil und der dritte Dichtungsteil an der Innenfläche der Ausbauchung angreifen und sich der erste und der zweite Dichtungsteil radial nach innen erstrecken.

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