DE2614575C3 - Ringgedichtete Rohrverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine ringgedichtete Rohrverbindung zwischen zwei konzentrisch übereinandergreifenden Rührelementen der im Oberbegriff des Patentanspruchs I genannten Art.

Eine solche ringgedichtete Rohrverbindung ist aus der DE-PS 10 55 460 bekannt. Der gummielastische Dichtungsring besteht im wesentlichen aus zwei im Axialschnitt V-förmig zueinanderstehenden Ringlippen und einem Fußbereich, der dem von den beiden Ringlippen eingeschlossenen Winkel gegenüberliegt. Iu diesem Fußbereich des Ringes ist eine Ringnut ausgespart, um die Spannung in den beiden Ringlippen zu vermindern und ihre bestimmungsgemäße Zusammendrückbarkeit zu erleichtern.
Zur Montage wird der. bekannte Dichtungsring zunächst in das äußere Rohrelement (im folgenden kurz »Muffe« genannt) so eingesetzt, daß die Außenseite der einen Ringlippe an der Innenwand der Muffe anliegt und die andere Ringlippe schräg radial und axial einwärts zum Muffengrund gerichtet absteht Der

ίο bekannte Dichtungsring öffnet sich also zum -ivluffengrund hin. Der Fußbereich des Dichtungsringes weist zur Muffenöffnung hin, steht also der Einschubrichtung des inneren Rohrelementes (im folgenden kurz »Spitzende« genannt) entgegen. Beim Einschieben des Spitzendes in die Muffe legt sich die radial einwärts stehende Ringlippe des Dichtungsringes unter radialer Vorspannung an die Außenwand des Spitzendes an. Die Dichtung erfolgt also mit der einen Ringlippe an der Außenwand des Spitzendes und mit der anderen Ringlippe an der Innenwand der Muffe.

Der Vorteil dieses bekannten Dichtungsringes liegt darin, daß der Ring im Vergleich zu anderen bekannten Dichtungsringen relativ wenig Werkstoff erfordert, also relativ leicht ausgebildet werden kann. Angesichts der recht hohen Kosten für die Gummimischungen, aus denen solche Dichtungsringe gebräuchlicherweise hergestellt werden, ist dies ein wesentlicher Faktor. Nachteilig an dem bekannten Ring ist jedoch, daß er nur geringe Dichtspalttoleranzen zu überbrücken vermag, daß er im wesentlichen nur gegen Innendruck dicht ist und daß seine Dichtheit an der Innenwand der Muffe nur begrenzt ist

Bei dem bekannten Dichtungsring muß die am Spitzende dichtende Ringlippe zumindest so stark und radial so weit nach innenstehend ausgebildet sein, daß sie auch bei einem im Fertigungstoleranzbereich größten Dichtspalt am Spitzende noch die erforderliche Dichtkraft aufzubringen vermag. Der so ausgebildete Dichtring wird aber bei fertigungsbedingt sehr engem Dichtspalt, also beim Zusammentreffen eines weiten Spitzendes mit einer engen Muffe, entweder vom Spitzende axial in der Muffe einwärtsgeschoben, ohne daß das Spitzende durch den Ring hindurch tritt oder wird vom mit Gewalt eingezwängten Spitzende so verwunden, daß die bestimmungsgemäße Dichtungsfunktion des Ringes nicht mehr gewährleistet ist

Weiterhin ist aus der DE-AS 16 75 378 ein Dichtungsring bekannt, der im Axialschnitt dreieckig ausgebildet und mit einer seiner Spitzen am äußeren, der Stirnseite

so des Spitzendes abgekehrten Rand einer über die Stirnseite des Spitzendes gezogenen Kappe oder Hülse angeformt ist. Die radial außenliegende Fläche des Dichtungsringes dient als Dichtfläche an der Innenwand der Muffe. Die Dichtfläche steht bei auf das Spitzende aufgezogenem Dichtungsring keilförmig winklig zur Einschubrichtung des Spitzendes in die Muffe. Beim Einschieben des Spitzendes in die Muffe kippt der mit seiner einen Spitze an die Haltekappe angeformte Dichtungsring nach hinten und legt sich dabei mit seiner Dichtfläche an die tnnenwandung der Muffe an. Zwischen dem Außenmantel der Haltekappe und der zum Muffengrund weisenden Innenwange des Dichtungsringes ist ein Ringraum gebildet, der, wie bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Dichtungsring,

h¹» einen Lippendichtungseffekt gegen Innendruck bewirken kann.

Nachteilig an diesem Dichtungsring ist sein ungewöhnlich hohes durch die Haltekappe und das

Dreiecksprofil des Dichtungsringes verursachtes Gewicht und damit seine hohen Materialkosten, Nachteilig ist weiterhin, daß der Dichtungsring auf das Spitzende vormontiert ist. Er ist damit ungeschützt und kann nicht werkseitjg vormontiert werden. Er kann vielmehr erst auf der Baustelle auf das Spitzende aufgezogen werden. Dies verursacht zusätzliche Arbeitskosten beim Anwender. Außerdem weist der bekannte Dichtungsring eine nur ungenügende Dichtheit zwischen Spitzende und Haltekappe und bei weiten Dichtspalten eine nur mäßige Dichtheit gegen Innendruck auf, da die Dichtung im wesentlichen als Flächendichtung ausgebildet ist und nur bei vollkommen achsparallel verpreßter Dichtfläche bestimmungsgemäß dichtet.

Schließlich ist noch aus der DE-OS 23 30 594 eine '5 ringgedichtete Rohrverbindung bekannt, deren Dichtungsring ein im wesentlichen H-förmiges Profil aufweist und mit seinem im Querschnitt bohnenförmigen Außenkörper in einer rechteckigen Ringnut des äußeren Rohrelements liegt, wobei sich an den konvexen Rücken des Außenkörpers zwei innere, einander entgegengesetzt axial gerichtete Lippen anschließen. Nachteilig an diesem als Kombination aus Kompressions- und Lippendichtung ausgebildeten Ring ist einerseits sein hoher Werkstoffbedarf, andererseits seine nur beschränkte Möglichkeit zur Überbrückung größerer Dichtspalttoleranzen. Zur bestimmungsgemäßen Verformung dieses bekannten Dichtungsringes müssen relativ genaue Abmessungstoleranzen der Rohre eingehalten werden. Für Rohre, die großen M Fertigungstoleranzen unterliegen, insbesondere für Rohre aus gebranntem Ton oder Betonrohre, kann diese Dichtung nicht verwendet werden.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine ringgedichtete Rohrverbindung der eingangs genannten Art mit einem Dichtungsring aus gummielastischem Werkstoff zu schaffen, die sowohl an der Innenwand der Muffe als auch an der Außenwand des Spitzendes sowohl gegen Innendruck als auch gegen Außendruck bis zu hohen ^4U Drücken dicht ist, große Dichtspalttoleranzen zuläßt, auch bei in" Toleranzbereich engsten Dichtspalten stets geringe Einschubkräfte für das Spitzende erfordert und einen nur geringen Materialbedarf für den Dichtungsring erfordert, so daß dieser kostengünstig herstellbar *5 ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine ringgedichtete Rohrverbindung der eingaings gekannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale so aufweist.

Der im Rahmen dkaer Beschreibung verwendete Begriff »Rohrelement« umfaßt alle rohrförmigen Formkörper, die in der eingangs beschriebenen Art einanderschiebbar sind. Dies können also beispielsweise zwei Rohrschüsse entsprechenden Durchmessers sein, können ein Spitzende eines, Rohrschusses und eine an einen Rohrschuß mit gleichem Durchmesser angeformte Glockenmuffe sein oder Rohr und Fitting. Insbesondere kann das äußere Rohrelement eine fittingartige rohrförmige Manschette sein, die an ihren beiden axial äußeren Enden je eine Ringnut mit eingelegtem Dichtungsring trägt, in die von jedem der Enden je ein Spitzende im Sollmaß gleicher Rohrschüsse als inneres Rohrelement einschiebbar oder eingeschoben sind. v>

Die Rohrelemente, und ::war sowohl das innere als auch das äußere Rohrelement, können prinzipiell aus beliebigen Werkstoffen bestehen, beispielsweise aus mineralischen Werkstoffen, aus Kunststoff, aus formsiabilen Gummimischungen, aus Metall oder aus Kombinationen dieser Werkstoffe. Aufgrund der relativ hohen Fertigungstoleranzen für Rohre aus mineralischen Werkstoj'fen wird die Rohrverbindungsdichtung oer Erfindung, die große Dichtspalttoleranzen in idealer Weise zu überbrücken vermag, vorzugsweise für solche Rohrverbindungen eingesetzt, bei denen Rohre aus mineralischen Werkstoffen miteinander zu verbinden sind. Bei Verwendung einer Manschette als äußeres Rohrelement in Verbindung mit Rohrschüssen aus mineralischem Werkstoff kann die Manschette beispielsweise auch aus Hartgummi oder einem hart eingestellten Weichgummi bestehen.

Der Dichtungsring besteht aus einem gummielastischem Werkstoff, beispielsweise aus Gummimischungen, die je nach den Erfordernissen des Einzelfalls vom Fachmann ohne weiteres eingestellt werden können.

Die Ringnut in der Innenwand des äußeren Rohrelementes braucht nicht unbedingt eine streng trapezförmige Gestalt zu haben. Vielmehr können sowohl die Kanten auf der Sohle der Nut als auch die Übergänge zur Innenwand des äuüeren Rohrelementes mehr oder weniger stark abgerundet sein. Entscheident ist bei der Ausbildung der Nut lediglich, daß die in Einschubrichtung rückwärtige Halteschräg« relativ steil, vorzugsweise steiler als 60° gegen die Rohrmittelachse ist, und daß die in Einschubrichtung vordere Einführungsschräge nur relativ flach gegen die Rohrmittelachse geneigt ist, vorzugsweise mit dieser einen Winkel von kleiner als 30° ausbildet

Zur Herstellung der Rohrverbindung wird zunächst der Dichtungsring in die Ringnut des äußeren Rohrelementes eingesetzt Bei Sicht in Einschubrichtung in das äußere Rohrelement hinein sieht der Betrachter vom bestimmungsgemäß eingelegten Dichtungsring im wesentlichen parallel zur Innenwand des äußeren Rohrelementes die radial innenliegende Zylinderfläche der Stützlippe des Dichtungsringes und schräg rückwärts geneigt die fast senkrecht zu dieser Fläche stehende vordere Ringfläche der im wesentlichen radial stehenden Dichtlippe. Die Höhe der Dichtlippe ist dabei so gewählt, daß auch ein Spitzende mit innerhalb des Fertigungstoleranzbereiches kleinstem äußeren Istdurchmesser nicht durch die innere lichte öffnung der Dichtlippe schiebbar ist, sondern mit seiner Stirnseite bei koaxialer Einführung zumindest auf etwa einem Drittel der Höhe der Vorderfläche der Dichtlippe angreift

Weiterhin sind der Dichtungsring und die Ringnut in der Innenwand des äußeren Rohrelementes so aufeinander abgestimmt, daß der Fußbereich des Dichtungsringes, wenn der Dichtungsring bestimmungsgemäß in die Nut eingelegt ist, unterhalb der inneren Oberfläche des äußeren Rohrelementes innerhalb der Ringnut an oder nur wenig entfernt von der Halteschräge der Nut liegt. Beim Einschieben des Spitzendes des inneren Rchrelementes trifft dessen Stirnseite auf die Vorderflanke der Dichtlippe und drückt die Dichtlippe im Verlauf des weiteren Einschubvorganges in der Einschubrichtung um. Dadurch gleitet die Außenrandkante des Fußbereichs an der Halteschräge der Nut abwärts bis auf die Sohle der Ringnut. Gleichzeitig wird die Stützlippe von der Einfuhrungsschräge abgehoben und radial einwärts verschwenkt, bis ihre radial innere Oberfläche an der Außenwand des inneren Rohrelementes anliegt. Die Stützlippe ist dar?i in ihrer Form und Festigkeit so ausgebildet, daß sie nicht in die Einschubrichtung

umklappt, sondern entgegen der Einschubrichtung stehenbleibt und den Ring so stutzt, daß dieser nicht rollt oder aus der Nut herausgerollt wird. Beim Einführen des Spitzendes erfährt der in der Ringnut liegetide Dichtungsring also um seinen FuQbereich eine Schwenk- oder Kippbewegung, die gleichzeitig mit einem Abrollen oder Abrutschen seiner Außenrandkante an der rückwärtigen Halteschräge auf die Nutsohle begleitet ist. Die vom Dichtungsring bewirkte Dichtwirkung wird dabei sowohl durch die Verspannung des Ringes als auch durch eine Materialverpressung bewirkt. Bei innerhalb der Dichtspalttolcranz großem Dichtspalt erfolgt die Abdichtung zum überwiegenden Teil, jedoch nicht ausschließlich, durch Spannungsverformung, während sie bei innerhalb des Toleranzbereiches kleinstem Dichtspalt zum überwiegenden Teil, jedoch ebenfalls nicht ausschließlich, durch eine Materialverprcssung erfolgt.

Bei der Rohrverbii*''¹¹"" *Ί**γ FrfinHiinu prfnlcM dip

Dichtung in der Weise, daß beide Lippen, also sowohl die Dichtlippe als auch die Stützlippe, gegen das innere Rohrelement dichten, wahrend die Dichtung gegen das äußere Rohrelement durch den Fußbereich des Ringes bewirkt wird. Die Dichtlippe dichtet dabei gegen den Innendruck ab. während die Stützlippe, die während des Fiinschubvorganges den Ring stützt und sein Überrollen verhindert, gleich/eilig gegen den Außendruck dichtet.

Die im Einzelfall erforderlichen Spannungen in der Dichtlippe und in der Stützlippe lassen sich auf die verschiedenste Weise einstellen. Die beiden Lippen gemeinsame Größenordnung der erforderlichen Spannung läßt sich zunächst durch die Wahl des gummielastischen Werkstoffs festlegen, also bei Verwendung von Kautschukmischungen durch die Einstellung der Kautschukmischung vorgeben. Die erforderliche Asymmetrie der Spannungen zwischen der Dichtlippe und der Stützlippe wird durch die unterschiedliche Breite der Lippe im Fußbereich eingestellt. Da der Fußbereich der Dichtlippe stets breiter gehalten ist als der Fußbereich der Stützlippe, ist bereits durch diese Maßnahme gewährleistet, daß die der Verformung entgegengesetzte Spannung in der Dichtlippe stets größer als in der Stützlippe ist. Durch diese asymmetrische Spannungseinstellung in den Lippen des Dichtungsringes ist die für sein einwandfreies Funktionieren erforderliche zuvor beschriebene Kipp-Gleit-Bewegung unter allen Umständen gewährleistet. Die für den Einzelfall erforderliche Feineinstellung der einzelnen Spannungen kann dann durch zusätzliche Maßnahmen der Formgestaltung beider Lippen, insbesondere aber des Fußbereichs bewirkt werden.

Für einfache und robuste Dichtungssysteme, bei denen insbesondere relativ schwere Rohrelemente gegeneinander abgedichtet werden sollen, beispielsweise Rohre mit großen Durchmessern aus Asbestzement oder Beton, ist der Fußbereich im Axialprofil V-förmig ausgebildet, weist also etwa die Form eines Keilringes auf. Dies führt in beiden Lippen zu relativ hohen Spannungen, was wiederum bedeutet, daß zum Einschub des inneren Rohrelementes relativ hohe Einschubkräfte erforderlich sind. Diese Einschubkräfte spielen beispielsweise dann keine Rolle, wenn der Einschub unter Beaufschlagung einer Schraubverbindung, beispielsweise einer Überwurfmutter, bewirkt wird oder ein großer Anteil der Einschubkraft bereits durch das Eigengewicht der Rohreiemente bzw. ihre Trägheit aufgebracht wird. Diese Einschubkräfte können jedoch, was insbesondere für kleinere Rohrdurchmesser wichtig ist.

ohne eine wesentliche Verminderung der Lippenspannungen dadurch spürbar vermindert werden, daß im Fußbereich eine Ringnut (Dichtfußringnut) ausgebildet ist. Das Profil dieser Ringnut kann sowohl symmetrisch zu beiden Lippen als auch asymmetrisch ausgebildet sein. Durch ihr Profil können Feinabstimmungen in den Spannungen der Lippen bewirkt werden. Ausschlaggebend für die Beeinflussung der Lippenspannungen ist dabei insbesondere die Ausbildung der Wandungen und

ίο der Außenränder der Dichtfußringnut. Bei relativ schwacher Wand der Dichtfußringnut und relativ scharfkantig zulaufendem Außenrand der Dichtfußringnut wird die Spannung in der dieser Wand nächstliegenden Lippe durchaus spürbar herabgesetzt. Bei relativ

Ii starker Ausbildung der Wand der Dichtfußringnut und relativ flacher kräftiger Rundung des Außenrandes der Dichtfußringnut wird die Spannung in der dieser Wandung nächstliegenden Lippe kaum herabgesetzt, obwohl durch die Nut die Spreizspannung zwischen

;o beiden Lippen, die die Einschubkraft wesentlich beeinflußt, spürbar herabgesetzt werden kann. Bei gerundeter Ausbildung des auf der Seite der Dichtlippe liegenden Außenrandes der Dichtfußringnut und relativ scharfkantiger schwacher Ausbildung des auf der Seite der Stützlippe liegenden Außenrandes der Dichtfußringnut kann die Asymmetrie der Spannungen zwischen beiden Lippen weiter erhöht werden.

Die Differenz zwischen der Spannung der Dichtlippe und der Spannung der Stützlippe kann dadurch weiter vergrößert werden, daß man die Stützlippe langer als die Dichtlippe ausbildet. Beispielsweise kann die Stützlippe, bezogen auf den Schnittpunkt der Mittellinien beider Lippen, etwa 10 bis 30% langer als die Dichtlippe sein. Auch die Größe des offenen Winkels zwischen beiden Lippen beeinflußt die Spannungsverteilung. Dieser Winkel liegt etwa im Bereich von 90° bis 150°, insbesondere im Bereich von 110 bis 130°. Im einzelnen ist die Formgebung der Stützlippe, der Dichtlippe, des Fußbereichs sowie die Größe des offenen Winkels zwischen der Stütziippe und der Dichtlippe vor allem vom Material der Rohrelemente, der Beschaffenheit der Oberflächen der Rohrelemente, von der Ausbildung der Nut und der Größe der Abweichungen der Nut von ihrer Sollform, vom Eigengewicht der zu verbindenden Rohrelemente und den Fertigungsdurchmessertoleranzen der Rohrelemente im Dichtungsbereich abhängig. Für jeden Spezialfall kann der Fachmann die erforderliche Formgebung im einzelnen ohne weiteres selbst bestimmen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert
Es zeigt

F i g. 1 im Axialschnitt den in die Ringnut in der Innenwand des äußeren Rohrelementes eingelegten Dichtungsring im entspannten Zustand,

F i g. 2 im Axialschnitt die in F i g. 1 gezeigte Dichtung mit eingeschobenem inneren Rohrelement bei innerhalb

M) des Fertigungstoleranzbereiches größtem Dichtspalt,

F i g. 3 eine Darstellung der in F i g. 2 gezeigten An bei innerhalb des Fertigungstoleranzbereiches klein stern Dichtspalt,

Fig.4 das Axialschnittprofil eines zweiten Ausfüh

6', rungsbeispiels des Dichtungsringes im entspannter Zusiand.

F i g. 5 im Axialschnittprofil ein drittes Ausführungs beispiel des Dichtungsringes im entspannten Zustanc

Fig.6 im Axialschnittprofil ein viertes Ausführungsbeispiel des Dichtimgsringes im entspannten Zustand.

In der Fig. 1 ist im Axialschnitt ein Teil der Innenseite des äußeren Rohrelementes 1 gezeigt, in dem s die im wesentlichen trapezförmige Nut 2 ausgebildet ist. In der N"ut 2 liegt der Dichtungsring 3.

Die Sohle 4 der Ringnut 2 hat die Form eines Kreiszylindermantels, der koaxial zur inneren Oberfläche 5 des äußeren Rohrelementes 1 ist. Die in Einschubrichtung axial rückwärtige Schräge 6 der Ringnut 2 hat die Funktion einer Halteschräge. Die in Einschubrichtung des inneren Rohrelementes axial vorn liegende Schräge 7 der Ringnut 2 hat die Funktion einer Einführungsschräge. Die Einführungsschräge 7 ist wesentlich flacher ausgebildet als die Halteschräge 6. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispie! ist die Halteschräge 6 um 60° gegen die Innenfläche 5 des äußeren Rohrelementes 1 geneigt und die Einführungsschräge 7 um 30" gegen die Innenfläche 5 geneigt. Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Innen- und Außenkanten der Nut sind als saubere und scharf definierte Kanten ausgebildet. Eine solche Kantenausbildung wird sich jedoch beispielsweise dann in der Praxis nicht verwirklichen lassen, wenn das äußere Rohrelement 1 aus mineralischem Werkstoff besteht. Die Kanten der Nut werden in solchen Fällen mehr oder minder stark abgerundet sein. Dadurch wird jedoch die Funktion der Rohrverbindungsdichtung zumindest so lange nicht beeinflußt, wie die vordere Einführungsschräge 7 ausreichend flach und die rückwärtige Halteschräge 6 ausreichend steil zur inneren Oberfläche 5 des äußeren Rohrelementes 1 ausgebildet sind.

In dem in Fig. 1 gezeigten Axialschnitt trägt der Dichtungsring 3 zwei V-förmig zueinander stehende J? Ringlippen, nämlich eine stärker ausgebildete axial rückwärtige, also der Halteschräge 6 zugekehrte Dichtlippe 8 und eine schwächer ausgebildete axial vordere, also der Einführungsschräge 7 zugekehrte und dieser im wesentlichen lose anliegende Stützlippe 9. Die radial inncnliegende Ringfläche der Stützlippe 9 und die axial vorn liegende Ringfläche der Dichtlippe 8 schließen einen Winkel von 120° ein. Die radial innenliegende Ringfläche der Stützlippe 9 verläuft im wesentlichen flächenparallel und koaxial zur inneren Oberfläche 5 des äußeren Rohrelementes 1. Die Dichtlippe 8 des Dichtungsringes 3 ragt relativ steil und nur schwach in Einschubrichtung rückwärts geneigt radial in die lichte öffnung des äußeren Rohrelementes 1 hinein. Dabei ist der durch die obere Kante 12 der Dichtlippe 8 bestimmte lichte Durchmesser des Dichtungsringes 3 wesentlich kleiner, vorzugsweise um zumindest 20% kleiner, als der Außendurchmesser bzw. als der innerhalb eines Fertigungstoleranzbereiches kleinstmögliche Außendurchmesser des inneren Rohrelementes.

Dem von der Stützlippe 9 und der Dichtlippe 8 eingeschlossenen Winkel liegt der Fußbereich 10 des Dichtungsringes 3 gegenüber. In dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Fußbereich 10 eine Dichtfußringnut 11 mit asymmetrischem Profil und einer auf der Seite der Dichtlippe 8 liegenden stark gerundeten Außenrandkante 13 und einer auf der Seite der Stützlippe 9 liegenden relativ scharfkantig verlaufenden schwächeren Außenrandkante 14 auf. Durch diese Ausbildung der Randkanten 13 und 14 der Dichtfußringnut 11 wird die einer Verformung entgegengesetzte Spannung in der Dichtlippe 8 gegenüber der Spannung in der Stützlippe 9 zusätzlich zu der durch die unterschiedliche Breitenausbildung der Lippe bewirkten Spannungsdifferenz erhöht. Die Rundung der Außenrandkante 13 liegt unterhalb der zwischen der Haiteschräge 6 und der inneren Oberfläche 5 des äußeren Rohrelementes 1 gebildeten Kante. Die Außenrandkante 13 liegt entweder der Halteschräge 6 an oder unmittelbar vor dieser. Gleichzeitig liegt der vordere Rand 15 der radial innenliegenden Zylinderfläche der Stützlippe 9, wenn überhaupt, dann nur so weit über der inneren Oberfläche 5 des äußeren Rohrelementes 1. daß der Durchmesser des Dichtungsringes 3 an dieser Stelle größer als der Außendurchmesser des inneren Rohrelementes bzw. der innerhalb eines Fertigungstoleranzbereiches größtmögliche Außendurchmesser des inneren Rohrelementes ist.

Beim Herstellen der dichtenden Rohrverbindung wird das innere Rohrelement mit seinem Spitzende in der in rig.! gezeigten Darstellung von links her im wesentlichen koaxial zum äußeren Rohrelement 1 eingeschoben. Es wird dabei frei über die Stützlippe 9 geführt und setzt schließlich mit seiner Stirnseite an der axial vorderen Ringfläche der Dichtlippe 8 an. Beim weiteren Einschieben des Spitzendes des inneren Rohrelements wird die Dichtlippe 8 axial einwärts, in der in F i g. 1 gezeigten Darstellung nach rechts, verformt. Gleichzeitig setzt der Außenrand 13 der Dichtfußringnut 11 auf der Halteschräge 6 der Ringnut 2 auf und rollt bzw. gleitet an dieser abwärts bis auf die Sohle 4 der Ringnut 2. Durch die dabei im Dichtungsring 3 auftretenden Verformungsspannungen wird die Stützlippe 9 von der Einführungsschräge 7 der Ringnut 2 radial einwärts abgehoben. Diese Kippbewegung des Dichtungsringes 3 in Richtung des Einschubs des inneren Rohrelementes erfolgt dabei so lange, bis der vordere Rand 15 der Stützlippe 9 an der Außenseite des inneren Rohrelementes anliegt. Während des Kippvorganges beim Einschieben des inneren Rohrelementes wird gleichzeitig die Dichtfußringnut 11 verformt, nämlich zusammengedrückt, wodurch die Einschubkraft für das Spitzende des inneren Rohrelementes wesentlich erniedrigt werden kann, ohne daß die Spannung in den Lippen des Dichtungsringes herabgesetzt zu werden braucht.

Der spitz und weit zurückgenommen ausgebildete Außenrand 14 der Dichtfußringnut 11 in dem in Fig. 1 gezeigten Profil schwächt die Stützlippe 9 und bewirkt ihr flaches Anliegen auf der Außenseite des inneren Rohrelementes.

Die nach Abschluß dieses Vorganges erhaltene Dichtung zwischen dem äußeren Rohrelement 1 und dem inneren Rohrelement 16 ist für das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung in den F i g. 2 und 3 gezeigt, wobei in F i g. 2 der Fall gezeigt ist, daß innerhalb von Fertigungstoleranzen das innere Rohrelement den kleinstmöglichen Außendurchmesser und das äußere Rohrelement den größtmöglichen Innendurchmesser haben, daß also der Dichtspalt zwischen beiden Rohrelementen ein Maximum ist, während in F i g. 3 der entgegengesetzte Fall gezeigt ist, daß das innere Rohrelement 16 den größtmöglichen Außendurchmesser und das äußere Rohrelement 1 den kleinstmöglichen Innendurchmesser haben, so daß also der Dichtspalt zwischen beiden Rohrelementen ein Minimum ist

In dem in F i g. 2 gezeigten Fall der maximalen Breite des Dichtspaltes zwischen dem inneren Rohrelement 16 und dem äußeren Rohrelement 1 wird die Dichtwirkung

bzw. die Dichtkraft vom Dichtungsring 3 im wesentlichen durch eine Spannungsverformung zwischen der StUtzlippe 9 und der Dichtlippe 8 aufgebracht, während eine Materialverpressung in geringem Ausmaß nur im Bereich des Fußbereichs 10 erfolgt. Sowohl die Dichtlippe 8 als auch die Stützlippe 9 dichten gegen die Außenseite des inneren Rohrelementes 16, wobei die Dichtlippe 8 die Dichtung gegen den Innendruck und die Stützlippe 9 du Dichtung gegen den Außendruck bewirken. Die Dichtung gegen das äußere Rohrelement

I erfolgt im wesentlichen über den auf die Nutsohle 4 gepreßten Fußbereich 10. Zusätzlich wird eine Kantendichtung zwischen der Kante 17, die von der Halteschräge 6 und der Innenwand 5 des äußeren Rohrelementes 1 gebildet wird, und der axial rückwärtigen Flanke der Dichtlippe 8 herbeigeführt.

Bei dem in Fig.3 gezeigten Fall des kleinsten Dichtspaltes ist die durch die Formgebung des Dichtringes 3 zur Verfügung gestellte Spannungsverformung voü ausgenutzt und hut zusätzlich eine starke Materialverpressung stattgefunden. Die Stützlippe 9 und die Dichtlippe 8 liegen vollflächig an der Außenseite des inneren Rohrelementes 16 an und sind gleichzeitig zwischen dieser Fläche und der Innenfläche des äußeren Rohrelementes 1 verpreßt. Die Ringnut 2 ist dabei vollständig und bis über ihre beiden Außenränder mit dem verpreßten Dichtring 3 ausgefüllt. Dabei findet zusätzlich zu der Kantendichtung an der rückwärtigen Außenkante 17 der Ringnut 2 auch an der stufenförmig ausgebildeten Vorderkante 18 der Ringnut 2 eine Kantendichtung statt.

In den Fig.4 bis 6 sind Beispiele für die Ausbildung des Fußbereichs 10 für den Dichtungsring 3 gezeigt. Bei dem in F i g. 4 dargestellten Profil sind sowohl die an der Dichtlippe 8 liegende Randkante 13 als auch die an der Stützlippe 9 liegende Randkante 14 der Dichtfußringnut

II relativ stark und abgerundet ausgebildet. Das Profil der Dichtfußringnut 11 ist im wesentlichen symmetrisch zu den Randkanten 13 und 14 ausgebildet. Bei dieser Formgebung wird die Spreizspannung zwischen der Dichtlippe 8 und der StUtzlippe 9 und damit die Einschubkraft wesentlich vermindert, ohne daß die Spannungen in cj^-'n Lippen 8 und 9 und damit die Spannung, unter der die Dichtung am inneren Rohrelement erfolgt, merklich herabgesetzt werden. Die Spannungsasymmetrie zwischen der Dichtlippe 8 und der StUtzlippe 9 ist durch die unterschiedlich dicke Ausbildung beider Lippen eingestellt.

Das in F i g. 5 gezeigte Profil entspricht prinzipiell dem in Fig.4 gezeigten Profil und unterscheidet sich von diesem im wesentlichen darin, daß die beiden Außenrandkanten 13 und 14 der Dichtfußringnut 11 beide relativ schwach und scharfkantig ausgebildet sind. Dadurch werden auch die beim Verformen in den Lippen 8 und 9 auftretenden Spannungen durch die Ausbildung der Dichtfußringnut U herabgesetzt. Eine solche Ausbildung des Profils ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn beispielsweise aus Gründen der chemischen Beständigkeit der Dichtung die Gummimischung für den Dichtungsring 3 härter und fester eingestellt werden muß als dies aus rein mechanischen Gründen im Hinblick auf die Einschubkräfte und Verformungskräfte wünschenswert ist.

Der in Fig. 1 gezeigte Dichtungsring 3 ist gewissermaßen eine Kombination der in den F i g. 4 und 5 gezeigten Profile.

In der F i g. 6 ist schließlich ein Profil für den Dichtring 3 gezeigt, bei dem im Fußbereich 10 keine Ringnut ausgebildet ist. Der Fußbereich hat die Form

^ω eines Keilringes mit im Axialschnitt V-förmigem Profil. Ein so ausgebildeter Dichtungsring besitzt einen sehr großen Verformungswiderstand und bringt aufgrund seiner hohen Spannung außerordentlich hohe Dichtkräfte auf. Bei diesem Ring müssen jedoch gleichzeitig auch relativ hohe Einschubkräfte zum Einschieben des inneren Rohrelementes aufgebracht werden. Der mit einem Profil der in Fig. 6 ausgebildete Ring wird vorzugsweise für relativ schwere Rohrelemente mit relativ großen Durchmessern verwendet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Ringgediehtete Rohrverbindung zwischen zwei konzentrisch übereinandergreifenden Rohrelementen, insbesondere Rohrsteckverbindung, mit einem gummielastischen Dichtungsring, der zwei angeformte, im Axialschnitt V-förmig zueinander stehende Ringlippen trägt und einen FuQbereich aufweist, der dem von den beiden Ringlippen eingeschlossenen Winkel gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußbereich (10) in einer Ringnut (2) in der Innenwand (5) des äußeren Rohrelementes (1) liegt, die im Axialprofil im wesentlichen die Form eines unregelmäßigen Trapezes hat, mit einer in Einschubrichtung des inneren Rohrelementes (16) hinten liegenden steileren Halteschräge (6) und mit einer in Einschubrichtung des inneren Rohrelementes (16) vorn liegenden flacheren Einführungsschräge (7) und daß die der Halteschräge (6) zugekehrte stärkere Ringlippe (Dichtlippe 8) bei nicht eingeschobenem inneren Rohrelement (16) radial steht und dabei eine solche Länge aufweist, daß die Stirnfläche des toleranzbedingt kleinsten inneren Rohrelements (IG) auf etwa einem Drittel der Dichtlippenhöhe angreift, daß ferner die der Einführungsschräge (7) zugekehrte schwächere Ringlippe (Stützlippe 9) bei nicht eingeschobenem inneren Rohrelement (16) an dieser Einführungsschräge im wesentlichen lose anliegt, wobei die Stützlippe (9) bei nicht eingeschobenem inneren Rohff.Iement (16) nicht oder nur so weit in die lichte Weite des äußeren Rohrelements (1) hineinragt, daß ihre überstehende radiale Höhe kleiner als oder höchstens gleich dem toleranzbedingt kleinsten radialen Dichbpalt zwischen den beiden Rohrelementen (1,16) ist

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fußbereich (10) des Dichtungsringes (3) in an sich bekannter Weise eine Dichtfußringnut (11) ausgebildet ist, deren beide Außenränder (13, 14) vorzugsweise abgerundet ausgebildet sind.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützlippe (9) langer als die Dichtlippe (8) ist.

4. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsschräge (7) der Ringnut (2) einen Winkel von kleiner oder gleich 30° und die Halteschräge (6) einen Winkel von größer oder gleich 60° gegen die Innenwand (5) des äußeren Rohrelementes (1) bilden.