DE3543834A1 - Klemmdichtung fuer muffenrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmdichtung für Muffenrohre, insbes. für Steinzeug- und Betonrohre, bestehend aus einem elastischen Dichtring und aus einem weitgehend biegesteifen Haltering, wobei der Haltering an seinem, zum Muffenspiegel zu liegenden axialen Endbereich eine von ihm ausgehende, nach radial-axial schräg außen zur Muffenöffnung hin verlaufende, sektoral bewegliche Klemmzunge aufweist, vor bzw. an deren radialen Außenseite eine, mit einer Randverstärkung versehene und von der radialen Außenseite des Dichtringes ausgehende elastische Ringlippe angeordnet ist.

Eine Klemmdichtung der gattungsbildenden Art ist bereits in der DE-OS 27 06 754 vorgeschlagen worden. Die radial innere Abdichtung dieser, aus einem elastischen Dichtungsring und einem weitgehend biegesteifen Haltering bestehenden Klemmdichtung zu dem in die Muffe eingefahrenen Spitzende erfolgt hierbei mittels einer Dichtlippe und einer Stützlippe, welche von der radialen Innenseite des Dichtringes ausgehen. Über einen, als axiale Versteifungseinlage wirkenden, radial außen liegenden Schenkel des im Axialschnitt V-förmig ausgebildeten Halteringes wird der Dichtungsring mittels seiner Haltelippe und einer, an deren Ende befindlichen Klemmwulst am Anschlag der an der Innenwand der Muffe angebrachten Ringnut eingespannt. Die radial auswärts gerichtete Spannungskomponente des federelastischen Schenkels des Halteringes dient lediglich dem Zweck, die als Anschlag wirkende Klemmwulst an der axial außen liegenden Kante der Haltelippe in radialer Richtung in die Ringnut zu zwingen, wodurch ein Herausziehen oder Herausreißen des Dichtungsringes aus der Muffe verhindert wird. Die den Dichtungsring in der Muffe haltenden Kräfte sind somit axial einwärts wirkende Versteifungs- bzw. Blockierungskräfte. Der Haltelippe kommt dabei praktisch keine, nach radial außen zur Muffeninnenwand gerichtete Dichtwirkung zu. Die eigentliche und bei Überdruck in oder außerhalb der Rohrleitung ausschließlich wirksame Dichtung zwischen Dichtungsring und Innenwand der Muffe erfolgt über den radial außen liegenden Fußpunkt bzw. über die beiden Fußpunkt-Dichtlippen des Dichtungsringes. Auf Grund entsprechender Versuche und Erfahrungen ist in Fachkreisen bekannt, daß die scherlastsichere Abdichtung einer Muffenrohrverbindung, deren Muffenspaltweite größere radiale Toleranzen - wie z. B. bei Steinzeugrohren - aufweisen darf, nicht allein über, an einem Dichtungsring angeordnete Dichtlippen möglich ist. Zu einer solchen scherlastsicheren Abdichtung wäre es erforderlich, die Dichtlippen und/oder den Dichtungsring beim Vorhandensein großer und größter Muffenspaltweiten radial sehr stark auszubilden, wodurch bei der Abdichtung kleiner und kleinster zulässiger Muffenspaltweiten die bei der Montage des Spitzendes des nächsten Rohres zulässige Einschubkraft weit überschritten und ein Montieren der Muffenrohre mit baustellenüblichen Mitteln nicht mehr möglich wäre. Um den Dichtungsring zwecks Herabsetzung der beim Montieren der Rohre aufzuwendenden Einschubkräfte auf bzw. unter die dafür zulässigen Höchstwerte verkleinern zu können, ist es zum Erreichen einer sicheren Abdichtung zwischen Dichtungsring und Innenwand der Muffe erforderlich, den Dichtungsring mittels eines festen Klebstoffes, vorzugsweise auf mehrkomponentiger Kunstharzbasis (z. B. Epoxydharz) oder mittels einer Vergußmassenhinterfüllung zur Muffeninnenwand hin abzudichten. Bei einer derartigen kostenaufwendigen Abdichtung kann jedoch die zusätzliche Verwendung eines V-förmigen Halteringes, einer Haltelippe und einer Klemmwulst entfallen, denn die erforderliche Befestigungsfunktion für den Dichtungsring wird dabei von der Klebung bzw. von der Vergußmassenhinterfüllung bereits restlos erfüllt (vergl. geklebte Steckmuffen L bei Steinzeugrohren DN 100-200 der Firmen KERAMO/Hasselt, Keramikrohr-Vertriebs-GmbH., Düsseldorf, Lentzen & Wörner GmbH., Düsseldorf, sowie Steckmuffen L mit Vergußmassenhinterfüllung bei Steinzeugrohren DN 100-200 sämtlicher deutscher Steinzeugröhrenwerke, deren Röhrenvertrieb durch die Steinzeug-Ges.m.b.H. in Köln erfolgt). Unter diesen Umständen ergeben sich keine funktionelle Notwendigkeit und keine kostenmäßig durchsetzbare Möglichkeit mehr, die in der DE-OS 27 06 754 enthaltenen Vorschläge in der Praxis zu realisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demontagesicher vormontierbare und scherlastsicher abdichtbare Muffenrohrdichtung zu schaffen, die sich auch für die Verwendung bei Rohren, deren Muffenspaltweite größere radiale Toleranzen aufweisen darf, eignet, ohne daß es dazu noch der zusätzlichen Anwendung eines Klebstoffes oder einer Vergußmassenhinterfüllung bedarf.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Randverstärkung der Ringlippe so weit von dem sektoral beweglichen Ende der Klemmzunge entfernt ist, daß diese Randverstärkung bei der Vormontage der Klemmdichtung an der Muffe des einen Rohres unter elastischer Dehnung der Ringlippe axial ganz oder teilweise über das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge - und dabei hinter dieses Ende radial einschwenkend oder einrastend - hinausgedrückt wird dergestalt, daß die Klemmzunge von der, nach der Vormontage der Klemmdichtung permanent unter Zugspannung stehende Ringlippe in Richtung nach radial außen vom Axialteil des Halteringes elastisch weggezogen und das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge - mittelbar über die Randverstärkung der Ringlippe - an die Innenwand der Muffe abdichtend angepreßt wird.

Bei der Vormontage der Klemmdichtung an der Muffe des einen Rohres stößt die Randverstärkung der Ringlippe zunächst im Bereich der Muffeninnenkante an die Stirnwand der Muffe an und wird von dieser unter axialer Dehnung der Ringlippe so lange festgehalten, bis das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge an der Randverstärkung der Ringlippe vorüber geglitten ist. Beim weiteren Einfahren der Klemmdichtung in die Muffe schwenkt die Randverstärkung über das Ende der Klemmzunge nach radial innen zu hinweg. Da die Randverstärkung der Ringlippe gleichzeitig nach radial außen zu von der Innenwand der Muffe seitlich abgestützt wird, kann sich die Randverstärkung nun nicht mehr an der Klemmzunge vorbei in ihre Ausgangslage zurückziehen, sondern sie bleibt hinter dem Ende der sektoral beweglichen Klemmzunge eingeschwenkt bzw. eingerastet. Die axiale Dehnung der Ringlippe bleibt daher erhalten. Aus dieser axialen Dehnung der Ringlippe resultiert eine über deren Randverstärkung auf die Klemmzunge wirkende radiale Kraftkomponente, welche die sektoral bewegliche Klemmzunge vom Axialteil des Halteringes nach radial außen wegzieht. Der dadurch von der Randverstärkung der Ringlippe auf die Innenwand der Muffe ausgehende starke radiale Anpreßdruck bewirkt die sichere Abdichtung zwischen dem Dichtring und der Innenwand der Muffe, und zwar auch dann, wenn der radiale Innendurchmesser der Muffe große und größte zulässige Plustoleranzen aufweist. In diesem Falle wird das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge nur einige Millimeter weiter nach radial außen vom Axialteil des Halteringes weggezogen. In jedem Falle sind die axiale Länge und die radiale Stärke der Ringlippe so bemessen, daß die Zugspannung der Ringlippe nach der erfolgten Vormontage der Klemmdichtung auch beim Vorhandensein großer und größter zulässiger Muffenspaltweiten und bei der Einwirkung von definierten Scherkräften für eine dauerhaft sichere Abdichtung der Klemmdichtung an der Innenwand der Muffe zuverlässig ausreicht. Bei relativ geringen Muffenspalttoleranzen, wie sie z. B. bei Betonrohren DN 100-200 üblicherweise anzutreffen sind, genügt in der Regel der von der Randverstärkung der elastisch gedehnten Ringlippe auf die Innenwand der Muffe ausgeübte radiale Anpreßdruck, um eine durch Kraftschluß bewirkte demontagesichere Befestigung der vormontierten Klemmdichtung in der Muffe des einen Rohres zu erzielen. Die dafür bei anderen bekannten Steckmuffenausführungen erforderliche Verwendung eines Klebstoffes oder einer Vergußmassenhinterfüllung kann dadurch entfallen.

Bei Rohren, die an ihren Muffeninnendurchmessern relativ groß radiale Plustoleranzen aufweisen dürfen, läßt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung die Demontagesicherheit dadurch gewährleisten, indem die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 2 zur Anwendung kommen.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann der von der Innenwand der Muffe nach innen zu abstehende Vorsprung ohne nachhaltige Schwächung der Muffenwand in der Weise ausgebildet sein, indem die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 3 angewendet werden.

Um den mit schwierig entformbaren Hinterschneidungen versehenen Haltering auf einfache Weise fertigen zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 4 vor.

Da man in den westlichen Industriestaaten immer mehr dazu übergeht, aus Gründen der Vermeidung von baustellenseitigen Dimensionierungs- und Vormontagefehlern die Muffenrohrdichtungen bereits werksseitig paßgenau vormontieren zu lassen, gewinnt diese Art der Befestigung von Dichtungen an den Muffen erdverlegter Rohre zunehmend an Bedeutung. Bei Steinzeugrohren sind in der Bundesrepublik Deutschland künftig nur noch derart vormontierte und außerdem demontagesichere Steckmuffen zur Verwendung zugelassen. Beton- und Kunststoffrohre dürften in absehbarer Zeit folgen. Die erfindungsgemäße Klemmdichtung vermag auf einfache Weise diesem neuesten technischen Trend zu entsprechen und die z. T. sehr scharfen Prüfbestimmungen zu erfüllen.

An Hand der in der Zeichnung enthaltenen Ausführungsbeispiele wird die Entwicklung näher erklärt. Es zeigen im ausschnittsweisen Axialschnitt bzw. im radialen Querschnitt:

Fig. 1 die Klemmdichtung vor ihrer Vormontage in der Muffe eines Rohres;

Fig. 2 und Fig. 3 die in der Muffe eines Rohres vormontierte Klemmdichtung;

Fig. 4 einen aus Kunststoff nach dem Spritzgießverfahren hergestellten Haltering einer Klemmdichtung;

Fig. 5 die Draufsicht auf den radialen Querschnitt eines solchen Halteringes.

Die in Fig. 1 dargestellte Klemmdichtung besteht aus einem elastischen Dichtring 1 und aus einem weitgehend biegesteifen Haltering 2, von dessen zum späteren Muffenspiegel zu liegenden axialen Endbereich 3 eine, nach radial- axial schräg außen verlaufende, sektoral bewegliche Klemmzunge 4 ausgeht. Der Dichtring 1 besitzt an seiner radialen Innenseite eine Dichtlippe 5, welche nach der Montage des Spitzendes des nächsten Rohres an dessen Außenwand abdichtend angepreßt ist. An der radialen Außenseite des Dichtringes 1 ist eine elastische Ringlippe 6 angeordnet, deren äußeres Ende mit einer Randverstärkung 7 abschließt. Das äußere Ende der randverstärkten Ringlippe 6 liegt ungefähr auf gleicher axialer Höhe wie das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge 4. Ein vom axial äußeren Ende des Axialteils 8 des Halterings 2 ausgehender, radial verlaufender Flanschteil 9 dient als axiale Einschubbegrenzung bei der Vormontage der Klemmdichtung.

Fig. 2 zeigt die in der Muffe 10 eines Rohres vormontierte Klemmdichtung. Der Muffeninnendurchmesser dieses Rohres weist die größte zulässige bzw. vorkommende Minustoleranz auf. Die Randverstärkung 7 der permanent unter Zugspannung stehenden Ringlippe 6 wurde bei der Vormontage der Klemmdichtung teilweise über das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge 4 hinausgedrückt, wobei die Randverstärkung 7 gleichzeitig hinter den, im Bereich der Muffenöffnung 11 liegenden, von der Innenwand 12 der Muffe 10 her radial nach innen zu abstehenden Vorsprung 13 eingerastet ist. Die sektoral bewegliche Klemmzunge 4 wird von der verformten Randverstärkung 7 der Ringlippe 6 fest an den Axialteil 8 des Halteringes 2 angedrückt.

Die in Fig. 3 dargestellte Klemmdichtung befindet sich in ihrer Vormontagelage in der Muffe 10 eines Rohres, deren Muffeninnendurchmesser die größte zulässige Plustoleranz aufweist. Die dadurch bedingte, im Vergleich zu Fig. 2 vergrößerte radiale Muffenspaltweise führt dazu, daß die über das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge 4 hinausgedrückte Randverstärkung 7 der unter permanenter Zugspannung stehenden Ringlippe 6 die Klemmzunge 4 vom Axialteil 8 des Halteringes 2 so weit wegzieht, bis die Randverstärkung 7 hinter den, von der Innenwand 12 der Muffe 10 radial nach innen zu abstehenden Vorsprung 13 abdichtend eingerastet ist. Die zum Vorsprung 13 herangeschwenkte Klemmzunge 4 wirkt dabei als axiale Versteifung der Ringlippe 6, wodurch in Verbindung mit der Einrastung der Randverstärkung 7 hinter den Vorsprung 13 auch beim Vorhandensein größter zulässiger bzw. vorkommender Muffenspaltweiten ein Herausreißen der vormontierten Klemmdichtung aus der Muffe 10 zuverlässig verhindert wird.

Der in Fig. 4 dargestellte Haltering 2 besitzt eine, nach dem Entfernen aus einem Spritzgießwerkzeug vom Axialteil 8 des Halteringes 2 annähernd nach radial außen abstehende Klemmzunge 4. Bei dieser Art der Anbringung der Klemmzunge 4 am Haltering 2 läßt sich am Axialteil 8 ein funktionswichtiger Flanschteil 9 anordnen, ohne daß es dadurch beim Entformen der Klemmzunge 4 zu einer Blockierung des Spritzgießwerkzeuges kommt. Dabei wird der Haltering 2 zweckmäßigerweise aus einem weitgehend biegesteifen, jedoch auch etwas federelastischen Kunststoff - vorzugsweise aus Polyamid, federelastischem Polyester, Acetal oder dergl. - hergestellt. Ein derartige Eigenschaften aufweisendes Kunststoffmaterial schafft die Möglichkeit, die sektoral bewegliche Klemmzunge 4 beim Zusammensetzen der Klemmdichtung über die dabei von der Randverstärkung der Ringlippe ausgehende radiale Zugspannung näher an den Axialteil 8 des Halteringes 2 heranzuschwenken bzw. -biegen, ohne daß dadurch an der Verbindungsstelle zwischen Klemmzunge 4 und Axialteil 8 des Halteringes 2 qualitätsmindernde Bruchstellen im Kunststoffmaterial entstehen.

Den Haltering 2 zeigt im radialen Querschnitt Fig. 5, wobei der Schnitt durch die Mitte des Axialteils 8 des Halteringes 2 geht und eine Draufsicht auf die, vom Haltering 2 radial abstehende Klemmzunge 4 ermöglicht. Da sich der Umfang des sektoral beweglichen Endes der Klemmzunge 4 bei deren späteren Heranschwenken an den Axialteil 8 des Halteteils 2 entsprechend verkleinert, ist es zur Verhinderung des Entstehens einer funktionsstörenden Wellenbildung an der Klemmzunge 4 erforderlich, auf dem Umfang der Klemmzunge 4 rundum einige, im gleichen Abstand voneinander liegende Einschnitte 14 oder keilförmige Ausschnitte 15 anzuordnen. Die Summe der tangentiellen Breiten dieser Einschnitte 14 bzw. Ausschnitte 15 wird dabei z. B. so gewählt und bemessen, daß der radiale Außenumfang der Klemmzunge 4 nach der Vormontage der Klemmdichtung an einer, den größten zulässigen Innendurchmesser aufweisenden Muffe einen geschlossenen Kreis bildet. Die sich sodann bei engeren Muffeninnendurchmessern durch das noch nähere Heranschwenken der Klemmzunge 4 an den Axialteil 8 des Halteteils 2 ergebenden Überlappungen der Teilabschnitte der Klemmzunge 4 würden zu funktionsbeeinträchtigenden Wandverdoppelungen der Klemmzunge 4 im Bereich der vorherigen Einschnitte 14 bzw. Ausschnitte 15 führen. Diese Wandverdoppelungen lassen sich dadurch vermeiden, indem die Wandstärke der Klemmzunge 4 im Überlappungsbereich auf die Hälfte der übrigen Wandstärke der Klemmzunge 4 reduziert wird.

Claims (4)

1. Klemmdichtung für Muffenrohre, insbes. für Steinzeug- und Betonrohre, bestehend aus einem elastischen Dichtring und aus einem weitgehend biegesteifen Haltering, wobei der Haltering an seinem, zum Muffenspiegel zu liegenden axialen Endbereich eine von ihm ausgehende, nach radialaxial schräg außen zur Muffenöffnung hin verlaufende, sektoral bewegliche Klemmzunge aufweist, vor bzw. an deren radialen Außenseite eine, mit einer Randverstärkung versehene und von der radialen Außenseite des Dichtringes ausgehende elastische Ringlippe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Randverstärkung (7) der Ringlippe (6) so weit von dem sektoral beweglichen Ende der Klemmzunge (4) entfernt ist, daß diese Randverstärkung (7) bei der Vormontage der Klemmdichtung an der Muffe (10) des einen Rohres unter elastischer Dehnung der Ringlippe (6) axial ganz oder teilweise über das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge (4) - und dabei hinter dieses Ende radial einschwenkend oder einrastend - hinausgedrückt wird dergestalt, daß die Klemmzunge (4) von der, nach der Vormontage der Klemmdichtung permanent unter Zugspannung stehenden Ringlippe (6) in Richtung nach radial außen vom Axialteil (8) des Halterings (2) elastisch weggezogen und das sektoral bewegliche Ende der Klemmzunge (4) - mittelbar über die Randverstärkung (7) der Ringlippe (6) - an die Innenwand (12) der Muffe (10) abdichtend angepreßt wird.

2. Klemmdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randverstärkung (7) der Ringlippe (6) nach der Vormontage der Klemmdichtung hinter einen, im Bereich der Muffenöffnung (11) liegenden, von der Innenwand (12) der Muffe (10) her radial nach innen zu abstehenden Vorsprung (13) eingerastet ist.

3. Klemmdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (13), hinter den die Randverstärkung (7) der Ringlippe (6) nach der Vormontage der Klemmdichtung eingerastet ist, zu einer an sich bekannten, an der Innenwand (12) der Muffe (10) angebrachten ein- oder mehrspurigen Rillierung gehört.

4. Klemmdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sektoral bewegliche Klemmzunge (4) während der Fertigung des Halteringes (2) in annhähernd radialer Richtung vom Axialteil (8) des Halteringes (2) absteht, wobei die Klemmzunge (4) mehrere Einschnitte (14) und/oder keilförmige Ausschnitte (15) aufweist, und daß die Klemmzunge (4) nach dem Zusammenfügen von Dichtring (1) und Haltering (2) zu einer Klemmdichtung näher an den Axialteil (8) des Halteringes (2) herangebogen ist.