DE2538278B2 - Form- und Dichtungsring für eine Rohrmuffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Form- und Dichtungsring aus elastischem Werkstoff, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, beispielsweise aus der US-PS 3 776682 bekannt und nachstehend kurz als »Ring« bezeichnet ist.

Um nach dem Formen der Rohrmuffe seine Dichlungsfunktiongegenübereinem in die Rohrmuffe eingeschobenen Rohrendt erfüllen zu können, muß der Ring während des Formvorganges mit radial nach innen gerichteter elastischer Vorspannung auf den zylindrischen Dorn aufgesetzt werden. Dadurch wild der Ring radial aufgeweitet mit der Folge, daß beim anschließenden Fonnvorgang insbesondere eine nur dünnwandige Rohrmuffe durch den Ring zu weit aufgeweitet wird, so daß nach der !Einführung eines Rohrendes in die Rohrmuffe keine ausreichende Dichtwirkung mehr gewährleistet wird. Außerdem macht sich die mangelnde Formstabilität des lediglich aus elastischem Werkstoff bestehenden Ringes bei der Formung von Rohrmuffen unterschiedlicher Wandstärke und möglicherweise auch unterschiedlichen Erwärmungsgrades insoweit nachteilig bemerkbar, als nicht mit hinreichender Präzision immer eine gleichbleibende Muffenform gewährleistet wird.

Um die Auswirkungen der fehlenden Formstabilität eines lediglich aus elastischem Werkstoff bestehendes Ringes während des Formvorganges weitgehend zu eliminieren, ist es weiterhin bereits aus der DE-OS 2316861 bekannt, den Ring nicht nur axial entgegen der Aufschieberichtung durch einen Stützring auf dem zylindrischen Dorn abzustützen, sondern zusätzlich auf der anderen Seite des Ringes einen nach Art einer Auflauframpe wirksamen Aufweitring vorzusetzen, der weitgehend die Funktion des Aufweitens des Innendurchmessers der Rohrmuffe auf den Außendurchmesser des Dichtungsringes erfüllen soll.

Der Aufweitring, der in der RegeJ nach der Formgebung in der Rohrmuffe verbleibt, hat zunächst den Nachteil, daß er die Baulänge der Rohrmuffe wesentlieh vergrößert. Außerdem kann der Aufweitring die nachteiligen Wirkungen nicht beseitigen, die dadurch entstehen, daß der Ring beim Aufsetzen auf den zylindrischen Dorn radial aufgeweitet wird. Dies bedeute, daß der Ring mit seinem Außenunifang radial über den Aufweitring hinaussteht. Beim Formen dünnwandiger Rohrmuffen unter relativ hoher Erhitzung wird die Rohrmuffe folglich in radialer Richtung über das Sollmaß hinaus aufgeweitet. Die Folge ist, daß nach dem Erkalten eine relativ niedrige, in Richtung auf die Rohrachse wirksame Vorspannung vom Rohr auf den Ring ausgeübt wird. Es entsteht dann nach dem Abziehen des Domes leicht ein Ring-Luftspalt zwischen dem Außenumfang des Ringes und der Rohrmuffe, durch den die Dichtwirkung erheblich beeinträchtigt wird. Ist hingegen die Rohrmuffe verhältnismäßig dickwandig und zudem relativ wenig aufgeheizt, so wird während des Formvorganges ein relativ beachtlicher, radial nach innen gerichteter Druck von der Rohrmuffe auf den Ring ausgeübt mit der Folge, daß dieser eine Defomierung erfährt. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß oftmals zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit der Innenoberfläche des Ringes an den Umfang des einzuschiebenden Rohres der Ring auf seiner Innenseite mit einer leicht deformierbaren Dichtlippe, d. h. einem Innenringbereich mit geringer Werkstoff a nhäufung und entsprechend leichter Deformierbarkeit versehen wird. Zur Vermeidung dieser Deformationsgefuhr unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der späteren Dichtfähigkeit des Ringes ist daher gemäß DE-OS 2 316861 auch vorgesehen, von der zylindrischen Form des Doms im Formringbereich abzugehen und dort eine ringförmige Ausnehmung im Dorn für die Einlage der Dichtlippe vorzusehen, was allerdings die Stabilität des Ringes am Dom wegen geringer Vorspannung und folglich schlechten Sitzes negativ beeinflußt.

Durch Verwendung axialer Stützringe od. dgl. wird der Ring gegen die Aufschubkräfte des heißen Rohres abgestützt, was die maschinelle Herstellung aul'wendiger und teurer macht.

Weiterhin hat der Aul'weitring den Nachteil, daß sich seine dem aufzuweitenden Rohrende zugewandte Seitenkante in der Praxis nicht mit Sicherheit so eng

an den Umfang des zylindrischen Domes anschmiegen kann, daß das aufzuweitende Rohrende nicht gegen diese Seitenkante gegenläuft und sich dort staucht, statt auf den rampenartigen Umfang des Aufweitringes aufzulaufen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, den Ring so auszubilden, daß er in seiner Form und Lage so stabilisiert wira, daß ein zusätzlicher Aufweitring für die Formung der Rohrmuffe nicht benötigt wird und daß eine gute Dichtfähigkeit gegenüber dem in die Rohrmuffe einzuschiebenden Rohrende erhalten bleibt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch das Kennzeichnungsmerkmal 3 wird ein Aufweiten des Ringes beim Aufschieben auf den Dorn verhindert. Durch das Kennzeichnungsmerkmal 4 wird gewährleistet, daß sich ein wesentlicher Teil des elastischen Ringwerkstoffes auf der Innenseite der Versteifungseinlage befindet.

Durch das Merkmal des Anspruches 2 wird die Versteifungseinlage unmittelbar zur formung der Rohrmuffe herangezogen. Durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 3 übernimmt die Versteifungseinlage wenigstens teilweise die Aufweitfunktion, zu der bei dem Stand der Technik gemäß US-PS 3807027 der gesonderte Aufweitring erforderlich ist.

Gemäß dem Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 4 wird der elastische Ringwerkstoff durch die Versteifungsanlage insbesondere in denjenigen Bereichen gewissermaßen abgeschirmt, die bei der Formung der Rohrmuffe besonders hohen, nach innen gerichteten Radialdrücken ausgesetzt sind.

Das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 5 verhindert im späteren Betrieb der Rohrmuffen einen Druckaufbau zwischen Versteifungseinlage und Muffe. Dadurch werden die im Ringbereich gedehnten und damit in ihrer Wandstärke reduzierten Rohrwände bei hohem Rohrinnendruck entlastet. Die Dichtung selbst erfolgt durch Anpressung der Anlaufkante des Dichtringes gegen die Muffe durch das Druckmedium zwischen Ring und Einschubende des anderen Rohres wird die Dichtung durch Kompression seitens des Rohres erzeugt. Die Versteifungseinlage nimmt zugleich den seitens des Druckmediums gegen das Einschubende wirksamen Kompressionsdruck auf.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen Rohrstoß mit einliegendem, erfindungsgemiiß ausgestaltetem Dichtungsring zwischen der Muffe des einen und dem Einschubende des anderen Rohres,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch den Dorn mit aufgesetztem und entgegen der Aufschubrichtimg des aufzuweitenden Rohrendes abgestütztem Ring gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt analog Fig. 2 mit einer modifizierten Ausführungsform des Ringes,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Ring gemäß Fig. 3 in nicht auf den Dorn aufgeschobenem Zustand, in welchem eine Dichtlippe einwärts gerichtet ist,

Fig. 5 einen Teilschnitt analog Fig. 2 und 3 mit einer weiteren modifizierten Ausführungsforni eines erfindungsgemäß ausgebildeten Ringes,

FiU. 6 einen Teilschnitt durch eine weitere modifizierte Ausführungiform eines Ringes,

Fig. 7 einen Schnitt entsprechend der Linie VlI-VII in Fig. 6,

Fig. 8 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 1 durch einen Rührverbindungsstoß mit in der Rohrmuffe einliegendem Dichtungsring gemäß Fig. 6 und 7.

Der insgesamt mit 3 bezeichnete Rohrverbindungsstoß zwischen der Rohrmuffe 1 eines ersten Rohres und dem Einschubende 2 eines zweiten Rohres enthält den Form- und Dichtungsring 4, der nachstehend kurz als »Ring« 4 bezeichnet ist. Die Rohrmuffe 1 wird dadurch geformt, daß das Ende des ersten Rohres 5 in durch Hitzeeinfluß plastifiziertem Zustand in Pfeilrichtung 6 auf einen zylindrischen Dorn 7 und über den auf den Dorn 7 aufsetzenden Ring 4 hinübergeschoben wird und sich mit seinem Ende in die Zylinderfläche 9 des den Ring 4 in Axiairichtung gegen die Pfeilrichtung 6 abstützenden Abstützring 8 einlegt. Danach wird der Abstützring 8 in Pfeilrichtung 6 aus seiner Anlage am Ring 4 zurückgezogen. Gleichzeitig wird an die Radialöffnungen 10.

11 des Domes 7 Unterdruck angelegt mit der Folge, daß sich das noch in plastifiziertem Zustand befindliche Ende des ersten Rohres 5 urn die Außenoberfläche des Ringes 4 herum und gegen die Oberfläche des Domes 7 anschmiegt und dadurch das Ende des ersten Rohres 5 zur Rohrmuffe 1 ausformt. Der Ring 4 verbleibt nach Abschluß des Formvorganges als Dichtungsring in der Rohrmuffe 3. Dieses Verfahren ist in seinen einzelnen Schritten ir. US-PS 3 776682 beschrieben.

In den Ring 4 ist eine ringförmige, etwa zur Ringachse konzentrisch verlaufende Versteifungseinlage

12 eingebettet. Die Versteifungseinlage ist im Querschnitt bandförmig ausgebildet. Das Ringband bildet die Umfangsfläche eines Kegelabschnittes. Der minimale Innendurchmesser 13 der Versteifungseinlage 12 ist um das doppelte Abstandsmaß 14 größer als der Außendurchmesser 15 des Dorns 7. Der Ringwerkstoff 16 steht über den gesamten Umfang nach innen über die Versteifungseinlage 12 vor, derart, daß mindestens ein radial nach innen vorstehender Bereich 17 des Ringes 4 bis zum Außendurchmesser 15 des Dorns 7 reicht.

Die Versteifungseinlage 12 liegt mit ihrer Außenoberfläche 18 als Teil der Außenoberfläche des Ringes 4 mindestens teilweise frei. Die Außenoberfläche 18 bildet bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1-4 und 6-8 mindestens einen Teil der beim Formvorgang dem aufzuweitenden Ende des Rohres 5 zugewandte, der Vorschubrichtung 6 entgegenstehende Flanke des Ringes 4. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 erstreckt sich die Versteifungseinlage 12 bzw. deren Außenoberfläche 18 bis in den Bereich des Außendurchmessers 15 des Dorns 7. Dadurch läuft beim Aufschieben das erhitzte und plastifizierte Ende des ersten Rohres 5 unmittelbar im Bereich der ihm zugewandten vorderen Spitze 19 auf die Versteifungseinlage 12 auf. Der Bereich 17 des Ringwerkstoffes 16 ist bei dem Ring 4 gemäß Fig. 3 und 4 als radial nach innen vorstehende Dichtlippe 20 ausgebildet.

Bei der Ausführungsforni gemäß Fig. 5 ist die Versteifungseinlage 12 ein Ring mit kreisförmigem Querschnitt, welcher an die der Aufschubflanke 21 di-·s Ringes 4 ahgewandtc Flanke 22 angeformt ist. Bei dieser Ausführungsform stützt sieh der Ring 4 über die Versleil ungsanlnue 12 an dem Abstiitzring 8 ab.

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Beider Ausführungsform gemäß Fig. 6-8 erstreckt Die Aulienoberfläche 18 der Versteifungseinlage sich die Außenoberfläche 18 der Versteifungseinlage ist mit etwa in Axialrichtung verlaufenden Kanälen 12 bogenartig von der beim Form Vorgang dem aufzu- 23 oder Unebenheiten versehen, wodurch sich in dieweitenden Ende des Rohres 5 zugewandten Auf- scm Bereich kein vom Druckmedium im Rohr herschubflanke 21 bis zur dem aufzuweitenden Rohrende '< rührender Druck aufbauen kann,
abgewandten Ringflanke 22. Die Versteifungseinlage Die Verstcifungseinlage 12 besteht aus metalli-12 schirmt also gewissermaßen bogenartig den Ring- sch em Werkstoff, insbesondere Stahl, oder aus Kunstwerkstoff 16 nach außen ab. steif.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Form- und Dichtungsring aus elastischem Werkstoff für eine durch Aufschieben unter Hitzeeinfluß zu formende Rohrmuffe eines aus thermoplastischem Werkstoff bestehenden Rohres, wobei

1. der Ring zum Formen der Muffe auf einen zylindrischen Dorn aufsetzbar ist,

2. der Ring nach Abschluß des Formvorganges als Dichtungsring in der Rohrmuffe verbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß

3. in den Ring (4) eine ringförmige, etwa zur Ringachse konzentrisch verlaufende Versteifungseinlage (12) eingebettet ist und

4. der Ringwerkstoff (16) über den gesamten Umfang nach innen über die Versteifungseia'age (12) und mit mindestens einem radial nach innen vorstehenden Bereich (17) bis in den Bereich des Dornaußendurchmessers (15) vorsteht.

2. Ring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche (18) der Versteifungseinlage (12) mindestens teilweise als Teil der Außenoberfläche des Ringes (4) freiliegt.

3. Ring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberflache (18) der Versteifungseinlage (12) mindestens einen Teil der beim Formvorgang dem aufzuweitenden Rohrende zugewandten Ringflanke (Aufschubf'lankc 21) bildet.

4. Ring nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Außenoberfläche (18) bogenartig von der Aufschubflanke (21) bis zur anderen Ringflanke (22) erstreckt.

5. Ring nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche (18) der Versteifungseinlage (12) mit etwa in Axialrichtung verlaufenden Kanälen (23) oder Unebenheiten versehen ist.

6. Ring nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungseinlage (12) aus metallischem Werkstoff, insbesondere aus Stahl, oder Kunststoff besteht.