DE3621870A1

DE3621870A1 - Rohrverbindung

Info

Publication number: DE3621870A1
Application number: DE19863621870
Authority: DE
Inventors: Robert James Pritchatt
Original assignee: Naylor Bros Clayware Ltd
Current assignee: Naylor Bros Clayware Ltd
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1987-01-08
Also published as: GB8516613D0; US4834428A; BE905020A

Description

Die Erfindung betrifft eine hülsenartige Rohrverbindung, insbesondere zum Verbinden von Abwasserrohren und Zwischen stücken aus Steinzeug.

Beim endseitigen Verbinden von Steinzeug-Abwasserrohren ist es wichtig, daß diese wasserdicht miteinander verbunden sind. Demzufolge ist es üblich, eine flexible mechanische Verbindung mit einer Hülse zu verwenden, in deren gegenüberliegende Enden ringförmige elastische Dichtungen eingesetzt sind, welche die Enden der Steinzeugrohre umschließen und auf diesen eine wasserdichte, flexible mechanische Verbindung bilden können. Die ringförmigen elastischen Dichtungen können in hinter schnittenen Nuten der Hülse angeordnet werden, wobei die hinter schnittenen Nuten von ringförmigen Endkappen gebildet werden, die durch Einrasten mit der Hülse verbunden sind. Aufgrund der Tatsache, daß ein Ende eines Rohres scharfe Kanten aufweisen kann, insbesondere, wenn es an der Bau stelle auf die richtige Länge abgeschnitten wird, stellt es ein Problem dar, das die eingesetzten ringförmigen Dichtungen manchmal aus ihren Sitzflächen herausgedrückt werden, wenn ein solches Rohr in die Hülse eingesetzt wird, mit dem Ergebnis, daß die Rohrleitung undicht wird. Dies kann bedeuten, daß die betreffende Verbindung die für den jeweiligen Anwendungsfall erforderlichen Zu lassungsprüfungen nicht erfüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung zu schaffen, bei der dieser Nachteil nicht auftritt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Ver fahren zur Herstellung einer Rohrverbindung geschaffen, bei dem ein ringförmiger Dichtring aus einem querver bundenen (vulkanisierten) elastomeren Material geformt und der vorgeformte Dichtring sodann in einer Spritz gußform angeordnet und ein thermoplastisches Hülsen element derart gegossen wird, daß ein radial innerer Rohrberührungsbereich des vorgeformten Dichtrings radial innerhalb des Hülsenelementes angeordnet ist und ein Wurzelbereich des vorgeformten Dichtringes in das thermoplastische Material des Hülsenelementes eingebettet ist, wobei das querverbundene elastomere Material, aus dem der vorgeformte Dichtring hergestellt ist, ein sol ches ist, das mit dem besonderen thermoplastischen Ma terial der Hülse verträglich ist, und wobei der vorge formte Dichtring in einer solchen Position in der Spritzgußform angeordnet wird, daß beim Einspritzen des geschmolzenen thermoplastischen Materials in die Form das geschmolzene Material eine freiliegende Fläche des Wurzelbereichs des vorgeformten Dichtrings abspült und abscheuert, so daß der Wurzelbereich mit einer chemischen oder physikalischen Klebewirkung mit dem Material der Hülse zuverlässig verklebt wird. Der Dichtring kann an seiner radial äußeren Randkante mit einem verhältnis mäßig dicken Bereich ausgebildet sein.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Rohrverbindung geschaffen, bestehend aus einem gegossenen, thermoplastischen Hülsenelement, das zu mindest an einem Ende einen Bereich aufweist, in den ein Wurzelbereich eines unverlierbaren ringförmigen Dicht rings aus einem querverbundenen elastomeren Material eingegossen ist, wobei der Wurzelbereich mit einem Rohrberührungsbereich des Rings verbunden ist, wobei die Anordnung derart ist, daß der Wurzelbereich des Dichtringes mit dem thermoplastischen Material der Hülse fest verklebt ist, wogegen der Rohrberührungs bereich des Ringes mit dem thermoplastischen Material der Hülse nicht verklebt ist, sondern lediglich an der Innenfläche der Hülse anliegt. Das querverbundene elasto mere Material, aus dem der vorgeformte Dichtring herge stellt ist, kann ein Monomer aufweisen, das dem thermo plastischen Material gleicht, oder die beiden Materialien können chemisch homologe Monomere aufweisen, so daß die Materialien verträglich sind, und gewährleistet ist, daß das thermoplastische Material und das elastomere Material des Dichtringes die Fähigkeit zum Verkleben haben. Das thermoplastische Bestandteil kann ein Homopoly mer, ein Copolymer oder ein Gemisch sein, und es kann mit Füllstoffen versehen sein. Das elastomere Bestandteil besteht aus handelsüblichen Zubereitungen, und es wurde mit herkömmlichen Verfahren gegossen.

Der Rohrberührungsbereich des Rings besteht im Querschnitt aus einem radial inneren Fingerbereich und aus einem im axialen Abstand angeordneten Festlegbereich, der in eine ähnlich geformte Nut eingreift, die in der Bohrung der Hülse ausgebildet ist, wobei die Anordnung derart ist, daß beim Einsetzen eines Rohres in die Ver bindung das Rohr gegen den Rohrberührungsbereich des Dichtringes wirkt, um diesen derart zu verformen, daß das Ringmaterial zwischen der radialen Außenfläche des Rohres und der Bohrung der Hülse zusammengedrückt wird und eine wasserdichte Abdichtung bewirkt, wobei der Eingriff des Festlegbereichs des Dichtringes mit der in der Bohrung der Hülse ausgebildeten Nut eine Ver dichtung des Ringmaterials im Bereich der Nut der Hülsenbohrung bewirkt und keine übermäßige Dehnung des flexiblen Wurzelbereichs. Der Festlegbereich des Dicht ringes liegt vorzugsweise an der in der Hülsenbohrung angeordneten Nut unter einem Winkel in Bezug auf eine zur Achse der Hülse rechtwinkligen Ebene an, wobei die Anordnung derart ist, daß ein erneuter Eingriff des Festlegbereichs mit der Nut sehr einfach möglich ist, wenn er von dieser vorübergehend getrennt wurde (was der Fall ist, wenn die Hülse aus der zu ihrer Herstellung verwendeten Form entnommen wird).

In der gesamten Beschreibung ist unter einem "vorgeformten Dichtring" ein Dichtring zu verstehen, der vor dem Gießen des thermoplastischen Hülsenelementes in einer anderen Vorrichtung erzeugt wurde als das Hülsen element. Demzufolge kann der vorgeformte Dichtring (er muß aber nicht) ein handelsübliches Fertigerzeugnis sein. Die Formulierung "Ausbilden eines ringförmigen Dichtringes aus einem querverbundenen (vulkanisierten) elastomeren Material" ist daher dementsprechend auszulegen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten aus drücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Rohrverbindung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Endansicht der Rohrverbindung nach Fig. 1,

Fig. 3 in größerem Maßstab eine Einzelheit aus Fig. 1,

Fig. 4 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 3, die eine Abwandlung zeigt,

Fig. 5 eine Darstellung der Rohrverbindung nach Fig. 4, wobei ein wirksamer Teil des Dicht ringes aus seiner Normalstellung verlagert ist, und

Fig. 6 bis 9 Darstellungen ähnlich wie Fig. 4, die andere mögliche Abwandlungen der Form des Dichtringes zeigen.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Rohrverbindung besteht aus einem aus Polypropylen oder Polyäthylen gegossenem Hülsenelement 10 mit zwei Enden, von denen jedes das Ende eines Abwasserrohres 12 aus Steinzeug aufnehmen kann, wie dies in der rechten Hälfte von Fig. 1 gezeigt ist. Im Inneren des Hülsenelementes ist ein Anschlag 14 vorgesehen, um die Einschubtiefe eines Steinzeugrohres in die Verbindung von jeder Seite her zu begrenzen.

Jedes Ende der gegossenen Kunststoffhülse hat einen Bereich 16 mit verstärkter Wanddicke, in den ein verhältnismäßig dünner und flexibler Bereich 22 eines vorgeformten unverlierbaren ringförmigen Dichtringes 20 eingegossen ist, der aus querverbundenem Äthylen-Propylen- Gummi hergestellt ist. Es ist erkennbar, daß der ring förmige Dichtring in der Gießform angeordnet wird, in wel cher die Kunststoffhülse erzeugt wird, und daß das Gieß material beim Einspritzen in die Form den verhältnismäßig dünnen und flexiblen Bereich des Rings umströmt, um diesen unverlierbar festzulegen. Die unterbrochenen Linien 15 in Fig. 3 und die Reihe von Öffnungen am Umfang der Hülse in Fig. 2 veranschaulichen, wie der Dichtring anfänglich durch eine Reihe von Stiften o. dgl. in der Gießform festgelegt wurde. Da es sich bei dem Gießmaterial um Polypropylen oder Polyäthylen handelt und da der vorge formte, querverbundene, elastomere Dichtring aus Äthylen- Propylen-Gummi hergestellt, ist der Materialfluß während des Gießens der Hülse derart, daß der verhältnismäßig dünne und flexible Bereich des Rings mit dem Material der Hülse fest verklebt wird. Die Verklebung beruht auf der Tatsache, daß das in die Gießform eingespritzte ge schmolzene Polymermaterial die Oberfläche des Wurzel bereichs des vorgeformten Dichtrings umströmt und dabei spült und/oder scheuert.

Der vorgeformte Dichtring 20 hat einen Rohrbe rührungsbereich 24, der in seinem in Fig. 3 gezeigten Ausgangszustand im Querschnitt aus einem radial inneren Fingerbereich 26 und aus einem im axialen Abstand ange ordneten Festlegbereich 28 besteht, der im Querschnitt halbkreisförmig ist und in eine ähnlich geformte Nut eingreift, die in der Bohrung der Hülse ausgebildet ist.

Die Anordnung ist derart, daß beim Einsetzen eines Steinzeugrohres 12 in die Verbindung (siehe Fig. 1) das Rohr gegen den Rohrberührungsbereich des Dichtringes wirkt, um diesen zu verformen, wie dies mit strichpunk tierten Linien angedeutet ist (Fig. 3), so daß das Ringmaterial zwischen der radialen Außenfläche des Rohres und der Bohrung der Hülse zusammengedrückt wird, um eine wasserdichte Abdichtung zu bewirken. Aufgrund der Tatsache, daß der Festlegbereich 28 in die im Inneren der Bohrung der Hülse angeordnete Nut eingreift, hat die beträchtliche axiale Verlagerung des Materials des Rings beim Eindringen des Rohres in die Hülse eine Verdichtung des Rings im Bereich der Hülsennut zur Folge und keine übermäßige Dehnung des verhältnismäßig dünnen und flexiblen Bereichs 22, wie dies der Fall wäre, wenn die Bohrung der Hülse vollkommen eben wäre.

Es gibt Zeiten, wo der Festlegbereich des Dich tungsrings von der Nut in der Hülsenbohrung vorüber gehend abgelöst wird (beispielsweise bei der Entnahme der Hülse aus der Gießform, in der sie hergestellt wurde, oder wenn ein Steinzeugrohr aus der Hülse zurückgezogen wird). Es hat sich herausgestellt, daß sich ein Fest legbereich mit dem in Fig. 3 gezeigten Querschnitt manch mal nur schwer mit der Nut wieder in Eingriff bringen läßt, insbesondere, wenn die Bohrung der Hülse am Rand der Nut Reste des Gießaustriebs aufweist, die das Eintreten des Festlegbereichs in die Nut behindern. Aus diesem Grund wurde der Querschnitt des in Fig. 4 gezeigten Dichtrings abgewandelt; der halbrunde Quer schnitt wurde durch einen dreieckigen Querschnitt er setzt. Mit anderen Worten der Festlegbereich des Dicht ringes liegt an der in der Hülsenbohrung ausgebildeten Nut in Bezug auf eine zur Achse der Hülse rechtwinkligen Ebene unter einem Winkel an, d.h. er liegt an der Fläche 29 an. Wenn der wirksame Teil des Dichtrings in der in Fig. 5 gezeigten Weise vorübergehend gegenüber der Hülse verlagert wird, dann kann er nachfolgend ohne Schwierig keiten in seine in Fig. 4 gezeigte wirksame Stellung zurückkehren. Es ist erkennbar, daß selbst beim Vorhanden sein eines Gießaustriebes in der Hülsenbohrung am Rand der Nut dieser Rand in der in Fig. 5 gezeigten Weise geneigt ist und die ordnungsgemäße Neuorientierung des Dichtringes in seine wirksame Stellung nicht behindert.

In Fig. 6 ist eine geringfügige Abwandlung des in Fig. 4 gezeigten Dichtrings dargestellt. Es ist aber erkennbar, daß die Wirkungsweise dieser Ausbildung genau die gleiche ist wie bei der Ausbildung nach Fig. 4. Eine weitere geringfügige Abwandlung ist in Fig. 7 ge zeigt, bei der anstelle der unterschiedlich geneigten kegelstumpfförmigen Flächen, die sich in einer kreis förmigen Umfangslinie treffen,die beiden Flächen des Rohrberührungsbereichs des Rings, die an der Innenfläche der Hülse anliegen, mit einem Kreisbogen ineinander übergehen.

In Fig. 8 ist eine weitere Abwandlung gezeigt, bei welcher der verhältnismäßig dünne und flexible Bereich 22 mit dem Rohrberührungsbereich 24 an einer Stelle verbunden ist, die im wesentlichen in der Mitte der Dicke des letzteren liegt. Eine geringfügige Ab wandlung hiervon ist in Fig. 9 gezeigt, aus der erkenn bar ist, daß der Querschnitt des Dichtringes zu einer seine Dicke halbierenden Ebene symmetrisch ist, so daß der Ring mit einer beliebigen Orientierung in die Form eingesetzt werden kann, in der die Verbindung er zeugt werden soll.

Ein weiteres Merkmal der in Fig. 9 gezeigten Abwandlung besteht darin, daß sich eine Anzahl kleiner Löcher 30 durch den verhältnismäßig schmalen und flexib len Bereich 22 erstreckt. Beim Gießen der Hülse kann das Gießmaterial durch diese Löcher hindurchströmen. (Das durch die Löcher 30 hindurchfließende Gießmaterial verbindet die auf gegenüberliegenden Seiten des Bereiches 22 des Rings befindlichen Teile der Hülse und bildet eine mechanische Grenze gegen das Entweichen des Bereichs 22 des Rings durch den schmalen Spalt, falls die Ver klebung dieses Bereichs mit dem Material der Hülse jemals zu schwach sein sollte, um den vorgeformten Dichtring in der Hülse festzulegen). Das vorstehend erläuterte und nur in Fig. 9 gezeigte Merkmal könnte selbstverständlich auch bei jeder anderen gezeigten Ausführungsform verwirklicht sein. Außerdem oder zu sätzlich könnte der verhältnismäßig schmale und flexible Bereich des vorgeformten Rings längs seines radial äußeren Randes mit einem verhältnismäßig dicken Wurzel bereich versehen sein, um jede Möglichkeit weiter zu verringern, daß der Ring jemals aus der Hülse heraus gezogen werden könnte.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Rohrver bindung, bei dem ein ringförmiger Dichtring aus einem querverbundenen (vulkanisierten) elastomeren Material geformt und der vorgeformte Dichtring sodann in einer Einspritzform angeordnet und ein thermoplastiches Hülsenmaterial gegossen wird, so daß ein radial innerer Rohrberührungsbereich des vorgeformten Dichtringes radial im Inneren des Hülsenelementes angeordnet und ein Wurzelbereich des vorgeformten Dichtringes in das thermoplastische Material des Hülsenelementes einge bettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das querver bundene elastomere Material, aus dem der vorgeformte Dichtring hergestellt ist, mit dem jeweiligen thermo plastischen Material der Hülse verträglich ist und daß der vorgeformte Dichtring in der Spritzgießform in einer solchen Position angeordnet ist, daß das geschmolzene thermoplastische Material beim Einspritzen in die Form die Oberfläche des Wurzelbereichs des vorgeformten Dichtringes spült und/oder abschleift, so daß der Wurzelbereich mit dem Material der Hülse mit einer chemischen oder physikalischen Klebewirkung verklebt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Dichtring längs seines radial äußeren Umfangsrandes mit einem verhältnismäßig dicken Bereich ausgebildet wird.

3. Rohrverbindung, bestehend aus einem ge gossenen thermoplastischen Hülsenelement, das zumindest an einem Ende einen Bereich hat, in den ein Wurzelbereich eines unverlierbaren ringförmigen Dichtungsrings aus einem querverbundenen elastomeren Material einge gossen ist, wobei der Wurzelbereich mit einem Rohr berührungsbereich des Rings verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wurzelbereich (22) des Dicht ringes (20) mit dem thermoplastischen Material (10) fest verklebt ist, wogegen der Rohrberührungsbereich (24) des Rings (20) mit dem thermoplastischen Material der Hülse nicht verklebt ist, sondern lediglich an der Innenfläche des Hülse (10) anliegt.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das querverbundene elastomere Ma terial, aus dem der vorgeformte Ring (20) hergestellt ist, ein Monomer aufweist, das dem thermoplastischen Material gleicht, oder daß die beiden Materialien chemisch homologe Monomere aufweisen, die eine Ver träglichkeit der Materialien bewirken, so daß das thermoplastische Material und das elastomere Material des Dichtringes die Fähigkeit zum Verkleben haben.

5. Rohrverbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Be standteil ein Homopolymer, ein Copolymer oder eine Mischung aus diesen ist und mit Füllstoffen versehen ist oder nicht.

6. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Bestandteil aus handelsüblichen Zubereitungen besteht und durch herkömmliche Verfahren gegossen ist, bevor es mit dem thermoplastichen Material in Berührung gelangt.

7. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrberührungsbereich (24) des Rings (20) im Querschnitt aus einem radial inneren Fingerbereich (26) und aus einem im axialen Abstand angeordneten Festlegbereich (28) gebildet ist, der in eine ähnlich geformte Nut in der Bohrung der Hülse (10) eingreift, wobei die Anordnung derart ist, daß ein in die Verbindung eingesetztes Rohr (12) gegen den Rohrberührungsbereich (24) des Dichtungsringes (20) wirkt, um diesen zu verformen, so daß das Ringmaterial zwischen der radialen Außenfläche des Rohres (12) und der Bohrung der Hülse (10) zusammengedrückt wird und eine wasserdichte Dichtung bildet, wobei der Eingriff zwischen dem Festlegbereich (28) des Dichtungsringes (20) in die in der Bohrung der Hülse (10) angeordnete Nut eine Verdichtung des Ringmaterials im Bereich der Nut in der Bohrung der Hülse (10) bewirkt, aber keine übermäßige Dehnung des flexiblen Wurzelbereichs (22).

8. Rohrverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Festlegbereich (28) des Dicht ringes (20) an der in der Bohrung der Hülse (10) ange ordneten Nut (29) unter einem Winkel in Bezug auf eine zur Achse der Hülse rechtwinklige Ebene anliegt, wobei die Anordnung derart ist, daß ein erneuter Eingriff des Festlegbereichs (28) in die Nut (29) leicht möglich ist nachdem der Festlegbereich von der Nut vorüber gehend gelöst wurde (was der Fall ist, wenn die Hülse aus der Form, in der sie erzeugt wurde, entnommen wird).