DE2427569C2 - Bewässerungsschlauch und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bewässerungsschlauch und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Er besteht aus Kunststoff mit schlitzförmigen öffnungen, die sich erst bei einem bestimmten Überdruck des durch den Schlauch zugeführten Wassers öffnen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren eines solchen Bewässerungsschlauches.

Bei einer bekannten Ausführung (DT-PS 9 16 249) ist der 3US Gummi oder einem gummiartigen Stoff bestehende Bewässerungsschlauch mit einer Anzahl von durch Stanzungen hergestellten Einschnitten versehen. Die Ränder dieser Einschnitte federn elastisch gegeneinander und hebi'n sich in Abhängigkeit von dem Druck des zugeführien Wassers mehr oder minder weit voneinander ab.

Wie umfangreiche Versuche zeigten, ist eine derartige Ausführung mit erheblichen Nachteilen behaftet.

Es kommt vor allem bei der unterirdischen Bewässerung darauf an, das Wasser sehr gleichmäßig über größere Flächen zu verteilen. Dabei ist einerseits zu berücksichtigen, daß stets gewisse topografische Ungleichmäßigkeiten in der Leitungsführung bestehen und daß auch bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches im Boden stets gewisse Verformungen auftreten. Zum andern treten in den Leitungen auch Druckverluste auf, die zu Ungleichmäßigkeiten im Wasseraustritt führen.

Der eingangs genannte Bewässerungsschlauch mit einfach gestanzten schlitzförmigen öffnungen kann aus verschiedenen Gründen keinen gleichmäßigen Wasseraustritt über die Schlauchlänge gewährleisten

Auf der Innenseite des Bewässerungsschlauches entstehen durch diese Art der Lochung unregelmäßige Kanten, durch die Mengenunterschiede in den Einlaufströmungen von Loch zu Loch von mehreren hundert Prozent auftreten können;
es ergibt sich kein eindeutiger Schließdruck. Vielmehr tritt das Wasser schon bei kleinsten Drücken aus den Öffnungen, während bei künstlicher Druckerhöhung die Mengenzunahme mit dem Druck erheblich ansteigt und sich damit die Unregelmäßigkeiten der Wasseraustriasmengen kaum ändern;

meist tritt an den topografisch tiefsten Stellen Wasser aus den öffnungen, wenn das System nicht in Betrieb ist. Weiterhin bilden sich an solchen öffnungen bei geringster Verschmutzung des Wassers oder chemischer Ausfällungen Ablagerungen, was erhebliche Mengenaustrittsunterschiede zur Folge hat und schließlich unweigerlich zur Verstopfung führt;

bei der unterirdischen Bewässerung haben die Wurzeln der Pflanzen die Neigung, durch solche

öffnungen in den Schlauch hineinzuwachsen, wns dann nach mehreren Jahren zur völligen Blockierung des Rohrquerschnitts führt;
schließlich weisl der Schlauch h'S\ ungleichmäßiger Wandstärke unter ßewässerungsbedingungen besonders große Mengenimterschiede an den Lochungen auf

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführung einen Bewässerungsschlauch zu schaffen, der sirh ia durch einen unter allen betrieblichen Verhältnissen ν 1-lig gleichmäßigen Wasseraustritt auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemüß dadurch ge-.üsi, daß die Öffnungen eine sich nach außen verengende düsenartige Qiierschnittsform besHzen, die durch »5 eine solche von innen nach außen erfolgende Material- -^verdrängung hergestellt ist, daß die äußeren Schlitzrän-, !ßer im geschlossenen Zustand der öffnungen mit elastischem Druck aneinander anliegen.
Werden die Öffnungen des Bewässerungsschlauches mit einer solchen düsenartigen bzw. trompetenähnlichen Querschnittsform hergestellt, so kann man erreichen, daß einerseits die äußeren Schlitzränder bis zu einem bestimmten inneren Wasserdruck (beispielsweise von 0.5 atü) fest und damit abdichtend aneinander is anliegen, andererseits jedoch bei einem noch höheren Wasserdruck (beispielsweise zwischen 0,7 und 1,5 atü) so weit öffnen, daß sie die für die Bewässerung notwendige Wassermenge austreten lassen. Der innere Über-^J "druck, bei dem die schlitzförmigen öffnungen mit ihrer düsenartigen Querschnittsform zuverlässig öffnen, kann dabei so bemesse.i werden, daß topografische Ungleichmäßigkeiten, ferner Unregelmäßigkeiten bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches sowie der im Schlauch auftretende Druckabfall in genügendem Maße ausgeglichen werden. Außerdem kann dadurch die Verwurzelung des Bewässerungsschlauches vermieden werden. Der erfindungsgemäße Bewässerungsschlauch zeichnet sich damit durch einen unter allen betrieblichen Umständen besonders gleichmäßigen Wasseraust;itt und damit eine besonders rationelle und wirksame Bewässerung aus.

Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung eines Bewässerungsschlauches mit schlitzförmigen öffnungen, die eine duienartige Querschnittsform besitzen, besteht ei iindungsgernäß darin, daß in einen Schlauch aus thermoplastischem Material, wie z. B. Polyäthylen, Gas unter Druck eingeleitet wird und die schlitzförmigen Öffnungen von aun her auf thermischem Wege, vorzugsweise mittels eines Laserstrahls, erzeugt werden. D?s durch die schlitzförmigen öffnungen von innen nach außen strömende Gas verlagert hierbei geschmolzenes Schlauchmaterial im Bereich der Wandungen der Öffnungen von innen nach außen und erzeugt auf diese Weise die sich nach außen zu verengende, düsenartige Querschnittsform. Man kann erfindungsgemäü diese Materialverlagerung von innen nach außen bei Herstellung der schlitzförmigen öffnungen noch dadurch begünstigen, daß bei Herstellung einer schlitz förmigen öffnung der betreffende Schlauchabschnitt derart abgef .gen wird, daß die Außenfläche des Schlauches gedehnt und die innenfläche gestaucht wird. Die schlitzförmigen Öffnungen werden erfindungsgemäß zweckmäßig etwa parallel zur Längsrichtung des Schlauches angeordnet. Auf diese Wesse wirken sich die bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches meist auftretenden Zerrungen an den Schläuchen nur unwesentlich auf die Gleichmäßigkeit des Wasseraus

tritts aus.

Wegen der Gefahr einer Verstopfung lint es sich auf Grund von Versuchen als vorteilhaft erwiesen, die schlitzförmigen Öffnungen Hints einer Mantellinie anzuordnen, die sich bei unterirdischer Vci legung des Schlauches im oberen Schlaucbberetdi befindet. Um dies bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches sicherzustellen, wird der Schlauch an seiner Außenseite zweckmäßig mit einem längs einer Maniellinie verlaufenden Führungssieg versehen. Ferner hat dies den Vorteil, daß der Schlauch durch die Führung immer auf einer bestimmten Mantellinie gelocht werden kann und sich dabei durch die Herstellung bedingte ungleichmäßige Wandstärken am Umfang nicht auf einen ungleichmäßigen Wasseraustrill auswirken können.

Die dem Wasser ausgesetzte Oberfläche der Öffnungen weist vorteilhaft einen hydrophoben Überzug auf. Dieser Überzug kann beispielsweise durch Auftrag einer entsprechenden Schicht in einem Bad hergestellt werden. Statt dessen ist es jedoch auch möglich, bereits bei der Herstellung des Kunststoffschlauches dem Kunststoff einen entsprechenden Stoff (z. ß. Üzokerit) zuzusetzen, der dann anschließend relativ schnell an die Oberfläche diffundiert. Ein hydrophober Oberzug, vor allem im Bereich der öffnungen, hat den Vorteil, daß Schmutzteilchen, die im allgemeinen hydrophil sind, sich weniger leirht an den öffnungen absetzen können.

Der Innendurchmesser des Schlauches liegt zweckmäßig zwischen 0,5 und 1,5 cm, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 cm. Bei Versuchen hat sich nun gezeigt, daß die aus den öffnungen austretenden Wassermengen entscheidend davon abhängen, ob innerhalb des Bewässerungsschlauches laminare oder turbulente Strömung herrscht. Um eine laminare Strömung zu erzielen, darf der Durchmesser des BewässerungsschJauches nicb; zu groß werden. Wird andererseits der Durchmesser des Schlauches zu stark verringert, so werden bereits bei relativ kurzen Schlauchlängen die Druckverlusle bei den für die Bewässerung erforderlichen Wassermengen zu groß, was zu ungleichmäßigem Wasseraustritt führen kann. Unter Berücksichtigung dieser beiden Grenzbedingungen haben sich Schlauchdurchmesser in der Größenordnung von etwa 1 cm als optimal erwiesen.

Die Länge der schlitzförmigen öffnungen liegt zweckmäßig zwischen 0,5 und 1,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,6 und 1,2 mm. Bei kleineren Abmessungen erhält man keinen ausreichenden Schließdruck mehr; außerdem verursachen Schmutzteüchen mit größeren Abmessungen leicht eine Blockierung der öffnung. Bei zu großen Schlitzabmessungen sind andererseits die austretenden Wassermengen zu groß, so daß Schlauchdu/chmesser von 1 cm nicht mehr ausreichen wurden und man dann wiederum Gefahr liefe, gemischte Strömungsforrp.en (laminar und turbulent) in den Bewässerungsschläuchen zu bekommen, was dann erhebliche Mengenunterschiede zur Folge hat

je nach der gewünschten Wasseraustritismenge werden etwa eine bis fünf öffnungen pro Meter Schlauchlänge vorgesehen.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch veranschaulicht. Es zeigt

F i g 1 einen Querschnitt durch die Schlauchwandung mit einer öffnung im geschlossenen Zustand,

F i g. 2 einen Querschnitt entsprechend F i g. 1 mit einer Öffnung im geöffneten Zustand.

F1 g. 3 eine schematische Aufsicht auf einen Schlauchabschnitt,

F i g. 4 einen schematischen Querschnitt zur Erläute-

rung der Herstellung der öffnungen,

F i g. 5 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,

Fig.6 und 7 Schnitte durch zwei weitere Ausführungsbeispiele.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist die Wandung des Bewässerungsschlauches 1 mit einer Öffnung 2 versehen, die eine sich nach außen zu verengende, düsenartige Querschnittsform besitzt. Solange der im Innern des Schlauches herrschende Wasserdruck unterhalb eines bestimmten Wertes (beispielsweise 0,5 atü) liegt, sind die äußeren Schlitzränder abdichtend aneinandergedriickt. Beim Erreichen eines bestimmten inneren Überdruckes (z. B. zwischen 0,7 und 1,5 atü) öffnen dagegen die Schlitzränder 3,4, so daß das Wasser (Pfeil 5) austreten kann.

F ι g. 3 veranschaulicht die Anordnung der schlitzförmigen Öffnungen 2, die etwa parallel zur Längsrichtung des Schlauches liegen.

Bei der Herstellung der schlitzförmigen öffnungen (vgl. Fig.4) wird der betreffende Schlauchabschnilt 6 so abgebogen, daß die Außenfläche 7 gedehnt und die Innenfläche 8 gestaucht wird, in das Innere des betreffenden Schlauchabschnitts wird Druckgas (Pfeil 9) eingeführt. Mittels eines Laserstrahls 10 wird auf thermischem Wege die schlitzförmige öffnung 2 eingeschnitten bzw. eingeschmolzen. Dabei verdrängt das von innen nach außen strömende Druckgas Material nach außen, so daß sich eine düsenartige bzw. trompclenähnliche Querschnittsform der schlitzförmigen öffnung ergibt.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Schlauch 1 an seiner Außenseite einen längs einer Mantellinie verlaufenden Führungssteg 11 besitzt, der bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches gewährleistet, daß die schlitzförmigen Öffnungen 2 nach oben weisen, bzw. der bei der Hersteilung der Öffnungen eine Lochung auf derselben Mantellinic ermöglicht.
Aus Kostengründer, kann es zweckmäßig sein, die

ίο Wandstärke des Bewässerungsschlauches im Bereich der gelochten Mantellinie zi verstärken, während der übrige Teil des Schlauches — abgesehen von einem etwa angebrachten Führungssteg 11 — eine wesentlich dünnere Wandstärke aufweist (vgl. F ι g. 6 mit dem verstärkten Wandbereich \ä).

Man kann diese vergrößerte Wandstärke in einem Teilbereich des Querschnitts dadurch herstellen, daß der Bewässcrungsschlauch während des Extrudierens in einer gewissen Zone noch bespritzt wird. Durch Be-

7.0 spritzen mit einem unterschiedlichen Material — beispielsweise mit weicherem Material — kann man auch eine gewünschte Materialcharakteristik an den Öffnungen erhalten bzw. dem Schlauch in diesem Bereich die gewünschte Stabilität geben.

Fig. 7 zeigt schließlich ein A-jsführungsbeispiel. bei dem die öffnungen 2 für die Bewässerung in kleinen Plättchen 12 vorgesehen sind, die gesondert hergestellt werden und in Ausstanzungen des Schlauches I, beispielsweise durch Kleben oder auf thermischem Wege, befestigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Bewässerungsscblauch aus Kunststoff mit schlitzförmigen Öffnungen, die sich erst bei einem bestimmten Überdruck des durch den Schlauch zugeführten Wassers öffnen, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (2) eine sich nach außen zu verengende, düsenartige Querschnittsform besitzen, die durch eine solche von innen nach to außen erfolgende Materialverdrüngung hergestellt ist, daß die äußeren Schlitzränder (3,4) im geschlossenen Zustand der öffnungen mit elastischem Druck aneinander anliegen.

2. Bewässerungsschlar nach Anspruch 1, da- «s durch gekennzeichnet, dab die schlitzförmigen öffnungen (2) etwa parallel zur Längsrichtung des Schlauches (1) angeordnet sind.

3. Sewässerungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen öffnungen (2) längs einer Mantellinie angeordnet sind, die sich bei unterirdischer Verlegung des Schlauches im oberen Schlauchbereich befindet.

4. Bewässerungsschlauch nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (1) an seiner Außenseite vorzugsweise mit einem längs einer Mantellinie verlaufenden Führungssteg (11) versehen ist.

5. Bewässerungsschlauch r.ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wasser ausgesetzte Oberfläche der öffnungen (2) einen hydrophoben Überzug aufweisen.

• 6. Bewässerungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Schlauches (1) zwischen 0.8 und 1,5 cm, Vorzugsweise zwischen 0,7 und 1,2 cm liegt.

7. Bewässerungsschlauch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längt der schlitzförmigen öffnungen (2) zwischen 0.6 und 1,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,1 mm liegt.

8. Bewässerungsschlauch nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine bis fünf Öffnungen pro Meter Schlauchlänge vorgesehen sind.

9. Bewässerungsschlauch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen solchen Anpreßdruck der äußeren Schlitzränder (3, 4), daß die Schlitzrärder bis zu einem Wasserdruck von etwa 0.5 atü ganz geschlossen halten und bei einem Wasserdruck zwischen 0,6 und 1,5 atü die für die Bewässerung notwendigen Wassermengen austreten lassen.

10. Bewässerungsschlauch nach Anspruch f, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Schlauches im Bereich (Xa) der Öffnungen (2) verstärkt ist.

11. Bewässerungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (2) in Plättchen (12) vorgesehen sind, die nachträglich in Ausstanzungen des Schlauches (i) befestigt werden.

12. Verfahren zur Herstellung eines Schlauches nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Schlauch aus thermoplastischem Material, wie

z. B. Polyäthylen, Gas unter Druck eingeleitet wird und die schlitzförmigen Öffnungen von außen her auf thermischem Wege erzeugt werden, so daß das durch die schlitzförmigen öffnungen von innen nach außen strömende Gas geschmolzenes Schlauchmaterial nach außen verlagert.

13. Verfahren zur Herstellung eines Schlauches nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Herstellung einer schlitzförmigen Öffnung durch Abbiegen des betreffenden Schlauchabschnilis die Außenfläche 'Jes Schlauches gedehnt und die Innenfläche gestaucht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der schlitzförmigen öffnungen vorzugsweise durch einen Laserstrahl erfolgt.