DE2635083A1 - Dichtungsanordnung und stroemungssteuerung dafuer - Google Patents
Dichtungsanordnung und stroemungssteuerung dafuerInfo
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- DE2635083A1 DE2635083A1 DE19762635083 DE2635083A DE2635083A1 DE 2635083 A1 DE2635083 A1 DE 2635083A1 DE 19762635083 DE19762635083 DE 19762635083 DE 2635083 A DE2635083 A DE 2635083A DE 2635083 A1 DE2635083 A1 DE 2635083A1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
- E02B17/0008—Methods for grouting offshore structures; apparatus therefor
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- Seal Device For Vehicle (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
Patentanwälte:
A. GRÜNECKER
DLPL-ING.
H. KINKELDEY
DR-ING.
W. STOCKMAIR
DR-ING." AfHC (CAl-TcCH
K. SCHUMANN
DR RER NAT ■ DIPL PHYS
P. H. JAKOB
DIPL-ING.
G. BEZOLD
DR RERNAT.-
P 10 713
L y η e s
Ine
Housten, Texas / USA
8 MÜNCHEN 22
Dichtungsanordnung und Strömungssteuerung dafür
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung
und eine Strömungssteuerung dafür, und nimmt bezug auf
die US-Patentanmeldung Kr. 465 851/74 der Anmelderin
mit dem Titel "Structure and Method of Positioning for
Use in Water Covered Areas", sowie auf die DT-Patentanmeldung P (Anwaltsakte P 10 712)
und eine Strömungssteuerung dafür, und nimmt bezug auf
die US-Patentanmeldung Kr. 465 851/74 der Anmelderin
mit dem Titel "Structure and Method of Positioning for
Use in Water Covered Areas", sowie auf die DT-Patentanmeldung P (Anwaltsakte P 10 712)
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TELSX O3-39 3BO
der Anmelderin mit dem Titel "Verfahren und Anordnung
zum Ausfüllen von Hohlräumen in einer auf dem Meeresgrund errichteten Konstruktion".
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer an einem rohrförmigen Teil eines Stützbeins einer auf dem Boden
einer Wasserfläche errichteten Konstruktion anbringbaren, im wesentlichen ringförmigen, eine Verstärkung
aufweisenden und durch Einbringen eines Druckmittels ausdehnbaren Dichtungsanordnung, welche mit einem durch
das rohrförmige Teil hindurch eingetriebenen Pfahl zusammenwirkt, um einen zwischen dem Pfahl und dem rohrförmigen
Teil gebildeten Hohlraum abzudichten, sowie einer Absperreinrichtung zum Steuern des Einbringens des
Druckmittels in die ausdehnbare Dichtungsanordnung, zum Zurückhalten des Druckmittels in der mit dessen Hilfe
ausgedehnten Dichtungsanordnung, und zum Steuern des Einbringens einer !füllmasse in den ringförmigen Hohlraum
nach dem Abdichten desselben.
Ferner bezweckt.die Erfindung die Schaffung einer Steuereinrichtung
für ein an einem rohrförmigen Teil des Stützbeins einer auf dem Meeresboden errichteten Konstruktion
angebrachtes, durch Zufuhr eines Druckmittels ausdehnbares Element, zum Steuern der Zufuhr des Druckmittels
zu dem Element, so daß dieses bis in abdichtende Anlage an einem im rohrförmigen Teil angeordneten Pfahl ausgedehnt
wird, und zum anschließenden Steuern der Zufuhr einer Füllmasse zum Ausfüllen eines zwischen dem rohrförmigen
Teil und dem Pfahl vorhandenen Hohlraums.
Die Steuereinrichtung ist gemäß der Erfindung so eingerichtet und angeordnet, daß sie beim Ansteigen des
Drucks des der Dichtungsanordnung zum Ausdehnen derselben zugeführten Druckmittels auf eine vorbestimmte
Größe eine Strömungsverbindung zu dem ringförmigen Hohlraum herstellt, so daß eine Füllmasse in diesen
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einströmen kann. Im Anschluß daran hält die Steuereinrichtung außerdem das der Dichtungsanordnung zum Ausdehnen
derselben zugeführte Druckmittel in dieser zurück.
Die Steuereinrichtung ist ferner so eingerichtet und angeordnet, daß sie sowohl während des Einbringens der
Füllmasse als auch danach ein Zurückströmen der Füllmasse aus dem ringförmigen Hohlraum verhindert. Dies
ermöglicht in gewissen Fällen die Ausübung einer Druckkraft auf die Füllmasse zum Verdichten derselben während
des Aushärtens.
Die Erfindung schafft also ein durch Zufuhr eines Druckmittels
ausdehnbares, verstärktes Dichtungselement, welches an einem rohrförmigen Teil anbringbar ist, um
den Zwischenraum zwischen dem zu einem Stützbein einer auf dem Meeresgrund errichteten Konstruktion gehörigen
rohrförmigen Teil und einem darin angeordneten Pfahl abzudichten. Eine Steuereinrichtung steuert die Zufuhr
eines Druckmittels zum Dichtungselement zum Ausdehnen desselben bis in abdichtende Anlage an dem Pfahl, hält
anschließend das Druckmittel in dem Dichtungselement zurück und steuert die Zufuhr einer Füllmasse zu dem
Zwischenraum zwischen dem rohrförmigen Teil und dem Pfahl nach dem Abdichten desselben.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine aufgeschnittene Schrägansicht eines rohrförmigen
Teils mit einer daran angebrachten Dichtung gemäß der Erfindung sowie einer die Zufuhr eines Druckmittels steuernden Einrichtung,
und eines unter Bildung eines ringförmigen Hohlraums im rohrförmigen Teil angeordneten Pfahls,
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Pig. 2 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht der Dichtungsanordnung
und der am rohrförmigen Teil angebrachten Steuereinrichtung,
Fig. 3 eine Ansicht des verstärkten Dichtungselements mit zur Darstellung der Verstärkung teilweise
entfernter Außenhaut und
Pig. 4- eine vergrößerte Schrägansicht des einen Endes
eines Yerstärkungsbands.
In Fig. 1 erkennt man ein rohrförmiges Teil J mit einem darin angeordneten Pfahl P. Die beiden Teile gehören zu
einer auf dem Boden einer Wasserfläche errrichteten Konstruktion, etwa zu einem Bohrturm od. dergl..- Sie
haben im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, wobei der Pfahl P einen kleineren Durchmesser hat als das rohrförmige
Teil J, so daß dazwischen ein ringförmiger Hohlraum A gebildet ist. Nach dem Einführen des Pfahls in
das rohrförmige Teil ist es zweckmäßig, dem ringförmigen Hohlraum irgendwie abzudichten und mit einer aushärtbaren
Füllmasse auszufüllen.
Eine durch Zufuhr eines Druckmittels ausdehnbare Dichtungsanordnung
S ist mit ihren beiden Enden an der Innenfläche 10 des rohrförmigen Teils J befestigt. Dieses
trägt ferner eine Steuereinrichtung C, von welcher aus eine Leitung 11 zu einer Arbeitsplattform, einem Schiff
od. dergl. führt. Die Leitung 11 ist über die Steuereinrichtung C wahlweise mit der Dichtungsanordnung S und
dem ringförmigen Hohlraum A verbindbar.
In Fig. 2 sind Einzelheiten der Dichtungsanordnung und der Steuereinrichtung dargestellt. Zwei ringförmige
Halterungen 13, 14- sind mit Schweißnähten 15» 16 in
gegenseitigem Längsabstand an der Innenseite des rohrförmigen Teils J befestigt. Die Halterungen 13, 14- haben
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jeweils ein Teil 13a bzw. 14-a, welches mittels der
Schweißnaht 15 bzw. 16 an der Innenseite 10 des rohrförmigen Teils J befestigt ist und mit einem in gewissem
Radialabstand zur Innenseite 10 des Teils J verlaufenden, in Axiälrichtung verlängerten Teil 13b bzw. 14-b verbunden
ist. In den dadurch zwischen der Innenseite des rohrförmigen Teils J und den Halterungen 13» 14- gebildeten,
axialen Ringnuten 18 bzw. 19 findet eine Verstärkung 20 Aufnahme. Diese setzt sich zusammen aus zwei
ringförmigen Gruppen 22, 23 von Verstärkungsbändern, welche mit jeweils einem Ende 25 bzw. 26 an der zugeordneten
Halterung 13 bzw. 14 angeschweißt oder sonstwie befestigt sind. Vie man in ITig. 3 erkennt, erstrecken
sich die in den Gruppen 22, 23 zusammengefaßten Verstärkung sbander 28 von den Halterungen 13» 14- aus in
Längsrichtung, so daß sie sich mit ihren Längsrändern überlappen.
Die freien Enden 30, 32 der Verstärkungsbänder 28 haben einen abgeschrägten Eand 35» so daß zwischen den beiden
Gruppen 22 und 23 eine entlang dem äußeren Umfang verlaufende Rille 4-0 mit etwa V-förmigem Querschnitt gebildte
ist.
Ein in Pig. 4- vergrößert dargestelltes Verstärkungsband
28 hat eine Breite von ca. 38 mm. der abgeschrägte Rand 35 erstreckt sich in einem Winkel von ca. 45° über
eine Breite von ca. 32 mm, und ein in entgegengesetzter Richtung abgeschrägter Rand 36 erstreckt sich in einem
Winkel von ca. 4-5° über eine Breite von ca. 6 mm.
Die Teile 13b, 14-b der Halterungen 13 bzw. 14- können
gewissermaßen als Schablone für die Herstellung der Dichtungsanordnung verwendet werden, indem die Verstärkungsbänder
28 nacheinander so angelegt werden, daß sie sich in Längs- und Umfangsrichtung überlappen, und
darauf angeschweißte oder sonstwie befestigt werden.
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Anschließend wird ein Elastomerkörper E auf die Verstärkung
aufvulkanisiert oder sonstwie geformt, um somit die
in Fig. 2 dargestellte Dichtungsanordnung fertigzustellen. Der Elastomerkörper E hat ein inneres Teil 42 und ein der
Innenseite 10 des rohrförmigen Teils J zugewandtes äußeres Teil 43.
Tor dem Aufstellen der das rohrförmige Teil J umfassenden
Konstruktion auf dem Boden einer Wasserfläche werden die Dichtungsanordnung S und die Steuereinrichtung C
am rohrförmigen Teil angebracht. Dieses hat einen zur Dichtungsanordnung S führenden Durchlaß 45 sowie einen
zum ringförmigen Hohlraum A zwischen dem rohrförmigen
Teil J und dem Pfahl P führenden Durchlaß 46.
Die Steuereinrichtung C hat ein beliebig geformtes, in
der dargestellten Ausführung zylindrisches Gehäuse 50
mit einer Axialbohrung 51» welche an beiden Enden mit
Schraubstopfen 52, 53 verschlossen ist. Die äußeren
Teile 51a, 51b der Bohrung 51 sind erweitert und durch
jeweils eine Stufe 51c bzw. 51cL gegenüber dem mittleren
Teil abgesetzt. Die Stufen 5Ic1 ^Λά bilden jeweils einen
Sitz für ein Ventilgehäuse 56 bzw. 57·
In der Bohrung 51 cLes Gehäuses 50 münden ein erster,
ein zweiter und ein dritter Durchlaß 55 bzw. 56 bzw. 57·
Die Ventilgehäuse 56, 57 enthalten jeweils ein federbelastetes Rückschlagventil 56a, 56b und sind durch Dichtungen
60 in der jeweiligen erweiterten Bohrung 51a. bzw.
51b abgedichtet. Sie haben jeweils eine axiale Mittelbohrung 62, in welcher ein federbelastetes Absperrglied
61 verschieblich angeordnet ist. Eine Feder 64 stützt sich an einer in der Bohrung 62 gebildeten Stufe 63 ab
und belastet den Kopf 65 des Absperrglieds 61 in Anlage an einem im jeweiligen Ventilgehäuse 56, 57 gebildeten
Sitz 66, so daß das Rückschlagventil also normalerweise geschlossen ist.
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Die Rückschlagventile sperren somit die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Durchlaß 55 des Gehäuses
und dem zweiten bzw. dritten Durchlaß 56 bzw. 57·
Die in !Fig. 1 dargestellte Leitung 11 ist mit dem ersten Durchlaß 55 der Steuereinrichtung C verbunden. Die
Ventilgehäuse 56, 57 haben eine solche Länge, daß sie zwischen der jeweiligen Stufe 51c bzw. 51d und dem zugeordneten
Schraubstopfen 52 bzw. 53 eingespannt sind.
Der dritte Durchlaß 57 ist mittels eines von einem Scherstift
69 festgehaltenen Stopfens 68 verschlossen. Der Stopfen 68 sitzt unter Zwischenlage, einer Dichtung 71
in einer Haltemuffe 70, welche unter Zwischenlage einer weiteren Dichtung 72 in den Durchlaß 57 geschraubt ist.
Zum Abdichten des Hohlraums A zwischen dem rohrförmigen
Teil J und dem Pfahl P wird dem ersten Durchlaß 55 des Gehäuses 50 über die Leitung 11 ein Druckmittel zugeführt.
Übersteigt der Druck des Druckmittels die von der Feder 64 ausgeübte Belastung, so wird der Kopf 65
des Absperrglieds 61 von seinem Sitz 66 gehoben, so daß der erste und der zweite Durchlaß 55 bzw. 56 nun
miteinander stromungsverbunden sind. Dadurch strömt des Druckmittel nun über den Durchlaß 45 des rohrförmigen
Teil J in die Dichtungsanordnung S und dehnt diese radial einwärts aus, so daß sie in abdichtende Anlage an dem
Pfahl P kommt.
Wie vorstehend erwähnt ist die Dichtungsanordnung S mit ihren beiden Enden an den ringförmigen Halterungen 13,
14 befestigt, die Verstärkungen 20 sind jedoch so angeordnet
und ausgebildet, daß sich der Elastomerkörper E ausdehnen kann, ohne dabei zu bersten.
Erreicht das zum Ausdehnen der Dichtungsanordnung zugeführte
Druckmittel einen vorbestimmten Druck von Bei—
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spielsweise 21 bis 35 kp/cm , so beaufschlagt der zum
Ausdehnen der Dichtungsanordnung aufgewendete Druck auch den Stopfen 68, da die Stärke der Feder 64- des
in der anderen erweiterten Bohrung 51a sitzenden
Ventils 56a so bemessen ist, daß dieses die Strömungsverbindung zwischen dem ersten und dem dritten Durchlaß
bzw. 57 nun freigibt. Übersteigt der Druck dann die Scherfestigkeit des Scherstifts 69, so wird dieser abgeschert
und der Stopfen 68 in den Hohlraum A gestoßen, so daß dieser nun mit dem ersten Durchlaß 55 strömungsverbunden
ist.
Als Druckmittel zum Ausdehnen der Dichtungsanordnung kann gegebenenfalls eine Füllmasse verwendet werden.
Beim Ausstoßen des Stopfens 68 tritt dann in der Leitung 11 ein Druckabfall ein, wodurch sich das erste Rückschlagventil
5Sb schließt, um das Druckmittel bzw. die
Füllmasse in der Dichtungsanordnung S zurück- und diese dadurch im ausgedehnten Zustand zu halten. Anschließend
gelangt die Füllmasse dann über den dritten Durchlaß in den Hohlraum A, um diesen auszufüllen.
Wie in den eingangs angeführten Patentanmeldungen erläutert, kann es in gewissen Fällen zweckmäßig sein, die
Füllmasse unter Druck in dem Hohlraum A aushärten zu lassen. Zu diesem Zweck kann die Füllmasse zugeführt
werden, bis der gewünschte Druck erreicht ist, worauf der Druck dann verringert wird, so daß sich das Rückschlagventil
56a schließt, um die Füllmasse in dem Hohlraum A zurückzuhalten und einen Rückstrom derselben
zum ersten Durchlaß 55 zu verhindern.
Die durch die abgeschrägten Enden der zu den beiden Gruppen 22 und 23 zusammengefaßten Verstärkungsbänder
gebildete V-förmige Rille 40 im mittleren Teil der Dichtungsanordnung S.erleichtert das Ausdehnen derselben
durch die Zufuhr eines Druckmittels und vermindert die
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Gefahr des Berstens der Dichtungsanordnung. Wie "man
insbesondere in Fig. 3 erkennt, ist zwischen den Enden
30 und 32 der Verstärkungsbänder 28 ein gewisser Zwischenraum vorhanden.
Wie man ferner in Fig. 2 der Zeichnung erkennt, sind die beiden Rückschlagventile 56a, 56b miteinander fluchtend
und in einander entgegengesetzten Eichtungen öffnend in der Bohrung 51 cLes Gehäuses 50 angeordnet.
Dabei sind anstelle der vorstehend beschriebenen und dargestellten auch Rückschlagventile anderer Ausführung
verwendbar.
Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der
Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als
auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Claims (9)
- Patentansprüche:Λ.) Anordnung zum Ausfüllen von Hohlräumen in einer auf dem Boden einer Wasserfläche errichteten Konstruktion mit wenigstens einem unter Wasser angeordneten, rohrförmigen Teil und einem in diesem angeordneten Pfahl, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des rohrförmigen Teils, so daß dazwischen ein Hohlraum vorhanden ist, gekennzeichnet durch eine an dem rohrförmigen Teil (J) anbringbare, durch Zufuhr eines Druckmittels ausdehnbare Dichtungsanordnung (S) und durch eine die Strömungsverbindung zur Dichtungsanordnung und zu dem Hohlraum (A) steuernde Einrichtung (C) mit Einrichtungen zum Zurückhalten eines Druckmittels in der ausdehnbaren Dichtungsanordnung.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine Einrichtung (G) zum Verhindern des Rückstroms einer !Füllmasse aus dem Hohlraum (A) zur Steuereinrichtung.
- 3· Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung (S) in gegenseitigem Abstand an der Innenseite (10) des rohrförmigen Teils angeordnete ringförmige Halterungen (13» 14), an diesen befestigte und unter Bildung eines Zwischenraums zwischen ihren freien Enden aufeinander zu daran hervorstehende Verstärkungen (22, 23) und einen die Verstärkungen überziehenden Elastomerkörper (E) aufweist.
- 4-. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (G) federbelastete Rückschlagventile (56a, 56b) zum Steuern der Strömungsverbindung zu der ausdehnbaren Dichtungsanordnung (S) und zu dem Hohlraum (A) aufweist.709807/0837
- 5- Anordnung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die federbelasteten Rückschlagventile (56a, 55b) miteinander flüchtend und einander entgegengesetzt angeordnet sind.
- 6. Anordnung nach Anspruch 5» gekennzeich net. durch ein eine Längsbohrung (51) aufweisendes Gehäuse (50)» durch in gegenseitigem Abstand in der Bohrung angeordnete, einander entgegengesetzt öffnende federbelastete erste und zweite Rückschlagventile &56a, 56b), durch einen die Bohrung zwischen den beiden Rückschlagventilen mit dem äußeren des Gehäuses verbindenden ersten Durchlaß (55) und durch einen zweiten Durchlaß (56) im Gehäuse, welcher gegenüber dem ersten Durchlaß normalerweise durch das erste federbelastete Rückschlagventil abgesperrt ist und dessen Verbindung mit dem ersten Durchlaß bei einem die Federbelastung des Rückschlagventils überwindenden Druck in der Längsbohrung freigebbar ist.
- 7. Anordnung, nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen dritten Durchlaß (57) im Gehäuse, welcher gegenüber dem ersten Durchlaß (55) normalerweise durch das zweite federbelastete Rückschlagventil (56a) abgesperrt ist, durch einen im dritten Durchlaß sitzenden, die Verbindung zwischen der Längs bohrung (51) und dem Hohlraum (A) sperrenden Stopfen (68), und durch ein den Stopfen im dritten Durchlaß festhaltendes Abscherteil (69), welches den Stopfen und damit die Verbindung zwischen der Längsbohrung und dem Hohlraum bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks in der Längsbohrung freigibt.
- 8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste federbelastete Rückschlagventil (56b) bei Freigabe der Strömungsverbindung zwi-709807/0837sehen der Längsbohrung (51) und dem Hohlraum (A) über den dritten Durchlaß (57) schließt, um das Druckmittel in der ausdehnbaren Dichtungsanordnung (S) zurückzuhalten.
- 9. Anordnung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung zwei ringförmig angeordnete Gruppen (22, 23) von sich in Längs- und Umfangsrichtung überlappenden Verstärkungselementen (28) aufweist, welche mit jeweils einem Ende an einer der ringförmigen Halterungen (13» 14) befestigt sind und am anderen Ende einen schrägen Rand (35) aufweisen, so daß zwischen cfen in geringem Abstand voneinander liegenden Enden eine etwa V-förmige Rille (40) gebildet ist, und daß der Elastomerkörper (E) stoffschlüssig an den ringförmigen Halterungen befestigt ist und die Gruppen der Verstärkungselemente an allen Seiten überdeckt.709807/0837Leerseite
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1976
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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