DE29614583U1 - Druckübertragungsring zum Vortrieb von Abwasserrohren - Google Patents

Description

Druckübertraqungsrinq zum Vortrieb von Abwasserrohren

Die Erfindung betrifft einen Druckübertragungsring zur gegenseitigen Abstützung von durch Rohrvortrieb verlegten Abwasserrohren, welche durch eine auf die beiden Rohrenden abdichtend aufgeschobene Verbindungshülse untereinander verbunden sind.

Abwasserrohre, die in der Regel aus Beton, Steinzeug, Faserzement oder Gußeisen bestehen, werden häufig im Boden durch Rohrvortrieb verlegt. Dabei ist es nicht erforderlich, den Boden zu öffnen und einen Graben zu erzeugen. Vielmehr werden die Abwasserrohre von einer Vortriebsmaschine vorwärtsgedrückt. Nach dem Vortrieb um eine Rohrlänge wird ein weiteres Rohr an das rückwärtige Ende des vorgeschobenen Rohres angesetzt und sämtliche hintereinander angeordneten Rohre werden gemeinsam vorgeschoben. Dabei werden sehr große Vorschubkräfte (bis zu 600 t) erzeugt, die von Rohr zu Rohr übertragen werden müssen. Würden die Rohre mit ihren

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Stirnwänden unmittelbar gegeneinanderstoßen, dann würde die Gefahr bestehen, daß durch Rauhigkeiten oder Unebenheiten eine ungleichmäßige Lastverteilung auftritt, mit der Folge, daß durch örtliche Überbelastungen Rohrbrüche erfolgen können. Daher ist es üblich, zwischen die Rohre Druckübertragungsringe einzubringen, die kompressibel sind und eine gleichmäßige Lastverteilung ermöglichen. Andererseits muß es beim Rohrvortrieb aber auch möglich sein, daß zwei aufeinanderfolgende Rohre unterschiedliche axiale Ausrichtungen einnehmen, nämlich wenn durch schrägwirkende Vortriebskräfte Korrekturen oder Änderungen im Vortriebsweg hervorgerufen werden sollen. Dann bilden benachbarte Rohre einen Knick, wobei die im Knick innenliegenden Teile der Stirnwände ein Vielfaches der sonst beim Vortrieb üblichen Druckbelastung übernehmen müssen, während die im Knick außenliegenden Teile der Stirnwände entlastet werden.

Die üblichen Druckübertragungsringe bestehen aus verleimten Holzspanmaterial. Von den Ringen wird gefordert, daß sich ihre Materialstärke unter dem maximalen Vortriebsdruck um bis zu 50 % verringern kann, was in der Praxis oft nicht erfüllt werden kann. Außerdem haben derartige Druckübertragungsringe eine relativ geringe Elastizität. Vielmehr werden sie vorwiegend plastisch (bleibend) komprimiert. Wenn bei einem Rohrknick zwischen benachbarten Rohren der Innenbereich des Knicks besonders hoch belastet wird, besteht die Gefahr, daß in diesem Bereich Teile des Rohres abspringen. Daher haben die Druckübertragungsringe einen Außendurchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser der Stirnwände der angrenzenden Rohre. Dadurch bleibt zwischen den Rohren auch im stark komprimierten

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Zustand des Druckübertragungsringes im äußeren Umfangsbereich ein Freiraum, in dem Stirnwände nicht in Kontakt mit dem Druckübertragungsring stehen, so daß dort auch kein Rohrmaterial abgesprengt werden kann. Allerdings wird durch diesen Freiraum die Druckübertragungsflache verkleinert und eine exakte Zentrierung und Fixierung des Druckübertragungsringes wird erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckübertragungsring für durch Rohrvortrieb verlegte Abwasserrohre zu schaffen, der eine gleichmäßige Übertragung hoher Druckkräfte unter Vermeidung der Gefahr des Abplatzens von Rohrteilen ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Der erfindungsgemäße Druckübertragungsring weist einen Ringkörper auf, dessen Außendurchmesser mindestens gleich dem Außendurchmesser der Stirnwände der beiden Rohre ist, und der an diesen Stirnwänden bis zu ihrem Außenrand anliegt. Dadurch wird zunächst erreicht, daß die gesamten Stirnwände für die Druckübertragung zur Verfügung stehen und daß nicht die äußeren Ringzonen der Stirnwände von der Druckübertragung ausgenommen sind. Damit die äußeren Ringzonen, die bei einem Rohrknick extrem hohen Druckbelastungen ausgesetzt werden, nicht ausbrechen, besteht mindestens der äußere Umfangsbereich des Ringkörpers an seinen Stirnflächen aus einem Elastomermaterial. Dieses Elastomermaterial hat eine hohe Elastizität, so daß es sich bei Druckbeanspruchung stark verformt, jedoch ohne irreversibel kompaktiert zu werden. Das Elastomermaterial bildet in dem äußeren Umfangsbereich eine relativ weiche Puffer-

schicht, die - auch bei der Abwinklung von aufeinander folgenden Rohren zueinander - eine flächenförmige Druckübertragung zwischen den Stirnwänden der Rohre sicherstellt.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

ein Gewinn an Druckübertragungsfläche, weil die gesamten Stirnwände der Rohre ausgenutzt werden,

Vermeidung von Punktlasten an den innenliegenden Kanten bei einem Rohrknick,

Verbesserung der Verformbarkeit und des elastischen Verhaltens der Rohrverbindung.

Bei der Erfindung besteht mindestens der äußere Umfangsbereich des Ringkörpers an seinen Stirnflächen aus Elastomermaterial, weil am äußeren Umfangsbereich die kritischen Stellen der Lastübertragung im Falle eines Rohrknicks auftreten. Der weiter innenliegende Bereich {mit kleinerem Radius) des Ringkörpers kann aus einem Fremdmaterial bestehen, das natürlich auch eine gewisse Kompressibilität haben muß, jedoch nicht diejenige von Elastomermaterial. Insbesondere kann der Innenbereich aus einem Material bestehen, das eine größere Plastizität hat als der äußere Umfangsbereich. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Ringkörper jedoch insgesamt aus Elastomermaterial gebildet. Dabei kann in den Ringkörper mindestens eine faserige Verstärkungseinlage eingebettet sein. Die Verstärkungseinlage dient einerseits dazu, den Ringkörper bei axialer Kompression zusammenzuhalten und zu vermeiden, daß zu viel Elastomermaterial nach innen und außen

herausdringt und daß der Ring dabei seinen Zusammenhalt verliert, und andererseits dazu, das herausquellende Material durch Unterteilung des Ringes in schmalere Bereiche zu minimieren.

Der Ringkörper kann ferner einen über die Stirnflächen der Rohre überstehenden Zentrierrand aufweisen. Dieser Zentrierrand reicht bis an die die Rohrenden überbrückende Verbindungshülse heran, wodurch sichergestellt wird, daß der Ringkörper seine Zentrierposition beibehält. Der Zentrierrand kann gegenüber dem übrigen Bereich des Ringkörpers verjüngt ausgebildet sein oder achsparallele Längsrillen aufweisen, um im Falle des Quetschens des Druckübertragungsringes die randseitigen Materialanhäufungen zu verringern.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Rohrverbindung mit Druckübertragungsring im auseinandergezogenen Zustand, und

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab die Einzelheit II aus Fig. 1.

In Figur 1 sind zwei Abwasserrohre 10 und 11 dargestellt, die in gegenseitiger axialer Verlängerung angeordnet sind und gegeneinandergesetzt werden, damit sie durch eine Vortriebsvorrichtung im Boden vorgetrieben werden können. Die Abwasserrohre 10,11 bestehen aus Steinzeugmaterial, Beton, Faserzement oder Gußeisen. Alle diese Materialien sind besonders anfällig gegen

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örtlich hohe Punktpressungen. Die Länge der Rohre beträgt üblicherweise 1 bis 3 m und ihr Durchmesser kann bis zu 1600 mm reichen. Die Rohre sind ohne Flansche und andere Vorsprünge ausgebildet, um den Rohrvortrieb nicht zu behindern. An jedem Rohrende befindet sich eine außen umlaufende Aussparung 12, in der eine Ringnut 13 zur Aufnahme einer ringförmigen Dichtung 14 vorgesehen ist. Über die Aussparung 12 und die Dichtung 14 ist eine Verbindungshülse 15 aus Edelstahl geschoben, die den Stoßbereich der beiden Rohre 10,11 überdeckt und die innerhalb der Außenkontur der Rohre angeordnet ist. Die Verbindungshülse 15 bewirkt zusammen mit den Dichtungen 14 die Abdichtung der Rohrverbindung.

Die Stirnwände 16 der Rohre sind geschliffen oder auf andere Weise geglättet, um eine gleichmäßige Lastübertragung zu ermöglichen. Zwischen die Stirnwände 16 der beiden Rohre ist der Druckübertragungsring 17 eingesetzt. Dieser besteht aus einem flachen Ringkörper 18, dessen Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Rohre 10,11 ist und dessen Außendurchmesser bis an die Verbindungshülse 15 heranreicht.

In Figur 1 ist der Zustand dargestellt, daß die Verbindungshülse 15 bereits auf das erste Rohr 10 aufgeschoben ist und über die Stirnwand 16 hinaus vorsteht. Vor die Stirnwand 16 ist der Druckübertragungsring 17 gesetzt. Anschließend wird das zweite Rohr 11 in die Verbindungshülse 15 eingeschoben, wobei ihre 'Dichtung 14 zusammengedrückt wird. Wird nun eine Vortriebskraft in axialer Richtung der Rohre ausgeübt, dann wird der Druckübertragungsring 17 zwischen den Stirnwänden 16 der Rohre mit starker Kraft zusammengedrückt.

Wie aus Figur 2 hervorgeht, besteht der Ringkörper 18 aus Elastomermaterial, z.B. Kautschuk, in das hier zwei faserige Verstärkungslagen 19 eingebettet sind, welche sich parallel zur Ringebene erstrecken. Die Verstärkungslagen 19 bestehen aus Gewebematerial. Die Stärke des Ringkörpers 18 beträgt zwischen 10 und 20 mm.

Der äußere Umfangsbereich des Ringkörpers 18 ist der Bereich größeren Druchmessers, der in Figur 2 mit 20 bezeichnet ist. Dieser Bereich reicht radial über die Außenkante 21 der Stirnfläche 16 des Rohres 10 hinaus. Die Außenkante 21 hat von der Verbindungshülse 15 einen Abstand von etwa 2 mm. In diesem Bereich, in dem der Ringkörper 18 über die Stirnwand 16 radial übersteht, ist an dem Ringkörper ein Zentrierrand 22 ausgebildet, in welchem die Materialstärke von beiden Seiten her abnimmt, so daß der Zentrierrand 22 mit einer relativ kleinen Fläche an der Verbindungshülse 15 anliegt. Der Druckübertragungsring wird von der Verbindungshülse 15 nicht nur zentriert sondern auch in seiner zentrierten Position fixiert. Die verringerte Materialstärke im Bereich des Zentrierrandes 2 2 ermöglicht ein Ausweichen des Elastomermaterials.

Die Stirnflächen 23,24 des Ringkörpers 18 sind im vorliegenden Fall eben. Sie liegen vollflächig an den Stirnwänden 16 der Rohre 10,11 an, so daß keine Hohlstellen oder Leerräume vorhanden sind. Wenn die Rohre 10,11 unter Zwischenlage des Druckübertragungsringes 17 gegeneinanderliegen und von einer Vortriebsvorrichtung vorgeschoben werden, wird der Ringkörper 18 axial gequetscht, wobei er für eine gleichmäßige Lastverteilung sorgt. Selbst im Falle eines Rohrknicks, also wenn die Achsen der Rohre 10,11 einen Winkel bilden, erfolgt

eine flächige und weiche Abstützung im Bereich der Umfangskante 21 der Stirnwand 16, so daß dort kein Material abplatzt.

Das Elastomermaterial des Stützringes 17 hat vorzugsweise eine Shore-Härte von 65 bis 75.

Claims (5)

ANSPRUCHE

1. Druekübertragungsring zur gegenseitigen Abstützung von durch Rohrvortrieb verlegten Abwasserrohren, welche durch eine auf die beiden Rohrenden abdichtend aufgeschobene Verbindungshülse (15) untereinander verbunden sind,
gekennzeichnet durch , einen Ringkörper (18), dessen Außendurchmesser mindestens gleich dem Außendurchmesser der Stirnwände (16) der beiden Rohre (10,11) ist, und der an diesen Stirnwänden (10,11) bis zu ihrem Außenrand (21) anliegt, wobei mindestens der äußere Umfangsbereich (20) des Ringkörpers (18) an seinen Stirnflächen (23,24) aus einem Elastomermaterial besteht.

2. Druckübertragungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (18) insgesamt aus Elastomermaterial gebildet ist.

3. Druckübertragungsring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringkörper (18) mindestens eine faserige Verstärkungslage (19) eingebettet ist.

4. Druckübertragungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper

(18) einen über die Stirnwände (16) der Rohre (10,11) überstehenden Zentrierrand (22) aufweist.

5. Druckübertragungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomermaterial des Stützringes (17) eine Shore-Härte von 65 bis 75 hat.