DE29723875U1 - Rohrverbindung für Brunnenausbaurohre und Steigleitungen - Google Patents

Description

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Rohrverbindung für Brunnenausbaurohre und Steigleitungen

Die Erfindung betrifft eine zugfesle und wasserdruckdichte SteckmufFenverbindung für Brunnenausbaurohre und Pumpensleigleitungsrohre, die Rir Pumpensteigleitungen weiterliin zusätzlich als drehfeste Verbindung ausgeführt ist.

Sie ist rationell herstellbar und die technischen Anforderungen an diese Verbindungen werden voll erfüllt. Mit der neuen Rohrverbindung wird beim Brunnenausbau der bewälirte Montageablauf durch senkrechtes Zusammenfügen der Rohrenden beibehalten.

Der Brunnenausbau besteht in der Regel aus dem Rohrkörper (Vollwand- und Filierrohre) und der Rohrhinterfüllung (Filierkies im Filterbereich, aber auch Tone bzw. Zementationen im Bereich von Vollwandrohren).

Da ein Brunnen Teilstrecken aus Vollrohren und Filterrohren aufweist und diese zueinander passen müssen, ist es notwendig, die Verbindung wasserdicht auszuführen. Eine weitere gewünschte Eigenschaft ist der iiiigeminderle freie Rohrdurchgang im Innendurchmesser. Diese Eigenschaft ist für die Sanierung und den Pumpeneinbau von großer Wichtigkeit. Einengungen sind beim Einbau von Steigleitungen und Pumpen sowie von Sanierungswerkzeugen hinderlich und risikobehaftet.

Die Verbindung einer Steigleitung kann dagegen im Verbindungsbereich leicht eingeengt sein, sie muß aber gegenüber der Brunnenausbaurohrverbindung drehfest ausgeführt sein, um das Molotanlaufmoment der Unterwassermotorpumpe aufnehmen zu können. Ferner stellt sie gegenüber dem Brunnenausbau keine Einmalverbindung, sondern eine mehrfach verwendbare Verbindung dar.

Bei Rohrverbindungen - ganz allgemein - gibt es vielfältige Aiisführungsmöglichkeilen. Die US-Patentschrift 2 916 305 beschreibt eine Rohrverbindung, die im allgemeinen Rohrleitungsbau zur Anwendung kommen kann. Die Rohrenden weisen durch Sicken, eingearbeitete umlaufende Rillen zur Aufnahme eines Scherslabes auf. Das senkrechte Zusammenlügen der Rohrenden, wie es sich beim Brunnenausbau bewährt hat, ist weder vorgesehen noch möglich, wenn man die am llauptrohr angeordneten Stutzen für das Abzweigen von Rohren verschiedener Nennweiten betrachtet. Diese Ausführung ist weiterhin nicht im Sinne einer Steigleitung verwendbar, da sie nicht drehfest ausgeiuhrt ist.

Gemäß Schweizer Patentschrift CH 672 361 &Lgr;5 wird eine formschlüssige Verbindung zweier ineinandergesteckter Rohre unter Verwendung umlaufender Sicken und Arretierungsbolzen (im

Sinne eines "gestückelten" Scherstabes) beschrieben. Hier ergibt sich wieder das Problem, daß die Verbindung zwar zugfest, aber nicht drehfest ausgebildet ist. Eine ähnliche Lösung beinhaltet das DE-GM 18 23 597. Außer einem Sicherungsring (der auch ein Scherstab sein könnte) wird noch ein Dichtungsring verwendet. Hier ist ebenfalls eine zugfeste aber keine drehfeste Verbindung gegeben.

Natürlich darf bei der Bewertung der noch darzulegenden Erfindung nicht übersehen werden, daß das Prinzip einer drehfesten Verbindung im Grunde genommen mit jeder Kupplung realisiert wird. Auf einem anderen Fachgebiet als dem Brunnenausbau, d. h. der Herstellung von Fahrrädern:, wurden axialgerichtete Sicken am Umfang von ineinandergesteckten Rohren beschrieben. Es
wird auf US546/741 verwiesen. Wie gesagt, hier handelt es sich um einanders Fachgebiet. Die
gleichzeitige Lösung der Aufgabe, die Schaffung einer zugfesten und wasserdichten Rohr verbindung
ist hier unrelevant.

Gemäß DE 195 07 688 Al ist eine abdichtende Muffenverbindung beschrieben, die in axialer Richtung belastbar ist. Durch Verformung der Rohrenden wird eine nichtlösbare formschlüssige Verbindung erzielt. Dabei wird das eine Rohrende muffenartig aufgeweitet, so daß ein Zusammenstecken der Rohrenden möglich ist. Bei der weiteren Verformung wird der Umfang des geweiteten Rohres mit einer umlaufenden Sicke versehen, die bis in den Umfang des zweiten Rohrendes eingeprägt wird. Auch mehrere umlaufende Sicken können vorgesehen werden, so daß je nach Ausführung eine axiale Belastung erfolgen kann. Die Abdichtung der Muffenverbindung wird erzielt, indem auf dem Zapfenende ein Dichtring angeordnet wird und durch weitere Verformung des Muffenteils eine nach innen gewölbte Wulst den Dichtring zwischen Muffe- und Zapfenende fixiert. Die an sich axial belastbare und auch dichte Muffenverbindung ist mit dem Nachteil verbunden, daß sie durch eine formschlüssige Verbindung unlösbar ist. Das bedeutet, daß erst vor Ort auf der Baustelle das Sicken und Verformen erfolgen kann. Eine Vorfertigung und einfache Montage auf der Baustelle ist nicht möglich. Die Arbeitsgänge bezüglich der Materialumformung müssen zwangsläufig vor Ort ausgeführt werden.

Eine vom Prinzip her vergleichbare Lösung wie vorher erläutert, enthält die Patentschrill US 4, 902, 049. Eine Dichtung, die in einer angeformten Wulst eingelagert ist und eine auf dem Rohrumfang verlaufende Verformung, von der das Muffen- und Zapfenende der Rohre erfaßt wird, bewirken eine Abdichtung und die gewünschte Festigkeit der Steckmuffenverbindung.

Weiterhin soll auf die DE 42 40 883 Al verwiesen werden. Das Muffenteil ist im Bereich des Dichtungsringes und eines Sprengringes zusätzlich erweitert. In dieser Erweiterung, als Verriegelungskammer bezeichnet, befindet sich außerdem ein Verriegelungsring, der im Sinne eines Sprengringes durch seine Haftreibung eine gewisse axiale Belastung der Steckmuffenverwindung gewährleistet. Eine größere axiale Belastung, wie z. B. beim Brunnenausbau, ist nicht möglich.

Eine relativ einfache Vorrichtung zum Verbinden von Rohren beinhaltet die DE 196 14 684 Al. Es geht dabei um Vorrichtungen im Sinne von Steckmuffen, die als Massenprodukte fur die Verbindung von Rohren oder Rohrstutzen, Fittings oder rohrförmigen Armaturteilen benutzt werden. Das Zapfenende weist Nuten zur Aufnahme des Dichtungsmaterials aus. Zusätzlich werden im Zapfenende in einer umlaufenden Nut federnde Rastmittel (d. h. Sprengringe) eingelagert. Diese Sprengringe greifen nach dem Zusammenfügen der Rohrenden in eine Nut am inneren Umfang der Muffe, womit die Muffenverbindung formschlüssig gesichert ist. Für die Verbindung von Rohren an Armaturen bzw. die Verbindung von Rohren mit geringem Durchmesser ist dieser Vorschlag geeignet. Eine Steckmuffenverbindung in der vorher erläuterten Ausführung weist jedoch innere Absätze auf,- die beim Brunnenausbau vermieden werden müssen und die für die leichte Lösbarkeit der Pumpensteigleitung ungeeignet sind.

Eine Analyse des Standes der Technik zeigt, daß die Steckmuffenverbindungen in bezug auf den jeweiligen Anwendungsfall mehr oder weniger gut ihre Aufgabe erfüllen. Vorschläge für eine rationelle Fertigung der Brunnenausbaurohre mit zugfester Steckmuffenverbindung sind nicht bekannt.

Ein wesentliches Dokument, auf welches nunmehr eingegangen werden soll, ist die DIN 4922. Die DIN 4922 sieht in den Teilen 1 bis 3 die Arten der Verbindungen vor. Die Laschenverbindung genügt den Anforderungen an die Dichtheit nicht, so daß für eine dichte und zugfeste Verbindung bis Durchmesser 500 die Gewindeverbindung nach Teil 2 und darüber hinaus im Durchmesser > 500 die Flanschverbindung zum Einsatz kommt. In der Praxis hat sich jedoch der Entwurf DIN 4922 Teil 4, das Prinzip der "zugfesten Steckmuffenverbindung" weit verbreitet. Diese zugfeste Steckmuffenverbindung ist in dem Entwurf der DIN 4922 Teil 4 festgehalten. Sie wird als Zapfen- und Muffenteil an das Brunnenausbaurohr geschweißt. Der von außen durch einen Schlitz in der Muffe eingeführte Scherstab aus Polyamid ist biegsam und gewährleistet die zugfeste Verbindung durch Formschluß in der Muffen- und Zapfenrille. Die Dichtheit wird durch einen Rundgummiring

gewährleistet. Diese Verbindung ist fertigungstechnisch sehr aufwendig in der Herstellung und muß nach der Fertigung mit dem Brunnenausbaurohr verschweißt werden.

Auch für die Pumpensteigleitung ist die Anwendung der zugfesten Steckmuffenverbindung seit langem bekannt. Sie liegt nach dem heutigen Stand der Technik aber ebenso wie bei Brunnenausbaurohren nur als angeschweißte Verbindung vor. Da die Dimensionen der Steigleitungen kleiner als die der Brunnenausbaurohre sind, ist die Verbindung mittels Polyamidstab bei den kleinen Dimensionen nicht immer möglich, weil der Polyamidstab sich nicht immer in einem so kleinen Durchmesser biegen läßt. Deshalb wird als Scherstab für diese Fälle eine Drahtfeder verwendet. Dieser Zugfederstrang hat den Vorteil, daß er über den Außendurchmesser der Verbindung nicht hinausragen muß. Er ist kurzer ausgeführt als die Scherstabrille im Umfang. Das „Ziehen" des Scherstabes wird durch eine Schraube mit passendem Gewinde zur Innenkontur des Drahtfederzugstranges bewerkstelligt. Diese Schraube wird durch Drehen in den Innendurchmesser des Zugfederstranges geschraubt und so kann der Zugfederstrang formschlüssig aus der Einführungsörmung gezogen werden.

Ausgehend von den bisherigen Ausführungen ist es daher die Aufgabe der Erfindung, eine Rohrverbindung für Brunnenausbaurohre vorzuschlagen, welche rationell herstellbar ist. Mit der neuen Rohrverbindung soll beim Brunnenausbau der bewährte Montageablauf durch senkrechtes Zusammenfügen der Rohrenden beibehalten werden. Es sollen die qualitativen Anforderungen in bezug auf Abdichtung und axiale Belastung im Vergleich zur DIN 4922, Teil 4, erfüllt und es muß ein uneingeschränkter Innendurchmesser der Verbindung gewährleistet werden. Im Prinzip soll diese Aufgabenstellung auch eine Rohrverbindung für Pumpensteigleitungsrohre erfassen, wobei eine drehfeste Verbindung erforderlich ist. Eine leichte Einengung im Bereich der Rohrverbindung kann hingenommen werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden Gedanken der Erfindung auf den Schutzanspruch 1 verwiesen wird. Eine weitere Ausgestaltung, die eine drehfeste Verbindung für Pumpensteigleitungsrohre betrifft, enthält Anspruch 2.

Die gelieferten Brunnenausbaurohre und Pumpensteigleitungsrohre verfügen herstellerseitig über jeweils ein angeformtes Muffen- und Zapfenende. Diese Verbindungen sind werksseitig durch Weiten, Sicken und Stanzen komplett gefertigt.

Vor der Montage wird auf dem Zapfenende in einer Rille ein Dichtring plaziert. Nach dem Zusammenfügen von Muffe und Zapfen wird durch den Einfuhrungsschlitz der Scherstab in die umlaufende Ausformung geschoben, die sich durch das Gegenüberliegen von der Rille im Muffenende und der Rille im Zapfenende ergibt.

Die DIN 4922 sieht für Brunnenausbaurohre das Einführen des Zapfenteils in die Muffe vor. Das ist richtig und sinnvoll, um bei verändertem Wasserspiegel im Brunnen Brackwasserbildung in der Verbindung auszuschließen (siehe Ausführungsbeispiel 1).

Die Pumpensteigleitung wird dagegen innerhalb des Brunnens eingebaut. Als Mehrmalsverbindung wird sie entgegen dem Brunnen nur einmal bei Inbetriebnahme gefüllt und behält ihre Füllung während des Betriebes. Um ein Verockern und ein Zuschlämmen der Verbindung sowie Brackwasserbildung im Verbindungsbereich der Steigleitung außen bei verändertem Wasserspiegel im Brunnen zu vermeiden, muß sie umgekehrt, Muffe auf den Zapfen, eingebaut werden. Bei absinkendem Brunnenwasserspiegel entwässert die Verbindung und eine Brackwasserbildung wird vermieden (siehe Ausführungsbeispiel 2).

Bei der Erfindung wurde das bekannte Scherstabprinzip berücksichtigt, wie das im Oberbegriff des Patentanspruches 1 zum Ausdruck kommt. In Abweichung vom Entwurf der DIN 4922, Teil 4, wurde eine neue Lösung für die Verbindung von Brunnenausbaurohren geschaffen, die das bewährte Scherstabprinzip mit einer neuen, d. h. angeformten Muffenverbindung für Brunnenausbaurohre vereint.

Anhand von zwei Ausfuhrungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Figur 1 zeigt die Steckmuffenverbindung eines Brunnenausbaurohres in Prinzipdarstellung. Es wurde ein Halbschnitt der Steckmuffenverbindung gewählt.

Die Figur 2 zeigt einen Halbschnitt durch eine Pumpensteigleitung.
Die Figur 3 zeigt einen Schnitt A-A gemäß Figur 2.

Die verwendeten Bezugszeichen bedeuten:

1 - Brunnenausbaurohre/Steigleitungsrohr

2 - Zapfenende eines Brunnenausbaurohres/Steigleitungsrohres

3 - Muffenende eines Brunnenausbaurohres/Steigleitungsrohres

4 - Rille am Zapfenende zur Aufnahme eines Scherstabes

5 - Rille am Muffenende zur Aufnahme eines Scherstabes

6 - Scherstab

7 - Rille im Zapfenende zur Aufnahme eines Dichtringes

8 - Dichtring

9 - Schlitz

1. Ausfuhrungsbeispiel, siehe Figur 1 - Brunnenausbaurohr

Am Ende eines Brunnenausbaurohres 1 ist durch Weiten das Muffenende 3 angeformt. Durch Sicken wird das Muffenende 3 anschließend mit einer Rille 5 versehen. Am anderen Ende des Brunnenausbaurohres wird durch Sicken das Zapfenende 2 gestaltet. Dementsprechend werden die Rille 4 und die Rille 7 hergestellt. Die Montage der Steckmuffenverbindung erfolgt, indem zuerst der Dichtring 8 in der Rille 7 plaziert wird. Danach erfolgt das Zusammenfugen von Zapfenende 2 und Muffenende 3. Anschließend wird durch den Schlitz 9 in der Muffe 3 der Scherstab 6 eingeführt. Der Scherstab besteht aus Polyamid und ist biegsam. Damit ist eine Anordnung zwischen den umlaufenden Rillen 4 und 5 gegeben.

2. Ausfuhrungsbeispiel, siehe Figuren 2 und 3 - Steigleitungsrohr

Hinsichtlich der prinzipiellen Gestaltung der zugfesten Steckmuffenverbindung für das Steigleitungsrohr wird auf das 1. Ausfuhrungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Bezugszeichen 1 bis 9 verwiesen. Bei Pumpensteigleitungen wird oftmals auch ein Zugfederstrang als Scherstab eingesetzt.

Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, wird die zugfeste Steckmuffenverbindung auch drehfest ausgeführt. Dementsprechend befinden sich im Zapfen- und Muffenbereich 2, 3 am Umfang partiell angeordnete Sicken, die ein Verdrehen verhindern.

Die beiden Ausfuhrungsbeispiele lassen erkennen, daß die angeformte Steckmuffenverbindung zugfest und wasserdicht ist und in jeder Hinsicht die technischen Anforderungen an Brunnenausbaurohre und Pumpensteigleitungen erfüllt.

Claims (2)

Schlitzansprüche

1. Rohrverbindung für Pumpensteigleitungsrohre nach dem Prinzip einer zugfesten Steckmuffenverbindung unter Verwendung eines Scherstabes und eines Dichtringes, dadurch gekennzeichnet, daß am Zapfenende (2) eines Rohres (1) eine durch Sicken eingearbeitete umlaufende Rille (4) zur Aufnahme eines Scherstabes (6) und in Richtung Rohrende eine umlaufende Rille (7) zur Aufnahme eines Dichtringes (8) angeordnet ist, das Muffenende (3) eine angeformte Rohrerweiterung aufweist mit einer durch Sicken hergestellten umlaufenden Rille (5) zur Aufnahme des Scherstabes (6), wobei die Rillen (4, 5) nach dem Zusammenfugen der Steckmuffe eine derartige Position einnehmen, daß von außen über einen Schlitz (9) in der Muffe (3) der an sich bekannte Scherstab (6) in eine Ausformung, die sich aus den Rillen (4, 5) ergibt, zugeführt werden kann und daß die Pumpensteigleitungsrohre (1) im Zapfen- und Muffenbereich (2, 3) am Umfang partiell angeordneten Sicken derart aufweisen, daß eine drehfeste Muffenverbindung gegeben ist.

2. Rohrverbindung für Brunnenausbaurohre nach Anspruch 1 unter Verzicht auf die partiell angeordneten Sicken bei einem Montageablauf durch senkrechtes Zusammenfügen der Rohrenden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Montageablauf eine zugfeste, wasserdichte Steckmuffenverbindung gegeben ist.