DE4024501C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohr aus härtendem Bau­ stoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Das erfindungsgemäße Rohr besteht vorzugsweise aus Beton. Solche Rohre werden in der Regel im Boden verlegt. Sie dienen wegen ihres weitgehend chemisch resistenten Werkstoffes zur Entsorgung von Abwäs­ sern, gegebenenfalls auch von flüssigen chemischen Substanzen. Die Empfindlichkeit des Werkstoffes gegen Schubspannungen erfordert jedoch besondere Rohrverbindungen, welche einerseits über lange Zeiträume dicht sein müssen, andererseits aber eine Beschädigung der Rohre beim Transport, ihrer Verle­ gung und während ihrer Nutzungsdauer verhindern. Die erfindungsgemäßen Rohre ermöglichen dies durch eine Rohrverbindung, welche aus anderen Werkstoffen als den für die Rohre verwendeten härtenden Bau­ stoffen bestehen.

Bei der Ausführungsform der Erfindung ist nur eines der Rohrenden mit andersartigem Werkstoff versehen, während das andere Ende aus härtendem Baustoff besteht, jedoch als Einsteckende in einen Überwurf ausgebildet ist, der an dem ihm zugeordneten Rohrende im Baustoff verankert und durch den Anker mit dem Rohr fest verbunden ist. Ein solcher Anker ist insbesondere dort erforderlich, wo eine An­ schlußmöglichkeit an einer Armierung des Rohrman­ tels fehlt, weshalb sich die Erfindung vorzugsweise auf Betonrohre ohne Armierung bezieht.

Die Erfindung geht von vorbekannten Betonrohren dieser Art aus. Hierbei besteht der Überwurf aus einem dünnen Stahlrohr mit zylindrischer Innen- und Außenfläche, sowie Ankern, welche einerseits von einem Rundstahlring, der auf der Innenseite des inneren Rohrendes angeschweißt ist und andererseits aus einem Stahlanker besteht, der in der Tiefe des Betonmantels liegt und schräg ansteigend bis zur Innenseite des Stahlrohres reicht. Hierdurch soll außer der Verankerung des Überwurfes im Baustoff eine Abdichtung der Rohrleitung gegen umläufiges, von außen zusitzendes oder in der Rohrleitung geführtes Wasser bzw. Flüssigkeit gewährleistet werden.

Es hat sich indessen herausgestellt, daß die bekannten Betonrohre nicht zuverlässig abgedichtet sind, obwohl in der Regel die Rohrstirnseiten auf einem häufig aus Holz bestehenden Ringpuffer abge­ stützt und mit innen und äußeren Dichtungen verse­ hen sind, welche auf den inneren Ringflächen der Rohrenden und auf äußeren Ringflächen des Rohr­ mantels und der Manschette abdichten. Es wurde gefunden, daß die Undichtigkeiten an dem mit der Manschette versehenen Rohrende auftreten und jeden­ falls in der Hauptsache darauf zurückzuführen sind, daß zwischen Stahl und härtendem Baustoff keine wasserdichte Verbindung der Grenzflächen entsteht, sondern daß trotz der Verankerung Relativverschie­ bungen der Bauteile unterschiedlicher stofflicher Zusammensetzung im Gefolge von Temperaturschwan­ kungen der Umgebung der Rohrleitung auftreten.

Nach dem Stande der Technik (DE-OS 25 42 004) ist es auch bekannt, an Betonrohren, die innen mit einer dichtenden Kunststoffbeschichtung beispielsweise aus Weich-PVC versehen sind, an einem Rohr stirnseitig innen ein Fugenband zu verankern, welches zwei an den Innenseiten der aneinanderstoßenden Rohre an­ liegende Schenkel aufweist und aus dem gleichen Material wie die Kunststoffbeschichtung besteht, um mit dieser verschweißt oder verklebt werden zu können. Ein solches Fugenband kann allerdings über die Stoßfuge keinerlei Querkräfte übertragen und ist aus diesem Grunde mit der Einsteck-Rohrverbin­ dung der erfindungsgemäßen Art nicht vergleichbar.

Weiterhin ist nach dem Stande der Technik (CH-PS 4 42 895) eine Rohrverbindung für doppelwandige Rohre bekannt, die außen einen Kunststoffmantel und innen einen Betonmantel aufweisen. Bei dieser vorbekannten Rohrverbindung wird die Muffe von einem Abschnitt des äußeren Kunststoffmantels gebil­ det, der den zugehörigen inneren Betonmantel stirn­ seitig überragt. Eine Verankerung dieser Muffe im Beton des Betonrohres ist hier nicht vorgesehen und auch nicht notwendig, weil der äußere Kunststoffmantel durch seine große Länge ohnehin ausreichend auf dem Betonmantel fixiert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Rohre aus härtendem Baustoff auf einfache Weise eine dauerhaft dichte Rohrverbindung zu schaffen, welche die Montage der Rohre beim Bau einer Rohrleitung gegenüber dem Stand der Technik nicht erschwert.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vereinigung der Verankerung mit der Manschette des Überwurfes führt zu einer Vervielfachung der Möglichkeiten, die Umläufigkeit des Wassers an der Rohrverbindung zu unterbinden. Hierdurch entsteht ein Formkörper, der sich aus einem Werkstoff herstellen läßt, der infolge seines im wesentlichen mit dem härtenden Baustoff des Rohrmantels übereinstimmenden Wärmeausdehnungs­ koeffizienten bei Änderung der Umgebungstemperatur nicht gegenüber dem Rohrende kriecht und dadurch die Umläufigkeit der Flüssigkeit bzw. des Wassers ausschließt.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses erfin­ dungsgemäßen Lösungsgedankens, welche Gegenstand des Anspruches 2 ist, läßt sich eine Art von Laby­ rinthdichtung der Manschette und des Rohrmantels verwirklichen, der durch die axiale Folge der vor­ geschlagenen Nuten gegeben ist, deren Schwalben­ schwanzform andererseits die notwendige Veranke­ rungswirkung verbessert.

Der Anspruch 3 bezeichnet ein für die Manschette geeignetes Material.

Obwohl die vorstehend geschilderten Merkmale und Maßnahmen gemäß der Erfindung bereits eine zuver­ lässig dichte Rohrverbindung ergeben, kann es sich bereits zweckmäßig erweisen, hierfür zusätzliche Maßnahmen zu ergreifen. Mit den Merkmalen des Anspruches 4 läßt sich eine besondere Dichtung schaffen, die nicht oder nicht allein auf dem Zusammenquetschen elastomeren Dichtmaterials zwi­ schen auskragendem Manschettenende und eingeführtem Einsteckende der Rohrverbindung beruht. Hierbei wird vielmehr der Dichtdruck von außen mit dem Blähmittel erzeugt und durch das hart gewordene Blähmittel aufrechterhalten. Dadurch ist es möglich, die Drücke auf die Dichtflächen erheblich zu steigern und nicht verlorengehen zu lassen, weil der flüssige Kunststoff entweder nicht schrumpft oder sein Schrumpfmaß bereits beim Blähen der Dichtung berücksichtigt werden kann, wenn er härtet.

Die Zuführung des Blähmittels erfolgt von außen. Hierfür sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgese­ hen. Dabei nutzt man den Kanal gleichzeitig mit dem in ihm härtenden Blähmittelrest zum Verschluß des Inneren der Blähdichtung.

Vorzugsweise weisen die Rohre gemäß der Erfindung einen erheblichen Querschnitt auf. Dann empfiehlt sich die Ausführungsform nach Anspruch 6. Durch die radiale Anordnung des Kanals, über den der anfange flüssige und später härtende Kunststoff in die Blähdichtung eingeführt wird, ergibt sich ein opti­ mal kurzer Zuführungsweg, der auch in der fertigen Rohrleitung zu keinen Einbußen der Festigkeit führt.

Mit dem Anspruch 7 wird die geschilderte Blähdich­ tung mit einer Quetschdichtung kombiniert, was eine weitere Steigerung der Zuverlässigkeit der erfin­ dungsgemäßen Rohrdichtung zur Folge hat.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 im abgebrochenen Längsschnitt anein­ ander anschließende erfindungsgemäße Rohre, wobei die Darstellung an der Innenseite der Rohrwände und im Anschluß an die Rohrverbindung abgebrochen wiedergegeben ist und

Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstel­ lung eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 bestehen die Rohrmäntel (1) der Rohre (2, 3), die im fertig mon­ tierten Zustand der Rohrleitung wiedergegeben sind, aus härtendem Baustoff, z. B. aus Beton. Die Rohr­ verbindung (4) besteht dagegen aus einem anderen Werkstoff. Sie ist hälftig an den Rohrenden ange­ ordnet. Die eine Hälfte der Rohrverbindung wird von einem Einsteckende (5) gebildet, während die andere Hälfte als Überwurf ausgebildet ist. Der Überwurf wird von einer über das andere Rohrende (6) vorste­ henden Manschette (7) gebildet, welche mit Ankern im Baustoff der Rohrmäntel festgelegt ist.

Die Manschette (7) bildet mit diesen Ankern einen Formkörper und besteht aus einem nichtmetallischen Werkstoff, der etwa einen dem Baustoff der Rohrmän­ tel entsprechenden Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Dafür kommt insbesondere Epoxydharz mit einer Faserbewehrung in Betracht. Der Formkörper, welcher von der Manschette (7) gebildet wird, weist auf seiner Innenseite zwei parallele, im übrigen identische Nuten (8, 9) auf die schwalbenschwanz­ förmig sind. Das bedeutet, daß die Nutränder (10 bzw. 11), wie am Beispiel der Nut (8) dargestellt, nach innen konvergieren. Sie sind mit dem härtenden Baustoff der Rohrmäntel ausgefüllt.

Die Manschette (7) wirkt mit einer elastomeren Dichtung (12) zusammen, welche als Ring ein inneres abgestuftes Rohrende (14) umgibt und sich an der Ringfläche (15) einer zweiten Rohrstufe (16) abstützt. Die äußeren Ringflächen (17, 18) der Rohrstirnseiten sind über einen aus Holz bestehen­ den Ring (19) aufeinander abgestützt. Ein elasto­ merer Dichtring (22) dichtet auf inneren Ringflächen (21, 23) der Rohrenden ab.

Die Herstellung der Rohre erfolgt in an sich bekannter Weise dadurch, daß die Manschette (7) mit ihrer äußeren Stirnfläche (24) unterstützt und über eine Innenmuffe gestülpt wird, welche einen dem lichten Durchmesser der Rohre entsprechenden Außen­ durchmesser aufweist. Hierdurch ist es möglich, die Rohre aus dem flüssigen Baustoff zu gießen und die Manschette in dem härtenden Baustoff zu verankern.

Gemäß der Darstellung der Fig. 2 ist die auf dem inneren abgestuften Rohrende (14) angeordnete elastomere Ringdichtung (12) mit einer Blähdichtung (25) ergänzt. Hierbei handelt es sich um einen ringförmigen Schlauch, der gegebenenfalls armiert ist, sich aber unter dem Einfluß eines in seinem Inneren (26) ausbildenden erhöhten Druckes ausdeh­ nen kann und sich dann der dachförmig abgeschrägten inneren Manschettenfläche (27) und der nach außen abgestuften Fläche (25) des Einsteckendes (5) anlegt. Diese Fläche wird einerseits von der Fase der Stirnfläche (17) des Einsteckendes und anderer­ seits von der äußeren Zylinderfläche des Ringes (19) gebildet.

Als Blähmittel dient ein flüssiger Kunststoff, z. B. Epoxydharz. Dieser Kunststoff ist anfangs flüssig und wird durch einen Radialkanal, der in der Blähdichtung (25) mündet, von außen zugeführt. Der Radialkanal wird von dem lichten Querschnitt eines Röhrchens (30) gebildet, welches radial den Ring (19) und den elastomeren Dichtring (22) durch­ quert.

Bei der Montage der Rohre (2, 3) wird das Einsteckende zusammen mit der Dichtung (12) nach dem Einlegen der Ringe (19, 22) mit dem Röhrchen (30) und der Blähdichtung (25) zwischen die Stirn­ flächen (17, 18) in das auskragende Ende (31) der Manschette (7) eingeführt. Vom Inneren des Rohres (2 oder 3) wird eine Pumpe an das freiliegende Ende des Rohres (30) angeschlossen. Mit der Pumpe wird flüssiges Epoxydharz durch den Kanal (29) in das Innere (26) der Blähdichtung (25) gedrückt, bis diese, wie beschrieben, die Dichtflächen (27 und 28) erreicht. Hiernach wird die Pumpe abgeschaltet und das Ende des Rohres (30) verschlossen. Der im Rohr (30) zurückbleibende und härtende Rest des Epoxydharzes dichtet die Blähdichtung (25) ab, bis das gesamte Blähmittel erhärtet ist. Danach wirkt die Blähdichtung (25) mit der Quetschdichtung (12) zusammen.

Claims (8)

1. Rohr aus härtendem Baustoff mit Rohrverbindung aus anderem Werkstoff, die hälftig an den Rohr­ enden angeordnet ist, wobei die eine Hälfte als Einsteckende und die andere Hälfte als Überwurf ausgebildet ist, der eine über das Rohrende vor­ stehende Manschette mit einem im Baustoff ange­ ordneten Anker aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (7) und der Anker in einem Formkörper aus einem nicht metallischen Werkstoff mit einem etwa dem Baustoff entspre­ chenden Wärmeausdehnungskoeffizienten vereinigt sind.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker aus einer Mehrzahl schwalben­ schwanzförmiger Nuten (8, 9) besteht, welche auf der Innenseite der Manschette (7) angeordnet und mit dem Baustoff ausgefüllt sind.

3. Rohr nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (7) aus Epoxydharz mit einer Faserarmierung besteht.

4. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einsteckende (5) und dem auskragenden Manschettenende (31) eine Blähdichtung (25) angeordnet ist, deren Blähmittel aus einem anfangs flüssigen und nach dem Aufblähen und Anlegen der Blähdichtung (25) an die Dichtflächen (27, 28) härtenden Kunst­ stoff besteht.

5. Rohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (29), der in der Blähdichtung (25) mündet, zur Zuführung des Blähmittels vorge­ sehen und mit dem härtenden Rest des Blähmittels verschließbar ist.

6. Rohr nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (29) radial das Einsteckende (5) oder einen mit diesem und dem Manschettenende (31) zusammenwirkenden Dicht­ und Druckring (19, 22) durchquert.

7. Rohr nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekenn­ zeichnet durch das Zuammenwirken der Blähdich­ tung (25) mit einer Quetschdichtung (12), die unter dem Manschettenende (31) angeordnet ist.

8. Rohr nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dicht- und Druckring (19, 22) mit der Blähdichtung (25) und einem Rohr (30) eine Baueinheit bildet, dessen lichter Querschnitt den Kanal (29) bildet.