-
Die Erfindung betrifft ein Abdichtungselement aus einem Elastomer, das dazu
geeignet ist, in eine Umkreiskehlung eines Wölbsteins eines Tunnels oder
ähnlichem eingesetzt und geklebt zu werden.
-
Tunnel oder Leitungen größerer räumlicher Ausdehnung werden aus
zusammengesetzten Elementen gebildet, die als "Wölbsteine" bezeichnet werden, zwischen
denen jeweils Dichtungen eingesetzt sind. Diese Wölbsteine oder Gewölbesteine
sind Rohrsegmente, die eine im wesentlichen rechteckige oder quadratische
Umfanglinie aufweisen und die über eine Umkreiskehlung verfügen, in die ein
Dichtring eingesetzt ist. Beim Zusammensetzen der Wölbsteine sind die
Dichiringe unter Druckeinwirkung eingepaßt und in den Kehlungen
aufeinandergepreßt, um eine Dichtbarriere gegenüber Flüssigkeiten, die sich in den
umgebenden Gesteinsschichten befinden, und/oder gegenüber solchen Flüssigkeiten zu
bilden, die in dem Tunnel oder in der Leitung fließen, der oder die von den
Wölbsteinen gebildet sind. Die bekannten Dichtungen von Wölbsteinen sind im
Allgemeinen aus Dichtungsabschnitten gebildet, die untereinander über
Winkelstücke verbunden sind, die an den Ecken der Wölbsteine angeordnet sind. Wenn
die Dichtungen im Innern der Kehlungen bei dem Zusammensetzen der Steine
unter Druck gesetzt werden, passiert es häufig durch ein Gleiten oder
Verschieben der Dichtungsabschnitte in den sich entsprechenden Kehlungen, daß die
Winkelstücke im Bereich der folgenden Winkel zumeist aus den Kehlungen
herausgedrückt sind und nach außerhalb überstehen. Daraus ergeben sich
Dichtungsprobleme an den Ecken der Wölbsteine, denen es mit den bekannten Mitteln
unmöglich war, beizukommen oder gar diese zu beheben.
-
Die Erfindung hat insbesondere das Ziel, eine einfache, wirksame und
kostengünstigere Lösung für diese Probleme anzugeben.
-
Sie hat insbesondere auch die Aufgabe, Dichtungen für Wölbsteine anzugeben,
die für die genannten Probleme weniger anfällig sind als die bekannten
Dichtungen.
-
Zu diesem Zweck und zur Lösung der genannten Aufgabe wird ein
Abdichtungselement aus einem Elastomer vorgeschlagen, das dazu geeignet ist, in eine
Umkreiskehlung eines Wölbsteins eines Tunnels oder ähnlichem eingesetzt und
geklebt zu werden, wobei das Dichtungselement zwei einander gegenüberliegende
longitudinale Seitenflächen aufweist, die untereinander durch schräge
Seitenflanken verbunden sind, und von denen eine auf dem Boden der Auskehlung dem
Wölbsteins angesetzt ist und parallele longitudinale Rillen und/oder Kanäle
aufweist, und welch es dadurch gekennzeichnet ist, daß der Querschnitt der
Dichtung auf dem Hauptabschnitt seiner Länge im wesentlichen konstant ist und zu
den Winkeln der Dichtung hin, die den Winkeln des Wölbsteins entsprechen, nach
und nach abnimmt.
-
Dank dieser fortschreitenden Verminderung des Querschnitts der Dichtung an
den Winkeln des Wölbsteins vermeidet man oder vermindert man zumindest die
Dichügkeitsprobleme, die auf Grund des Vorhandenseins von überstehendem
elastomeren Material über den äußeren Rand des normalen Ortes der Dichtung
auftraten, und es werden die Probleme bei dem Zusammensetzen der Wölbsteine
vermieden. Durch die Verminderung des Querschnitts im Bereich der Winkel der
Wölbsteine vergrößert man den freien Platz zwischen den Wölbsteinen zur
Aufnahme des durch Druck verschobenen elastomeren Materials der Dichtung
und gestattet es, daß sich dieses Material in dem gewünschten und dafür
vorgesehenen Raum einpaßt, ohne nach außen zu entweichen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abnahme des Querschnitts der
Dichtung auf ein Abnehmen seiner Höhe in Bezug auf den Boden der
Auskehlung des Wölbsteins zurückzuführen.
-
Bei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist die Seite der Dichtung, die
derjenigen gegenüberliegt, die auf dem Boden der Auskehlung angeordnet ist, auf
dem Hauptabschnitt ihrer Länge eben und an den Winkeln der Dichtung in
konvexer Weise gebogen, oder sie ist an den Winkeln der Dichtung in konkaver
Weise gebogen, oder sie ist auf dem Hauptabschnitt ihrer Länge eben und in
schräger Weise an den Winkeln der Dichtung geneigt.
-
Vorzugsweise umfaßt die Dichtung ebenfalls in der Umgebung ihrer Winkel
Zapfen, Stege oder Ankervorsprünge, die auf der Seite gebildet sind, die auf dem
Boden der Auskehlung angeordnet ist, und dazu ausgebildet sind, in in den Boden
dieser Auskehlung gebildeten Ausnehmungen aufgenommen zu werden.
-
Die Dichtung widersetzt sich so noch vorteilhafter einer longitudinalen
Verschiebung während des Zusammenbaus der Wölbsteine untereinander.
-
Schließlich und gemäß einer wichtigen Ausgestaltung der Erfindung sind die
Winkel zumindest teilweise aus einem Elastomer gebildet, welches mit Wasser
auftreibend ist.
-
Auf diese Weise wird jeder Zwischenraum zwischen den Eckdichtungen der
Wölbsteine durch die Ausdehnung des Materials ausgefüllt, das die Ecken der
Dichtung bildet, womit sich eine perfekte Dichtheit dieser Ecken ergibt.
-
Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile, Merkmale und Einzelheiten werden
in klarer Weise aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, die unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausgeführt ist. Es zeigen:
-
Fig. 1 eine schematische Teilansicht von zwei mit Dichtungen versehenen
Wölbsteinen während ihres Zusammenbaus vor dem
Zusammendrücken des Dichtungsmaterials,
-
25 Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende schematische Ansicht mit einer
Darstellung der Wölbsteine nach dem Zusammendrücken der
Dichtungen,
-
Fig. 3 und 4 schematische Teilansichten im Schnitt entlang den Linien III-III
bzw. IV-IV der Fig. 1.
-
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Abschnittes der Dichtung des Wölbsteins
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
-
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Dichtung nach Fig. 5, und
-
Fig. 7 und 8 schematische Teilansichten im Schnitt entlang den Linien VII-VII
bzw. VIII-VIII der Fig. 5.
-
Zuerst wird Bezug auf die Fig. 1 bis 4 genommen, in denen ein erstes
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
-
In diesen Fig. bezeichnet das Bezugszeichen 10 zwei benachbarte Wölbsteine, die
Umkreiskehlungen 12 aufweisen, in denen Dichtungen 14 aus geraden
Abschnitten 16 eingelegt und eingeklebt sind, die untereinander durch Winkel- oder
Eckstücke l8 verbunden sind, bei denen es sich im Allgemeinen um Gußstücke
handelt, die im Guß mit den geraden Abschnitten 16 verbunden sind.
-
Die geraden Dichtungsabschnitte 16 weisen dabei zum Beispiel den in der Fig. 3
dargestellten Querschnitt auf und sie verfügen über zwei schräge Flanken 20,
durch die zwei ebene parallele Seiten 22 und 24 miteinander verbunden sind, von
denen eine den Rücken der Dichtung bildet und von denen die andere auf den
Boden der Kehlung 12 aufgesetzt und mit diesem verklebt ist. Auf dieser Seite
der Seite 24 umfaßt die Dichtung zwei longitudinale parallele Rillen oder
Ausnehmungen 26, deren Mündungen in Richtung des Bodens der Auskehlung 12
durch Sohlen oder durchgehende Schichten 28 aus elastomeren Material ver
schlossen sind. Darüberhinaus ist ein weiterer longitudinaler Kanal 30 im Innern
der Dichtung zwischen den Rillen 26 und ein wenig oberhalb von diesen
ausgebildet, d.h. auf der Seite des Rückens 22 der Dichtung.
-
Die Sohlen 28 bewirken, daß die Klebeoberfläche der Dichtung in der
Auskehlung 12 vergrößert wird und verhindert das Ausknicken oder die seitliche
Verformung des stützenden Längsschenkels, der zwischen den Rillen 26 ausgebildet
ist.
-
Der longitudinale Kanal 30 gestattet dank seiner besonderen Form das
Zusammendrücken der Dichtung im Innern der Auskehlung 12, ohne daß eine
negative Scherwirkung in den Bereichen um die Rillen 26 herum auftritt.
-
Die Winkel- oder Eckstücke 18, die die jeweiligen geraden Dichtabschnitte 16
untereinander verbinden, weisen jeweils einen Querschnitt auf, der nach und nach
in Richtung der Ecke des jeweiligen Wölbsteins kleiner wird. Genauer gesagt und
wie es aus der Fig. 1 zu ersehen ist vermindert sich die Höhe der Dichtung in
Bezug auf den Boden der Auskehlung 12 in der Richtung der Ecke des
Wölbsteins, wobei der Rücken 32 der Dichtung gekrümmt und konvex ausgestaltet ist.
-
Wenn dann die einzelnen Wölbsteine einander angenähert werden, wie es in der
Fig. 1 dargestellt ist, und ohne daß die Dichtungen aufeinander gepreßt werden,
besteht ein freier Raum 34 in der Gestalt eines Eckspaltes zwischen den Winkeln
in Bezug auf die Wölbsteine.
-
Wenn die Wölbsteine dann vollständig zusammengesetzt werden und damit die
Dichtungen im Innern der Kehlungen 12 zusammengepreßt werden, erhält man
die in der Fig. 2 dargestellte Konfiguration, wobei zu erkennen ist, daß der freie
Raum 34 verschwunden ist und nun durch elastomeres Material gefüllt ist, das
das Dichtelement bildet. So wird jede Auskragung des elastomeren Materials
außerhalb seines Platzes, den es normalerweise einnehmen soll, und jedes
Ablösen der Abdichtungselemente im Bereich der Ecken der Wölbsteine
vermieden.
-
Es ist weiterhin aus der Fig. 4 zu erkennen, daß die Höhe des Winkelstücks 18 in
Bezug auf den Boden der Auskehlung 12 kleiner als die Höhe des geraden
Abschnitts 16 der Dichtung ist, daß bei diesem Eckstück oder Winkelelement die
Rillen 26 auf dem Boden der Auskehlung 12 münden, und daß das
Winkelelement keinen longitudinalen Kanal 30 entsprechend den geraden
Dichtabschnitten umfaßt.
-
Vorzugsweise ist das Winkelelement 18 aus einem mit Wasser auftreibendem
Elastomer gebildet, so daß, wenn die Wölbsteine zusammengesetzt werden und
die Dichtungen wie in der Fig. 2 zusammengedrückt sind, die Ausdehnung dieses
Materials jeden Freiraum verschließen könnte, der zwischen den Dichtungen im
Bereich der Ecken der Wölbsteine bestehen oder entstanden sein könnte.
-
Hierfür kann das Winkelelement 18 vollständig aus einem mit Wasser
auftreibendem Elastomer gebildet sein oder es kann lediglich ein Abschnitt dieses
Winkelelementes aus diesem Material hergestellt sein, wohingegen dann sein anderer
restlicher Abschnitt aus demselben Material wie die geraden Dichtabschnitte 16
hergestellt ist oder aus einem weniger harten Material besteht.
-
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, welches nicht in den Zeichnungen
dargestellt ist, ist die Krümmung des Rückens 32 des Winkelelementes konkav im
Gegensatz zu der konvexen Krümmung, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.
-
Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist der Rücken 32 des
Winkelelementes 18 nicht gekrümmt sonden eben, dafür ist er schräg in Bezug auf
den Boden des Wölbsteins geneigt.
-
Die Fig. 7 und 8 stellen im Hinblick auf diese weitere Ausführungsform den
Querschnitt der geraden Dichtabschnitte 16 und der Winkelelemente 18 dar,
wobei die geraden Dichtabschnitte 16 einen mittigen longitudinalen Kanal 30 und
zwei seitliche Kanäle 36 aufweisen, die ungefähr die Gestalt eines Croissant-
Hörnchens aufweisen, wohingegen das Winkelelement 18 über keine solche
Elemente verfügt.
-
Die Sohlen, die die Rillen 26 in den geraden Dichtabschnitten 16 abschließen,
verlaufen weiter in den Winkelelementen 18, wie es aus der Fig. 8 zu ersehen ist.
-
Schließlich sieht die Erfindung vor, und dies ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt,
daß die Winkelelemente 18 auf ihrer auf dem Boden der Auskehlung 12
aufliegenden Seite über herausstehende Zapfen oder querliegende Ankervorsprünge
verfügen, die jeweils mit dem Bezugszeichen 38 versehen sind und die in
entsprechende Aufnahmen am Boden der Auskehlungen 12 aufgenommen werden
Diese hervorstehenden Elemente 38 widersetzen sich einer longitudinalen
Verschiebung der Dichtung in den Auskehlungen und halten die Dichtungen an
Ort und Stelle, wobei gleichzeitig die Menge des in die Ecken der Wölbsteine
verschobenen elastomeren Materials vermindert wird.