DE9113096U1

DE9113096U1 - Vorpreßrohr aus Stahlbeton

Info

Publication number: DE9113096U1
Application number: DE9113096U
Authority: DE
Original assignee: Epiton Beton- und Rohrtechnik & Co Kg 4290 Bocholt De GmbH
Current assignee: Epiton Beton- und Rohrtechnik & Co Kg 4290 Bocholt De GmbH
Priority date: 1991-10-15
Filing date: 1991-10-15
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2001-10-16

Description

PATENTANWÄLTE

DlPL.-ING. BUSCHHOFF

Dipl.-Ing. HENNICKE

Dipl.- Ing. VOLLBACH

5 KÖLN/RH.

KAlSE RWILHELM- Rl NG 24

R.Q Nr

Ei 102

bitt· angeben

KÖLN, den 14.10.1991 he/mi/wb

Anm.: Firma Epiton Beton- und Rohrtechnik GmbH & Co. KG Moorweg 6, D-4290 Bocholt

Titel: Vorpreßrohr aus Stahlbeton

Die Erfindung betrifft ein Vorpreßrohr aus Stahlbeton mit angeformter Falzmuffe, die axial über den Rohrinnenrand hinausragt und deren Außenumfang mit dem Außenumfang des Rohres bündig ist.

Für Rohrleitungen im Erdreich werden Stahlbetonrohre mit angeformter Falzmuffe verwendet, die zu einem kontinuierlichen Rohrstrang zusammengesetzt werden und aneinander anschließend durch einen im Erdreich vorgetriebenen Hohlraum vorgepreßt werden. Der Hohlraum kann hierbei nicht nur geradlinig, sondern innerhalb gewisser Grenzen auch gekrümmt verlaufen, soweit dies die Steckverbindungen zwischen den einzelnen Vorpreßrohren erlauben, die im Bereich der Krümmungsstrecke dann einen Polygonzug bilden. Die Innenränder der aneinanderschließenden Rohre liegen dann am Innenbogen der Krümmungsstrecke aneinander an, während sie am Außenbogen der Krümmungsstrecke auseinanderklaffen, hier aber von den über den Rohrinnenrand hinausragenden Falzmuffen überdeckt werden. Im Bereich des Innenbogens liegt der mittlere Teil eines jeden Rohres mit seinem Außenumfang an der Wandung des Hohlraumes an, durch den der Rohrstrang vorgepreßt wird, während am Außenbogen die Rohrenden mit ihren Stirnkanten an der Außenwandung des gekrümmt verlaufenden Hohlraumes entlanggleiten.

Beim Längsvorschub des Rohrstranges wird die axial eingeleitete Vorschubkraft an den Knickstellen des von den Rohren gebildeten Polygonzuges in eine Axialkomponente und in eine Radialkomponente zerlegt, wobei die radial wirkenden Kräfte auf die Falzmuffe und von dort auf die Hohlraumwandung übertragen werden, wo sie im Erdreich eine Reaktionskraft erzeugen, die zu Reibungswiderständen an der äußeren Umfangswand des Rohres führt.

Da der Außenrand der über den Rohrinnenrand hinausragenden Falzmuffe in einer anderen Ebene liegt als die Innenränder aufeinanderfolgender Rohre, die die Knickpunkte des Polygonzuges definieren, steht der Außenrand der Falzmuffe in Radialrichtung über den Außenumfang des Rohres vor, so daß hier dem Rohr beim Vorschub auch ein Widerstand in Axialrichtung entgegengesetzt wird. Beim Durchfahren homogener Bodenschichten ist dieser zusätzliche Widerstand ohne Bedeutung und die auf die Falzmuffe einwirkenden Radialkräfte verteilen sich etwa über den halben Umfang der Falzmuffe, wo sie problemlos aufgenommen werden können. Sind aber im Erdreich grobe Gesteinsbrocken eingelagert, die dort sehr fest liegen, wie es beispielsweise bei bindigen Böden der Fall sein kann, in denen Findlinge oder andere größere Gesteinsbrocken eingeschlossen sind, wird der hiergegenstoßenden Falzmuffe ein so großer Widerstand entgegengesetzt, daß die Falzmuffe auch eines Stahlbetonrohres ausbrechen kann, in jedem Falle kommt es dann zu einer Störung im Vorpreßbetrieb, der eine erhebliche Verzögerung der Arbeiten zur Folge haben kann und die Dichtigkeit der Rohrleitung in Frage stellt.

Um eine gewisse Sicherheit gegen Ausbrüche der Falzmuffen zu schaffen, ist es bereits bekannt, die Falzmuffen mit Stahlmanschetten zu sichern. Derartige Stahlmanschetten sind aber teuer und erschweren die Herstellung der Falzmuffenrohre .

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vorpreßrohr der eingangs näher erläuterten Art so auszubilden, daß dieses auch bei gekrümmtem Verlauf des Rohrstranges mit im wesentlichen gleicher Kraft wie bei geradlinigem Verlauf in einem Hohlraum vorgeschoben werden kann, an dem es dicht anliegt, und daß die Gefahr von Ausbrüchen der Falzmuffen beim Vorschub in inhomogenen Böden ausgeschaltet wird.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die äußere Umfangsflache der Falzmuffe einen Kegelstumpf bildet und sich zum freien Stirnrand der Falzmuffe hin konisch verjüngt.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Außenrand der Falzmuffen bei gekrümmtem Verlauf eines von mehreren Vorpreßrohren gebildeten Rohrstranges nicht über den Außenbogen der Wandung des Hohlraumes vorsteht, sondern vielmehr in der gleichen Zylinderfläche oder in einer Zylinderfläche mit kleinerem Durchmesser sich befindet als der hintere Außenrand des vorangehenden Rohres. Die Falzmuffe findet deshalb im Erdreich auch am Außenbogen des auszukleidenden Hohlraumes keinen Widerstand, sondern gleitet ohne weiteres in den vom vorangehenden Rohr durchfahrenen und offenen Hohlraum hinein.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Konizitätswinkel, den die äußere, konische Umfangsflache der Falzmuffe mit der zylindrischen umfangsflache des Rohres einschließt, mindestens ebenso groß ist, wie der Auslenkungswinkel, den zwei aufeinanderfolgende und aneinander anschließende Rohre in einem gekrümmten Rohrstrang mit kleinstmöglichem Krümmungsradius miteinander einschließen. Werden diese Verhältnisse eingehalten, befindet sich der Außenrand der Falzmuffe immer höchstens im Bereich des Umfangsrandes eines vorhergehenden Rohres im Rohrstrang, liegt jedoch meistens noch innerhalb dieses äußeren Rohrrandes, wenn

der Krümmungsradius des zu durchfahrenden Hohlraumes größer ist.

Die Höhe des von der konischen, äußeren Umfangsflache der Falzmuffe gebildeten Kegelstumpfes entspricht zweckmäßig der axialen Länge der Falzmuffe. Dies hat den Vorteil, daß die auf den äußeren Umfangsrand einwirkenden Radialkräfte erst im Bereich des inneren Umfangsrandes voll wirksam werden, wo die gesamte Rohrwanddicke zur Verfugung steht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert ist. Es zeigt:

Fig. 1 ein Vorpreßrohr mit angeformter Falzmuffe nach der Erfindung in einem Längsschnitt,

Fig. 2 einen Rohrstrang von mehreren, aufeinanderfolgenden, in einem Hohlraum längs einer Krümmungsstrecke vorgepreßten Rohren in einer schematischen, analytischen Darstellung im Grundriß und

Fig. 3 eine Einzelheit gemäß Punkt III der Fig. 2, die die verbindungsstelle von zwei aufeinanderfolgenden Rohren im Scheitel der Krümmungsstrecke in vergrößertem Maßstab zeigt.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Vorpreßrohr aus Stahlbeton bezeichnet, das an seinem einen Ende eine Einziehung 11 und an seinem anderen Ende eine angeformte Falzmuffe 12 aufweist. Die Falzmuffe 12 ragt über den linken Innenrand 13 des Rohres 10 hinaus und hat eine axiale Länge J₁, welche der Länge L der Einziehung 11 entspricht. Der Innendurchmesser d der Falzmuffe 12 ist etwas größer als der Außendurchmesser D der Einziehung 11, so daß die Falzmuffe 12 die Einziehung 11 eines vorhergehenden Vorpreßrohres im Rohrstrang mit einem gewissen Radialspiel übergreift, wobei zwischen der inneren Umfangsflache 14 der Falzmuffe und der äußeren Umfangsflache 15 der Einziehung eine Ringdichtung 16 angeordnet sein kann.

Wie mehr im Einzelnen aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Außenumfang der Falzmuffe 12 mit dem Außenumfang des Rohres 10 bündig und die äußere Umfangsflache 17 der Falzmuffe verjüngt sich konisch zum freien Stirnrand 18 der Falzmuffe hin, so daß die äußere Umfangsflache 17 der Falzmuffe 12 einen Kegelstumpf bildet, dessen Konizitätswinkel «C , den

die äußere, konische Umfangsflache 17 der Falzmuffe 12 mit der zylindrischen Umfangsflache 19 des Rohres 10 einschließt, eine ganz bestimmte Größe hat, wie dies im folgenden noch erläutert werden wird.

Wenn mehrere, aufeinanderfolgende Vorpreßrohre 10 in einem unterirdisch aufgefahrenen Hohlraum längs einer Krümmungsstrecke in Richtung des Pfeiles 20 vorgeschoben werden, wie dies schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, darf der Krümmungsradius R . eine bestimmte Größe nicht über-

min

schreiten, die von der Ausgestaltung der Muffenverbindung zwischen den einzelnen Rohren 10 abhängig ist. Der Auslenkungswinkel «L zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohren 10 ergibt sich aus den geometrischen Verhältnissen der Verbindungsstelle und R . , so daß bei einer

min

Gesamtlänge G_D der Rohre ist:
B

^GB ' ^Rmin ^ZUl· ⁼

Hierbei ist:

cL _ = Der Auslenkungswinkel bzw. Polygonwinkel

zwischen zwei aufeinanderfolgenden und aneinander anschließenden Rohren in einem gekrümmten Rohrstrang mit kleinstmöglichem

Krümmungsradius R .

mm

G_R = Die nutzbare Länge der Rohre 10 gemessen zwischen dem linken Rohrinnenrand 13 und dem rechten Rohrinnenrand 21 und

^Rmin^Zul* ⁼ ^^{er kleinstm}ögliche Krümmungsradius der Krümmungsstrecke des Rohrstranges bei der gegebenen. Ausbildung der Rohre.

Wenn bei jeder möglichen Krümmung eines aus mehreren Vorpreßrohren 10 bestehenden Rohres in einer Krümmungsstrecke der freie äußere Rand 22 der Falzmuffe 12 im Scheitelpunkt nicht über den Außenumfang 19 des benachbarten Rohres vorstehen soll, muß der Konizitätswinkel «6 mindestens ebenso groß sein, wie der Auslenkungswinke1 «6 , d.h.

B ^K ± ^B (II)

Man erkennt aus den Fig. 1 und 3, daß die Höhe des von der konischen, äußeren Umfangsflache 17 der Falzmuffe 12 gebildeten Kegelstumpfes der axialen Länge _l der Falzmuffe 12 entsprechen muß, wenn deren äußere Umfangsflache an keiner Stelle über die von aufeinanderfolgenden Rohren 10 gebildeten äußeren Polygonzug hinausragen soll.

Die Bemessung der Wanddicke d der Falzmuffe 12 am Anschnitt des Rohrinnenrandes 13 erfolgt nach der dort auftretenden, radial wirkenden Lochleibungskraft F , die sich als Radial-Vektor aus der maximalen Längsvorschubkraft ergibt, mit der der Rohrstrang in dem aufgefahrenen Hohlraum vorgeschoben werden muß:

F_T = F&ldquor; max · tang oC (III)

Li V &ogr;

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können die vorspringenden äußeren Kanten der Falzmuffe und der Einziehungen mit Abfasungen 23 bzw. 24 versehen sein. Es ist auch möglich, an den Stirnrandflächen 13 und 21 der Rohre Polsterringe 25 vorzusehen, um Beschädigungen des Rohrinnenrandes beim Vorpressen zu vermeiden.

Claims

Ansprüche :

1. Vorpreßrohr aus Stahlbeton mit angeformter Falzmuffe, die axial über den Rohrinnenrand hinausragt und deren Außenumfang mit dem Außenumfang des Rohres bündig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsflache (17) der Falzmuffe (12) einen Kegelstumpf bildet und sich zum freien Stirnrand (18) der Falzmuffe (12) hin konisch verjüngt.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konizitätswinkel ( °6_V), den die äußere, konische Umfangsflache (17) der Falzmuffe (12) mit der zylindrischen Umfangsflache (19) des Rohres (10) einschließt, mindestens ebenso groß ist wie der Auslenkungswinkel ( ·£ ) , den zwei aufein-

anderfolgende und aneinander anschließende Rohre (10) in einem gekrümmten Rohrstrang mit kleinstmoglichem Krümmungsradius (R . ) miteinander einschließen.

3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Höhe des von der konischen, äußeren Umfangsflache (17) der Falzmuffe (12) gebildeten Kegelstumpfes der axialen Länge U) der Falzmuffe (12) entspricht.

4. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der freie, äußere Rand (22) der Falzmuffe (12) eine Abfasung (23) aufweist .