DE19853211C2 - Brunnenrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Brunnenrohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Brunnenrohre sind unter Verwendung von Kupplungs­ gliedern zu einem zugfesten Rohrstrang zusammensetzbar, der zur Verrohrung eines Brunnens dient, wobei einzelne Brunnen­ rohre als Filterrohre ausgebildet sein können, die zumindest in Abständen innerhalb des Rohrstranges angeordnet sind.

Aus der DE-OS 25 30 370 ist ein Brunnenrohr aus Asbestzement bekannt. Asbestzementrohre haben den Vorteil, daß sie einer­ seits verhältnismäßig leicht und andererseits in der Lage sind, die beim hängenden Einbau eines solchen Rohrsstranges in einem Brunnen auftretenden erheblichen Zugkräfte aufzunehmen und auf die Einrichtung zu übertragen, an welcher der Rohr­ strang während des Einbaus im Brunnen hängt.

Es ist ferner bekannt, Brunnenrohre aus Asbestzement auch mit einem Filterkörper zu versehen, um sie als Filterrohre verwen­ den zu können. Die DE-PS 13 01 300 offenbart ein Filterrohr mit einem Tragrohr aus Asbestzement oder Kunststoff, dessen mit Löchern versehene Wand außenseitig eine durch eine Kies­ packung gebildete mantelförmige Filterschicht trägt. Diese Löcher sind erforderlich, damit das durch die Filterschicht fließende Wasser in das Innere des Tragrohres eintreten kann. Abgesehen von den bereits erwähnten Bedenken bezüglich der weiteren Verwendung von Rohren aus Asbestzement weisen diese bekannten Brunnen-Filterrohre den Nachteil auf, daß das An­ bringen der Löcher in den Wandungen erhebliche Kosten ver­ ursacht. Hinzu kommt, daß die freie Filterfläche bei diesen bekannten Rohren durch die Wandbereiche des Tragrohres, die zwischen den Löchern desselben vorhanden sind, eine erhebliche Einschränkung erfährt.

Die DE-OS 17 86 014 offenbart ein Brunnenfilterrohr, welches einen als Skelett oder Käfig ausgebildeten Stützkörper auf­ weist, der mit einem umlaufenden Mantel versehen ist, der als Kiespackung ausgebildet ist. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Enden des Käfigs an beiden Enden des Filterrohres aus der Kiespackung herausragen, um zwei aufeinanderfolgende Rohre miteinander verbinden zu können. Dieses bekannte Brunnenfil­ terrohr ist verhältnismäßig schwer, da der als Käfig oder dgl. ausgebildete Stützkörper offensichtlich aus Metall besteht. Zudem weist es den Nachteil auf, daß es aufgrund des Vorhan­ denseins dieses Stützgerüstes nicht ohne weiteres abbaggerbar ist. Dieser Eigenschaft kommt dann eine besondere Bedeutung zu, wenn das Brunnenfilterrohr zu Entwässerungszwecken im Tagebau, insbesondere im Braunkohlentagebau, in Bereichen verwendet wird, die später unter Verwendung beispielsweise eines Schaufelradbaggers abgebaggert werden.

Aus der DE-OS 17 84 288 ist ein Brunnenfilterrohr bekannt, welches, da es lediglich aus einer durch Kunstharz gebundenen körnigen Packung besteht, ohne weiters abbaggerbar ist. Dabei sind die beiden an den Enden des Rohres befindlichen Verbin­ dungsabschnitte mit einem größeren Anteil an Bindemittel ver­ sehen, so daß sie eine größere Festigkeit aufweisen. Außerdem sind an den Verbindungsabschnitten umlaufende Nuten an­ gebracht, die im Zusammenwirken mit einer den Verbindungs­ abschnitten zweier benachbarter Rohre gemeinsamen Muffe je­ weils einen Kanal bilden, in den ein Verbindungselement in Form eines ummantelten Drahtseilabschnittes eingeführt werden kann. Wenngleich diese Filterrohre ohne Schwierigkeiten abbag­ gerbar sind, ist ihre Beanspruchbarkeit auf Zug außerordentlich gering, so daß sie beim überwiegend angewendeten hängen­ den Ausbau eines Brunnens nicht verwendet werden können.

Aus der DE 70 20 888 U1 ist ein Filterrohr für Brunnen bekannt, welches aus durch Glasfasern verstärktem Kunstharz hergestellt ist und aus einer Vielzahl von sektorförmigen Formkörpern besteht, die in Achsrichtung in Abständen voneinander angeord­ net sind. Die Glasfaserverstärkung ist in Form eines aus Glas­ faserrowings bestehenden Skeletts vorgesehen.

Aus der DE 72 06 442 U1 ist ein selbsttragendes Brunnenfilter­ rohr mit einem körnigen Filtermantel bekannt, bei dem der Filtermantel durch Kunststoffkleber und begrenzte plastische Kontaktverfestigung der körnigen Filtermasse die zur Aufnahme der Zug- und Druckbelastungen erforderliche Festigkeit erhält, ohne daß ein metallener Käfig oder andere Stützelemente not­ wendig sind. Zur Verbindung mehrerer Filterabschnitte sind an den Enden des Filtermantels Anschlußelemente angeordnet, die durch den in den Filtermantel eingelassene und in dessen Längsrichtung verlaufende Verbindungsglieder zusammengehalten werden.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Brunnenrohr der einleitend beschriebenen Art so auszugestal­ ten, daß es bei leichtem Gewicht eine ausreichende Festigkeit aufweist, die auch einen hängenden Brunnenausbau ermöglicht, ohne daß zu seiner Herstellung Asbestzement verwendet werden müßte. Dabei soll die Herstellung des Brunnenrohres auch dann, wenn es als Filterrohr ausgebildet ist, zumindest nicht schwieriger und aufwendiger sein als die bekannter Filter­ rohre.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.

Die Anwendung von kunstharzgebundenen Glasfaserstäben ermög­ licht es, Brunnenrohre mit großer Zugfestigkeit herzustellen, die kein wesentlich größeres Gewicht aufweisen als bekannte Brunnenrohre, z. B. aus Asbestezement, die ohne irgendwelche Verstärkungs- oder Stützeinlagen gefertigt sind. Zudem er­ fordern derartige Glasfaserstäbe keine zusätzlichen Maßnahmen zur Korrosionsvermeidung. Bei entsprechender Wahl des Kunstharzes für die Glasfaserstäbe einerseits und für den Polymerbeton sowie gegebenenfalls die Filterkiespackung ande­ rerseits kann eine kohäsive und/oder adhäsive Verbindung zwi­ schen den Glasfaserstäben und den jeweiligen Abschnitten des Filterrohres herbeigeführt werden mit der Folge, daß ein als Filterrohr ausgebildetes Brunnenrohr in seiner Gesamtheit weniger heterogen ist als übliche Brunnenfilterrohre, die beispieslweise aus einer kunstharzgebundenen Kiesschicht und einem Skelett oder Rahmen aus Stahl bestehen. Diese weniger heterogene Beschaffenheit wirkt sich insbesondere dann günstig aus, wenn das Brunnenfilterrohr auf Zug vorgespannt wird, da aufgrund der homogenen Verbindungen zwischen den kunstharz­ gebundenen Glasfaserstäben und der Kiesfilterpackung bzw. dem Polymerbeton in den Verbindungabschnitten die Zugbeanspruchung gleichmäßiger auf das gesamte Brunnenfilterrohr verteilt wer­ den kann, ohne daß die Gefahr eines Ablösens der den Rohrman­ tel bildenden Bestandteile vom Glasfaserstab besteht. Anzahl und Durchmesser der Glasfaserstäbe können so gewählt werden, daß bezüglich der insgesamt vorhandenen Umfangsfläche der Glasfaserstäbe und somit der Verbindungsfläche zwischen diesen und dem umgebenden Polymerbeton bzw. der umgebenden Filter­ kiespackung ein Optimum erzielbar ist.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Brunnenfilterrohr dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Brunnenfilterrohr,

Fig. 2 einen den Endabschnitt des Brunnenfilterrohres dar stellenden Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Stirnansicht des Brunnenfil­ terrohres im Maßstab der Fig. 2.

Das Brunnenfilterrohr 10 weist an jedem Ende einen verhältnis­ mäßig kurzen Verbindungsabschnitt 12 aus Polymerbeton und einen dazwischen befindlichen Abschnitt 14 auf, der als Kies­ klebefilter ausgebildet ist und aus Filterkiesen und Polyester- oder Vinylesterharz besteht. Diese Harze können auch als Bindemittel für den Polymerbeton verwendet werden.

Das Brunnenfilterrohr 10 ist mit kunstharzgebundenen Glasfa­ serstäben 16 versehen, die sich zwischen seinen Stirnseiten 18 erstrecken und nahe der inneren Begrenzungswandung 20 ver­ laufen. Dies ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß beim Ausführungsbeispiel das Brunnenfilterrohr 10 im Bereich der Verbindungsabschnitte 12 eine wesentlich geringere Wand­ stärke aufweist als im Bereich des Kiesfilters 14.

Die Glasfaserstäbe 16 können beispielsweise mit einem Durch­ messer von 3-9 mm versehen sein. Derartige Glasfaserstäbe können eine Zugfestigkeit von mehr als 100 n/mm² aufweisen. Für die bessere Verankerung des einzelnen Glasfaserstabes im Polymerbeton bzw. in der Filterpackung kann der Glasfaserstab außenseitig so ausgebildet sein, daß das Entstehen einer glat­ ten Oberfläche vermieden wird. Dies kann beispielsweise da­ durch erreicht werden, daß auf den Glasfaserstab ein Draht oder ggf. auch ein Glasfaserroving spiralförmig aufgewickelt ist, um so auch eine formschlüssige Verbindung zwischen Glas­ faserstab und Polymerbeton bzw. Kiesfilter zu erzielen. Die Anzahl der Glasfaserstäbe hängt von den jeweiligen Gegebenhei­ ten, auch vom Durchmesser des Brunnenfilterrohres, ab. In der Mehrzahl der Fälle werden etwa 20 bis 25 derartiger Glasfaser­ stäbe in regelmäßigen Abständen um den Umfang herum verteilt angeordnet sein.

Da das Kiesfilter 14 eine Mindestdurchlässigkeit aufweisen muß, die ein Porenvolumen von beispielsweise 36% erfordert, ist seine Druckfestigkeit merklich geringer als die des Poly­ merbetons, aus welchem die Verbindungsabschnitte 12 bestehen. Dies ist jedoch von untergeordneter Bedeutung, da es im we­ sentlichen darauf ankommt, daß das Rohr bei vertikalem, also hängendem Einbau, Zugkräfte aufzunehmen und zu übertragen in der Lage ist. Die Verbindung zum jeweils benachbarten Rohr kann über eine Muffe erfolgen, die den jeweiligen Verbindungs­ abschnitt und den des benachbarten Verbindungsabschnittes des anschließenden Rohres umschließt, wobei die formschlüssige Verbindung zwischen der nicht dargestellten Muffe und dem jeweiligen Verbindungabschnitt 12 z. B. auf bekannte Weise durch ein Drahtseil oder einen Polyamidstab erfolgt, das bzw. der in die außen am jeweiligen Verbindungsabschnitt 12 an­ gebrachte Nut 22 eingreift. Die in dem aus mehreren Rohren bestehenden Rohrstrang wirksamen axialen Zugkräfte werden durch diese Verbindungselemente von Rohr zu Rohr übertragen. Innerhalb der einzelnen Rohre erfolgt die Übertragung der axialen Zugkräfte im wesentlichen durch die kunstharzgebunde­ nen Glasfaserstäbe.

Die Herstellung der Rohre erfolgt in einer Form, die die äuße­ re und innere Begrenzung des Rohres definiert. In diese im Querschnitt einen Ring darstellende Form werden zunächst die Glasfaserstäbe angeordnet und auf Zug beansprucht, worauf dann aufeinanderfolgend zunächst das Material für den unteren Ver­ bindungsabschnitt 12, dann das Material für den Abschnitt 14 aus Filterkies und dann das Material für den oberen Verbin­ dungsabschnitt eingefüllt werden.

Das eingefüllte Material wird, bevor es beginnt auszuhärten, durch einen Rüttler verdichtet, wobei dabei, soweit es das Kiesfilter betrifft, das angestrebte Porenvolumen zu beachten ist.

Zur Herstellung von Brunnenrohren, die ohne Filterpackung und somit durchgehend aus Polymerbeton hergestellt sind, wird eine Form verwendet, die über die gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweist, der beispielsweise dem in den End­ bereichen 12 des in den Fig. 1-3 dargestellten Brunnenfil­ terrohres entspricht. Da das Rohr über seine gesamte Länge aus Polymerbeton besteht, wird demzufolge auch ausschließlich Polymerbeton in die Form eingefüllt, nachdem zuvor darin die Glasfaserstäbe angeordnet und auf Zug beansprucht sind.

In beiden Fällen, also beim normalen Brunnenrohr mit geschlos­ sener Wandung und dem Brunnenfilterrohr übernehmen die Glasfa­ serstäbe die axialen Zugbelastungen, so daß das Brunnenrohr gemäß der Erfindung dort einsetzbar sind, wo auch bekannte Brunnenrohre eingesetzt werden können, zumal es den Vorteil der Abbaggerbarkeit aufweist. Das Brunnenrohr ist jedoch auch ohne weiteres mit Vorteil dort einsetzbar, wo diese Eigen­ schaft keine Rolle spielt.

Claims (11)

1. Brunnenrohr (10) mit in seiner Längsrichtung innerhalb seiner Wandung verlaufenden und über den Umfang des Rohres in Abständen voneinander angeordneten Stäben (16), wobei die Wandung aus mit Polymer gebundenen kiesartigen Körnern hergestellt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stäbe als kunstharzgebundene Glasfaserstäbe (16) ausgebildet sind, die mit der Wandung kohäsiv und/oder adhäsiv verbunden sind und in Längsrichtung auf Zug vorgespannt in die Wandung eingebettet sind.

2. Brunnenrohr (10) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Brunnenrohr (10) an jedem seiner Enden einen Verbindungsabschnitt (12) für wenig­ stens ein Kupplungsglied aufweist, mittels welchem das Brunnenrohr (10) mit anderen Brunnenrohren zu einer zug­ festen Rohrleitung zusammensetzbar ist.

3. Brunnenrohr (10) nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Verbindungsab­ schnitte (12) aus Polymerbeton bestehen und zwischen die­ sen beiden Verbindungsabschnitten (12) ein als Filter (14) ausgebildeter Abschnitt angeordnet ist, der ebenfalls aus mit Polymer gebundenen kiesartigen Körnern hergestellt ist, wobei der Polymeranteil an den Verbindungsabschnitten (12) größer ist als in dem zwischen diesen befindlichem Filterabschnitt (14), der als Kiespackung ausgebildet ist.

4. Brunnenrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine derartige Ausge­ staltung der Oberfläche der Stäbe (16), daß zumindest ein teilweiser Formschluß zwischen Oberflächen der Stäbe und dem das Brunnenrohr bzw. die Verbindungsabschnitte (12) bildenden Polymerbeton und/oder gegebenenfalls dem Filter­ mantel (14) entsteht.

5. Brunnenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Polymer-Bindemittel ein Polye­ sterharz verwendet wird.

6. Brunnenrohr nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Polymer-Bindemittel ein Vinyle­ sterharz verwendet wird.

7. Brunnenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Polymeranteil in den Verbindungs­ abschnitten (12) etwa 10%-15% und im Filtermantel (14) 4%-7% beträgt.

8. Brunnenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wandstärke des Brunnenrohres im Bereich des Filterabschnitts (14) größer ist als im Be­ reich der beiden Verbindungsabschnitte (12).

9. Brunnenrohr nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kunstharzgebundenen Glasfaser­ stäbe (16) auch mit der Filterpackung (14) kohäsiv oder adhäsiv verbunden sind.

10. Brunnenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stäbe (16) sich zwischen den beiden stirnseitigen Begrenzungen (18) des Brunnenrohres (10) erstrecken.

11. Brunnenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsabschnitte (12) mit umlaufenden nutförmigen Vertiefungen (22) zur Aufnahme eines Verbindungselementes versehen sind.