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Gehäuse, Behälter oder Rohrleitungsteil, insbesondere
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Verbindungsstück für Rohrleitungen in Form von Bögen, Abzweigung,
Verjüngung und Erweiterung, sogenannte Fittinge für den Wasser-, Abwasser- oder
anderen Rohrleitungsbau.
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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, Behälter oder Rohrleitungsteil,
insbesondere Verbindungsstück für Rohrleitungen in Form von Bögen, Abzweigung, Verjüngung
und Erweiterung, sogenannte Fittinge für den Wasser-, Abwasser- oder anderen Rohrleitungsbau,
unter Verwendung von Kunststoff sowie Gehäuse für Schmutzfänger, die mit einem Sieb
versehen, saugseitig vor Pumpen geflanscht werden oder Behälter, die als Überlauf-
oder Klärbehälter dienen.
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Es ist bekannt, Rohrleitungen und deren Formstücke (Fittinge) aus
Metall, beispielsweise aus Kupfer, herzustellen und mit einer Ummantelung aus einem
schlauchförmigen Kunststoff zu versehen. Es ist auch bekannt, Rohre und deren Fittinge
aus einem Kunststoff herzustellen, beispielsweise aus
einem Polyvinylchlorid-Kunststoff
oder aus einem anderen geeigneten, dem Anwendungszweck angepaßten Kunststoff, beispielsweise
aus Polyolefin. Solche Rohrleitungen und Rohrleitungsteile sind jedoch nur bis zu
einem bestimmten Nennweitendurchmesser für unter Druck stehende Medien verwendbar,
was insbesondere für die sogenannten Fittinge oder Formstücke gilt.
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Für Rohrleitungen für unter Druck stehende Medien werden daher, selbst
bei Verwendung von Kunststoff oder armierten Kunststoffen für das eigentliche Rohr,
die Fittinge nach wie vor aus Grauguß oder als Schweißteile im manuellen Verfahren
aus Kunststoff hergestellt und in die Kunststoffrohrleitungen eingebaut. Dieses
Verfahren ist jedoch außerordentlich unwirtschaftlich und unpraktisch, schon allein
wegen der hohen Gewichte, die solche Fittinge bei Nennweiten über 200 mm haben.
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Außerdem ist das Herstellungsverfahren aufwendig und teuer und darüberhinaus
muß dieses Rohrverbindungsstück aus Grauguß, sei es in Form eines Rohrbogens, einer
Abzweigung, eines T-oder Kreuzstückes, einer Verjüngung oder Erweiterung, zumindest
seine äußere Oberfläche durch eine entsprechende Beschichtung gegen die Einwirkung
der Medien in der Umgebung, in die es verlegt wird, geschützt werden. Wenn darüberhinaus
die Rohrleitung außerdem auch noch unter Druck stehende, aggressive Medien führt,
ist zusätzlich insbesondere eine Verkleidung oder Beschichtung der inneren, mit
dem Medium in Berührung gelangenden Gußoberfläche vorzunehmen. Die obige Darstellung
zeigt, daß das Verfahren, wie es derzeitig praktiziert
wird, Rohre
aus Kunststoff oberhalb einer bestimmten Nennweite, jedoch die Fittinge aus Grauguß
mit entsprechenden Oberflächen zu verwenden, außerordentlich aufwendig und unwirtschaftlich
ist. Grund für dieses aufwendige Verfahren ist der Umstand, daß es bisher nicht
gelang, Formstücke dieser Art für entsprechende Nennweiten und hohe Drücke aus Thermoplastkunststoff
herzustellen. Fittinge aus GFK sind bekannt, ebenso Bogen mit großem Radius.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, Formstücke für Rohrleitungen
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die aus einem Material hergestellt sind,
welches dem der Rohrleitungen entspricht, das gegen aggressiven Medien beständig
ist, selbst dann, wenn diese unter Druck stehen und erwärmt sind und das hohen Leitungsdrücken
mit Sicherheit zu widerstehen vermag.
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Gelöst wird das erfindungsgemäß nun dadurch, daß das Formstück, sei
es ein Bogen, Abzweigung oder dergleichen, aus einem massiven Kunststoffkern besteht,
der auf seiner Außenfläche von einer Hartschaumschicht umhüllt ist.
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In Verfolg des Erfindungsgedanken soll auf die äußere Oberfläche
der Hartschaumschicht eine weitere Schicht aus einem massiven Kunststoff aufgebracht
sein.
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Als Material für den Kern des Formstückes eignet sich beispielsweise
Polyvinylchlorid, aber auch besonders Polyesterharz, das vorzugsweise durch Glasfasern
armiert ist.
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Diese Glasfasern können in Form von Rovings oder in Form von Matten
eingesetzt sein. Bei dem Hartschaum handelt es sich vorzugsweise um ein Polyurethanhartschaum,
während die dritte äußere Schicht, die gegebenenfalls noch aufgebracht wird, wieder
aus dem Material des Formstückkernes besteht, also beispielsweise aus Polyvinylchlorid
(PVC) oder aus glasfaserarmierten Kunststoff (GFK) oder aus einer Kombination beider
Werkstoffe, in welcher bei einem Kern die Klebemuffe aus PVC ist.
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Die Herstellung des Formstückes (Fitting) erfolgt unter Verwendung
einer Form, die ja nach Art des Formstückes, aus mehreren Teilen bestehen kann,
vorzugsweise aus Aluminium gefertigt ist und auf der, beispielsweise im Spritz-
oder Handauflegeverfahren, der Formstückkern in Form eines spezifisch geformten
Rohrteiles hergestellt wird. Nachdem dieses Formstück fertiggestellt ist, wird der
Kern, samt Kernform, in die äußere Form eingelegt, die äußere Hartschaumschicht
aufgebracht und dann die Form aus seinem Innenraum entfernt.
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Dies geschieht in einer weiteren Form, die in ihrer äußeren Kontur
und Gestalt dem Formstück entspricht, jedoch größere lichte Abmessungen besitzt
und in der das Formstück so angeordnet und befestigt wird, daß an allen Seiten um
das Formstück herum ein gleichmäßig breiter oder tiefer Abstand zur Innenwand der
Form verbleibt. Die Form wird sodann geschlossen und der Zwischenraum durch den
einzufüllenden, in der Form aufschäumenden Hartschaum ausgefüllt. Dies geschieht
über eine handelsübliche Hochdruckschaummaschine.
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Vorzugsweise ist vor der Einbringung des Hartschaums die äußere Oberfläche
des Formstückkernes, die mit dem Hartschaum in Verbindung treten wird, so präpariert,
daß eine möglichst gute, mechanische und chemische Verbindung damit erfolgt. Zu
diesem Zweck kann die äußere Oberfläche des Formstückkernes aus PVC oder GFK mit
geeigneten organischen Verbindungen angelöst, aufgerauht oder unter Zusatz eines
Feststoffes präpariert werden. Wenn dann der Hartschaum in den Raum zschen Formstückkern
und Innenwand der eigentlich das Formstück umgebenden Form mit Hartschaum ausgefüllt
wird, entsteht eine feste, gute Verbindung, die in der Lage ist, Schub-, Zug- und
Scherkräfte aufzunehmen. Bei der Erstarrung des Hartschaums in der Form schrumpft
dieser und zeßt sich fest um den Formstückkern herum an, so daß ein mehrschichtiges
Gebilde entsteht, das in der Lage ist, hohe Innendrücke aufzunehmen, wobei gerade
die äußere, quasi auf den Formstückkern ~aufgeschrumpfte" Hartschaumschicht besonders
zur Erhöhung der Festigkeit des Formstückes beiträgt.
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Im Verfolg des Erfindungsgedankens und im Rahmen des Herstellungsverfahren
solcher Formstücke, das ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist, kann der Hartschaum
auch für besondere Anwendungszwecke durch Gießharz ersetzt sein, beispielsweise
Epoxidharz, wodurch die mechanischen Festigkeitswerte weiter steigerbar sind und
wodurch die äußere Oberfläche des Formstückes, die bei Verlegen in Untergrund beispielsweise
mit aggressiven
sauren oder alkalischen Medien in Berührung kommt,
weiter in ihrer Beständigkeit verbessert werden kann.
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Es ist in weiterer Ausgestaltung des erfinderischen Gedankens aber
auch möglich, in die Form, vorzugsweise einer zweischaligen Form, Kunststoffschalen
einzulegen bzw. auf die inneren Oberflächen der Form aufzubringen, die in ihrer
Kontur dem herzustellenden Formstück entsprechen, aberqrößere lichte Abmessungen
besitzen, so daß nach dem Einsetzen des Formstück kernes in die Form und nach Schließen
der Form zwischen der äußeren Oberfläche des Formstückkernes und der inneren Ober
fläche der in die Form eingebrachten Kunststofrschalen ein Zwischenraum verbleibt,
der dann wieder mit einem Hartschaum der eingangs beschriebenen Art, beispielsweise
ausgeschäumt wird, so daß sich ein dreischichtiges Gebilde ergibt. Bei einer solchen
Ausgestaltung kann der Formstückkern beispielsweise aus glasfaserverstärkten Polyesterharz
sein, eine Schicht Polyurethanhartschaum tragen und auf dieser kann wiederum eine
Schicht aus Polyvinylchlorid angeordnet sein. Ein solches Gebilde ist nicht nur
fest, sondern auch weitgehend gegen Korrosion jedweder Art von innen und außen geschützt.
Es ist in diesem Zusammenhang auch möglich, beispielsweise das Formstück aus einem
Kern aus PVC oder GFK herzustellen, es mit Hartschaum zu beschichten, es aus der
Form herauszunehmen und auf die äußere durch die Innenwand der Form erzeugte Oberfläche
in einem an sich bekannten Verfahren eine weitere Schutzschicht in Form eines Kunststoffes
aufzubringen.
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Die Innenseite oder die innere Oberfläche der Form, die die äußere
Kontur des Hartschaums bestimmt, kann darüberhinaus strukturiert werden, beispielsweise
mit Riefen, Rillen, Rippen, stiftförmigen Erhebungen oder dergleichen versehen sein,
so daß in der äußeren Oberfläche des Schaums eine entsprechende Gegenstruktur erzeugt
wird. Diese kann dann zur weiteren Gestaltung, Beschichtung, usw. der äußeren Oberfläche
des Hartschaums herangezogen werden.
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Es ist auch möglich, auf der Forminnenseite in geeigneter Weise einzuformende
Gegenstände zu befestigen, die dann von dem Hartschaum miterfaßt und umhüllt werden
und beim AUE-formen aus der Oberfläche des Hartschaums herausstehen. So können beispielsweise
Schellen, Ösen, Gewindeteile usw. eingeformt werden.
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Zum Ausschäumen des Hohlraumes der Form, in welchem der Formstückkern
entsprechend angeordnet ist, werden vorzugsweise Schaumstoffe verwandt mit einem
Raumgewicht oberhalb von 400 kg/ cbm. Das Ausschäumen der Form mit dem Hartschaum
erfolgt unter Druck unter Verwendung einer Überdosis, so daß man eine höhere Schaumstoffdichte
erzielt. Durch den Druck wird eine sichere Ausschäumung der Form, eine höhere Schaumstoffdichte
an den Randschichten und eine gute Haftung auf der Oberfläche des Formkernes erzielt.
Auf die äußere Oberfläche kann, wie bereits oben erwähnt, weitere der Steigerung
der Festigkeit dienenden Materialien aufgebracht werden, so daß sich eine Verbundkonstruktior
ergibt.
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Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels, welches
in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein Formstück in Form eines Winkels perspektivisch dargestellt,
zusammen mit einer Form, in der die Fertigstellung erfolgt und Fig. 2 bis 4 zeigen
fertige Formstücke und einen Behälter im Schnitt. Der Formstückkern 1 ist im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ein Winkelstück mit einer großen Nennweite von beispielsweise
200 mm, welches aus einem Kunststoff hergestellt ist, beispielsweise aus Polyvinylchlorid,
vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Polyesterharz.
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Zu diesem Zweck wird eine Form, vorzugsweise eine mehrteilige Form
aus Aluminium, verwendet, auf deren Oberfläche dieses Formstück 1 hergestellt ist.
Bei der Verwendung von glasverstärktem Polyesterharz kann das Knie durch Aufspritzen
des mit Glasfaser vermischten Polyesterharzes geschehen. Es ist jedoch auch möglich
in an sich bekannter Weise, dieses Knie aus Glasseiden-Rovings- oder aus Glasseidenmattenteilen
im Handauflegeverfahren herzustellen, wobei auf die Form zunächst ein Trennmittel
aufgestrichen wird, dann Glasseidenmattenstücke aufgelegt werden, diese mit Polyesterharz
durchtränkt werden, erneut Glasseidenmattenstücke
aufgelegt werden,
usw. bis das Formstück die gewünschte endgültige Form erhalten hat. Die mehrteilige
Form wird dann aus dem fertigerhärteten Formstück herausgenommen,und zur Weiterverarbeitung
wird dieses Formstück in eine Hohlform eingesetzt, die wie in der Zeichnung dargestellt,
aus zwei Teilen, 2 und 2' besteht, derart, daß das Winkelstück 1 allseitlich von
einer Luftschicht umgeben ist.
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Diese Luftschicht hat eine Dicke, je nach Größe des Formstückes, bis
zu mehreren cm, d. h. der Abstand von der äußeren Oberfläche 3 des Formstückes zur
inneren Oberfläche 4 der Form beträgt bis zu mehreren cm. Unter Verwendung von Halterungen,
die vorzugsweise an den Abschlußenden 5 und 6 auf der Innenseite angebracht sind,
wird das Winkelstück in dieser Lage innerhalb der Form 2,2' festgehalten. Die Verbindung
der Formteile 2 und 2' erfolgt unter Verwendung von Scharnieren und 8pannvorrichtungen
derart, daß sie einem Fülldruck von einigen Atmosphären zu widerstehen vermögen.
Die Enden 6 und 7 des Winkelstückes stoßen gegen die inneren Oberflächen der Wände
5, 6, so daß der Innenraum des Winkelstückes 1, der eigentliche Leitungsraum, abgesperrt
ist.
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Über eine geeignete Bohrung, beispielsweise wie bei 7 angedeutet,
wird nun der Zwischenraum zwischen dem Winkelstück 1 und der inneren Oberfläche
4 der Form 2,2' mit einem Hartschaum,
beispielsweise einem Polyurethanhartschaum,
ausgeschäumt. Dieses Ausschäumen erfolgt unter Druck, so daß alle Hohlräume der
Form mit Schaumstoff ausgefüllt werden.
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In Verfolg des Erfindungsgedankens kann, wie bereits oben erwähnt,
an die Formteile 2,2' jeweils ein entsprechendes Kunststoffgebilde angelegt werden,
das den Innenabmessungen der Formteile 2,2' entspricht und sich satt gegen die inneren
Oberflächen 4 der Formteile 2 und 2' legt. Auf diese Weise ist das Formstück in
Form des Winkelstückes noch einmal im Abstand von einem Winkelstück, welches jedoch
aus zwei Teilen besteht, umgeben, und das nun die eigentliche Form für den einzufüllenden
Hartschaum darstellt. Die in der Zeichnung dargestellte Form 2,2', die vorzugsweise
eine Metallform ist, wird in diesem Fall als Stütz form verwendet, um eine Verformung
der eingelegten Winkelstückhalh schalen unter dem Einspritzdruck des Hartschaums
zu vermeiden Auf diese Weise erhält man ein mehrschichtiges, äußerst stabiles Gebilde,
das sowohl ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften als auch einen maximalen Schutz
gegen von außen einwirkende, korrodierende Kräfte besitzt.
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Falls gewünscht, kann die innere Oberfläche 4 der Form 2,2' mit entsprechenden
Profilierungen versehen sein, die sich in dem einzuspritzenden Hartschaum entsprechend
abbilden.
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Dadurch kann die äußere Oberfläche zur Aufnahme weiterer Beschichtungen
durch feste oder flüssige Medien oder Materialien entsprechend aufnahmebereit gemacht
werden. Es ist auch möglich, Einbauten innerhalb der Form vorzunehmen, die dann
in den Hartschaum miteingeschäumt werden und eine gute Verbindung zu dem Formstück
erlangen.
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In Fig. 2 ist ein T-Stück in der erfindungsgemäßen Art dargestellt.
Es besteht aus dem Kern 10, der auch als Seele bezeichnet werden kann, und entweder
aus hartem PVC-, aus pE#der aus einem GFK-Material hergestellt ist. Auch Kombinationen
aus GFK und PVC sind möglich, insbesondere dann, wenn ein solches Formstück mit
einem PVC-Rohr durch Kleben verbunden werden soll. Dann wird nämlich in die Muffenstücke
11 ei#PVC-Muffe miteingearbeitet und eingeformt, durch die Verbindung mit dem PVC-Rohr
möglich ist. Anstatt der Muffenaus führung zum Kleben kann auch das Formstück mit
einer Flanschausführung mit Losflansch nach DIN mit Bundbüchse ausgeführt sein,
ebenso in der Schiebemuffenausführung.
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Auf Grund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es möglich, außerordentlich
feste Formstücke herzustellen, die wesentlich einfacher zu handhaben sind als die
schweren Gußstücke und auch kostengünstiger gefertigt werden können. Bei einem Formstück
wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann der Kern
12 auf eine Wandstärke
von 1.3 mm reduziert sein. Bei einer Nennweite von 200 bis 250 mm hat die Schaumstoffschicht
13 dann eine Dicke von etwa 16.7 mm. Wird, wie bei der Form beschrieben, das Formstück
außen mit einer Kunststoffschale aus PVC oder GFK versehen, so daß sich ein Sandwichaufbau
ergibt, dann braucht die Schaumstoffschicht 13 nur 15.7 mm dick zu sein und die
äußere Schale 1 mm.
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Die äußere Schale ist in der Ausführungsform in Fig. 2 bis 4 weggelassen.
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In Fig. 3 ist ein Winkelbogen nach DIN Abmessung dargestellt, der
für Nennweiten bis 400 mm und für Drücke bis ND 10 verwendbar ist. Auch hier bezeichnet
das Bezugszeichen 13 wieder die Schaumstoffschicht und das Bezugszeichen 12 den
Kern oder die Seele. Die verwendeten Materialien entsprechen denen des Beispiels
11.In Fig. 4 ist ein Schmutzfängergehäuse im erfindungsgemäßen Aufbau dargestellt.
Auch hier kann die oben beschriebene Sandwichbauweise angewandt werden, während
der Deckel, der auf dem Flansch 14 befestigt wird, aus gepreßtem GFK hergestellt
sein kann. Die Bezugszeichen 15 und 16 bezeichnen Flanschanschlüsse für Rohrleitungen
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