DE29614582U1 - Druckübertragungsring zum Vortrieb von Abwasserrohren - Google Patents

Description

Druckübertraaunasring zum Vortrieb von Abwasserrohren

Die Erfindung betrifft einen Druckübertragungsring zur gegenseitigen Abstützung von durch Rohrvortrieb verlegten Abwasserrohren, welche durch eine auf die beiden Rohrenden abdichtend aufgeschobene Verbindungshülse untereinander verbunden sind.

Abwasserrohre, die in der Regel aus Beton, Steinzeug, Faserzement oder Gußeisen bestehen, werden häufig im Boden durch Rohrvortrieb verlegt. Dabei ist es nicht erforderlich, den Boden zu öffnen und einen Graben zu erzeugen. Vielmehr werden die Abwasserrohre von einer Vortriebsmaschine vorwärtsgedrückt. Nach dem Vortrieb um eine Rohrlänge wird ein weiteres Rohr an das rückwärtige Ende des vorgeschobenen Rohres angesetzt und sämtliche hintereinander angeordneten Rohre werden gemeinsam vorgeschoben. Dabei werden sehr große Vorschubkräfte {bis zu 600 t) erzeugt, die von Rohr zu Rohr übertragen werden müssen. Würden die Rohre mit ihren

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Stirnwänden unmittelbar gegeneinanderstoßen, dann würde die Gefahr bestehen, daß durch Rauhigkeiten oder Unebenheiten eine ungleichmäßige Lastverteilung auftritt, mit der Folge, daß durch örtliche Überbelastungen Rohrbrüche erfolgen können. Daher ist es üblich, zwischen die Rohre Druckübertragungsringe einzubringen, die kompressibel sind und eine gleichmäßige Lastverteilung ermöglichen. Andererseits muß es beim Rohrvortrieb aber auch möglich sein, daß zwei aufeinanderfolgende Rohre unterschiedliche axiale Ausrichtungen einnehmen, nämlich wenn durch schrägwirkende Vortriebskräfte Korrekturen oder Änderungen im Vortriebsweg hervorgerufen werden sollen. Dann bilden benachbarte Rohre einen Knick, wobei die im Knick innenliegenden Teile der Stirnwände ein Vielfaches der sonst beim Vortrieb üblichen Druckbelastung übernehmen müssen, während die im Knick außenliegenden Teile der Stirnwände entlastet werden.

Die üblichen Druckübertragungsringe bestehen aus verleimten Holzspanmaterial. Von den Ringen wird gefordert, daß sich ihre Materialstärke unter dem maximalen Vortriebsdruck um bis zu 50 % verringern kann, was in der Praxis oft nicht erfüllt werden kann. Außerdem haben derartige Druckübertragungsringe eine relativ geringe Elastizität. Vielmehr werden sie vorwiegend plastisch (bleibend) komprimiert. Wenn bei einem Rohrknick zwischen benachbarten Rohren der Innenbereich des Knicks besonders hoch belastet wird, besteht die Gefahr, daß in diesem Bereich Teile des Rohres abspringen. Daher haben die Druckübertragungsringe einen Außendurchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser der Stirnwände der angrenzenden Rohre. Dadurch bleibt zwischen den Rohren auch im stark komprimierten

Zustand des Druckübertragungsringes im äußeren Umfangsbereich ein Freiraum, in dem Stirnwände nicht in Kontakt mit dem Druckübertragungsring stehen, so daß dort auch kein Rohrmaterial abgesprengt werden kann. Allerdings wird durch diesen Freiraum die Druckübertragungsflache verkleinert und eine exakte Zentrierung und Fixierung des Druckübertragungsringes wird erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckübertragungsring für durch Rohrvortrieb verlegte Abwasserrohre zu schaffen, der eine gleichmäßige Übertragung hoher Druckkräfte unter Vermeidung der Gefahr des Abplatzens von Rohrteilen ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Der erfindungsgemäße Druckübertragungsring weist einen mindestens zweiteiligen Ringkörper aus einem vornehmlich aus Holzwerkstoff bestehenden Kernring und einem aus Elastomermaterial bestehenden, den Außenbereich des Kernringes umgebenden Hüllring auf. Der Kernring liegt mit seinen Stirnflächen an den Stirnwänden der beiden Rohre an, wobei im Außenbereich der Stirnwände der Hüllring angreift. Damit wird auch der Außenbereich (der Bereich größeren Durchmessers) der Rohrstirnwände zur Übertragung der axial wirkenden Vorschubkraft ausgenutzt, wodurch eine bessere Lastverteilung über eine größere Fläche erreicht wird. Das Elastomermaterial des Hüllrings hat eine wesentlich größere Elastizität als der Kernring, so daß es sich nach einer Zusammenpressung wieder auf den ursprünglichen Zustand ausdehnt und bei einer nachfolgenden Zusammenpressung nicht bereits kompaktiert ist. Das Elastomermaterial bildet in dem

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äußeren Umfangsbereich eine relativ weiche elastische Pufferschicht, die eine weiche Formanpassung an den Außenbereich der jeweiligen Rohrstirnwand sicherstellt. Obwohl die gesamte Stirnwand für die Kraftübertragung ausgenutzt wird, besteht bei einem Rohrknick nicht die Gefahr des Abplatzens von Rohrmaterial im Außenbereich an der Innenseite des Rohrknicks, weil dort das Elastomermaterial ein lastverteilendes weiches Polster bildet.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

ein Gewinn an Druckübertragungsfläche, weil die gesamten Stirnwände der Rohre ausgenutzt werden,

Vermeidung von Punktlasten an den innenliegenden Kanten bei einem Rohrknick,

Verbesserung der Verformbarkeit und des elastischen Verhaltens des Druckubertragungsringes.

Vorzugsweise sitzt der Hüllring auf einem Umfangssteg des Kernringes, wobei der umfangssteg eine gegenüber dem Kernring verringerte Breite aufweist. Dadurch können die Stirnflächen von Kernring und Hüllring wenigstens annähernd in einer gemeinsamen Ebene liegen. Wenn die Breite des Umfangssteges des Kernringes nach außen hin abnimmt, wird außerdem ein kontinuierlicher Übergang der Härte des Verbundringes und der sonstigen Verformungseigenschaften erzielt, wobei die Härte von innen nach außen abnimmt, während die Elastizität zunimmt .

Zweckmäßigerweise hat der Umfangssteg des Kernringes einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Stirnwände der Rohre. Dadurch wird erreicht, daß im Bereich des Außenrandes der Rohre, wo die Gefahr des Abplatzens von Material besonders groß ist, ausschließlich Elastomermaterial vorhanden ist.

Der Umfangsring kann ferner einen über die Stirnwände der Rohre überstehenden Zentrierrand von verringerter Profilquerschnittsfläche zur Abstützung an der Verbindungshülse aufweisen. Dadurch wird sichergestellt, daß der Ringkörper seine Zentrierposition beibehält und daß die Stirnwände der Rohre zur Druckübertragung voll ausgenutzt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Hüllring aus einem zu einem geschlossenen Ring verbundenen U-förmigen Profil, dessen Schenkel mit Kerben versehen sind. Ein solches Profil kann als Endlosprofil durch Extrusion &ogr;.dgl. hergestellt werden. Da die Druckübertragungsringe nicht in großen Massen hergestellt werden und für jeden Rohrdurchmesser ein anderer Druckübertragungsring erforderlich ist, wäre eine an sich mögliche Herstellung der Hüllringe als Formkörper zu teuer. Ein entsprechendes Profil, das zu einem Ring geschlossen wird, bietet den Vorteil, daß es für unterschiedliche Durchmesser geeignet ist, ohne daß individuelle Herstellungsformen benötigt würden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Rohrverbindung mit Druckübertragungsring im auseinandergezogenen Zustand,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Teil-Längsschnitt durch den Druckübertragungsring, und

Fig. 3 eine Frontansicht eines Teiles des Druckübertragungsringes .

In Figur 1 sind zwei Abwasserrohre 10 und 11 dargestellt, die in gegenseitiger axialer Verlängerung angeordnet sind und gegeneinandergesetzt werden, damit sie durch eine Vortriebsvorrichtung im Boden vorgetrieben werden können. Die Abwasserrohre 10,11 bestehen aus Steinzeugmaterial, Beton, Faserzement oder Gußeisen. Alle diese Materialien sind besonders anfällig gegen örtlich hohe Punktpressungen. Die Länge der Rohre beträgt üblicherweise 1 bis 3 m und ihr Durchmesser kann bis zu 1600 mm reichen. Die Rohre sind ohne Flansche und andere Vorsprünge ausgebildet, um den Rohrvortrieb nicht zu behindern. An jedem Rohrende befindet sich eine außen umlaufende Aussparung 12, in der eine Ringnut 13 zur Aufnahme einer ringförmigen Dichtung 14 vorgesehen ist. Über die Aussparung 12 und die Dichtung 14 ist eine Verbindungshülse 15 aus Edelstahl geschoben, die den Stoßbereich der beiden Rohre 10,11 überdeckt und die innerhalb der Außenkontur der Rohre angeordnet ist. Die Verbindungshülse 15 bewirkt zusammen mit den Dichtungen 14 die Abdichtung der Rohrverbindung.

Die Stirnwände 16 der Rohre sind geschliffen oder auf andere Weise geglättet, um eine gleichmäßige Lastübertragung zu ermöglichen. Zwischen die Stirnwände 16 der beiden Rohre ist der Druckübertragungsring 17 einge-

setzt. Dieser besteht aus einem flachen Ringkörper 18, dessen Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Rohre 10,11 ist und dessen Außendurchmesser bis an die Verbindungshülse 15 heranreicht.

In Figur 1 ist der Zustand dargestellt, daß die Verbindungshülse 15 bereits auf das erste Rohr 10 aufgeschoben ist und über die Stirnwand 16 hinaus vorsteht. Vor die Stirnwand 16 ist der Druckübertragungsring 17 gesetzt. Anschließend wird das zweite Rohr 11 in die Verbindungshülse 15 eingeschoben, wobei ihre Dichtung 14 zusammengedrückt wird. Wird nun eine Vortriebskraft in axialer Richtung der Rohre ausgeübt, dann wird der Druckübertragungsring 17 zwischen den Stirnwänden 16 der Rohre mit starker Kraft zusammengedrückt.

Wie aus Figur 2 hervorgeht, besteht der Ringkörper 18 aus einem Kernring 19 aus Holzmaterial, z.B. aus Spanholz, Schichtholz oder Schnittholz. Das Holzmaterial hat den Vorteil, daß es sehr formstabil ist und kostengünstig hergestellt werden kann.

Der Hauptteil 19a des Kernringes 19 hat rechteckigen Querschnitt und erstreckt sich von der Innenwand 21 nach außen. Der Durchmesser der Innenwand 21 ist gleich dem inneren Rohrdurchmesser. An den Hauptteil 19a schließt sich nach außen ein umlaufender Umfangssteg 22 an, der im Querschnitt trapezförmig ausgebildet ist und sich nach außen (mit zunehmenden Durchmesser) verjüngt. Auf den Umfangssteg 22 ist der Hüllring 20 aufgezogen.

Der Hüllring 2 0 besteht aus Elastomermaterial, z.B. Kautschuk und er weist ein im wesentlichen U-formiges Profil auf, das komplementär zu dem Profil des Umfangs-

Steges 22 ausgebildet ist und über den Umfangssteg geschoben wird. Dabei liegen die Außenflächen der beiden Schenkel 23a, 23b im wesentlichen bündig mit den Stirnflächen des Kernrings 19, die sie nach außen hin verlängern. An den Außenflächen der Stege 23a und 23b befinden sich umlaufende Profilierungen 24. Ferner sind die Stege 23a,23b durch eine Ringhülse 25 verbunden, welche die Umfangsfläche des Umfangssteges 22 umschließt. Die Ringhülse 25 befindet sich im montierten Zustand (Figur 1) unmittelbar vor der äußeren Umfangskante 26 der Stirnwand 16 des Rohres. An der Umfangskante 26, die gegen Abplatzen empfindlich ist, befindet sich also ausschließlich Elastomermaterial. Der Umfangssteg 22 des Kernrings 19 hat also einen Außendurchmesser der kleiner ist als der Außendurchmesser der Rohrstirnwand 16.

Der Hüllring 20 ist schließlich mit einem von der Ringhülse 25 nach außen abstehenden umlaufenden Zentrierrand 27 versehen. Dieser Zentrierrand 2 7 weist eine umlaufende Nut 28 auf, wodurch seine Querschnittsfläche verringert ist. Eine weitere Verringerung der Querschnittsfläche wird dadurch erreicht, daß die Außenflanken des Zentrierrandes 27 angefast sind. Der Zentrierrand 27 dient der Zentrierung und Fixierung des Ringkörpers 18 an der Innenfläche der Verbindungshülse 15. Die beschriebene Ausbildung des Zentrierrandes stellt sicher, daß eine geringe Reibung an der Verbindungshülse 15 vorhanden ist und daß beim Zusammenquetschen des Druckübertragungsringes Ausweichraum für das Material zur Verfügung steht.

Der Ringkörper 18 hat eine Breite von beispielsweise 10 mm und einen Durchmesser, der dem Durchmesser der Abflußrohre angepaßt ist.

Der Hüllring 20, der das in Figur 2 dargestellte Querschnittsprofil aufweist, ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel als Endlos-Strangprofil hergestellt, das auf Länge geschnitten ist. Die beiden Enden sind durch eine Verbindungsnaht 30 (Figur 3) miteinander durch Klebung, Vulkanisation o.dgl. verbunden. Damit das an sich geradlinige Profil in die Rundform des Hüllringes gebracht werden kann, sind in die Schenkel 23a,23b V-förmige Kerben 31 eingeschnitten.

Alternativ ist es natürlich auch möglich, einen nahtlosen Ring als integrales Formteil herzustellen, was jedoch größere Kosten verursacht.

Das Elastomermaterial des Hüllringes 20 hat vorzugsweise eine Shore-Härte von 55.

Claims (10)

ANSPRUCHE

1. Druckübertragungsring zur gegenseitigen Abstützung von durch Rohrvortrieb verlegten Abwasserrohren, welche durch eine auf die beiden Rohrenden abdichtend aufgeschobene Verbindungshülse (15) untereinander verbunden sind,
gekennzeichnet durch ,

einen mindestens zweiteiligen Ringkörper (18) aus einem vornehmlich aus Holzwerkstoff bestehenden Kernring (19) und einem aus Elastomermaterial bestehenden, den Außenbereich des Kernringes (19) umgebenden Hüllring (20).

2. Druckübertragungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllring (2 0) auf einem Umfangssteg (22) des Kernringes (20) sitzt.

3. Druckübertragungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen von Kernring (19) und Hüllring (20) wenigstens annähernd in einer Ebene liegen.

4. Druckübertragungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllring (20) die Außenkante (26) der Stirnwände (16) beider Rohre (10,11) bedeckt.

5. Druckübertragungsring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangssteg (22) des Kernringes (19) einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Stirnwände (16) der Rohre (10,11).

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6. Druckübertragungsring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllring (20) eine den Umfangssteg (22) des Kernringes (19) umgebende Ringhülse (25) aufweist.

7. Druckübertragungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllring (20) einen über die Stirnwände (16) der Rohre (10,11) überstehenden Zentrierrand (27) von verringerter Profilquerschnittsfläche zur Abstützung an der Verbindungshülse (15) aufweist.

8. Druckübertragungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Hüllringes (20) profiliert sind.

9. Druckübertragungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllring

(20) aus einem zu einem geschlossenen Ring verbundenen U-förmigen Profil besteht, dessen Schenkel (23a,23b) mit Kerben (31) versehen sind.

10. Druckübertragungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-Härte des Hüllringes (20) 5 5 beträgt.