Flüssigkeitsdichtes sanierungsfähiges und/oder gasdichtes Verbindungssystem für Hohlkörper mit symmetrisch gleichen offenen und gegenüberliegen Enden

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein flüssigkeitsdichtes sanierungsfähiges und/oder gasdichtes Verbindungssystem für Hohlkörper mit symmetrisch gleichen offenen und gegenüberliegen Enden, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine übliche Form zur Verbindung von Hohlkörpern mit offenen Enden, insbesondere Rohrleitungen der Ver- und Entsorgung, ist das Ineinanderführen der entsprechend profilierten nicht symmetrischen Enden unter Verwendung geeigneter Dichtungssysteme wie etwa einer Elastomerdichtung . Nachteil dieser Verbindungsmethode ist der verfahrenstechnische Mehraufwand bei der Profilierung der Enden, etwa der Formung von Muffen, Nut oder Falz sowie im Falle der Konstruktion im Untergrund der damit verbundene arbeitstechnische Aufwand bei der Herstellung entsprechender Bauteilauflager oder Bettungen. Weiterhin sind bspw. als Muffe, Nut oder Falz profilierte Enden bedingt durch ihre Form anfällig für Schäden bzw. Abplatzungen während des Transports und der Verlegung, so dass die Dichtheit der Verbindung beeinträchtigt wird .

Die am häufigsten verwendeten elastischen Dichtmittel bei Verbindungssystemen von offenen Hohlkörpern, im Nachfolgenden am Beispiel von Rohrleitungen dargestellt, weisen im Allgemeinen eine im Vergleich zum Bauteilwerkstoff weitaus geringere technische Nutzungsdauer auf. Dies führt dazu, dass bereits lange vor der geplanten Mindestnutzungsdauer des Bauteils bzw. des Rohrleitungssystems, dessen Funktionsfähigkeit auf Grund frühzeitig verschlissener Dichtungssysteme stark reduziert wird und die Gefahr der Infiltration bzw. Exfiltration des Transportmediums besteht.

Die Form üblicher profilierter nicht symmetrischer Rohrverbindung, wie etwa Muffenverbindungen oder Nut-Falzverbindungen, verhindert eine vollständige und wirksame Sanierung bzw. Erneuerung des verschlissenen Dichtungssystems von Innen, da Teile des Dichtungssystems unerreichbar für eine me-

chanische bzw. manuelle Sanierung oder Erneuerung im Spalt zwischen dem einen Rohrende einerseits und dem eingesteckten Rohrende andererseits liegen.

Bei Verzicht auf die Profilierung nicht symmetrischer Rohrenden während der Rohrherstellung ist eine verfahrenstechnisch einfachere Strangfertigung der Rohre mit symmetrisch gleichen Rohrenden möglich. Bisherige Verbindungssysteme für solche gefertigten Rohrleitungen weisen eine Reihe von Nachteilen auf.

Flüssigkeitsdichte Verbindungen für Rohre mit symmetrisch gleichen Rohrenden, vorzugsweise aus Beton, Stahlbeton oder Asbestzement, werden in der DE 30 26 681 Al beschrieben. Diese dort genannten flüssigkeitsdichten Verbindungen weisen keine elastische und dichtende Fugeneinlage im Bereich zwischen den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten der miteinander verbundenen Rohrenden und den Kontaktflächen Verbindungssytem/Rohr auf, sodass sich diese Rohrenden direkt berühren und aneinander gepresst werden. Bei Abwinklung des Rohrleitungsstrangs zu seiner Rohrlängsachse auf Grund von Verschiebungen durch äußere Lasteintragung, wie etwa Bodenbewegungen, führen dadurch verursachte Press- und Druckkräfte an den Stirnseiten zu Abplatzungen des Rohrmaterials bzw. zur übermäßigen Verformung der Rohrenden. Durch diese Abplatzungen bzw. übermäßigen Verformungen wird die Belastbarkeit, Dichtheit und Funktionsfähigkeit der Rohre beeinträchtigt.

Flüssigkeitsdichte Verbindungssysteme für Rohre mit symmetrisch gleichen Rohrenden sind weiterhin aus den Schriften DD 105 855 A, DE 1 960 282 U und DE 199 11 341 Al bekannt. Hierbei besteht jeweils der Nachteil, dass sich bei Rohren mit größeren Nennweiten das Aufstülpen der Verbindungssysteme auf Grund zu hoher Reibungskräfte zwischen Rohrwand und Verbindungssystem nur sehr schwer oder überhaupt nicht bewerkstelligen lässt.

Die in der CH 192 412 A und der DE 195 42 793 C2 offenbarte Lehren bzgl . der Konstruktion der Verbindungssysteme zwischen symmetrisch gleichen

Rohrenden erfordern zusätzlichen Mehraufwand bei der Ausbildung des Rohrauflagers bzw. der Rohrbettung, wenn der Außendurchmesser des Verbindungssystems wesentlich größer als der Rohraußendurchmesser ist. Da der Hauptteil des Verbindungssystems an der Rohraußenseite liegt, ist eine nachträgliche Sanierung oder Erneuerung der Verbindung vom Rohrinneren her nicht möglich, da keine geeigneten Verfahren oder Techniken bekannt sind, um die für eine nachträgliche Einbringung und Abdichtung des Verbindungssystems notwendige innere Profilierung der glatten Rohrenden herzustellen. Nachträglich eingebrachte innere Verbindungssysteme zur Sanierung oder Erneuerung der Rohrverbindung vermindern bei unprofilierten glatten Rohrenden den Innendurchmesser bzw. den lichten Querschnitt des Rohres und beeinträchtigen das Fließverhalten bzw. die Hydraulik des Rohres bzw. des Transportmediums.

Innenliegende Verbindungssysteme für symmetrisch gleiche Rohrenden, wie sie z. B. die Lehre nach DE 213 342 A offenbart, weisen den Nachteil auf, dass Teile des Verbindungssystems in das Rohrinnere umlaufend hineinragen und dadurch der innere Rohrquerschnitt verringert wird . Somit wird das störungsfreie Abfließen des Transportmediums im Rohr behindert.

Zweiteilige Verbindungssysteme für symmetrisch gleiche Rohrenden, welche über das jeweilige Rohrende gestülpt und anschließend ineinander gesteckt werden, wie beispielsweise die Lehre nach DE 2 201 306 C beschreibt, haben den Nachteil, dass Verschiebungen durch Scherkräfte im Verbindungsbereich nicht ausreichend ausgeglichen werden können. Des Weiteren lässt sich das Aufstülpen der zweiteiligen Verbindungssysteme auf die Rohrenden bei größeren Nennweiten auf Grund zu hoher Reibungskräfte zwischen Rohrwand und Verbindungssystem nur sehr schwer oder überhaupt nicht bewerkstelligen.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes flüssigkeitsdichtes sanierungsfähiges und/oder gasdichtes Verbindungssystem für Hohlkörper mit symmetrisch gleichen offenen und gegen-

überliegenden Enden anzugeben, welches die genannten Probleme und Nachteile bereits bekannter Systeme überwindet.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein Verbindungssystem gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.

Erfindungsgemäß besteht das flüssigkeitsdichte sanierungsfähige und/oder gasdichte Verbindungssystem zunächst aus einer zwischen den Stirnseiten der jeweiligen Hohlkörperenden eingebrachten elastischen Fugendichtung . Außerdem ist an der an den Innenseiten der zu verbindenden Hohlkörperenden geformten Aussparung ein Einsteckrahmen zur form- und kraftschlüssigen Verbindung und Dichtung vorgesehen. Das Innenprofil des Verbindungssystems entspricht bei Endmontage dem Innenprofil der zu verbindenden Hohlkörper. Zudem sind alle relevanten Teile des Verbindungssystems, auch nach der Montage, vom Rohrinneren her zugänglich.

Der Einsteckrahmen kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und umfasst ein Trägersystem und ein Dichtungssystem. In Abhängigkeit der Rohrnennweite und der zugehörigen Innen liegenden Aussparung der Rohrenden, weist der Einsteckrahmen eine solche Schichtdicke auf, dass er inklusive aller zugehörigen Dichtungs- und Systemelemente formschlüssig in die vorgesehene Aussparung eingeführt werden kann und somit eine Reduzierung des inneren Hohlkörperdurchmessers auf Grund eines hineinragenden Einsteckrahmens vermieden wird .

Das Trägersystem des Einsteckrahmens weist eine dem Innenprofil der zu verbindenden Hohlkörperenden angepasste Geometrie auf und ist in die an der Innenseite der Hohlkörperenden geformte Aussparung eingebracht.

An dem Trägersystem ist an der zur Rohrinnenseite hin gerichteten Oberfläche ein Dichtungssystem angebracht, welches elastische Eigenschaften aufweist und mit Hohlkammern versehen ist, um Abplatzungen des Rohrma-

terials bzw. übermäßige Verformungen der Rohrenden auf Grund einwirkender Press- und Druckkräfte zu vermeiden.

Hierbei kann das Dichtungssystem direkt an dem Trägersystem fixiert sein oder lose zwischen dem Trägersystem und der an der Innenseite der Hohlkörperenden geformten Aussparung eingebracht werden.

In einer weiteren Ausführungsform ragt das Dichtungssystem über den zum Hohlkörper zeigenden stirnseitigen Rand des Trägersystems hinaus und umhüllt dieses teilweise. Zudem ist es denkbar, dass das Dichtungssystem den gesamten von Trägersystem und der an der Innenseite der Hohlkörperenden geformten Aussparung gebildeten Zwischenraum ausfüllt oder nur Teilbereiche des Zwischenraums.

Das Stirnseitendichtungselement weist wiederum elastische Eigenschaften und Hohlkammern auf, um wie bereits beim Dichtungssystem des Einsteckrahmens erwähnt, auftretende Press- und Druckkräfte zu kompensieren.

Je nach Ausführungsform ist es möglich, dass das Stirnseitendichtungselement den gesamten oder nur Teilbereiche des, von den zu verbindenden Hohlkörperenden gebildeten, stirnseitigen Zwischenraums ausfüllt.

Zusätzlich kann am Trägersystem des Einsteckrahmens ein Steg angebracht sein, welcher ganz oder teilweise in den stirnseitigen Zwischenraum ragt, der von den zu verbindenden Hohlkörperenden gebildet wird. Dieser Steg kann ferner von dem Stirnseitendichtungselement umhüllt sein.

In einer weiteren Ausführungsform ist an der Außenseite der zu verbindenden Hohlkörperenden ein im Profil T-förmiger Fugendichtungsrahmen angebracht, der wiederum elastische Eigenschaften und eingebrachte Hohlkammern aufweisen kann.

Der in den von den zu verbindenden Hohlkörperenden bildenden Zwischenraum ragende Teil des Fugendichtungsrahmens kann den Zwischenraum voll-

ständig oder nur teilweise ausfüllen und bildet in einer bevorzugten Ausfüh- rungsform zusammen mit dem am Trägersystem angebrachten Steg ein durchgehendes Element, welches den stirnseitigen Zwischenraum der beiden Hohlkörperenden vollständig ausfüllt.

Zweckmäßigerweise ist das hierbei gebildete Element von dem Stirnseitendichtungselement vollständig umhüllt.

Das flüssigkeitsdichte sanierungsfähige und/oder gasdichte Verbindungssystem für Hohlkörper mit symmetrisch gleichen offenen und gegenüberliegenden Enden, ist derartig ausgebildet, dass es automatisiert, mechatronisch oder manuell installiert werden kann.

Zudem eignet sich das beschriebene Verbindungssystem sowohl zur Verbindung neuzuverlegender Rohre größerer Nennweiten mit symmetrisch gleichen Rohrenden, als auch zur nachträglichen Installation bei bereits verlegten Rohren mit symmetrisch gleichen Rohrenden und bei sanierungs- und erneuerungsbedürftigen von Innen erreichbaren Rohrverbindungssystemen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.

Hierbei zeigen :

Fig. 1 die Vorderansicht eines Hohlkörperbauteils größerer

Nennweite mit beispielhafter Anordnung von Stoßfugen

(C); Fig. 2 die Vorderansicht eines Hohlkörperbauteil mit kleinerer

Nennweite und Fig. 3 - Fig . 14 Schnittdarstellungen beispielhafter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems.

Wie bereits beschrieben, eignet sich das dargelegte Verbindungssystem für Hohlkörperenden u . a. zur Verbindung von Rohren mit größeren Nennweiten. Derartige Rohrabschnitte werden meist in Einzelteilen zur jeweiligen Bau-

stelle transportiert, um dort zu einem Rohr zusammengesetzt zu werden. Fig . 1 zeigt ein Bauteil größerer Nennweite mit beispielhafter Anordnung von Stoßfugen (C). Im dargelegten Fall handelt es ich um ein dreigliedriges Bauteil . Fig . 2 zeigt hingegen ein Bauteil, aufweisend eine kleinere Nennweite, welches komplett aus einem Guss geformt ist.

Beide Ausgangsprodukte können mit dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem an ihren Stirnseiten mit einem weiterführenden Rohrabschnitt verbunden werden.

Die Hohlkörper mit symmetrisch gleichen offenen und gegenüberliegenden Enden (A, B) weisen eine im Rohrinneren gebildete Aussparung auf, in welche der Einsteckrahmen (1), bestehend aus dem Trägersystem (2) und dem Dichtungssystem (3) eingebracht wird (Fig. 3). In dieser dargestellten Ausführungsform ragt das elastische und mit Hohlkammern versehene Dichtungssystem (3) über den zum Hohlkörper zeigenden stirnseitigen Rand des Trägersystems (2) hinaus und hüllt dieses teilweise ein. Zudem ist das Dichtungssystem (3) in Fig. 3 durchgehend auf dem Trägersystem (2) aufgebracht.

Fig. 4 stellt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems dar. Hierbei weist das Trägersystem (2) einen kurzen Stegansatz (6) auf, auf dem das Stirnseitendichtungselement (4) angebracht ist. Dieses füllt den ganzen, von den zu verbindenden Hohlkörperenden gebildeten, stirnseitigen Zwischenraum aus und weist optional elastische Eigenschaften und eingebrachte Hohlkammern auf. Das auf dem Trägersystem (2) angebrachte Dichtungssystem (5) besteht in diesem Fall aus zwei Einzelteilen, die vor allem an den stirnseitigen Rändern des Trägersystems (2) angebracht sind, über diese hinausragen und eine Teilumhüllung darstellen.

Denkbar ist des Weiteren ein Trägersystem (6), welches einen vollständig in den stirnseitigen Zwischenraum der Hohlkörperenden (A, B) ragenden Steg (6) aufweist, der zusätzlich von dem Stirnseitendichtungselement (5) an den Stirnseiten umhüllt wird . Es sind Kombinationen bzgl . des Dichtungselements

möglich, nachdem dieses aus zwei Einzelteilen (Fig . 5 (5)) oder einem durchgängigen Element (Fig. 6 (3)) bestehen kann.

Fig. 7 macht deutlich, dass der am Trägersystem (2) angebrachte Steg (6) den stirnseitigen Zwischenraum der Hohlkörperenden (A, B) nur teilweise ausfüllen kann und in dem abgebildeten Beispiel nur zur Hälfte in den Zwischenraum ragt. Zudem kann das Dichtungselement aus einem durchgehenden Element (7) oder zwei Einzelelementen (Fig . 8 (8)) bestehen, welche den stirnseitigen Rand des Trägersystems (2) nicht umhüllen, sondern an dessen Rand den Abschluss finden.

Eine bevorzugte Ausführungsform (Fig. 9) weist zusätzlich einen an der Außenseite der zu verbindenden Hohlkörperenden (A, B) angebrachten Fugendichtungsrahmen (9) auf, der im Wesentlichen ein T-Förmiges Profil, elastische Eigenschaften und eingebrachte Hohlkammern aufweist. Hierbei ragt der Fugendichtungsrahmen (9) teilweise in den stirnseitigen Zwischenraum der beiden Hohlkörperenden. Das verwendete Trägersystem (2) weist in diesem Fall ein bereits in das Dichtungssystem (3 ) integriertes Stirnseitendichtungselement (4) auf, welches nur in einem kleinen Maße den stirnseitig gebildeten Zwischenraum ausfüllt, aber trotzdem auftretende Press- und Druckkräfte unterstützend zum Dichtungssystem (3) kompensiert.

Fig. 10, Fig . 11 und Fig . 12 zeigen, dass auch bei Verwendung eines Fugendichtungsrahmens (9) verschiedene Kombinationen bzgl. des am Trägersystem angebrachten Dichtungssystems (3, 5), des Stirnseitendichtungselements (4) und der jeweiligen Länge des am Trägersystem (2) befestigten Stegs (6) möglich sind .

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform (Fig. 13) bilden der Fugendichtungsrahmen (9) und der am Trägersystem (2) angebrachte Steg (6) ein durchgehendes zusammengehöriges Element, welches den stirnseitigen Zwischenraum der Hohlkörperenden (A, B) vollständig ausfüllt und von dem Stirnseitendichtungselement (4) umgeben ist, welches zugleich mit dem am

Trägersystem (2) angebrachten Dichtungssystem (3) ein zusammengehöriges Element bildet.

Fig. 14 verdeutlicht, dass der in den Zwischenraum der Hohlkörperenden (A, B) ragende Teil des Fugendichtungsrahmens (9) den Zwischenraum auch vollständig ausfüllen kann. Wobei in diesem Fall ein Trägersystem (2) verwendet wird, welches ein zweiteiliges Dichtungssystem (5) aufweist.

Die dargelegten Ausführungsformen stellen keine abschließende Darstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems dar. Vielmehr sind unterschiedlichste Kombinationen aus Träger- und Dichtungssystem, Stirnseitendichtungselement und Fugendichtungsrahmen denkbar.

Die Ausführungsformen zeigen, dass eine Montage des Verbindungssystems vom Rohrinneren her problemlos möglich ist, da der Einsteckrahmen aus zwei Einzelteilen besteht, die beide über das Rohrinnere einzubringen sind .

Bezugszeichenliste:

1 Einsteckrahmen

2 Trägersystem

3 einteiliges Dichtungssystem mit Umhüllung der Trägersystemkante

4 Stirnseitendichtungselement

5 zweiteiliges Dichtungssystem mit Umhüllung der Trägersystemkante

6 Steg

7 einteiliges Dichtungssystem

8 zweiteiliges Dichtungssystem

9 Fugendichtungsrahmen