Formteil für Leitungssysteme zum Durchleiten von Abwässern

Die Erfindung betrifft ein Formteil für Leitungssysteme, insbesondere Rohrbogen oder Abzweig, und ein Leitungssystem zum Durchleiten von Abwässern.

Derartige Formteile sind auf dem Markt bekannt. Gerade in Abwasserleitungssystemen besteht das Problem, dass durch die Kraftanregung der Rohrwand von Formteilen beim Auftreffen/Umlenken der Flüssigkeit, Körperschall entsteht. Dieser breitet sich im Leitungssystem aus und wird z. B. durch die Rohrwand an die Umgebung abgestrahlt. Dieser Luftschall kann von Menschen als störendes Geräusch wahrgenommen werden und beeinträchtigt dessen Wohlbefinden.

Um die Entstehung des Körperschalls zu verringern, ist die Einleitung von Kraftsprüngen oder Kraftspitzen durch das stoßweise Auftreffen der geleiteten Flüssigkeit zu vermeiden. Da aber besonders Abwässer nur stoßweise in eine Abwasserleitung abgegeben werden, ist dies nur in begrenztem Maße möglich.

Bei den erfindungsgemäßen Formteilen wird eine Geräuschminderung dadurch erreicht, dass das Formteil in durch Aufprallen der Abwässer beaufschlagbaren Bereichen eine erhöhte Wanddicke aufweist, die durch Anpassen der Spritzgussform oder durch einen Verbundschichtaufbau, der eine Schicht/Sandwichschicht oder ein Zusatzbauteil zur Schallabsorption auf einem Grundformteil enthält, gebildet ist.

Bei einer Erhöhung der Wanddicke des Formteils durch Anpassen der Spritzgussform ist es besonders vorteilhaft, wenn der verwendete Kunststoff zähplastisch ist und einen E- Modul im Bereich von 10 ⁷ bis 10 ¹¹ N/m ² aufweist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Zusatzteil aus einem schallabsorbierenden Werkstoff besteht, da somit durch Schallabsorption/-dämpfung der entstandene Schall in Wärme umgewandelt wird. Stoffe, die schallabsorbierende Eigenschaften besitzen, können sowohl aus homogenem als auch aus porösem Material bestehen.

Bei homogenen schallabsorbierenden Stoffen erfolgt die Energierumwandlung durch innere Reibung infolge von Deformation des schallabsorbierenden Materials und bei porösen Stoffen durch äußere Reibung.

Durch die Erhöhung der Wanddicke in den Bereichen der Formteilwand, auf die die geleiteten Abwässer auftreffen, wird die Masse des Wandbereichs lokal erhöht, wodurch wiederum die Schallentstehung reduziert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Formteil besteht das Grundformteil zumindest abschnittsweise aus einem thermoplastischen Material. Dabei werden bevorzugt Polyolefine, wie Polyvinylchlorid oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat, oder thermoplastische Elastomere verwendet. Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn das Material des Grundformteils organische und/oder anorganische Füllstoffe enthält, die auch eine amorphe Struktur aufweisen können.

Die Wanddicke der Formteile in den Bereichen, die durch das Aufprallen der Abwässer beaufschlagt werden, wird gleitend oder sprunghaft um maximal das Doppelte der angrenzenden Bereiche erhöht. Damit ist auch eine Erhöhung der Wanddicke im Spritzgusspro- zess möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Bereich des Formteils, der eine erhöhte Wanddicke aufweist, flächenmäßig größer gewählt als der durch das Aufprallen der Abwässer beaufschlagte Bereich. Mit der Vergrößerung des Bereichs mit erhöhter Wanddicke können auch unwahrscheinliche Auftreffpositionen mit abgedeckt werden. Weiterhin ist es somit möglich, den Bereich mit erhöhter Wanddicke so geometrisch zu gestalten, dass eine bestimmte Flächenform erreicht wird, die z. B. zur Zuordnung des Formteils zu einem bestimmten Rohrsystem und damit zu einem bestimmten Hersteller dienen kann.

Bei der Anbringung eines Zusatzbauteils hat es sich als günstig erwiesen, wenn das Zusatzbauteil vollflächig mit dem Grundformteil verbunden ist. Dies kann durch Aufkleben des Zusatzteils auf das Grundformteil erreicht werden. Es ist aber auch möglich, das Zusatzteil durch Zweikomponentenspritzguss mit dem Grundformteil zu verbinden, wodurch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Bereichen ausgebildet wird. Weiterhin ist es möglich, durch z. B. Reibschweißen beide Teile zu verbinden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist die Oberfläche des Zusatzteil, die von dem Grundformteil abgewandt ist strukturiert/mikrostrukturiert, so dass durch die Oberflächenausbildung eine Schallreduzierung stattfindet.

Es hat sich weiterhin vorteilhaft gezeigt, wenn das Zusatzteil aus einem thermoplastischen Material und/oder einer Absorbermatte/einem Absorbervlies und/oder einer geräuschmindernden Schaumstoffbeschichtung besteht, die auf das Grundformteil im Bereich der durch Aufprallen der Abwässer beaufschlagbaren Bereiche aufgebracht ist. Durch die Vlies- oder Schaumstruktur des Zusatzteils wird der durch die Abwässer verursachte Schall in seiner Ausbreitungsrichtung vorteilhaft gedämpft, wobei die irregulären Vlies-/Schaumstrukturen den Schall/Körperschall streuend absorbieren.

Die Absorbermatte/das Absorbervlies kann vorteilhaft aus Natur- und/oder Kunstfasern bestehen. Als Naturfasern können beispielsweise Fasern verwendet werden, die aus Baumwolle, Leinen, Jute, Hanf, Sisal, Schurwolle, Kaschmir, Holz oder Zellulose bestehen. Die Kunstfasern lassen sich noch unterteilen in natürliche Polymerfasern, synthetische Polymerfasern und anorganische Fasern, wie z. B. Metallfasern, Glasfasern, Keramikfasern oder Kohlenstofffasern.

Als natürlichen Polymerfasern können z. B. Viskosefasern und als synthetische Polymerfasern können Fasern verwendet werden, die durch Polykondensation, wie z. B. Polyester, Polyamid oder Aramid, oder die durch Polymerisation, wie z. B. Polyacrylnitril, Polytetraflu- orethylen, Polyethylen, Polypropylen oder Polyvinylchlorid, oder die durch Polyaddition, wie z. B. Polyurethan, hergestellt werden.

Es hat sich weiterhin gezeigt, dass eine Sandwichstruktur der Absorbermatten/-vliese sich günstig auf die Schallabsorption auswirken. Hierzu wurden die Schallabsorbermatten/- vliese mittels beispielsweise Haftvermittler und Folie - insbesondere Kunststofffolie - stoffschlüssig so ausgeführt, dass ein Phasensprung der Schallwelle/Körperschallwelle so er-

folgt, dass die Schallabsorption im Frequenzbereich von 100 Hz bis 4800 Hz gewährleistet ist.

In diesem Erfindungszusammenhang wurde auch erkannt, dass auf der dem Grundformteil abgewandten Seite des Zusatzteils eine Deckschicht aufgebracht werden kann. Diese kann als mechanischer Scheuer- und/oder Abriebschutz beim Verlegen des Formteils für das Vlies oder die Matte dienen.

Durch die unterschiedlichen Temperaturen zwischen Rohrinnenseite und Rohraußenseite kann es zur Kondensation von Wasser an der Außenoberfläche kommen. Um die Wasseraufnahme einer Matte oder eines Vliese als Zusatzteil zu verhindern, ist es günstig, wenn die Deckschicht deshalb als wasserabweisende selbsttragende Kunststofffolie ausgebildet ist.

Für eine vorteilhafte Anbringung des Zusatzteils an das Grundformteil hat sich gezeigt, dass die dem Grundformteil zugewandte Seite des Zusatzteils mit einer selbstklebenden Schicht zu versehen ist. Zur lagerichtigen Positionierung des Zusatzbauteils hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Grundformteil in dem Aufbringbereich eine im Spritzgießprozess eingebrachte Markierung, wie z. B. eine Vertiefung an der Oberfläche in dem Aufbringbereich aufweist.

Durch die Einbindung erfindungsgemäßer Formteil in ein Leitungssystem ist es möglich, die hörbaren Geräusche, die durch das Hindurchleiten der Abwässer entlang der Verlegestücke entstehen, vorteilhaft zu reduzieren.

Dabei wurde erkannt, dass der Schall im Frequenzbereich von 100 Hz bis 4800 Hz vorteilhaft absorbiert wird, wodurch eine Reduktion des Schallpegels von ca. 5 dB erreicht wird.

Erfindungsgemäß werden als Formteile für Leitungssysteme alle Formteile bezeichnet, die eine Richtungsänderung des strömenden Abwassers hervorrufen, wie z. B. Rohrbögen mit unterschiedlichen Winkeln zwischen Ein- und Abgang, Einfachrohrabzweige und Mehrfachrohrabzweige.

Es zeigt:

- A -

Figur 1 - Seitenansicht eines 45° Rohrbogens

Figur 2 - Schnitt durch ein Formteil mit Abzweig

Figur 3a - Seitenansicht eines Doppelabzweiges

Figur 3b - Schnitt A-A durch den Doppelabzweig Figur 3a

Figur 4a - Seitenansicht eines Eckdoppelabzweiges

Figur 4b - Schnitt B-B durch den Eckdoppelabzweig Figur 4a

In Figur 1 ist beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend ein 45° Rohrbogen (1a) in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Dabei ist die eine Seite (3) als Schnitt ausgeführt, so dass man den Aufbau des Formteil (1a) erkennt. Der Rohrbogen (1a) weist an seinem jeweiligen Ende (2, 3) einen Bereich auf, mit dem eine Steckverbindung zu weiteren Rohrabschnitten/-formteilen, die nicht weiter dargestellt sind, hergestellt werden kann. Der Bereich des Rohrbogens (1a), der in Einbaulage mit den auftreffenden Abwässern beaufschlagt wird, ist mit einem erfindungsgemäßen Zusatzteil (4) versehen. Dabei besteht das in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Grundformteil (5) aus Polypropylen (PP) und das Zusatzteil (4) aus einem Vlies, das auf die Oberfläche des Grundformteils (5) in dem durch Aufprallen der Abwässer beaufschlagbaren Bereich des Rohrbogens (1a) vollflächig aufgeklebt ist. Die für das Aufkleben des Vlieses (4) benötigte Klebefläche ist dabei am Vlies angebracht und mit einer abziehbaren nicht klebenden Schutzschicht abgedeckt. Beim Anbringen des Vlieses (4) am Grundformteil (5) wird die Schutzschicht des Vlieses entfernt und dann das Vlies (4) auf dem Grundformteil (5) positioniert und aufgeklebt. Die Positionierung kann dabei durch das Handlingsverfahren beim Aufbringen oder aber in einem Markierungsbereich auf dem Grundformteil (5) erfolgen. Die für einen Bereich erforderliche Markierung als Positionierhilfe kann z. B. durch ein minimales Absenken der Oberfläche des Grundformteils (5) in dem durch das Aufprallen der Abwässer beaufschlagbaren Bereich erreicht werden. Das Vlies (4) ist von seiner räumlichen Ausdehnung durch den Einsteckbereich (6) an einem Ende (2) des Rohrbogens (1a) begrenzt, da durch die Erhöhung der Wandstärke ein Verbinden mit weiteren Rohrabschnitten/-formteilen sonst nicht mehr möglich wäre. In diesem Beispiel ist das Zusatzteil (4) flächenmäßig größer ausgebil-

det als der durch die auftreffenden Abwässer im Normalfall beaufschlagten Bereiche des Rohrbogens (1a).

Damit kann das Zusatzteil (4) geometrisch so gestaltet werden, dass eine Visualisierung des Rohrsystems mit schallmindernden Eigenschaften erreicht werden kann. Zum mechanischen Scheuer- und Abriebschutz des Vlieses ist auf der dem Grundformteil (5) abgewandten Seite des Zusatzteils/Vlieses (4) eine Deckschicht aus einer Kunststofffolie aufgebracht. Damit wird vorteilhaft die Wasseraufnahme des Vlieses aus der Umgebung und damit ein Aufquellen des Zusatzteils/Vlieses (4) verhindert.

In Figur 2 ist ein Schnitt durch einen Einfachabzweig (1 b) dargestellt. Dieses Formteil (1b) weist ein Hauptlumen (7) und einen darin einleitenden Abzweig (8) auf. Der Bereich des Einfachabzweigs (1b), auf den die Abwässer beim Durchleiten durch den Abzweig (8) auftreffen, ist mit einer erhöhten Wandstärke ausgebildet. Dabei wird dieser Bereich schon im Spritzgusswerkzeug ausgeformt. Es ist auch möglich durch Zweikomponentenspritzguss unterschiedliche Materialien/Materialzusammensetzungen für den Einfachabzweig (1b) und den verstärkten Wandbereich (9) zu wählen. Durch die Anordnung des Abzweiges (8) ist der gesamte dem Abzweig (8) gegenüberliegende Bereich (9) des Formteils (1b) mit einer erhöhten Wandstärke ausgebildet.

Die Figuren 3a und 3b zeigen einen Doppelabzweig (1c). Dabei ist in Figur 3a eine Seitenansicht und in Figur 3b ein Schnitt A-A durch diesen Doppelabzweig (1c) dargestellt. Der Doppelabzweig (1c) weist in dem Bereich, in dem die Abwässer durch die einzelnen Lumen zusammentreffen auf jeder Seite des Abzweigs ein Zusatzbauteil (4) auf, das aus einer Absorbermatte oder einem Absorbervlies besteht. Durch diese Anordnung wird eine Schallreduktion im Frequenzbereich von 100 Hz bis 4800 Hz vorteilhaft erreicht.

Ein weiteres die Erfindung nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 4a und 4b in Form eines Eckdoppelabzweigs (1d) dargestellt. Dabei zeigt die Figur 4b einen Schnitt B-B zur besseren Verdeutlichung des verstärkten Wandbereichs (9) des Eckdoppelabzweigs (1d). Der verstärkte Wandbereich (9) des Eckdoppelabzweigs (1d) wird durch den Grunddoppelabzweig und ein im Zweikomponentenspritzgussverfahren aufgebrauchten Schaumbereich gebildet. Für die Herstellung der Schaumstruktur können gasabspaltende chemische Verbindungen als Treibmittel eingesetzt werden. Als organische Treibmittel werden Azodicarbonamid, Benzolsulfohydrazid, Cyanursäuretrihydrazid und/oder Diphe- nylenoxid-4,4'-disulfohydrazid und als anorganische Treibmittel wird insbesondere Natrium-

hydrogencarbonat verwendet. Als Hilfsmittel zur Schaumbildung werden Magnesiumoxid und Zinkoxid eingesetzt. Es werden aber auch Mischungen der polymeren Kunststoffe mit Gasen, wie z. B. Pentan, Isopentan, Propan, Isobutan, Monofluortrichlormethan, Difluor- dichlormethan, Stickstoff, Argon und/oder Kohlendioxid hergestellt. Vorteilhafterweise wird für den Grunddoppelabzweig und den Schaumbereich der gleiche Grundwerkstoff verwendet, so dass die stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Bereichen des Eckdoppelabzweigs (1d) gewährleistet ist.